Допуск соосности ограничивает, насколько средняя линия одного цилиндра может уйти от базовой оси. На чертеже это одна рамка: знак, число и буква базы. Её легко спутать с концентричностью или с биением, хотя поле у этих записей разное.
Что такое допуск соосности и зачем он в чертеже
Вал электродвигателя опирается на два подшипника в разных стенках корпуса. Если средние линии посадочных шеек расходятся, подшипники встают с перекосом и берут лишнюю нагрузку. Допуск соосности как раз ограничивает этот уход средней линии от базовой оси.
В разговоре «соосно» значит «на одной линии». В допуске смысл уже. По ГОСТ Р 53442-2015 средняя линия нормируемого цилиндра должна лежать внутри цилиндрической зоны. Ось этой зоны совпадает с базовой осью. Допуск нужен валу с двумя опорными шейками, ступенчатому отверстию корпуса и муфтовому соединению.
Рядом в том же стандарте есть концентричность, и это не второе имя соосности. Концентричность точки держит центр круговой линии в поперечном сечении. Соосность держит среднюю линию всего цилиндра. Путать эти две строки таблицы нельзя: одна про центр в сечении, другая про линию вдоль детали.
Факт. Если перед числом стоит знак Ø, поле соосности — цилиндр. Диаметр цилиндра равен этому числу, а ось цилиндра совпадает с базовой осью. Так поле задано в ГОСТ Р 53442-2015, пункт 18.13.2.
Мнение. Если при вращении важна поверхность, а не средняя линия, в рамке уместнее радиальное биение. Индикатор касается поверхности, и показание отвечает именно на этот вопрос.
Нормативная база: каким ГОСТом оперировать
Вал с шестеренками механизма. Фото: Pearson Scott Foresman · Public domain
От номера стандарта на чертеже зависит, как читать рамку. ГОСТ 2.308-2011 утратил силу в РФ. Срок действия ограничен 01.03.2024. На территории РФ вместо него применяют ГОСТ Р 2.308-2023. Этот стандарт задаёт, как выполнять допуски формы и расположения в графическом документе: рамку, знак, порядок ячеек, базы.
Понятия и поля задаёт другой документ. ГОСТ Р 53442-2015 устанавливает допуски формы, ориентации, месторасположения и биения. На титуле указано, что он модифицирован по отношению к ISO 1101:2012. Числовые ряды этот стандарт не содержит.
Число в рамке берут не «на глаз» и не как долю допуска размера. ГОСТ Р 2.308-2023, пункт 4.8, прямо отсылает к ГОСТ 24643: числовые значения геометрических допусков выбирают по нему.
Если чертёж выполнен не по этим ГОСТ, в основной надписи должно быть видно, какой документ им правит. Чужой знак не подставляют под российское поле, пока эта ссылка не прочитана.
Как читать рамку допуска соосности: разбор на примере вал–корпус
Рамку читают слева направо. По ГОСТ Р 2.308-2023, пункт 5.1, в ней минимум две части, обычно три. Разберём учебную запись на валу: вторая шейка относительно базовой шейки A, число 0,03. Это пример чтения, а не рекомендуемая величина для подшипника.
В первой ячейке — знак вида допуска. У соосности это две концентрические окружности. Позиционный допуск рисуют крестом в круге. Биение — стрелкой. Знаки из таблицы 1 того же стандарта, их не подменяют друг другом по смыслу слова «соосно».
Во второй ячейке — число в миллиметрах. Перед числом цилиндрического поля ставят знак Ø. Пункт 5.11 требует этот символ для кругового и цилиндрического поля. С ним число 0,03 — диаметр цилиндра, внутри которого лежит средняя линия. Ось цилиндра совпадает с осью базы A.
Если знака Ø в рамке соосности нет, действующий стандарт не велит читать число как полосу и не велит делить его пополам. Такой рамке не хватает символа, который пункт 5.11 просит поставить. Число не пересчитывают «вдвое» на столе. Обозначение возвращают на правку.
В третьей ячейке — буква базы. От рамки к поверхности с той же буквой идёт указатель. На нашем примере буква A стоит у шейки со стороны привода. Рамка с Ø0,03 стоит у дальней шейки. Читается так: средняя линия дальней шейки лежит в цилиндре диаметром 0,03 мм вокруг оси шейки A.
Поле допуска и типы баз: одиночная, общая, комплект
Поле соосности — цилиндр. Его диаметр равен числу допуска, когда перед числом стоит знак Ø. Ось цилиндра лежит на базовой оси. Так поле задано в пункте 18.13.2 ГОСТ Р 53442-2015.
Пункт не задаёт для соосности плоское поле. В рамке сначала смотрят, стоит ли знак диаметра.
Одиночная база
Одиночная база задана одним элементом: одной поверхностью или одним размерным элементом. В третьей части рамки стоит одна буква. Для вала с одной опорной шейкой базой часто делают именно её. Допуск тогда держит среднюю линию второй шейки или пояска относительно этой оси.
Общая база (A–B)
Общая база собрана из двух или более элементов, которые рассматривают одновременно. У каждого элемента свой знак базы. Если общую ось дают две шейки, в третьей ячейке пишут буквы через дефис, например A-B.
Дефис здесь не очередь приоритета. Это одна общая ось двух поверхностей. Так задают общую ось шеек длинного вала.
Комплект баз
Комплект баз записывают иначе. Буквы стоят в отдельных ячейках, с третьей и дальше, в порядке приоритета. Первая база ограничивает ориентацию следующей. Вторая нужна, когда надо снять больше степеней свободы, чем снимает первая. Третья — когда не хватает первых двух.
Поменять ячейки местами — значит сменить порядок выставки. Поверхности те же, система отсчёта уже другая.
Дефис и отдельные ячейки не взаимозаменяемы. A-B в одной ячейке — общая база. A, затем B, затем C в трёх ячейках — комплект баз. На чертеже путают именно это.
Соосность, позиционный допуск, биение и симметричность: что выбрать
Слово «соосно» в задании не называет вид допуска. На чертеже решают знак в первой ячейке. У соседних записей разные поля.
| Допуск | Что ограничивает | Где это задано | Когда запись уместна |
|---|---|---|---|
| Соосность | Среднюю линию цилиндра: она внутри цилиндра, ось которого совпадает с базовой осью | ГОСТ Р 53442-2015, п. 18.13.2 | Когда нужна линия оси, а не контур поверхности |
| Концентричность точки | Центр круговой линии в поперечном сечении: он внутри окружности вокруг базовой точки | ГОСТ Р 53442-2015, п. 18.13.1 | Когда нормируют центр в сечении, а не всю среднюю линию |
| Позиционный допуск | Положение оси относительно баз и теоретически точных размеров | Знак позиционного допуска в рамке по ГОСТ Р 2.308-2023 | Когда «соосно» на деле значит «отверстие в заданном месте» |
| Радиальное биение | Линию поверхности в сечении: она между двумя концентрическими окружностями с центром на базовой оси | ГОСТ Р 53442-2015, п. 18.15.1 | Когда деталь вращается и важен контур, а не одна средняя линия |
| Симметричность | Среднюю плоскость: она между двумя параллельными плоскостями относительно базовой плоскости | ГОСТ Р 53442-2015, п. 18.14.1 | Для паза или шпоночного паза, не для отверстия под подшипник |
Позиционный допуск выбирают, когда надо поставить ось отверстия в систему координат баз. Соосность выбирают, когда одна средняя линия должна идти вдоль другой оси. Симметричность устроена похоже, но для средней плоскости. Если вопрос не в оси, а в допуске размера, смотрите как читать допуски по квалитетам на чертеже.
Когда биение ставят вместо соосности
Биение не равно соосности и не складывается с круглостью по формуле из цеха. Это разные пункты одного стандарта.
При соосности внутри цилиндра лежит средняя линия. При радиальном биении внутри пары окружностей лежит сама линия поверхности в сечении. Разность радиусов этих окружностей равна числу допуска. Общий центр окружностей лежит на базовой оси.
В биение поэтому попадает и смещение, и форма сечения. Соосность держит среднюю линию, а не контур. Если узлу нужен контур при вращении, в рамке ставят биение. Если нужна средняя линия, ставят соосность. Подставить одно число вместо другого и считать требование тем же нельзя.
Индикатор часового типа в призме касается поверхности. За оборот он показывает разность крайних положений стрелки, то есть биение. Среднюю линию он не строит. Поэтому индикатор не подтверждает рамку соосности, даже если числа на рамке и на индикаторе похожи.
Если на чертеже одновременно заданы и круглость, и соосность, их не склеивают в одну рамку биения без согласия конструктора. Биение закроет поверхность. Оно не повторяет дословно обе прежние рамки.
Степени точности и типовые значения допуска соосности
Число в рамке не выводят как долю допуска диаметра. ГОСТ Р 2.308-2023, пункт 4.8, отправляет за числом в ГОСТ 24643. Там значения заданы степенями точности для номинального размера. В рамку переносят число из этой таблицы, а не оценку «на глаз».
Класс точности подшипника сам по себе это число не подставляет. Посадка по диаметру и допуск соосности посадочных мест — разные требования. Оба должны быть написаны на чертеже. Одно не заменяет другое.
Отдельная рамка может отсутствовать. Тогда неуказанные геометрические допуски появляются только ссылкой в технических требованиях. ГОСТ Р 2.308-2023, пункт 4.11, приводит пример такой ссылки: ГОСТ 30893.2. Нет ни рамки у элемента, ни этой ссылки — требование соосности чертёж не задал. Додумывать его в цехе не из чего.
Как измеряют соосность: от координатно-измерительной машины до индикатора в призме
Соосность проверяют по средней линии цилиндра. Её получают из точек поверхности. На координатно-измерительной машине для этого есть программа обсчёта. Подойдёт и другой прибор, если он строит эту линию по точкам.
Индикатор в призме отвечает на другой вопрос. Ниже ход проверки радиального биения. Её легко принять за проверку соосности.
- Базовую шейку кладут в призму на поверочной плите.
- Измеряемую шейку оставляют без опоры, консольно.
- Ножку индикатора ставят на измеряемую поверхность и обнуляют шкалу.
- Деталь медленно поворачивают на полный оборот и снимают крайние показания.
- Разность максимума и минимума — результат этого замера. Это биение поверхности, не отклонение средней линии.
Ножка индикатора стоит на поверхности. В разность показаний входит и уход оси, и отклонение сечения от круга. Поэтому число с индикатора может быть больше, чем уход средней линии. По рамке соосности этим числом деталь не принимают и не бракуют.
Если координатной машины нет, способ приёмки пишут в заказ до запуска. Иначе цех измерит биение, а спор пойдёт про среднюю линию.
Отверстие в корпусе в призме не крутят. Для него нужна схема, которая строит среднюю линию отверстия, либо иной метод, заранее записанный в заказе. Как устроена приёмка партии, собрано в разделе контроля качества.
Частые ошибки при указании допуска соосности на чертеже
Часть споров начинается не в станке, а в рамке. Технолог дочитывает то, чего в ячейках нет.
Фраза в технических требованиях вроде «все диаметры соосны, 0,05 мм» не заменяет рамку. Пункт 4.10 просит назвать вид допуска, элемент и число в миллиметрах. Для цилиндрического поля перед числом ставят знак диаметра.
Базу указывают, когда она нужна. Для соосности она нужна: поле строят вокруг базовой оси. В этой фразе нет ни базы, ни знака Ø. Контролёру не из чего выбрать ось отсчёта.
Пропуск знака Ø не превращает цилиндр в полосу и не делает зону «вдвое меньше». Пункт 5.11 просит знак для цилиндрического поля. Нет знака — число в рамке не прочитано. Делить или удваивать его при переносе с зарубежного чертежа тоже нельзя, пока не видно, чем было задано поле в исходном стандарте.
Требование максимума или минимума материала — отдельный символ у числа, а не свойство самой соосности. В примере ГОСТ Р 2.308-2023 у соосности вала как раз показано требование минимума материала и для нормируемого элемента, и для базового. Символ не выкидывают и не заменяют рамку позиционным допуском без новой записи конструктора.
Общую базу A-B не читают как комплект баз A, B. Дефис в одной ячейке и буквы в соседних ячейках задают разную выставку. Это частая ошибка переноса рамки «как в прошлый раз».
Чек-лист: что указать в ТЗ на изготовление детали с допуском соосности
Перед запуском сверьте четыре пункта. Из них вырастает спор чертежа с контролем.
- У элемента есть буква базы. Общая база из двух шеек записана через дефис в одной ячейке. Комплект баз записан отдельными ячейками, в нужном порядке.
- Перед числом цилиндрического поля стоит знак Ø. Без знака число не толкуют ни как радиус, ни как полосу.
- В заказе назван метод: обсчёт средней линии или замер биения индикатором. Эти методы не подменяют друг друга одним и тем же числом.
- Замена соосности на биение или на позиционный допуск сделана новой рамкой, а не устным согласием «смысл тот же».
Если эти пункты закрыты, чертёж можно отдавать в расчёт: пришлите чертёж — расчёт получите за 3 рабочих дня.
Частые вопросы
Чем допуск соосности отличается от радиального биения?
Соосность держит среднюю линию цилиндра внутри цилиндра вокруг базовой оси. Радиальное биение держит линию поверхности в сечении между двумя концентрическими окружностями. Разность их радиусов равна числу допуска. Ограничить биение не значит автоматически ограничить соосность тем же числом: объекты контроля разные.
Что такое концентричность и совпадает ли она с соосностью?
Нет. В ГОСТ Р 53442-2015 это соседние пункты. Концентричность точки ограничивает центр круговой линии в сечении. Соосность ограничивает среднюю линию цилиндра. Один и тот же знак окружностей не выбирает вид допуска. Смотрят, что нормирует чертёж: точку в сечении или линию оси.
Можно ли применять модификатор максимума материала к допуску соосности?
Модификатор не «встроен» в соосность. Его ставят отдельным символом после числа, если конструктор задал требование максимума или минимума материала. В примере ГОСТ Р 2.308-2023 на соосности вала показано требование минимума материала. Если символа в рамке нет, додумывать его нельзя. Если символ есть, рамку не заменяют позиционным допуском без правки чертежа.
Как проверить соосность отверстий без координатно-измерительной машины?
Индикатор в призме и похожий обкат поверхности показывают биение, а не положение средней линии. Отверстие корпуса так вообще не вращают в призме. Без прибора, который строит среднюю линию, рамку соосности тем же числом не закрыть. Каким методом принимать партию, фиксируют в заказе до запуска.
Источники
- ГОСТ Р 2.308-2023. Допуски формы и расположения поверхностей. Правила выполнения — карточка ФГБУ «Институт стандартизации»: статус «действует», введён 01.03.2024
- ГОСТ 2.308-2011. Указания допусков формы и расположения поверхностей — карточка того же фонда: статус «утратил силу в РФ», на территории РФ пользоваться ГОСТ Р 2.308-2023
- ГОСТ Р 2.308-2023, текст издания — рамка, знак диаметра, одиночная база, общая база через дефис, комплект баз, ссылка на ГОСТ 24643 и ГОСТ 30893.2
- ГОСТ Р 53442-2015, текст издания — поля соосности, концентричности точки, симметричности и радиального биения; модификация ISO 1101:2012
