VJEŽBA V8 · MODUL 4 · KOTIRANJE, TOLERANCIJE I OZNAKE
Vježba V8 · 2 sata
Tolerancije oblika i položaja, hrapavost
Osma vježba dodaje crtežu ono što kote ne mogu reći: koliko smije odstupati oblik i položaj plohe te kolika smije biti hrapavost. Na nosaču vretena i vodilici osi PS-1 upisuju se baze, okviri tolerancija i oznake hrapavosti.
- odabrati i označiti baze prema funkciji dijela
- upisati tolerancije oblika, orijentacije i položaja u okvir tolerancije
- protumačiti tolerancijsko polje svake karakteristike
- odabrati i označiti hrapavost Ra prema funkciji plohe i postupku obrade
- izračunati odnos tolerancijskih polja i provjeriti izmjerene vrijednosti
O vježbi
Prije vježbe proći gradivo: 4.4 Tolerancije oblika i položaja, 4.5 Hrapavost površine i njezino označavanje.
Pitanja i zadaci na ovoj stranici su bez odgovora. Rješenje s postupkom otvara se gumbom Prikaži rješenje ispod svakog pitanja, a upute za nastavnika nalaze se na dnu stranice.
Zadatak
Nosač vretena PS1-01-002 iz vježbe 6 i vodilica PS1-01-005 (Ø12 h6 × 380, C45, brušena) moraju uz kote nositi i zahtjeve oblika, položaja i hrapavosti, jer o njima ovisi rade li ležaj i klizač bez zapinjanja. Za nosač vrijedi: donja ploha A mora biti ravna unutar 0,01 mm; os ležajnog mjesta Ø28 H7 (baza C) paralelna s A unutar 0,02 mm; naslon ležaja (ploha na dubini 8) okomit na os C unutar 0,01 mm; rupe 4 × M4 u poziciji Ø0,1 prema prednjoj plohi B i osi C. Hrapavost: ležajno mjesto Ra 0,8, donja ploha Ra 1,6, ostale plohe Ra 3,2. Za vodilicu: pravocrtnost osi Ø0,02, cilindričnost 0,005, klizna ploha Ra 0,4.
Na crtežu nosača iz vježbe 6 (presjek A-A i nacrt) označite baze A, B i C, upišite četiri okvira tolerancije i oznake hrapavosti, uključujući opću oznaku za ostale plohe. Na crtežu vodilice iz vježbe 2 (slika V2.4) upišite dva okvira tolerancije i hrapavost. Diobenu kružnicu Ø38 i kut rupa pretvorite u teoretski točne mjere.
Oprema i pribor
- crteži nosača (vježba 6) i vodilice (vježba 2) ili njihove kopije
- olovke za dvije širine crte, ravnalo, šablona sa simbolima (nije obavezna)
- po mogućnosti uzorci hrapavosti (usporedne pločice za glodanje, tokarenje i brušenje)
- kalkulator za pitanja 4, 5 i 7
Pravila koja se primjenjuju
Tolerancije oblika, orijentacije, položaja i bacanja propisuje ISO 1101, a baze i sustave baza ISO 5459. Zahtjev se upisuje u pravokutni okvir tolerancije: prvo polje nosi znak karakteristike, drugo iznos tolerancije u mm (sa znakom Ø kad je polje valjkasto), a sljedeća polja slova baza redom važnosti. Pokazna crta sa strelicom završava na plohi ili njezinoj pomoćnoj kotnoj crti kad se zahtjev odnosi na plohu, a u produžetku kotne crte kad se odnosi na os ili središnju ravninu. Isto vrijedi za znak baze: trokut na plohi označava plohu, trokut u produžetku kotne crte označava os. Tolerancije oblika nemaju bazu; orijentacija, položaj i bacanje uvijek je imaju. Mjere koje određuju teoretski točan položaj pišu se u pravokutnom okviru i nemaju toleranciju: odstupanje položaja određuje samo tolerancija pozicije.
Prema ISO 8015 (načelo neovisnosti) svaki zahtjev vrijedi sam za sebe: tolerancija mjere ne ograničava oblik, osim ako je upisan zahtjev ovojnice. Hrapavost se označava prema ISO 1302, koju zamjenjuje ISO 21920-1, a parametre, među njima srednje aritmetičko odstupanje profila Ra, definira ISO 21920-2. Znak hrapavosti s vodoravnom crtom između krakova znači da je skidanje materijala obavezno; vrijednost se piše uz produženi krak. Znak se postavlja tako da vrhom dodiruje plohu ili njezinu pomoćnu kotnu crtu izvana, a za plohe okrenute prema dolje preko pokazne crte. Opća oznaka za sve ostale plohe piše se uz zaglavlje. Primjenjuje se važeće izdanje svake norme.
Pažnja
Tolerancija oblika mora biti manja od tolerancije mjere iste plohe, inače je besmislena: vodilica Ø12 h6 ima toleranciju mjere 11 µm, pa cilindričnost 0,05 ne bi ništa dodala. Isto tako, strelica okvira na pomoćnoj kotnoj crti plohe i strelica u produžetku kotne crte ne znače isto: prvo je ploha, drugo os.
Crtež
Postupak
- Za nosač odredite funkciju svake plohe: na čemu leži (A), od čega se mjeri dubina i pričvršćuje poklopac (B), u čemu sjedi ležaj (C).
- Na presjeku A-A nacrtajte znak baze A na donjoj plohi, B na prednjoj plohi, a C u produžetku kotne crte Ø28 H7.
- Upišite okvir ravnosti 0,01 s pokaznom crtom na donju plohu. Ravnost nema bazu.
- Upišite okvir paralelnosti 0,02 prema A s pokaznom crtom u produžetku kotne crte Ø28 H7 (zahtjev za os).
- Upišite okvir okomitosti 0,01 prema C s pokaznom crtom na naslon ležaja.
- Na nacrtu uz oznaku 4 × M4 dodajte okvir pozicije Ø0,1 s bazama B i C, a Ø38 i 45° stavite u pravokutni okvir.
- Upišite hrapavost Ra 0,8 na pomoćnu kotnu crtu ležajnog mjesta i Ra 1,6 preko pokazne crte na donju plohu; uz zaglavlje opću oznaku Ra 3,2 sa znakom u zagradi.
- Na vodilici upišite pravocrtnost osi Ø0,02 u produžetku kotne crte Ø12 h6, cilindričnost 0,005 na plohu i Ra 0,4 na kliznu plohu.
- Provjerite da je svaka tolerancija oblika manja od tolerancije mjere i da svaka tolerancija orijentacije i položaja ima bazu.
- Usporedite s rješenjima na slikama V8.3 do V8.5.
Pitanja i zadaci
1. Upišite baze, tolerancije oblika i položaja te hrapavost na presjek A-A nosača.
Prikaži rješenje
Provjerite smjer strelica: ravnost i okomitost pokazuju na plohe, paralelnost na os (u produžetku kotne crte). Oznaka Ra 0,8 stoji na pomoćnoj kotnoj crti ležajnog mjesta, a Ra 1,6 na pokaznoj crti, jer je donja ploha okrenuta prema dolje.
2. Upišite toleranciju pozicije rupa 4 × M4 na nacrt nosača.
Prikaži rješenje
Os svake rupe mora ležati u valjku promjera 0,1 mm čija je os na teoretski točnom mjestu: okomito na bazu B, na kružnici Ø38 oko osi C, pod 45°. Mjere Ø38 i 45° više nemaju opću toleranciju.
3. Upišite zahtjeve na vodilicu.
Prikaži rješenje
Pravocrtnost se odnosi na os, pa strelica stoji u produžetku kotne crte Ø12 h6; cilindričnost se odnosi na plohu, pa strelica pokazuje na obris. Obje tolerancije manje su od tolerancije mjere h6 (11 µm), a Ra 0,4 dobiva se brušenjem.
4. Opišite tolerancijsko polje svake karakteristike iz zadatka.
Prikaži rješenje
| Karakteristika | Tolerancijsko polje |
|---|---|
| ravnost 0,01 | prostor između dviju paralelnih ravnina razmaknutih 0,01 mm; ploha mora ležati između njih |
| paralelnost 0,02 prema A | prostor između dviju ravnina paralelnih s bazom A, razmaknutih 0,02 mm; os provrta mora ležati između njih |
| okomitost 0,01 prema C | prostor između dviju ravnina okomitih na os C, razmaknutih 0,01 mm; naslon mora ležati između njih |
| cilindričnost 0,005 | prostor između dvaju koaksijalnih valjaka čiji se polumjeri razlikuju za 0,005 mm |
| pravocrtnost Ø0,02 | valjak promjera 0,02 mm; os vodilice mora ležati u njemu po cijeloj duljini |
| pozicija Ø0,1 prema B i C | valjak promjera 0,1 mm s osi na teoretski točnom položaju |
5. Umjesto pozicije Ø0,1 netko je rupe M4 kotirao koordinatama s odstupanjem ±0,05 mm u oba smjera. Usporedite tolerancijska polja i objasnite prednost tolerancije pozicije.
Prikaži rješenje
Koordinatno polje je kvadrat 0,1 × 0,1 mm, površine 0,0100 mm². Najveće dopušteno odstupanje od idealnog položaja je na dijagonali: √(0,05² + 0,05²) = 0,0707 mm, a u smjeru osi samo 0,05 mm. Krug Ø0,1 ima površinu π · 0,05² = 0,00785 mm².
Za sklapanje je važna samo udaljenost osi rupe od idealnog položaja, ne smjer. Ako rupa na dijagonali kvadrata s odmakom 0,0707 mm još odgovara, odgovarat će i u svakom drugom smjeru; zato se može propisati pozicija Ø0,141 (krug opisan oko kvadrata), čija je površina 0,0157 mm², za 57 % veća od kvadrata, bez ikakve štete za sklapanje. Radionica dobiva veće polje, a kontrola jednoznačan kriterij.
6. Na vodilici su izmjereni promjeri: na jednom kraju 11,995 mm, u sredini 11,993 mm, na drugom kraju 11,990 mm. Je li vodilica u toleranciji mjere h6? Što se po ovim mjerama može zaključiti o cilindričnosti 0,005?
Prikaži rješenje
Ø12 h6: od 11,989 do 12,000 mm. Sve tri mjere su u granicama, pa je mjera dobra.
Konusnost: razlika promjera 11,995 − 11,990 = 0,005 mm, što je razlika polumjera 0,0025 mm. To je polovica polja cilindričnosti 0,005, pa zahtjev po ovim mjerama nije narušen. Zaključak je ipak samo procjena: cilindričnost obuhvaća i kružnost i pravocrtnost izvodnica, pa se pouzdano provjerava mjerenjem oblika po cijeloj plohi, a ne s tri promjera mikrometrom.
7. Profil površine ima pilasti oblik s ukupnom visinom od vrha do dna 3,2 µm. Kolika je vrijednost Ra? Zašto se za vodilicu ne propisuje samo „fino obrađeno"?
Prikaži rješenje
Ra je srednja vrijednost apsolutnih odstupanja profila od srednje crte. Za pilasti (trokutni) profil srednja crta je na polovici visine, odstupanja idu linearno od 0 do h/2, pa je njihova srednja vrijednost h/4: Ra = 3,2 / 4 = 0,8 µm.
„Fino obrađeno" nema mjerljivu vrijednost i kontrola ga ne može provjeriti. Ra 0,4 je mjerljiv zahtjev: mjeri se profilometrom na propisanoj duljini i jednoznačno odlučuje je li ploha dobra.
8. Obrazložite izbor hrapavosti za plohe nosača i vodilice te navedite kojim se postupcima obrade obično postižu.
Prikaži rješenje
| Ploha | Ra (µm) | Razlog | Obično se postiže (preporuka) |
|---|---|---|---|
| klizna ploha vodilice | 0,4 | kuglice linearnog ležaja kotrljaju se po plohi; manje trošenje i buka | brušenje |
| ležajno mjesto Ø28 H7 | 0,8 | dosjed s vanjskim prstenom; neravnine ne smiju „pojesti" dosjed | fino tokarenje ili fino glodanje, razvrtavanje |
| donja ploha A | 1,6 | baza za visinu osi i ravnost 0,01 | fino glodanje |
| ostale plohe | 3,2 | bez funkcijskog zahtjeva | glodanje |
Vrijednosti u stupcu postupaka su iskustvene i ovise o stroju i alatu; zahtjev na crtežu je Ra, a ne postupak. Postupak se na znaku piše samo kad je propisan.
9. Što znači načelo neovisnosti prema ISO 8015 i kako bi se promijenio zahtjev za vodilicu kad bi uz Ø12 h6 pisalo „Ⓔ"?
Prikaži rješenje
Prema načelu neovisnosti tolerancija mjere ograničava samo lokalne dvotočkaste mjere, a oblik (pravocrtnost, cilindričnost) ograničen je samo upisanim tolerancijama oblika. Vodilica s promjerom 12,000 mm posvuda mogla bi bez tolerancije oblika biti savijena. Oznaka Ⓔ (zahtjev ovojnice) traži da ploha ne prijeđe savršeni valjak najveće mjere materijala Ø12,000; na mjeri 12,000 vodilica mora biti savršeno ravna i okrugla, a što je tanja, to smije više odstupati od oblika. U ovoj vježbi oblik je propisan izravno (Ø0,02 i 0,005), pa zahtjev ovojnice nije potreban.
Za nastavnika
Otvori upute za nastavnika
Priprema
Pripremite crteže nosača i vodilice iz vježbi 6 i 2 (ili kopije rješenja) i uvećanu sliku V8.2. Ako je moguće, donesite usporedne pločice hrapavosti i jedan brušeni i jedan glodani uzorak, da polaznici noktom osjete razliku između Ra 0,4 i Ra 3,2. Pokažite i mjerni sat na postolju za provjeru ravnosti i paralelnosti na mjernoj ploči.
Tijek sata
- Uvod (10 min): što kote ne kažu; znakovi karakteristika (slika V8.1), okvir tolerancije i baze (slika V8.2).
- Baze i okviri na nosaču (30 min): koraci 1–6; nastavnik provjerava strelice na plohu i na os.
- Hrapavost (15 min): korak 7, uzorci hrapavosti, pitanja 7 i 8.
- Vodilica (15 min): korak 8, pitanje 6 s mjerenjem mikrometrom ako ima opreme.
- Provjera i rasprava (20 min): usporedba s rješenjima; pitanja 4, 5 i 9.
Očekivani rezultati
Crtež nosača s tri baze, četiri okvira tolerancije, teoretski točnim mjerama i oznakama hrapavosti te crtež vodilice s dva okvira i Ra 0,4. Polaznik zna protumačiti tolerancijsko polje svake karakteristike i obrazložiti izbor hrapavosti.
Česte pogreške
- strelica paralelnosti na obrisu provrta (ploha) umjesto u produžetku kotne crte (os)
- baza na tolerancijama oblika (ravnost prema A) ili bez baze na paralelnosti i okomitosti
- tolerancija oblika veća od tolerancije mjere
- Ø38 ostavljen s općom tolerancijom uz toleranciju pozicije
- znak hrapavosti okrenut naopako na donjoj plohi umjesto preko pokazne crte
- Ra upisan bez vrijednosti ili bez opće oznake za ostale plohe
Vrednovanje
| Kriterij | Opis | Bodovi |
|---|---|---|
| Baze | A, B i C ispravno postavljene (ploha i os) | 4 |
| Okviri tolerancije | ravnost, paralelnost, okomitost, pozicija i dva na vodilici, ispravan redoslijed polja | 7 |
| Teoretski točne mjere | Ø38 i 45° u okviru | 2 |
| Hrapavost | Ra 0,8, 1,6, 0,4 i opća oznaka, ispravan položaj znaka | 4 |
| Pitanja | računska pitanja 5–7 točno | 3 |
| Ukupno | 20 |