Обозначения:
· Допуск IT = International tolerance;
· Верхние и нижние отклонения, ES = Ecart Superieur, EI = Ecart Interieur,
· Для отверстий большие буквы (ES, D), для валов малые (es, d).
Схема поля допуска на отверстие. По чертежу - 4 мм, предельные размеры - 4,1-4,5. В данном случае поле допуска не пересекает нулевую линию, так как оба предельных размера выше номинального.
Основные термины и определения по ГОСТ 25346-89 .
· Вал - термин, условно применяемый для обозначений наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
· Отверстие - термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.
· Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю.
Основное отверстие - отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.
- Действительный размер - размер элемента, установленный измерением.
- Предельные размеры - два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер.
- Номинальный размер - размер, относительно которого определяются отклонения.
- Отклонение - алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.
- Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами.
- Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.
- Верхнее отклонение ES, es - алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами.
Примечание. ES - верхнее отклонение отверстия; es - верхнее отклонение вала.
- Нижнее отклонение EI, ei - алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами.
Примечание. ЕI - нижнее отклонение отверстия; ei - нижнее отклонение вала.
- Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. В данной системе допусков и посадок основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.
- Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.
· Допуск Т - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями.
Примечание. Допуск - это абсолютная величина без знака.
· Стандартный допуск IT - любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок.
· Поле допуска - поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.
· Квалитет (степень точности) - совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.
· Единица допуска i, I - множитель в формулах допусков, являющийся функцией номинального размера и служащий для определения числового значения допуска.
Примечание. i - единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I - единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм.
Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики указываются:
1. в виде числового значения допуска;
2. в виде двух предельных отклонений между которыми находится действительный размер () ;
3. сочетанием букв (буквы) основного отклонения и номера квалитета ();
4. в виде наибольшего и наименьшего предельных значений;
5. знаком «больше или равно» () или «меньше или равно» ();
6. процентом.
Квалитет является мерой точности. С увеличением квалитета точность понижается (допуск увеличивается).
- Абсолютная величина допуска (в микронах) в зависимости от квалитета и размера:
Значение допуска на размеры, мкм
Посадка - характер соединения сопрягаемых деталей, определяемый зазором или натягом, то есть разностью их размеров до сборки в соответствии с назначенным допуском.
Система допусков и посадок существует в двух вариантах: система вала - основным размером является размер вала, а размер отверстия выбирается с различным зазором или натягом; система отверстия - основным размером является размер отверстия, а размер вала задаётся с необходимым зазором или натягом.
Посадки обозначают буквами латинского алфавита: отверстия - прописными буквами, валы - строчными. Точность посадки определяется квалитетом допуска.
Различные посадки определяют степень свободы относительного перемещения деталей; их назначают исходя из условий работы машин и механизмов, их точности и условий сборки. Посадки по характеру соединения деталей делятся на 3 группы:
· Посадка с (гарантированным) зазором - соединение с гарантированным зазором, то есть наименьший допустимый размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. Обозначаются от а до h (от А до H).
· Переходная посадка - соединение с возможным зазором или натягом в зависимости от действительных размеров вала и отверстия. Обозначаются от j до n (от J до N).
· Посадка с (гарантированным) натягом - соединение с гарантированным натягом, то есть наибольший допустимый размер отверстия меньше наименьшего допустимого размера вала или равен ему. Обозначаются от p до z (от P до Z).
Соединение с натягом - технологическая операция получения условно разъёмного соединения, которое получается при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом. Обычно соединяют детали с цилиндрическими или коническими поверхностями, также эти поверхности могут быть эллиптическими, призматическими и пр. Для получения надёжного соединения необходим натяг (положительная разность диаметров вала и отверстия). После сборки вал и отверстие благодаря упругим и пластическим деформациям принимают один размер. Сборка соединения с натягом производится запрессовкой или температурным деформированием.
Для измерения валов и отверстий применяются штангенциркули с погрешностью ±0,1 мм и ±0,05 мм. Для измерения валов применяются гладкие микрометры с погрешностью ±4 мкм. Для измерения отверстий применяют индикаторные нутромеры.
Калибры, шаблоны предназначены для измерения детали по одному итому же размеру и являются бесшкальными инструментами. Их особенношироко применяют в массовом и серийном производстве для контроляразмеров, формы и взаимного расположения поверхностей. Предельные калибры. Калибры для контроля валов - скобы (ГОСТ 2216-84*, 18355-73*). Проходная сторона (ПР) имеет размер, равный наибольшемупредельному размеру вала, а непроходная (НЕ)-наименьшему предельномуразмеру вала. Скоба листовая дву- Скоба листовая односторонняя сторонняя от 1 до 50 мм от 1 до 180 мм Скоба штампованная двусторонняя Скоба регулируемая от 3 до 100 мм от 0 до 330 мм Применение скоб. Проходная сторона калибров (ПР) для валов должна проходить впроверяемую поверхность контролируемого размера, а непроходная (НЕ) недолжна в нее проходить. Измерительные поверхности калибров должны быть слегкасмазанными. Применение чрезмерных усилий при измерении приводит кнеправильным показаниям и преждевременному износу измерительныхповерхностей инструмента. Калибры для измерения отверстий - пробки (ГОСТ 14807-69*, 14827-69*). Типы пробок Проходная сторона (ПР) пробки имеет размер, равныйнаименьшему предельному размеру отверстия, а непроходная сторона (НЕ) -наибольшему предельному размеру отверстия.Пробка двусторонняя с вставками с Пробка двусторонняя с насадками. коническим хвостовиком. Пределы измерений от 30 до Пределы измерений от 1 до 50 мм 100 мм Пробка односторонняя с вставками с Пробки листовые двусторонние. коническим хвостовиком. Пределы измерений от 18 до 100 мм Пределы измерений от 6 до 50 мм Применение пробок. Проходная сторона пробки (ПР) должна проходить в проверяемоеотверстие, а непроходная сторона (НЕ) не должна проходить. Шаблоны. Шаблоны для контроля длин и высот. Контроль длин и высот предельными шаблонами производится так же,как скобами и пробками, т. е. перемещением их измерительных поверхностейотносительно проверяемых поверхностей деталей (изделий).
Лекция 15
Основные понятия. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Наиболее распространены в машиностроении соединения деталей с гладкими цилиндрическими (I) и плоскими параллельными (II) поверхностями. У цилиндрических соединений поверхность отверстия охватывает поверхность вала. Охватывающая поверхность называется отверстием , охватываемая - валом . Названия «отверстие» и «вал» условно применяются и к другим нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 115).
Рис. 115
На рабочих чертежах в первую очередь проставляют размеры, которыми оценивают количественно геометрические параметры деталей.
Размер - это числовое значение линейной величины (диаметра, длины, высоты и т. п.). Размеры подразделяются на номинальные, действительные и предельные.
Номинальным размером (рис. 116) называется основной размер детали, рассчитанный с учетом ее назначения и требуемой точности. Номинальный размер соединений - общий (одинаковый) размер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В производстве номинальные размеры не могут быть выдержаны: действительные размеры всегда в большую или меньшую сторону отличаются от номинальных. Поэтому, помимо номинальных (расчетных), различают также действительные и предельные размеры на деталях.
Рис. 116
Действительный размер - размер, полученный в результате измерения готовой детали с допустимой степенью погрешности. Допустимую неточность изготовления деталей и требуемый характер их соединения устанавливают посредством предельных размеров.
Предельными размерами называются два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называется наибольшим предельным размером, меньшее - наименьшим предельным размером (рис. 117,I). Таким образом для обеспечения взаимозаменяемости на чертежах необходимо вместо номинального указывать предельные размеры. Но это сильно усложнило бы чертежи. Поэтому предельные размеры принято выражать посредством отклонений от номинального.
Рис. 117
Предельное отклонение - это алгебраическая разность между предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения. Верхнее отклонение - это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером. В соответствии с ГОСТ 25346-89 верхнее отклонение отверстия обозначается ES, вала - es. Нижнее отклонение - алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение отверстия обозначается ЕI, вала - ei.
Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю (см. рис. 117, II). В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).
Действительное отклонение - алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительное отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонениями.
Допуск, поле допуска, квалитеты точности . Допуск Т * - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
Стандарт ГОСТ 25346-89 устанавливает понятие «допуск системы», - это стандартный допуск, установленный системой допусков и посадок. Допуски системы ЕСДП** обозначаются: IТ01, IТО; IТ1 ... IТ17, Буквы IТ обозначают «допуск ИСО» *** . Так, IТ7 обозначает допуск по 7-му квалитету ИСО.
Величина допуска не совсем полно характеризует точность обработки. Например, у вала? 8 _0.03 мм и вала?64_0.03 мм величина допуска одинаковая и равна 0,03. Но обработать вал?64_0.03 мм значительно труднее, чем вал?8_0.03 мм.
В качестве единицы точности, с помощью которой можно выразить зависимость точности от диаметра d, установлена единица допуска i (I). Чем больше единиц допуска содержится в допуске системы, тем больше допуск и, следовательно, меньше точность, и наоборот. Число единиц допуска, содержащихся в допуске системы, определяется квалитетом точности.
Под квалитетом понимается совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от номинального размера. Квалитеты охватывают допуски сопрягаемых и несопрягаемых деталей. Для нормирования различных уровней точности размеров от 1 мм до 500 мм в системе ЕСДП установлено 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2 ... 17.
В настоящее время допуски измерительных инструментов и устройств - IТ01 - IТ7, допуски размеров в посадках - IТ3 ... IT13, допуски неответственных размеров и размеров в грубых соединениях - IТ14 ... IТ17. Для каждого квалитета на основе единицы допуска и числа единиц допуска закономерно построены ряды полей допусков.
Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Определяется оно величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении (рис. 118) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.
Рис. 118
Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий (I) - прописными (А, В, С, В и т. д.) и для валов (II) - строчными (а, b, с, d и т. д.). Ряд полей допусков обозначаются двумя буквами, а буквы О,W, Q и L не используются.
Разберем теперь сущность некоторых понятий. Допустим, что для какой- нибудь детали задан основной расчетный размер 25 мм. Это номинальный размер. В результате неточностей обработки действительный размер детали может оказаться больше или меньше номинального. Однако действительный размер должен колебаться только в известных пределах. Пусть, например, наибольший предельный размер равен 25,028 мм, а наименьший предельный размер -24,728 мм. Значит, допуск размера, характеризующий требуемую точность обработки детали, равен 25,028-24,728=0,300 мм.
Как уже указывалось, на чертежах обозначают не предельные размеры, а номинальный размер и допускаемые отклонения - верхнее и нижнее. Для рассматриваемой детали верхнее предельное отклонение будет равно: 25,028-25=0,028 мм; нижнее предельное отклонение: 24,728-25=0,272 мм. Размер детали, проставляемый на чертеже, - Верхнее предельное отклонение размера пишется над нижним. Значения отклонении записываются более мелким шрифтом, чем номинальный размер. Знаки «плюс» и «минус» показывают, какое действие нужно произвести, чтобы подсчитать наибольший и наименьший предельные размеры.
Если нижнее и верхнее предельные отклонения равны, то их записывают так: .
В этом случае размер шрифта у номинального размера и у равных абсолютных величин отклонений одинаковый. Если одно из отклонений равно нулю, то его совсем не указывают. В этом случае плюсовое отклонение наносят на место верхнего, а минусовое - на место нижнего предельного отклонения.
* Начальная буква французского слова Tolerance - допуск.
**Единая система допусков и посадок (ЕСДП).
***Международная организация по стандартизации (ИСО), рекомендации которой легли в основу ЕСДП.
Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Обозначается, как Т.
Квалитет – совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от номинального размера. Квалитеты охватывают допуски сопрягаемых и несопрягаемых деталей. Для нормирования различных уровней точности размеров от 1 мм до 500 мм в системе ЕСДП (Единая Система Допусков и Посадок) установлено 19 квалитетов, они обозначаются цифрами: 01; 0; 1; 2 ... 17.
Стандартные допуски (ГОСТ 25346-89) установленные ЕСПД обозначаются: IТ01, IТ0; IТ1 ... IТ17, Буквы IТ обозначают «допуск ИСО» (ИСО=ISO – International Standart Organization). Так, запись IТ7 обозначает допуск по 7-му квалитету ИСО.
В качестве единицы точности, с помощью которой можно выразить зависимость точности от диаметра d, установлена единица допуска i (I). Чем больше единиц допуска содержится в допуске системы, тем больше допуск и, следовательно, меньше точность, и наоборот. Число единиц допуска, содержащихся в допуске системы, определяется квалитетом точности.
В настоящее время допуски измерительных инструментов и устройств – IТ01 – IТ7, допуски размеров в посадках – IТ3 ... IT13, допуски неответственных размеров и размеров в грубых соединениях – IТ14 ... IТ17. Для каждого квалитета на основе единицы допуска и числа единиц допуска закономерно построены ряды полей допусков.
Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Определяется оно величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении (рис. 4.6) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.
Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий (I) – прописными (А, В, С, В и т. д.) и для валов (II) – строчными (а, b, с, d и т. д.). Некоторые из полей допусков обозначаются двумя буквами. Буквы O,W, Q и L не используются.
Пример расположения полей допусков относительно номинального размера (в ЕСДП его называют нулевой линией) приведен на рисунке 4.7.
Характер соединения детелей в сборочной единице зависит от величин допусков деталей, определяемой квалитетом, и от расположенияполей допусков относительно нулевой линии, а также от соотношения этих параметров.
Рисунок 4.8 наглядно показывает, как могут соединяться детали, имеющие один и тот же номинальный размер, но различное положение полей допусков, при одинаковом квалитете.
Разберем теперь сущность некоторых понятий. Допустим, что для какой-нибудь детали задан основной расчетный размер 25 мм. Это номинальный размер. В результате неточностей обработки действительный размер детали может оказаться больше или меньше номинального. Однако действительный размер должен колебаться только в известных пределах. Пусть, например, наибольший предельный размер равен 25,028 мм, а наименьший предельный размер – 24,728 мм. Значит, допуск размера, характеризующий требуемую точность обработки детали, равен 25,028–24,728=0,300 мм.
Как уже указывалось, на чертежах обозначают не предельные размеры, а номинальный размер и допускаемые отклонения – верхнее и нижнее. Для рассматриваемой детали верхнее предельное отклонение будет равно: 25,028–25=0,028 мм; нижнее предельное отклонение: 24,728–25=0,272 мм. Размер детали, проставляемый на чертеже, – . Верхнее предельное отклонение размера пишется над нижним. Значения отклонений записываются более мелким шрифтом, чем номинальный размер. Знаки «плюс» и «минус» показывают, какое действие нужно произвести, чтобы подсчитать наибольший и наименьший предельные размеры.
Если нижнее и верхнее предельные отклонения равны, то их записывают так: .
В этом случае размер шрифта у номинального размера и у равных абсолютных величин отклонений одинаковый. Если одно из отклонений равно нулю, то его совсем не указывают. В этом случае плюсовое отклонение наносят на место верхнего, а минусовое – на место нижнего предельного отклонения.
ГОСТ 2.307 – 68* устанавливает общие правила нанесения предельных отклонений линейных и угловых размеров изделия.
Предельные отклонения следует указывать непосредственно после номинального размера , однако допускается числовые значения предельных отклонений указывать в таблице, помещаемой на свободном поле чертежа (рис. 4.9). Предельные отклонения размеров относительно низкой точности (от 12-го квалитета и грубее) не указываются около номинального размера, а оговариваются общей записью в технических требованиях чертежа в соответствии с ГОСТ 25670–83 (СТ СЭВ 302–76).
Предельные отклонения линейных размеров могут быть указаны тремя следующими способами:
1. условными обозначениями полей допусков по ГОСТ 25346–82 (СТ СЭВ 145–75), например: Ø 20Н7; Ø 20f7 (рисунок 2а);
2. числовыми значениями предельных отклонений, например: Ø 20 +0,021 ; Ø , (рисунок 2б);
3. условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений, например: Ø 20Н7 (+0,021) ; Ø , (рисунок 2в).
Поля допусков отверстий обозначают прописными, а валов – строчными буквами латинского алфавита
Цифры номера квалитета пишутся в одну строку с буквой и имеют высоту, равную высоте прописных букв.
Предельные отклонения выполняют размером шрифта, на одну ступень меньшим, чем размер шрифта основной величины (номинального размера), или одинакового размера с размером шрифта основной величины (ГОСТ 2.304–81).
Если номинальные размеры указаны буквенными обозначениями, поля допусков должны быть указаны после тире: например А – Н11.
При задании предельных отклонений числовыми значениями верхнее отклонение указывают над нижним; отклонение, равное нулю, не указывают; симметричное отклонение указывают один раз, причем перед ним проставляют знаки ±.
Число знаков после запятой в верхнем и нижнем отклонениях, выраженных десятичной дробью, должно быть одинаковым . При необходимости их выравнивают добавлением нулей.
Если предельные отклонения заданы смешанным способом - условными обозначениями полей допусков и числовыми значениями предельных отклонений, то последние берутся в скобки.
При указании условных обозначений полей допусков надо обязательно приводить числовые значения предельных отклонений в следующих случаях:
1. при назначении предельных отклонений, не включенных в ряды нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636–69* (СТ СЭВ 514 – 77), например: ;
2. при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены ГОСТ 25347–82 (СТ СЭВ 144–75) или ГОСТ 25348–82 (СТ СЭВ 177–75), например для пластмассовых деталей с предельными отклонениями размеров по ГОСТ 25349–82 (СТ СЭВ 179–75): , (рис. 4.10, а);
3. при назначении предельных отклонений для размеров уступов с несимметричным полем допуска, например: (рис. 4.10, б).
Рис. 4.10 (а, б)
На поверхности с одним номинальным размером, имеющей участки с разными предельными отклонениями, границу между участками проводят сплошной тонкой линией (не пересекая заштрихованную часть изображения), а номинальный размер с соответствующими предельными отклонениями наносят для каждого участка отдельно (рис. 4.11). Предельные отклонения угловых размеров указывают только числовыми значениями (рис. 4.12). Предельные отклонения размеров деталей, изображенных на чертеже в сборе (посадки), указывают в виде дроби: в числителе - предельные отклонения отверстия, в знаменателе – предельные отклонения вала.
Предельные отклонения размеров сопрягаемых элементов (в сборочных единицах) наносят тремя способами:
1. в числителе – условное обозначение поля допуска отверстия, в знаменателе – условное обозначение поля допуска вала (рис. 4.13, а)
2. в числителе – числовые значения предельных отклонений отверстия, в знаменателе – числовые значения предельных отклонений вала (рис. 4.13, б)
3. в числителе – условное обозначение поля допуска отверстия с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений отверстия, в знаменателе – условное обозначение поля допуска вала с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений вала (рисунок 4.13, в)
Рис. 4.13 (а, б, в)
Допускается на чертежах сборочных единиц приводить предельные отклонения размеров только одной из сопрягаемых деталей, не применяя никаких дополнительных символов, например отверстия под подшипник качения (рис. 4.14). В случае необходимости на чертеже поясняют, к какой детали относится отклонение (рис. 4.15).
Когда необходимо указать только один предельный размер (второй ограничен в сторону увеличения или уменьшения каким-либо условием), после размерного числа указывают соответственно max или min (рис. 4.16).
Если необходимо ограничить колебания размера одинаковых элементов одной детали в пределах части допуска (рис. 4.17) или ограничить накопленную погрешность расстояния между повторяющимися элементами (рис. 4.18), то эти данные указывают в технических требованиях.
Общие записи в технических требованиях должны соответствовать указаниям ГОСТ 25670–83 (СТ СЭВ 302–76) по нанесению предельных отклонений линейных размеров, размеров углов, радиусов закруглений и фасок.
В заключение подчеркнём, что на все исполнительные размеры чертежа предельные отклонения на должны быть указаны в обязательном порядке.
Шероховатость поверхности
Современными технологиями невозможно добится абсолютно гладких поверхностей изготавливаемых изделий.
Шероховатостью поверхности называют совокупность всех микронеровностей, образующих рельеф поверхности детали. Величину шероховатости определяют по высоте гребешков и глубине впадин. Она оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики деталей – трение, износоустойчивость, прочность и т.п.
Безусловно, что шероховатость поверхностей изделий зависитоттехнологии (способа) получения (обработки) этих поверхностей.
ГОСТ 25142-82 позволяет учитывать свойства шероховатости поверхности с единых позиций , независимо от способа ее получения (литье, прессование, прокатывание, обрубка, обработка резанием и т.п.). Данный ГОСТ разработан для повышения качества изделий. Чем выше требования к качеству поверхности, тем дороже ее изготовление.
Правильноеназначение конструктором шероховатости поверхности, соответствующей условиям работы детали, имеет огромное значение в машиностроении.