78308

СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Лекция

Производство и промышленные технологии

Верхнее предельное отклонение отверстия и вала обозначим ES и es. Нижнее предельное отклонение отверстия и вала обозначим EI и ei. Номинальные размеры отверстия и вала будем принимать равными и обозначать соответственно Dн и dн. Допуск размера обозначается ТD для отверстия и Td для вала.

Русский

2015-02-07

953 KB

5 чел.

2. СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ С ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Процесс сборки машин заключается в соединении отдельных деталей и сборочных единиц в единую конструкцию.  При этом к соединению  деталей предъявляют определенные требования. Например, детали в соединении могут свободно перемещаться относительно друг друга или, наоборот, должны быть неподвижными, и,  чтобы задать им относительное смещение, необходимо приложить какие-то усилия.  Тем  самым  определяется  плотность сопряжения деталей.  Естественно,  чтобы выполнить эти условия, детали должны иметь определенные размеры.

Таким образом,  при изготовлении деталей возникают следующие вопросы:

1. Какой должна быть плотность сопряжения деталей, чтобы получить соединения с заданными эксплуатационными свойствами?

2. Какими  должны быть размеры деталей до сборки,  чтобы получить необходимую плотность их сопряжения?

3. Какие отклонения могут иметь размеры деталей,  чтобы плотность сопряжений сохранялась?

Эти вопросы  решаются  с помощью специальной системы стандартов,  которая называется Единой системой допусков и посадок (ЕСДП).

2.1. Выбор размеров, ряды предпочтительных чисел

Номинальные линейные размеры (диаметры,  длины,  уступы, глубины, расстояния между осями и т.д.)  деталей,  их  элементов  и  соединений должны назначаться  из стандартных чисел по ГОСТ 6636 "Линейные размеры,  углы,  конусы".  При этом полученное расчетом или иным путем исходное значение размера (если оно отличается от стандартного) следует округлить (обычно) до ближайшего большего стандартного размера. Применение стандартных номинальных размеров дает большой экономический эффект, так как создает основу для сокращения типоразмеров изделий и деталей, а также технологической оснастки,  в  первую  очередь  размерных режущих инструментов (например, чтобы получить возможность для сверления отверстий с любым наперед заданным  номинальным  диаметром,  требуется  иметь большую номенклатуру сверл), а также калибров и т.п. Особенно важно сокращать многообразие размеров сопрягаемых  поверхностей  (соединений),  для которых применяется наибольшее число единиц размерной оснастки. Стандарт на  нормальные линейные размеры построен на основе рядов предпочтительных чисел по ГОСТ 8032, представляющий собой геометрические прогрессии со знаменателем

,

где R равно 5; 10; 20; 40; 80 и 160.

Значение R  указывает на количество чисел,  содержащихся в каждом десятичном интервале (например,  в интервале от 1 до 10 при R = 5 содержатся следующие пять стандартных чисел: 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3), и входит в обозначение ряда.  Эти ряды условно названы R5,  R10, R20, R40 - основные ряды - и  R80, R160 - дополнительные ряды. Почему выбрана геометрическая прогрессия?  Потому  что число членов ряда получается меньшим по сравнению с арифметической прогрессией.

2.2. Графическое изображение размеров и отклонений

Образование графического представления предельных размеров  можно проследить следующим образом. Представим деталь в виде цилиндра с размерами dн (номинальный диаметр) и номинальной длинной l (рис.2.1,а). На виде А показан габаритный размер dн.  Так как деталь с размером, равным точно,  dн практически получить  невозможно,  то  конструктор  назначает два предельно допустимых размера (наибольший и наименьший), в пределах между которыми деталь  считается  годной dмин  dн  dмакс (рис.2.1, б).

Условно представим  себе  три концентрические окружности (рис.2.1, в), одна из которых определяет значение номинального диаметра (dн),  а две других - значения предельных размеров:  наибольшего (dмакс) и наименьшего (dмин).  Естественно, что окружности, изображающие предельные размеры, отстоят от номинальной на значение верхнего (удвоенное  расстояние A2-A1) и нижнего (удвоенное расстояние А23) отклонений. А теперь представим себе,  что все окружности сместились вниз в вертикальном направлении до совмещения их в одной точке A1 (точки A2, А3 совпали с точкой A1).  Теперь относительно горизонтальной линии, проходящей через их общую точку A1, можно указать графически значения номинального (dн) и предельных размеров (dмин, dмакс) и оба отклонения (ВО - верхнее отклонение,  НО - нижнее отклонение). Но такое графическое изображение неудобно,  т.к. невозможно совместить масштабы  номинального  и предельных размеров,  поскольку,  если сам размер составляет десятки и сотни миллиметров,  то  отклонения - всего доли миллиметра.  Тогда для наглядности графического изображения поступают следующим образом. Значение номинального  размера опускается из графического изображения,  а положение номинального размера (без указания его значения в  масштабе) заменяется положением горизонтальной линии (нулевая линия), от которой уже в масштабе наносятся границы предельных размеров, т.е. отклонения.

Нулевая линия - линия,  соответствующая номинальному размеру,  от которой откладываются отклонения размеров  (является  началом  отсчета предельных  отклонений)   при   графическом   изображении  полей  допусков и

посадок.

Обычно нулевая линия располагается горизонтально и плюсовые  отклонения от  номинала  откладываются вверх,  а минусовые - вниз.  Между верхним и нижним отклонениями расположено поле допуска.

Допуск (обычно обозначается буквой "Т") - разность между наибольшим и наименьшим   предельными   размерами  или  алгебраическая   разность  между

верхним и нижним отклонениями. Это зона значений размеров, между которыми должен находится действительный размер,  т.е.  размер  годного элемента детали.

Поле допуска - поле  (заштрихованный прямоугольник на рис.2.1, в),  ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами,  определяемое значением допуска и его положением относительно номинального размера.

Поле допуска  заключается между двумя линиями,  соответствующими верхнему (ВО - обозначается ES для отверстий и es для валов) и нижнему (НО – обозначается для отверстий EI и валов ei) отклонениям относительно нулевой линии.  Положение поля допуска относительно нулевой линии  может быть весьма  разнообразным.  Предельные  отклонения могут быть положительными, отрицательными или иметь разные знаки.  В частности, одно из предельных отклонений  может быть нулевым.  В этом случае один из предельных размеров будет совпадать с номинальным.

Основное отклонение  -  одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии.  Основным отклонением является отклонение,  ближайшее к нулевой линии.  У полей допусков, расположенных над нулевой линией, основными отклонениями  являются нижние отклонения,  а у расположенных под нулевой линией - верхние отклонения.

2.3. Отверстие и вал

При создании механизмов машин всегда возникает необходимость соединения двух или нескольких деталей.  И очень часто необходимо элемент одной детали помещать внутрь элемента другой детали.

Когда элемент  одной  детали  при соединении (сборке) с элементом другой детали должен входить внутрь, то вне зависимости от конфигурации элементов  условно  принято  один элемент называть "валом",  а другой "отверстием" (рис. 2.2).

Вал -  термин,  условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей (элемент с наружной охватываемой поверхностью), включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие - термин,  условно применяемый для обозначения внутренних элементов  деталей  (элемент  с  внутренней охватывающей поверхностью), включая и нецилиндрические.

Обозначим  Dмакс, dмакс  - наибольшие предельные размеры для отверстия и   вала.  Соответственно для наименьших предельных   размеров  отверстия  и вала будем использовать следующие  обозначения: Dмин, dмин. Верхнее предельное отклонение отверстия и вала обозначим ES и es. Нижнее предельное  отклонение  отверстия и вала обозначим EI и ei.  Номинальные размеры отверстия и вала будем принимать равными и  обозначать соответственно Dн и dн.

Тогда                          ES = Dмакс - Dн;   EI = Dмин - Dн;

es = dмакс - dн;   ei = dмин - dн.

Разность между наибольшими и наименьшими предельными размерами, а следовательно, между верхним предельным и нижним предельным отклонениями называется допуском размера.  Допуск размера обозначается ТD  для отверстия и Td для вала. Таким образом

ТD = Dмакс - Dмин = ES - EI;     Td = dмакс - dмин = es - ei.

Из приведенных формул следует, что допуск - величина всегда положительная, в то время как предельные отклонения, как уже было отмечено ранее, величины алгебраические, т.е. могут иметь знак “+” или “-“. 

2.4. Посадки

В результате соединения отверстия с валом образуется посадка. Посадкой определяется плотность соединения деталей.

Посадка - характер соединения  деталей,  определяемый  значениями получающихся в нем зазоров или натягов.

Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала (обозначается S).

Натяг - разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия (обозначается N).

Добавление в определениях слов "до сборки" объясняется тем, что в результате сборки  может происходить деформация сопрягаемых поверхностей (при натяге).

В зависимости  от  свободы относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления взаимному смещению посадки  разделяются на три вида:

- посадки с зазором;

- посадки с натягом;

- переходные посадки.

2.4.1. Посадки с зазором

Если размер  отверстия до сборки больше размера вала, то между отверстием и валом образуется зазор S  (значение  зазора изменяется  от Sмин до Sмакс в зависимости от действительных размеров сопрягаемых поверхностей) .

Посадка с зазором - посадка,  при которой всегда образуется зазор в соединении,  т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего  размера вала или равен ему.

Графическое изображение  посадки  с   зазором   представлено   на рис.2.3.

Из этого рисунка следует:

  •  графическое изображение посадки может быть представлено в  виде взаимного расположения полей допусков отверстия и вала;

- для посадки с зазором поле допуска отверстия расположено всегда выше  поля допуска вала.

Таким образом, в этих посадках при любых размерах отверстия и вала, находящихся в пределах допуска, гарантирован зазор.

Посадки с  зазором  характеризуются  (отличаются  одна от другой) значениями наибольшего и наименьшего зазоров, которые определяются так:

Sмакс = Dмакс - dмин = ES - ei;   Sмин = Dмин - dмакс = El - es.

Пример: вал с размером ,

т.е. номинальный диаметр вала dн = 20,0 мм,

верхнее отклонение вала es = -0,1мм,

нижнее отклонение вала  ei = -0,3 мм,

наибольший предельный размер вала dмакс = dн + es = 20,0 - 0,1 = 19,9 мм, наименьший предельный размер вала dмин  = dн + ei = 20,0 - 0,3 = 19,7 мм,

допуск размера вала Td = dмакс - dмин = 19,9 - 19,7 = 0,2 мм

                           или  Td = es - ei = - 0,1 - (-0,3) = 0,2 мм;

отверстие с размером ,

т.е. номинальный диаметр отверстия Dн = 20,0 мм,

верхнее отклонение отверстия ES = +0,6 мм,

нижнее отклонение отверстия  EI = +0,4 мм,

наибольший предельный размер отверстия Dмaкc = Dн + ES = 20,0 + 0,6 =20,6 мм, наименьший предельный размер отверстия Dмин = Dн + EI = 20,0 + 0,4 =20,4 мм,

допуск размера отверстия TD = Dмакс - Dмин = 20,6 - 20,4 = 0,2 мм

                                     или TD = ES - EI = 0,6 - 0,4 = 0,2 мм.

Наибольший зазор между отверстием и валом

                   Sмакс = Dмакс - dмин = 20,6 - 19,7 = 0,9 мм

            или Sмакс = ES - ei = 0,6 - (-0,3) = 0,9 мм.

Наименьший зазор между отверстием и валом

                   Sмин  = Dмин - dмакс = 20,4 – 19,9 = 0,5 мм

            или Sмин = EI - es = 0,4 - (-0,1) = 0,5 мм.

Посадки с зазором используются в тех  случаях,  когда необходимо элемент одной  детали поместить в элемент другой детали для дальнейшей сварки их или нужен другой способ скрепления.  Посадки с зазором широко применяются в  подшипниках  скольжения (наружная и внутренняя втулки подшипника скольжения имеют между собой зазор для прохождения  смазки  во время работы подшипника).

2.4.2. Посадки с натягом

Если размер отверстия до сборки меньше размера вала, то между  отверстием и валом образуется натяг N.

Посадка с натягом это посадка,  при которой всегда образуется натяг в соединении,  т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом  изображении  посадки  с натягом поле допуска отверстия расположено ниже поля допуска вала (или, можно сказать, под  полем допуска вала), т.е. всегда размеры годного отверстия меньше размеров годного вала (рис.2.4).

Посадки с натягом характеризуются (отличаются одна от другой) значением наименьшего и наибольшего натягов, которые определяются по следующим формулам:

Nмакс = dмакс - Dмин = es - EI;    Nмин = dмин - Dмакс = ei - ES.

Пример: вал с размером ,

т.е. номинальный диаметр вала dн = 60,0 мм,

верхнее отклонение вала es =  +0,133 мм,

нижнее отклонение вала  ei =  +0,087 мм,

наибольший предельный размер вала dмакс = dн + es = 60,0 + 0,133 = 60,133 мм, наименьший предельный размер вала dмин = dн + ei = 60,0 + 0,087 = 60,087 мм,

допуск размера вала Td = dмакс - dмин = 60,133 - 60,087 = 0,046 мм

                            или Td = es - ei = 0,133 - 0,087 = 0,046 мм;

отверстие с размером Ø60+0,046, 

т.е. номинальный диаметр отверстия Dн = 60,0 мм,

верхнее отклонение отверстия ES =  +0,046 мм,

нижнее отклонение отверстия  EI =  0 мм,

наибольший предельный размер отверстия

Dмакс = Dн + ES = 60,0 + 0,046 = 60,046 мм,

наименьший предельный размер отверстия Dмин = Dн + EI = 60,0 + 0 = 60,0 мм,

допуск размера отверстия TD = Dмакс - Dмин = 60,046 – 60,0 = 0,046 мм

                                     или TD = ES - EI = 0,046 - 0 = 0,046 мм.

Наибольший натяг между отверстием и валом

      Nмакс = dмакс - Dмин = 60,133 – 60,0 = 0,133 mm

 или    Nмакс = es - EI = 0,133 - 0 = 0,133 мм.

Наименьший натяг между отверстием и валом

      Nмин = dмин - Dмакс = 60,087 - 60,046 = 0,041 мм

  или   Nмин  = ei - ES = 0,087 - 0,046 = 0,041 мм.

Посадки с натягом используются в тех  случаях,  когда необходимо элемент одной детали поместить в элемент другой детали так, чтобы  потом сборочная  единица была неразъемной  (посадка с натягом заменяет сварку). Посадки с натягом широко применяются в сборке вагонных колес, когда бандаж  (кольцо  фасонного  профиля из износостойкого материала) надевается в горячем состоянии на ступицу  колеса железнодорожного  вагона;  при сборке зубчатых колес большого диаметра,  когда зубчатый венец в горячем состоянии надевается на ступицу зубчатого колеса.

2.4.3. Переходные посадки

В этих посадках может образовываться как зазор, так и натяг.

Переходная посадка - посадка,  при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении в зависимости от действительных  размеров отверстия и вала.

При графическом изображении (рис.2.5) поля допусков  отверстия  и вала перекрываются частично или полностью.  Таким образом, до изготовления нельзя заранее сказать, какой размер годного элемента детали будет больше - у отверстия или вала.  Зазор или натяг в этой посадке зависят от вероятности распределения размеров в поле допуска.

Переходные посадки  характеризуются  (отличаются  одна от другой) наибольшим натягом и наибольшим зазором  

Sмакс = Dмакс - dмин = ES - ei,   Nмакс = dмакс - Dмин = es - EI.

Если при изготовлении окажется, что размер отверстия соответствует наибольшему  предельному размеру,  а размер вала - наименьшему предельному размеру,  то получится максимальный зазор  в  этом сопряжении. При размере вала,  после изготовления соответствующему наибольшему предельно допустимому,  и размере отверстия -  наименьшему  предельно допустимому получится наибольший  натяг.

Пример: вал с размером ,

т.е. номинальный диаметр вала dн = 60,0 мм,

верхнее отклонение вала es = +0,021 мм,

нижнее отклонение вала  ei = +0,002 мм,   

наибольший предельный размер вала  dмакс=dн + es = 60,0 + 0,021=60,021 мм, наименьший предельный размер вала dмин = dн + ei = 60,0 + 0,002=60,002 мм,

допуск размера вала Td = dмакс - dмин = 60,021 - 60,002 = 0,019 мм

                          или  Td = es - ei = 0,021 - 0,002 = 0,019 мм;

отверстие с размером Ø60+0,03, 

т.е. номинальный диаметр отверстия Dн = 60,0 мм,

верхнее отклонение отверстия ES = +0,03 мм, 

нижнее отклонение отверстия  EI = 0 мм,

наибольший предельный размер отверстия 

Dмакс= Dн + ES = 60,0+0,030 = 60,03 мм,

наименьший предельный размер отверстия Dмин = Dн + EI = 60,0 + 0 = 60,0 мм,

допуск размера отверстия TD = Dмакс - Dмин = 60,03 – 60,0 = 0,03 мм

                                     или TD = ES - EI = 0,03 - 0 = 0,03 мм.

Наибольший натяг между отверстием и валом

Nмакс = dмакс - Dмин = 60,021 - 60 = 0,021 мм

     или Nмакс = es - El = 0,021 - 0 = 0,021 мм.

Наибольший зазор между отверстием и валом

Sмакс = Dмакс - dмин = 60,03 - 60,002 = 0,028 мм

      или  Sмакс = ES - ei = 0,03 - 0,002 = 0,028 мм.

Переходные посадки используются в тех случаях,  когда необходимо иногда  проводить  разборку и сборку при эксплуатации и выполнении ремонтных работ (соединения зубчатых колес с валами, установка полумуфт на валах электродвигателей, штифтов, подшипников и т.д.). Обычно переходная посадка требует дополнительного закрепления  сопрягаемых  деталей, поскольку они имеют небольшие предельные зазоры и натяги.

Таким образом,  посадки  всех  трех групп с различными зазорами и натягами можно получить,  меняя взаимное положение полей допусков  отверстия и вала.

2.5. Система отверстия и вала

Одну и  ту же посадку с определенными зазорами или натягами можно получить, меняя положения полей допусков отверстия и вала относительно нулевой линии, но сохраняя постоянным положение этих полей относительно друг друга (рис.2.6).  Тогда при  постоянном  номинальном  размере предельные размеры  отверстия  и вала будут меняться.  Такая "свобода" выбора оказывается нетолько не удобной,  но и экономически очень не выгодной. Если  при конструировании будут назначены любые поля допусков, то таких полей допусков может оказаться бесчисленное множество.  Но это означает, что практически невозможно будет выпускать в продажу обрабатывающий инструмент для изготовления отверстий (сверла,  зенкеры, развертки) - инструмент, непосредственно формирующий размер.

Поэтому в нормативных документах на точность размеров всех  стран мира используется  подход  к ограничению свободы в установлении полей допусков валов и отверстий. Это ограничение сформулировано в понятии  система отверстия и система вала.

Сущность этих систем заключается в том,  что при образовании всех  трех видов посадок вводится ограничение на расположение допуска одного из участвующих в сопряжении элемента, т.е. принимается постоянное  положение  одного  из полей допусков (отверстия или вала), причем один из предельных размеров  этого отверстия  или  вала будет совпадать с номинальным размером. Такие отверстия и валы получили название основные.

Основное отверстие - отверстие,  нижнее отклонение которого равно нулю.

Основной вал - вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Таким образом,  у основного отверстия с номинальным размером совпадает наименьший предельный размер,  а у вала - наибольший предельный размер.

Существует два способа формирования посадок в системе отверстия и  в системе вала.

В системе отверстия посадки формируются изменением положения поля допуска вала относительно поля допуска основного отверстия (рис.2.7).

В системе вала посадки формируются изменением положения поля  допуска отверстия относительно поля допуска основного вала (рис.2.8).

В машиностроении преимущественно используется система отверстия, которая является предпочтительной. Это обусловлено тем, что изготовить и измерить вал значительно проще и дешевле, чем отверстие. Валы разного диаметра можно обрабатывать одним и тем же резцом или шлифовальным кругом,  а измерять - универсальным инструментом - штангенциркулем или микрометром.

Для изготовления отверстий разного диаметра требуется иметь набор сверл, разверток и зенкеров.  Контроль точных  отверстий  производится калибрами - пробками.  Для измерения отверстия каждого диаметра требуется свой калибр. Таким образом, номенклатура режущего и измерительного инструментов, применяемых при изготовлении отверстий, значительно шире.

Применение системы  отверстия значительно сокращает эту номенклатуру, т.к.  формирование различных посадок в этой системе производится измерением диаметра вала, а диаметр отверстия при этом остается постоянным.

Система вала применяется в следующих случаях:

1. Когда на вал  одного диаметра требуется установить несколько деталей  с различными посадками (рис.2.9). 

Выполнять посадки в системе отверстия для  представленной  конструкции нецелесообразно, т.к. в этом случае диаметр вала по его краям, где используются посадки с натягом,  должен быть больше,  чем диаметр вала в средней его части.  В процессе сборки среднюю деталь придется "протаскивать" через участок вала большего диаметра.  Это может повредить посадочные поверхности.  Кроме того,  изготовить вал ступенчатым с очень малым перепадом диаметра по ступеням трудно.  Ситуация существенно упрощается, если применить систему вала.  Тогда вал будет гладким, средняя деталь будет иметь больший диаметр отверстия, чем детали по краям, и легко пройдет через их посадочные места.

2. При использовании стандартных  деталей,  например  подшипников качения. Наружный  диаметр подшипника следует изготавливать по системе вала, т.к.  заранее неизвестно, по какой посадке будет установлен подшипник в корпус.  В этом случае зазор или натяг в посадке организуется за счет изменения диаметра отверстия.

3. При изготовлении валов из калиброванного прутка с точным  диаметром, который  можно  использовать как готовый,  хорошо обработанный вал (гладкие оси,  штифты).

4. Из соображений прочности, когда делать вал ступенчатым нецелесообразно из-за влияния на прочность концентрации напряжений в  местах перехода от одного диаметра к другому. 

2.6. Единая система допусков и посадок (ЕСДП)

Системой называется множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом,  которое  образует  определенную  целостность, единство.

Решение вопроса о едином подходе к нормированию требований к размерам деталей  выразилось  в создании системы допусков и посадок.  Эта система должна обеспечить установление единых допусков на разные  размеры и  установить  положение  этих допусков относительно номинального размера.

Системой допусков и  посадок  называется закономерно построенная совокупность стандартизованных допусков и предельных отклонений размеров элементов деталей, а также посадок, образованных отверстиями и валами, имеющими стандартные предельные отклонения.

Можно дать  еще  одно  определение системы допусков и посадок как совокупности рядов допусков и посадок,  закономерно построенных на основе производственного опыта, экспериментальных исследований, теоретических обобщений и оформленных в виде стандартов.

Для обеспечения взаимозаменяемости  деталей  и узлов машин страны - участницы СЭВ разработали и ввели в действие в 1977 г. стандартную систему допусков и посадок,  которую назвали "Единой системой допусков и посадок СЭВ". Сейчас ввиду распада СЭВ эту систему называют просто ЕСДП. Последняя редакция  ЕСДП  включает  три стандарта.  ГОСТ 25346 "Единая система допусков и посадок.  Общие положения, ряды допусков и основных отклонений". ГОСТ 25347 "Единая система допусков и посадок.  Поля допусков и рекомендуемые посадки". Два этих стандарта распространяются на номинальные  размеры  деталей  до  3150 мм.  Третий стандарт - ГОСТ 25348 - содержит аналогичные материалы для номинальных размеров  от 3150 до 10000 мм.

Используя эти стандарты, конструктор должен уметь выбрать посадку для сопряжения  деталей,  обозначить ее на сборочном чертеже и указать предельные отклонения для валов и отверстий на чертеже  детали.  Чтобы решить эти задачи, надо знать основные сведения о ЕСДП.

2.6.1. Интервалы номинальных размеров

Как уже было отмечено ранее,  номинальные размеры деталей выбираются не произвольно, а из рядов предпочтительных чисел.

Если для формирования той или иной  посадки  задавать  предельные отклонения для  каждого  номинального размера из ряда предпочтительных чисел, то такая система будет громоздкой.  Кроме  того,  для  соседних значений из ряда этих размеров отклонения будут иметь практически одинаковые значения.  Однако нельзя установить одинаковые предельные отклонения для  всего диапазона номинальных размеров без нарушения требований к эксплуатационным свойствам соединений. В частности, при зазоре 1 мм  в  соединении  с номинальным размером 1 мм будем иметь посадку с совершенно иными свойствами,  чем при таком же зазоре в  соединении  с номинальным размером 1 м. Поэтому эксплуатационные свойства соединения можно обеспечить, задавая одинаковые предельные отклонения для определенного диапазона  номинальных  размеров.  В  этой связи весь диапазон размеров в ЕСДП,  в котором назначаются допуски,  разбит на  интервалы размеров. Внутри  каждого интервала предельные отклонения от различных номинальных размеров приняты одинаковыми.

Исходя из особенностей взаимосвязи размера детали и возможности в отношении точности изготовления, установленные в системах допусков интервалы разделяются на основные (табл. 2.1) и вспомогательные.

                                                                                                            Таблица 2.1

Основные интервалы, мм

Номер интервала

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Свыше

1

3

6

10

18

30

50

80

120

180

250

315

400

до (включи-

тельно)

3

6

10

18

30

50

80

120

180

250

315

400

500

Единица допуска i,

мкм

0,55

0,73

0,9

1,08

1,31

1,56

1,86

2,17

2,52

2,89

3,22

3,54

3,89

Необходимо запомнить, что когда в таблицах стандартов указываются отклонения для интервалов размеров, то последняя цифра интервала относится к данному интервалу, а первая цифра - к предыдущему.

Например, отклонения номинального размера 50 мм надо брать  в  интервале размеров  свыше 30 до 50 мм (интервал № 6),  а допуск на размер 30 мм необходимо брать из интервала свыше 18 до 30 мм (интервал № 5).

2.6.2. Единицы допуска

При назначении допусков необходимо  было  выбрать  закономерность изменения  допусков с учетом значения номинального размера.  Поэтому в каждой системе имеется так называемая  единица  допуска  (обозначается i), которая является как бы масштабом (мерой) допуска.

Единица допуска зависит от крайних значений интервала номинальных размеров Dн мин и Dн  макс.  В ЕСДП для размеров от 1 до 500 мм единица допуска определяется по выражениям (для квалитетов 5):

   ,

где D - среднегеометрическое крайних значений интервала номинальных размеров, мм (например, для интервала свыше 6 до 10 мм мм,  мкм, а для интервала свыше 30 до 50 мм мм,

мкм).

Приведенные формулы  для подсчета единиц допуска получены эмпирически на основании анализа существовавших до создания  системы  допусков, т.е.  взяты из практики.

2.6.3. Квалитеты (классы точности)

В зависимости от места использования элементов  деталей,  имеющих одинаковый номинальный  размер,  к  ним  могут предъявляться различные требования в отношении точности размера (понятно, что вал диаметром 50 мм, установленный в качестве шпинделя станка,  должен иметь более точный размер,  чем вал того же размера, установленный в виде ручки в лебедке) . Это обстоятельство делает необходимым для одного и того же номинального размера (вернее,  интервала  номинальных  размеров)  давать разные допуски. Более правильно надо сказать, что для всех номинальных размеров (т.е. интервалов номинальных размеров) нужно давать несколько значений допусков. Поэтому в ЕСДП созданы такие ряды допусков, которые называются квалитетами.

Квалитет (класс, степень точности) - совокупность допусков, соответствующих одному уровню точности для всех номинальных размеров.

Точность в ЕСДП - это степень  соответствия  предельных  размеров детали. Чем  меньше разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, тем выше точность.  Таким образом,  чем выше точность,  тем меньше допуск и уже поле допуска.

В ЕСДП предусмотрено 20 квалитетов, обозначаемых в порядке уменьшения точности (т.е.  допуск увеличивается) 0,1;  0; 1; 2; 3 ... 17; 18. Сокращенно допуск по квалитету обозначается буквами IT  (первые  буквы английских слов International Tolerance - международный допуск) с указанием номера квалитета,  например IT8 - означает допуск по 8-му квалитету. Нестандартный допуск (без отнесения к системе) обозначается буквой Т.

Стандартный допуск  получают умножением единицы допуска i на постоянное для данного квалитета число k,  которое называется числом единиц допуска

IT = ki.

Для некоторых  квалитетов  (0,1;  0;  1) допуски определяются по специальным формулам.

В табл.  2.2 приведено количество единиц допуска, принимаемых для разных квалитетов, в ЕСДП.

Таблица 2.2

Количество единиц допуска для разных квалитетов

Квалитет

5

б

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Значение допуска

7i

10i

16i

25i

40i

64i

100i

160i

250i

400i

600i

1000i

1600i

Таким образом, значение стандартного допуска или ширина стандартного поля допуска зависят от квалитета и значений k и i.

Допуски по квалитетам применяются для различных целей:

квалитеты 0; 1 - 4 предусмотрены для инструментального производства, в частности квалитеты 0,1; 0; 1 - для оценки точности плоскопараллельных концевых  мер  длины,  квалитеты 2 - 4 - для калибров и особо точных изделий;

квалитеты 4 - 12 предусмотрены на размеры сопрягаемых деталей, т.е. в этих квалитетах есть посадки;

квалитеты 13 - 17 применяются для неответственных размеров, не входящих в соединение с другими деталями, т.е. для свободных размеров.

Квалитеты 6 - 10  наиболее употребительны в сопряжениях.  Квалитеты 4, 5 применяются в особо точных соединениях,  а 11, 12 - для достаточно грубых соединений с большими зазорами.

2.6.4. Основные отклонения и поля допусков

Ранее было отмечено, что основное отклонение - это минимальное по абсолютной величине предельное отклонение.  Графической интерпретацией основного отклонения является расстояние от нулевой линии до ближайшей границы поля допуска.

В ЕСДП основные отклонения обозначаются буквами латинского  алфавита или  сочетанием этих букв в количестве не более двух.  Прописными буквами указываются основные отклонения для отверстий [сначала были  А, В, С,  D, Е, F, G, H, J, К, М, N, P, R, S, Т, U, V, X, Y, Z (21 наименование);  затем добавились еще FG, EF, CD, ZA, ZB, ZC, JS (7 наименований)]. Строчными буквами - для валов [сначала были а,  b,  с, d, f, g, h, 3, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z (21 наименование); затем  добавились fg, et, cd, za, zb,  zc, js (7 наименований)]. Система обозначений построена в алфавитном порядке.

Понять и лучше усвоить эту систему помогает схема, представленная на рис.2.10.  Заштрихованными прямоугольниками на этой схеме  показаны поля допусков отверстий и валов. Положение этих полей относительно нулевой линии задано основными отклонениями.  Тем самым граница поля допуска, обращенная к нулевой линии,  определена. Поэтому заштрихованный прямоугольник ограничен с этой стороны.  Другая граница  поля  допуска остается открытой. Это связано с тем, что ширина стандартного поля зависит от квалитета.  Чтобы установить эту границу,  надо задать квалитет, по которому будут изготовлены детали.  Тем самым определится значение другого предельного отклонения. Исключением из этого правила являются поля  допусков  отверстия  и вала с основными отклонениями JS и js,  а также J и j. Они открыты с обеих сторон.  Однако поля допусков для JS и js симметричны относительно нулевой линии, в то время как поля допусков для J и j такой симметрией не обладают.

Основные отклонения  валов  от а до h и отверстий от А до Н предназначены для образования посадок с зазором.

Основные отклонения валов от js до n и отверстий от JS до N предназначены для образования переходных посадок.

Основные отклонения валов от р до zc и отверстий от Р до ZC предназначены для образования посадок с натягом. Таким образом,  первыми буквами  (а; А) обозначены основные отклонения для посадки с наибольшими зазорами,  а последними (zc; ZC) - для посадки с наибольшими натягами.

Основные отклонения h и Н равны нулю.  Как было,  отмечало  ранее, вал и  отверстие с основными отклонениями, равными нулю, называются основным валом и основным отверстием.

Величина основного отклонения для других полей допусков отверстия и вала меняется при переходе от одного интервала номинальных  размеров к другому (например, вал в интервале размеров от 30 до 50 мм для поля допуска f имеет отклонения в 6-м квалитете:  верхнее -0,025  мм,  нижнее -0,041  мм,  а в интервале размеров от 50 до 80 мм для поля допуска f отклонения в 6-м квалитете:  верхнее  -0,030 мм,  нижнее -0,049 мм; соответственно  отверстие в интервале размеров от 30 до 50 мм имеет отклонения:  верхнее +0,041 мм,  нижнее +0,025 мм и в интервале размеров от 50 до 80 мм - верхнее +0,049 мм, нижнее +0,03 мм). В пределах одного интервала номинальных размеров основные отверстия остаются постоянными. Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и k. Эти отклонения поставлены в зависимость еще от квалитета (для малых размеров в 1 - 3 интервале основные отклонения равны нулю,  а для размеров в других интервалах основные отклонения отличаются от нуля,  поэтому на рис.2.10 поля допусков для этих отклонений показаны ступенчатыми).

Рис. 2.10. Основные отклонения и поля допусков для отверстий и валов в ЕСДП

Обозначенные одними  буквами  основные отклонения отверстий и валов за некоторым исключением равны по абсолютной величине и противоположны по знаку, т.е.

El = -es;    ES = -ei.

Поэтому на  рис.2.10 поля допусков валов зеркально отражены относительно полей допусков отверстий. 

2.6.5. Посадки в ЕСДП и их обозначение на чертежах

В системе отверстия различные посадки образуются сочетанием всего набора полей допусков вала, представленных на рис.2.10, только с одним полем допуска отверстия - полем допуска основного отверстия (с основным отклонением Н).

В системе вала  посадки образуются сочетанием всего набора полей допусков отверстия с одним полем допуска вала из  всего  набора полей допусков вала - полем допуска основного валаосновным отклонением h).

На сборочных чертежах посадки обозначаются дробью, представленной совокупностью цифр и букв латинского алфавита (рис.2.11). 

Зоны обозначений указаны соответствующими цифрами.

Зона 1. В  этой зоне указывается знак диаметра - Ø, если детали в сопряжении имеют цилиндрическую поверхность.

Зона 2. В этой зоне указывается значение номинального размера в мм (на рис.2.11 номинальный размер - 45).

Далее в обозначении следует дробь.  В числителе дроби  приводятся обозначения посадочных  параметров для отверстия.  В знаменателе - для вала.

Зона 3.  В этой зоне указывается прописными  буквами отклонение для отверстия (на рис.2.11 это буква H).

Зоны 4 и 6. В этих зонах указываются порядковые номера квалитета для отверстия и вала соответственно (на рис.2.11 для  отверстия - 7, а для вала - 6).

Зона 5.  В этой зоне указывается строчными буквами отклонение для вала (на рис.2.11 это буква k).

В системе отверстия в зоне 3 всегда должно быть проставлено обозначение основного  отверстия - Н.  В системе вала в зоне 5 должно быть проставлено обозначение основного вала h.

Зоны 7 и 8. В этих зонах указываются предельные отклонения для отверстия. В зоне 7 - верхнее отклонение (на рис.2.11 верхнее отклонение равно +0,025 мм), в зоне 8 - нижнее (на рис.2.11 нижнее отклонение равно 0 мм).

Зоны 9 и 10.  В этих зонах указываются  предельные  отклонения для вала.  В зоне 9 - верхнее отклонение (на рис.2.11 верхнее отклонение равно                 + 0,018 мм),  а  в зоне 10 - нижнее (на рис.2.11 нижнее отклонение равно             + 0,002 мм). Если предельное отклонение равно нулю, то оно на чертеже не указывается. Предельные отклонения на сборочных чертежах указываются редко и лишь для того,  чтобы не обращаться при разработке чертежей деталей к справочной литературе.

Примеры обозначений посадок на сборочных чертежах

В системе отверстия

, или  , или .

Здесь Ø  - знак диаметра,  показывающий,  что детали в сопряжении имеют цилиндрическую поверхность;  45 - номинальный размер, мм;  Н  - основное отверстие  (основное отклонение для отверстия).  Наличие этой буквы в числителе показывает,  что посадка выполнена в системе отверстия; 7 - квалитет для отверстия; k - основное отклонение для вала; 6 - квалитет для вала.  Нижнее предельное отклонение для основного отверстия равно  нулю.  Поэтому в числителе в первой строке снизу стоит пробел. Наименьший предельный размер отверстия равен  номинальному  -  45 мм. Верхнее предельное отклонение для отверстия равно +0,025 мм.  Знак "+" показывает,  что с этим отклонением диаметр отверстия увеличивается. Поэтому наибольший предельный размер отверстия равен 45,025 мм. Нижнее предельное отклонение для вала равно        +0,002  мм,  верхнее  предельное отклонение равно +0,018 мм. Поэтому наименьший предельный диаметр вала равен 45,002  мм,  а наибольший  предельный  диаметр  - 45,018 мм.

В системе вала

.

Здесь G  -  основное отклонение для отверстия:  7 - квалитет для отверстия; h - основной вал (основное отклонение для вала); 6 - квалитет для вала.

Для перевода посадок из одной системы в другую сохраняют  квалитеты у отверстия и вала, а основные отклонения заменяются, например:

Ø40 G7/h6   Ø40 H7/g6.

Эти посадки совершенно одинаковые по своим характеристикам, т.к.

 |

 максимальный диаметр отверстия (Dмакс)

 40,034 мм        |          40,025 мм

минимальный диаметр отверстия (Dмин)

40,009 мм        |             40,0 мм

максимальный диаметр вала (dмакс)

40,0 мм            |          39,991 мм

минимальный диаметр вала (dмин)

39,984 мм        |         39,975 мм

максимальный зазор между отверстием и валом (Dмакс - dмин)

40,034 - 39,984 = 0,05 мм       |      40,025 - 39,975 = 0,05 мм

минимальный зазор между отверстием и валом (Dмин - dмакс)

40,009 - 40,0 = 0,009 мм        |     40,0 - 39,991 = 0,009 мм.

2.6.6. Обозначение посадок на чертежах деталей

На чертежах деталей,  которые поступают на рабочее место (рабочие чертежи), допуски указываются на основании обозначения посадок на сборочном чертеже.

В качестве  примера рассмотрим "сборочное соединение",  представленное на рис.2.11. "Сборочное соединение" состоит из деталей - втулки и вала (рис.2.12).  Обозначим предельные отклонения на сопрягаемых поверхностях (допуски).  В зонах 1 и 2 расположены знак диаметра и номинальный размер,  эти  зоны являются общими для обеих деталей.  Поэтому они должны быть проставлены на чертежах как втулки,  так и вала. Обозначения, которые находятся в числителе (рис.2.11), должны быть указаны на чертеже втулки (зоны 3, 4, 7, 8). Обозначения в знаменателе (рис.2.11) должны быть указаны на чертеже вала (зоны 5, б, 9, 10).

В практической деятельности  используются  предпочтительные  поля допусков. Это  в  значительной  мере способствует экономической эффективности производства, поскольку только для обработки по этим полям допусков, в основном, выпускаются различные виды инструмента.  Предпочтительные поля допусков приведены в табл.2.3.

                                                                                                      Таблица 2.3

Предпочтительные поля допусков валов и отверстий

Квалитеты

Предпочтительные поля допусков валов

Предпочтительные поля допусков отверстий

6

7

8

9

11

g6; h6; js6; k6; n6; р6; r6; s6

f7; h7

e8; h8

d9; h9

d11; h11

-

H7; JS7; К7; N7; Р7

F8; H8

E9: H9

Н11

2.6.7. Практические рекомендации по выбору посадок

Валы 4-5 квалитетов и отверстия 5-6 квалитетов получаются, в основном, круглым шлифованием,  притиркой,  доводкой,  хонингованием. [Для сопряжения редко применяются 4-5 квалитеты, а более точные квалитеты и подавно. Их используют для установки точных подшипников для  шпинделей и приборов,  для установки высокоточных зубчатых колес, поршневых пальцев в поршнях и шатунной головке].

Валы 6-7 и отверстия 7-8 квалитетов получаются,  в основном, тонким точением или растачиванием  (алмазным),  чистовым  развертыванием, чистовым протягиванием,  притиркой,  хонингованием плоскости, холодной штамповкой в вырубных штампах. [Валы и отверстия применяются широко во всех отраслях  машиностроения для ответственных сопряжений:  при установке подшипников качения нормальной точности,  зубчатых колес средней точности, подшипников  жидкостного трения,  для подвижных соединений в кривошипно-шатунных и других механизмах двигателей внутреннего сгорания].

Валы 8-9 и отверстия 9 квалитета получают тонким строганием, получистовым развертыванием, тонким шабрением, холодной штамповкой в вытяжных штампах  (полых  деталей).  [Применяются для получения относительно больших зазоров и натягов:  для  быстровращающихся  валов,  для опор скольжения средней точности в условиях полужидкостного трения].

Валы и отверстия 10 квалитета получают чистовым зенкерованием  и способами, применяемыми для обработки по 9 квалитету. [Применяются в тех же случаях, что и предыдущие квалитеты,  когда условия эксплуатации допускают большие колебания зазора и натяга в соединении].

Валы и отверстия 11 квалитета  получаются  чистовым  строганием, чистовым фрезерованием, чистовым обтачиванием, сверлением по кондуктору, литьем по выплавляемым моделям. 

Валы и отверстия 12 и 13 квалитетов получают черновым строганием, чистовым долблением,  черновым фрезерованием, сверлением без кондуктора, черновым зенкерованием, получистым растачиванием. [Валы и отверстия 11, 12, 13 квалитетов используются для грубых соединений: крышки,  фланцы, в соединениях штампованных деталей, деталей из пластмасс].

Валы и  отверстия  14-17 квалитетов получают отрезкой ножницами и пилами, автоматической газовой резкой, отрезкой резцом и фрезой, черновым долблением,  литьем в песчаные формы. [Полученные детали используются в качестве заготовок для дальнейшей обработки].

Рекомендуемые посадки для использования в соединениях приведены в табл.2.4.  

                                                                                                            Таблица 2.4                                                                                                                                                                                                                                      

Вид сопряжения

Посадки

Рекомендации по применению

Посадки с зазорами

Посадки

скольжения

H7/h6

Используются для неподвижных соединений при высоких требованиях к точности центрирования часто разбираемых деталей: сменных зубчатых колес в станках, фрикционных муфт, установочных колец, фрез на оправках, центрирующих корпусах под подшипники качения в станках

H8/h7

Используются при большой длине соединений и когда можно снизить требования по центрированию. Установка наконечников в приборах при неподвижном соединении зубчатых колес

H8/h8

Используются для подвижных и неподвижных соединений. При неподвижных соединениях используют для передачи крутящего момента через шпонку, штифт. Центрирование фланцевых соединений, частей машин, используемых в качестве корпусов подшипников

H11/h11

Посадки низкой точности. Для грубых подвижных и неподвижных соединений. Центрирование фланцев крышек и корпусов, звездочек тяговых цепей, для соединения деталей под сварку

Посадки

движения

H7/g6

Используются для подвижных соединений: шпинделей точных станков и делительных головок, ползунов в направляющих долбежных станков, сменных втулках кондукторов

Посадки

ходовые

H7/f7,

F8/h6

Используются для умеренных скоростей в подвижных посадках (при вращении 50 - 2000 об/мин). При установке подшипников валов в коробках передач, главных валов токарных, фрезерных и сверлильных станков

Окончание табл. 2.4

Вид сопряжения

Посадки

Рекомендации по применению

Посадки

легкоходовые

H7/e8,

H8/e8

Используются  при  вращении    2 – 25 тыс.  об/мин: приводных валов в подшипниках круглошлифовальных станков, ходовых винтов суппортов

Посадки

широкоходовые

H8/d9, H9/d9

Используются для соединений при невысоких требованиях к точности при очень больших скоростях   25  - 50 тыс. об/мин: для сальников, поршней в цилиндрах компрессоров, шпонок

H11/d11

Используются для подвижных соединений, не требующих точности перемещения, а для неподвижных - при грубом центрировании: шарниров и муфт, свободно сидящих на валах грубых механизмов, маслосбрасывающих колец

Посадки переходные

Посадка

плотная

H7/js6

Зубчатые колеса шпиндельной головки шлифовальных станков, небольшие шкивы и ручки - маховички на концах валов, стаканы подшипников в корпусах (более вероятны зазоры, чем натяги)

Посадка

напряженная

H7/k6

Вероятность получения натягов или зазоров одинакова. Зубчатые колеса на валах редукторов станков и других машин, маховики, подшипниковые втулки в корпусах

Посадка

глухая

Н7/n6

Наиболее вероятно получение натягов, зазоры практически не возникают, соединения обычно не разбираются. Зубчатые колеса на валах ковочных машин, червячные колеса на валах, бронзовые венцы червячных колес на чугунных ступицах, постоянные втулки в корпусах кондукторов, штифты

Посадки с натягом

Легкопрессовые посадки

Н7/р6

Применяются при малых моментах и осевых усилиях, при соединениях тонкостенных деталей. Втулки и кольца в корпусах, втулки и зубчатые колеса передач токарных станков

Посадки

прессовые

средние

Н7/г6, H7/s6

Для передач крутящего момента в пределах                    700 - 1200  Н·м

2.7. Калибры. Требования к точности и контроль деталей калибрами

Годность деталей с допуском от IT6 до IT17, особенно при массовом и крупносерийном производствах, наиболее часто проверяют предельными калибрами. Этими калибрами проверяют размеры гладких цилиндрических, конусных, резьбовых и шлицевых деталей, глубин и высот выступов, а также расположение поверхностей и другие параметры. Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из проходного калибра ПР (им контролируют предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого объекта, рис.2.13), и непроходного калибра НЕ (им контролируют предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого объекта). С помощью предельных калибров определяют не числовое значение контролируемых параметров, а годность детали, т. е. выясняют, выходит ли контролируемый параметр за нижний или верхний предел, или находится между двумя допустимыми пределами. Деталь считают годной, если проходной калибр (проходная сторона калибра) под действием собственного веса или усилия, примерно равного ему, проходит, а непроходной калибр (непроходная сторона) не проходит по контролируемой поверхности детали. В этом случае действительный размер детали находится между заданными предельными размерами. Если проходной калибр не проходит, деталь является исправимым браком; если непроходной калибр проходит, деталь является неисправимым браком, так как размер такого вала меньше наименьшего допускаемого предельного размера детали, а размер такого, отверстия - больше наибольшего допускаемого предельного размера.

Рис. 2.13. Схема для выбора номинальных размеров предельных гладких калибров

Рабочие калибры ПР и НЕ предназначены для контроля изделий в процессе их изготовления. Этими калибрами пользуются рабочие и контролеры ОТК завода-изготовителя, причем в последнем случае применяют частично изношенные калибры ПР и новые калибры НЕ.

Для установки регулируемых калибров-скоб и контроля нерегулируемых калибров-скоб применяют контрольные калибры К-И, которые являются непроходными и служат для изъятия из эксплуатации вследствие износа проходных рабочих скоб. Несмотря на малый допуск контрольных калибров, они все же искажают установленные поля допусков на изготовление и износ рабочих калибров, поэтому контрольные калибры по возможности не следует применять. Целесообразно, особенно в мелкосерийном производстве, контрольные калибры заменять концевыми мерами или использовать универсальные измерительные приборы.

Валы и отверстия с допуском IT5 и точнее не рекомендуется проверять калибрами, так как они вносят большую погрешность измерения. Такие детали проверяют универсальными измерительными средствами.

Для снижения затрат на калибры стремятся увеличить их износостойкость. Изготовляют скобы листовые и пробки, оснащенные твердым сплавом, износостойкость которых в 50-150 раз выше по сравнению с износостойкостью стальных калибров и в 25-40 раз выше по сравнению с износостойкостью хромированных калибров при повышении стоимости калибров только в 3-5 раз.

Для контроля валов используют главным образом скобы. Наиболее распространены односторонние двухпредельные скобы (рис. 2.14). Применяют также регулируемые скобы, которые можно настраивать на разные размеры, что позволяет компенсировать износ и использовать одну скобу для измерения размеров, лежащих в определенном интервале. Регулируемые скобы по сравнению с жесткими имеют меньшую точность и надежность, поэтому их чаще применяют для контроля изделий квалитета 8 и грубее.

Рис. 2.14. Односторонние двухпредельные скобы для контроля валов

Основные конструкции калибров-пробок для контроля отверстий  показаны на рис.2.15.

При конструировании предельных калибров для гладких, резьбовых и других деталей следует соблюдать принцип подобия Тейлора, согласно которому проходные калибры по форме должны являться прототипом сопрягаемой детали с длиной, равной длине соединения (т. е. калибры для валов должны иметь форму колец), и контролировать размеры по всей длине соединения с учетом погрешностей формы деталей. Непроходные калибры должны иметь малую измерительную длину и контакт, приближающийся к точечному, чтобы проверять только собственно размер детали в нескольких сечениях (что достигается при контроле отверстий, например, штихмассами (нутромерами)). Предельные калибры дают возможность контролировать одновременно все связанные размеры и отклонения формы детали и проверять, находятся ли отклонения размеров и формы поверхностей деталей в поле допусков. Таким образом, изделие считают годным, когда погрешности размера, формы и расположения поверхностей находятся в поле допуска.

На практике приходится отступать от принципа Тейлора вследствие неудобств контроля, например, проходным кольцом, так как это требует многократного снятия детали, закрепленной в центрах станка. Вместо контроля проходными кольцами применяют многократный контроль проходными скобами с широкими измерительными поверхностями, а вместо штихмассов - непроходные калибры-пробки с малой (значительно меньше, чем у проходной пробки) шириной измерительных поверхностей.

Допуски калибров. ГОСТ 24853 на гладкие калибры устанавливает следующие допуски на изготовление: Н - рабочих калибров (пробок) для отверстий (Hs - тех же калибров, но со сферическими измерительными поверхностями); H1 калибров (скоб) для валов; Нр контрольных калибров для скоб (рис. 2.16). В квалитетах 6, 8—10 допуски H1 для скоб примерно на 50% больше допусков Н для пробок, что объясняется большей сложностью изготовления скоб. В квалитетах 7, 11 и грубее допуски Н и H1 равны. Допуски Нр для всех типов контрольных калибров одинаковы.

Рис. 2.16. Схемы расположения полей допусков калибров:

а - для отверстия; б - для вала (в скобках указаны номера видов калибров по ГОСТ 24851)

Для проходных калибров, которые в процессе контроля изнашиваются, кроме допуска на изготовление, предусматривается допуск на износ. Для размеров до 500 мм износ калибров ПР с допуском до IT8 включительно может выходить за границу поля допуска детали на величину Y для пробок и Y1 для скоб; для калибров ПР с допусками от IT9 до IT17 износ ограничивается проходным пределом, т. е. Y = 0 и Y1 = 0. Следует отметить, что поле допуска на износ отражает средний возможный износ калибра.

Для всех проходных калибров поля допусков Н (Нs) и H1 сдвинуты внутрь поля допуска изделия на величину Z для калибров-пробок и Z1 для калибров-скоб.

При номинальных размерах свыше 180 мм поле допуска непроходного калибра также сдвигается внутрь поля допуска детали на величину α для пробок и α1 для скоб, создавая так называемую зону безопасности, введенную для компенсации погрешности контроля калибрами соответственно отверстий и валов размером свыше 180 мм. Поле допуска калибров НЕ для размеров до 180 мм симметрично относительно верхнего отклонения детали для пробок и относительно нижнего - для скоб, т. е. α = 0 и α1 = 0.

Сдвиг полей допусков калибров и границ износа их проходных сторон внутрь поля допуска детали позволяет устранить возможность искажения характера посадок и гарантировать получение размеров годных деталей в пределах установленных полей допусков.

Расчет исполнительных размеров калибров. Исполнительными называют предельные размеры калибра, по которым изготовляют новый калибр. Для определения этих размеров на чертеже скобы проставляют наименьший предельный размер с положительным отклонением; для пробки и контрольного калибра - их наибольший предельный размер с отрицательным отклонением. Таким образом, отклонение на чертеже проставляется «в тело» калибра, что обеспечивает максимум металла на изготовление и большую вероятность получения годных калибров. Исполнительные размеры калибров определяют по формулам, приведенным в табл.1 ГОСТ 24853.

Приведем примеры расчета исполнительных размеров калибров.

Примеры. 1. Определить размеры калибров-пробок для отверстия диаметром D = 60 мм с полем допуска Н7.

По ГОСТ 25347 находим предельные отклонения размера изделия:          +30 мкм; 0. Наибольший и наименьший предельные размеры отверстия:       Dmax = 60,030 мм; Dmin = 60,000 мм. По табл.2 ГОСТ 24853 для квалитета 7 и интервала размеров 50-80 мм находим данные для расчета размеров калибров, мкм: Н = 5; Z = 4; Y = 3. Схема расположения полей допусков приведена на рис. 2.17.

Наибольший размер проходного нового калибра-пробки

ПРmах = Dmax + Z + Н/2 = 60,000 + 0,004+ 0,005/2 = 60,0065 мм.

Размер калибра ПР, проставляемый на чертеже, 60,0065-0,005,  мм (рис. 2.18).

Исполнительные размеры: наибольший 60,0065 мм; наименьший 60,0015 мм.

Наименьший размер изношенного проходного калибра-пробки

ПРизнош = Dmin - Y = 60,000 - 0,003 = 59,997 мм.

Если калибр ПР имеет указанный размер, его нужно изъять из эксплуатации.

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки

НЕmах = Dmax + Н/2 = 60,030 + 0,005/2 = 60,0325 мм.

Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, 60,0325-0,005 мм. Исполнительные размеры: наибольший 60,0325 мм; наименьший 60,0275 мм. 

2. Определить размеры калибров-скоб для вала диаметром d = 60 мм с полем допуска h6. По ГОСТ 25347 находим предельные отклонения: 0; -19 мкм. Предельные размеры вала: dmax = 60,0 мм; dmin = 59,981 мм. По табл.2        ГОСТ 24853 находим данные для расчета размеров калибров, мкм: H1 = 5,       Z1 = 4; Y1 = 3; Нр = 2. Схема расположения полей допусков приведена               на рис. 2.17.

Наименьший размер проходного нового калибра-скобы

ПРmin = dmах Z1 – H1/2 = 60,000 - 0,004 - 0,005/2 = 59,9935 мм.

Размер калибра, проставляемый на чертеже, 59,9935+0,005 мм.

Исполнительные размеры: наименьший 59,9935 мм; наибольший 59,9985 мм.

Рис. 2.17. Схема расположения полей допусков калибров для контроля деталей соединения  Ø60H7/h6 (размеры в мкм, кроме D)

Наибольший размер изношенного проходного калибра-скобы

ПРизнош = dmах + Y1 = 60,000 + 0,003 = 60,003 мм.

Наименьший размер непроходного калибра-скобы (исполнительный)

НЕmin = dmin H1/2 = 59,981 - 0,005/2 = 59,9785 мм.

Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, 59,9785+0,005 мм. Исполнительные размеры: наименьший  59,9785 мм; наибольший  59,9835 мм.

Размеры контрольных калибров:

К - ПРmах = dmax – Z1 + Нр/2 = 60,000 - 0,004 + 0,002/2 = 59,997 мм

(размер калибра К-ПР, проставляемый на чертеже,  59,997-0,002 мм);

К - НЕmах = dmin + Нр/2 = 59,981 + 0,002/2 = 59,982 мм

(размер калибра К-НЕ, проставляемый на чертеже,  59,982-0,002 мм);

К - Иmах = dmах + Y1 + Нр/2 = 60,000 + 0,003 + 0,002/2 = 60,004 мм

(размер калибра К-И, проставляемый на чертеже,  60,004-0,002 мм).

Для установления размеров новых рабочих калибров и их предельных отклонений без дополнительных расчетов разработан ГОСТ 21401, который содержит таблицы исполнительных размеров калибров.

Маркировка калибров. При маркировке на калибр наносят номинальный размер детали, для которого предназначен калибр, буквенное обозначение поля допуска изделия, числовые значения предельных отклонений изделия в миллиметрах (на рабочих калибрах), тип калибра (например,  ПР, НЕ, К-И) и товарный знак завода-изготовителя (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Калибр-пробка гладкий проходной

Калибры предельные для контроля глубин и высот уступов конструктивно представляют собой ступенчатые пластины различной формы. Проходную сторону в них обозначают буквой Б (большая), а непроходную М (меньшая). На обе стороны, кроме допуска на изготовление, назначают допуск на износ. Указанные калибры предусмотрены для контроля размеров от 1 до 500 мм, имеющих допуски IT11 и грубее.

48

PAGE  38


Рис.
2.4. Схема посадки с натягом

-

+

es

ei

ES

Nмакс

Nмин

Нулевая линия

ОТВЕРСТИЕ  (TD)

ВАЛ (Td)

EI

ТВЕРСТИЕ (TD)

ВАЛ (Td)

Sмакс

Nмакс

ei

es

EI

ES

+

-

Нулевая линия

Рис. 2.5. Схема переходной посадки

ПОЛЕ ДОПУСКА

ОТВЕРСТИЯ

ПОЛЕ ДОПУСКА

ВАЛА

ПОЛЕ ДОПУСКА

ВАЛА

ПОЛЕ ДОПУСКА

ОТВЕРСТИЯ

ПОЛЕ ДОПУСКА

ВАЛА

ПОЛЕ ДОПУСКА

ОТВЕРСТИЯ

+

_

Sмин

Sмакс

Рис. 2.6. Варианты размещения относительно нулевой линии полей допусков отверстия и вала для  посадки с одинаковыми зазорами

Нулевая линия

Рис. 2.1. Образование графического изображения предельных значений размеров и отклонений:

а – общий вид детали (цилиндр); б – предельные размеры диаметра цилиндра;

в – графическое изображение предельных размеров и отклонений

-

+

Нулевая линия

Рис. 2.8. Формирование посадок в системе вала

Переходные

посадки

Посадки с натягом

Посадки с зазором

Отв.

Отв.

Основной вал

Отв.

Отв.

Рис. 2.7. Формирование посадок в системе отверстия

Переходные

посадки

Посадки с натягом

Посадки с зазором

-

+

Нулевая линия

Вал

Вал

Вал

Вал

Основное отверстие

Посадка

с натягом

Посадка

с натягом

Посадка

с зазором

Рис. 2.9. Пример использования системы вала

1

2

3

4

7

8

5

6

9

10

Вал

Отверстие (втулка)

EMBED Equation.3  

Рис. 2.11. Обозначение посадок на сборочном чертеже

Рис. 2.12. Обозначение допусков на чертежах деталей (номера зон соответствуют рис. 2.11)

ОТВЕРСТИЕ (ВТУЛКА)

7

8

4

3

2

1

EMBED Equation.3  

ВАЛ

9

10

6

5

2

1

EMBED Equation.3  

Калибры-пробки

Отверстие

Вал

Калибр-скоба

Калибры-пробки

Калибры-скобы

Контрольные

калибры

(Вал)

(Отв.)

Номинальный размер деталей

Рис. 2.15. Основные типы калибров-пробок для контроля отверстий и контрольные калибры к скобам:

а - пробка двусторонняя со вставками (Dном = 1...6 мм);  б - пробка двусторонняя со вставками (Dном = 3...50 мм);  в - пробка проходная (непроходная) со вставками   (Dном = 52...75 мм);   г - пробка штампованная проходная (непроходная) с насадками (Dном  = 52...100 мм); д - пробка проходная (непроходная) неполная штампованная (Dном = 102(75)...160 мм); е - пробка проходная (непроходная) неполная                (Dном = 102(75)...300 мм);  ж - пробка односторонняя листовая (Dном = 52...250 мм);    з - шайба полная   (Dном  = 18...100 мм);  и - шайба неполная  (Dном = 10...325 мм)

и

з

ж

е

г

в

б

а

д


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60557. Цілі та завдання виховного процесу в сучасній школі 107 KB
  Поняття та сутність виховання. Розв’язання цієї проблеми як підтверджує вітчизняний і світовий досвід можливе за умови оптимізації управіління процесом виховання за допомогою гуманізації освіти що має забезпечити утвердження пріоритету загальнолюдських цінностей у суспільстві. Саме гуманне виховання особистості сприяє олюдненню суспільних відносин формуванню взаємодії людей за суб’єктсуб’єктною моделлю зміст якої безпосередньо впливає на спрямованість і характер потреб цілей інтересів особистості тоді як процеси...
60558. Управление Пенсионного Фонда России в Свердловском районе города Иркутска 220.48 KB
  Структура дипломного проекта включает 4 раздела. В первом разделе охарактеризованы теоретические основы организации оценки и аттестации персонала. В работе даны подходы к оценке персонала, определены методы оценки персонала. Проанализирован отечественный и зарубежный опыт оценки персонала
60560. Обробка конічних поверхонь на токарному верстаті. Елементи та умовне позначення. Способи отримання конічної поверхні 152.5 KB
  Елементи конуса показано на рис. Залежності між окремими елементами конуса такі: Кут уклону половина кута при його вершині визначають за формулою D d 2l tg α = де α кут уклону конуса град...
60561. Поняття про комп’ютерні віруси. Класифікація вірусів. Антивірусні програми 153 KB
  Мета: ознайомити учнів з терміном комп’ютерний вірус їх видами способами дії причинами розповсюдження засобами захисту від вірусів; розвивати логічне мислення увагу уяву кмітливість мовлення пам’ять; виховувати вміння співпрацювати.