При сборке 2-х деталей, входящих одна в другую, различают охватываемые и охватывающие поверхности, смысл которых ясен по названию.
Охватывающую поверхность называют отверстием , охватываемую - валом .
Например, внутренняя цилиндрическая поверхность втулки и поверхность шпоночного паза – охватывающие поверхности, отверстия; наружная цилиндрическая поверхность втулки и поверхность шпонки – охватываемые поверхности, валы.
Разность между размерами охватывающей и охватываемой поверхностями (между размерами отверстия и вала) определяет характер соединения деталей или посадку , т.е. большую или меньшую степень подвижности деталей или степень прочности соединений (для неподвижных соединений).
Если размер отверстия D больше размера вала d, то положительная разность между ними, характеризующая степень подвижности (свободы относительного перемещения) называется зазором S:
S = D – d; D d; S0. (3.8)
Если размер вала d больше размера отверстия D, то положительная разность между ними, характеризующая степень прочности соединения, называется натягом N:
N = d – D; d D; N0. (3.9)
Натяг (при необходимости) можно выразить как отрицательный зазор и наоборот:
S= -N;N= -S. (3.10)
Номинальный размер – основной расчетный размер, округленный до стандартного. Номинальные размеры отверстия и вала в посадке проставляются на чертеже и от него отсчитываются отклонения, которые приведены в таблице стандартов по допускам.
Номинальные размеры (при округлении после расчета на прочность, жесткость, устойчивость...) выбираются по ГОСТ 6636-69 * “Нормальные линейные размеры”. Использование только стандартных линейных размеров приводит к уменьшению типоразмеров заготовок, режущих, мерительных инструментов и удешевлению производства.
По ГОСТу предусмотрен
диапазон размеров от 0,001 до 20000 мм,
построенных на базе предпочтительных
чисел. Установлено четыре ряда размеров,
возрастающих по геометрической прогрессии
со знаменательными =;
;
;
.
Ряды обозначаются Ra5, Ra10, Ra20, Ra40. Наибольшее
число размеров в последнем ряду,
наименьшее – в первом. При выборе
номиналов каждый предыдущий ряд надо
предпочитать последующему.
Действительным размером называется размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью.
Размеры между которыми должен находиться (или быть равным) действительный размер годных деталей в партии называются предельными – соответственно наибольший предельный D max , d max и наименьший предельный D min , d min .
Для упрощения на чертежах и в таблицах ставят вместо предельных размеров соответствующие предельные отклонения – верхнее и нижнее.
Верхнее отклонение (ES, es) – алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером соединения.
ES = D max - d н с; (3.11)
еs = d max - d н с, (3.12)
где d н с – номинальный диаметр соединения.
Нижнее отклонение (EI, ei) – алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером соединения:
EI = D min - d н с; (3.13)
ei = d min - d н с. (3.14)
Отклонения могут быть положительными, отрицательными или равными нулю.
Допуском размера Т называется разность между предельными размерами:
Т D = D max - D min ; (3.15)
Т d = d max - d min . (3.16)
Допуск – величина всегда положительная, поэтому он указывается в документах без знака.
Подставляя в выражения (3.15) и (3.16) значения предельных размеров, выраженные через отклонения и номинал, определим:
Т D = (ES + d н с) - (EI + d н с) = ES – EI; (3.17)
Т d = (еs+ d н с) – (ei + d н с) = еs - ei. (3.18)
Допуск равен разности предельных отклонений (со своим знаком!).
Допуск характеризует точность размера. Чем меньше допуск, тем выше точность, меньше возможный диапазон изменения размеров в партии и наоборот. Величина допуска влияет на эксплуатационные свойства соединения и изделия, а также на трудоемкость изготовления и себестоимость детали. Изготовление деталей с меньшим допуском требует применения более точного оборудования, точных средств измерения, приспособлений, соответствующих режимов обработки, что удорожает изделие.
При сборке деталей (например, вал соединяют с втулкой), изготовленных в пределах допуска, в зависимости от случайных сочетаний размеров отверстий и валов могут быть получены различные посадки. Их обычно разделяют на посадки с зазором (S), натягом (N), переходные (N-S).
Посадкой с зазором называют посадку, при которой во всех соединениях на сборке обеспечиваются зазоры. Аналогично определяютсяпосадки с натягом .
Переходной называется посадка, при которой у некоторой части соединений на сборке получаются зазоры, а у остальных – натяги.
Каждая посадка характеризуется предельными (наибольшими, наименьшими) зазорами или натягами, значение которых определяется предельными размерами деталей.
Наименьший зазор S min в соединении образуется, если в отверстие с размером D min будет установлен вал с размером d max:
S min =D min -d max (3.19)
S min = (EI + d н с) – (еs+ d н с) = EI – еs. (3.20)
Наибольший зазор S max в соединении получится, если в отверстие с наибольшим предельным размером D max будет установлен вал с наименьшим предельным размером d min:
S max =D max -d min (3.21)
S max = (ES + d н с) - (ei + d н с) = ЕS - ei. (3.22)
Аналогично,
N min = d min - D max = ei – ES = - S max ; (3.23)
N max = d max - D min = еS – EI = - S min . (3.24)
Средний зазор или натяг равен:
S c (N c)
= 
.
(3.25)
Диапазон изменения зазора или натяга определяет допуск зазора, натяга или посадки (Т S , T N).
Допуск посадки (Т S , T N) – разность между предельными зазорами или натягами:
Т S = (T N) = S max (N max) - S min (N min). (3.26)
В это выражение вместо S max , S min подставим их значения по (3.20), (3.22):
T S = (ES – ei) – (EI – es) = (ES – EI) + (es – ei) = T D + T d . (3.27)
Таким образом, допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала.
Аналогично,
T N = N max – N min = T D + T d . (3.28)
Представим себе, что имеется партия втулок и валов, которые необходимо собрать. В этой партии втулок с наибольшими размерами D max будет очень мало (например, 1 из 100 штук), аналогично – в партии валов с наименьшими размерами d min будет также мало (например, 1 из 100). Естественно предположить, что сборщик, без подбора выбирая детали и собирая соединения, вряд ли одновременно возьмет детали с размерами D max и d min (вероятность этого события для нашего примера 1/1001/100 = 1/10 4). Вероятность такого события очень мала, поэтому на сборке практически не будет соединений с зазором, равном S max . По тем же причинам на сборке практически не будет соединений с зазором, равном S max .
Для того, чтобы
определить величины наибольших 
и
наименьших 
(вероятностных)
зазоров, получающихся на сборке, подойдем
к этой инженерной задаче с позиций
теории вероятностей.
Предполагаем, что распределение размеров деталей следует нормальному закону и допуск на изготовление равен размаху размеров при изготовлении, т.е. Т = 6. Предполагаем также, что подбора деталей при сборке не производят (сборка случайна).
Известно, что композиция (объединение) двух нормальных законов также дает нормальный закон. Следовательно, распределение значений зазоров (натягов) следует нормальному закону.
Из курса теории вероятности известно, что математическое ожидание суммы случайных величин равно сумме их математических ожиданий. Действительные размеры деталей являются случайными величинами, математические ожидания которых будут близки к средним размерам в партии.
Математическое ожидание суммы случайных размеров есть математическое ожидание зазора:
М S = M D + M -d . (3.29)
S c = D c - d c , (3.30)
где S c , D c , d c – средние значения зазора, размеров отверстия и вала.
Дисперсия суммы независимых случайных величин равна сумме их дисперсий. Дисперсия D есть среднее квадратическое отклонение в квадрате:
D S = DD + D d; (3.31)
.
(3.32)
Тогда, принимая T = 6, получим:
Т S
= 
.
(3.33)
С вероятностью Р = 0,9973 значения действительных зазоров будут находиться в пределах:
Тогда наибольший вероятностный зазор будет равен:
,
(3.35)
а наименьший вероятностный зазор:
.
(3.36)
Выражения (3.35) и (3.36) приблизительны (ранее было оговорены условия их получения). Более точно эти значения будут определены в разделе “Размерные цепи”.
Для упрощения расчетов допусков и посадок используют схемы расположения полей допусков. Построения на них проводят относительно линии номинала, обозначенной 0 – 0. Линии предельных и номинального размеров отложены от одной границы.
Следовательно, линии размеров, больших номинального, будут расположены выше линии 0 – 0, а линии размеров, меньших номинального – ниже.
Вверх от линии 0 – 0 в выбранном масштабе показывают положительные отклонения, вниз – отрицательные. Две линии предельных размеров или предельных отклонений отверстия и вала образуют два поля допуска, которые обозначают в виде прямоугольников (по длине масштаб прямоугольника произволен). Полем допуска называется зона изменения размеров, заключенная между линиями верхнего и нижнего отклонений (или соответствующих размеров). Поле допуска – понятие более широкое, чем допуск. Оно характеризуется не только значением допуска, но и расположением его относительно номинала. Различные (по расположению) поля допусков могут иметь один и тот же допуск.
В посадках с зазором поле допуска отверстия расположено выше поля допуска вала, в посадках с натягом поле допуска отверстия должно располагаться ниже поля допуска вала. В переходных посадках поля допусков должны перекрываться.
Главная > ЛекцияЛекция 21
Точность обработки деталей
1. Допуски и посадки
Основные понятия и определения. Детали станков изготовляются по чертежам. На них указываются форма поверхностей детали, размеры, шероховатость и требования к точности изготовления. Размеры, проставляемые на чертеже, называются номинальными размерами. Обработать деталь абсолютно точно с номинальными размерами практически невозможно. Действительные размеры обработанной детали всегда отличаются от номинальных на величину отклонения. Поэтому каждый номинальный размер ограничивают двумя предельными размерами: наибольшим Х в и наименьшим Х н (рис. 1). Любой действительный размер Х д детали должен находиться в пределах поля допуска , иначе деталь считается бракованной. Отклонения могут быть действительными и предельными. Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным размером полученной детали и номинальным размером. Предельным отклонением называется алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами. Одно предельное отклонение из двух называется верхним, а другое – нижним. Для удобства записи на чертеже вместо предельных размеров рядом с номинальным указывают два предельных отклонения, например,
мм, 
мм,
мм, 
мм. Предельные отклонения, равные нулю, не указываются. Для размера мм предельные размеры равны: Х
в
=75,021 мм, Х
н
=75,002 мм; для размера мм – Х
в
= 175,4 мм, Х
н
= 175,0 мм. Допуски размеров, посадки и допуски посадок.
Допуск характеризует точность изготовления детали. Чем меньше допуск, тем труднее обрабатывать деталь. Зону (поле), ограниченную верхним и нижним предельными отклонениями, называют полем допуска
(рис. 1). Оно определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии. На рис. 2 изображены варианты расположения поля допуска T
d
для вала. Н
улевая линия
– это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок (ГОСТ 25346-82). При горизонтальном расположении нулевой линии положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные – вниз. При этом верхнее предельное отклонение отверстия (вала) на схемах обозначают ES
(es
), а нижнее предельное отклонение отверстия (вала) – EI
(ei
). Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой.
Положение поля допуска отверстия и вала определяет при сборке деталей тип посадки. Различают посадки с зазором, с натягом и переходные. Зазор S
– находится как положительная (со знаком +) разность размеров отверстия и вала до сборки. Посадка с зазором
– посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении и поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (рис. 3, а
). Натяг N
– находится как отрицательная (со знаком –) разность размеров отверстия и вала до сборки. Посадка с натягом
– посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении и поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (рис. 3, б
). П
ереходная посадка
– посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга. В этом случае поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью (рис. 3, в
). Допуск посадки
– разность между наибольшим и наименьшим зазорами (натягами) или сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение. Вал и отверстие, образующие посадку, имеют одинаковый номинальный размер и отличаются только предельными отклонениями. На чертежах посадку ставят после номинального размера, обозначая ее дробью, в числителе которой записывают предельные отклонения для отверстия, а в знаменателе – для вала. Квалитеты.
Допуски и посадки нормированы государственными стандартами, входящими в две системы: ЕСДП – "Единая система допусков и посадок" и ОНВ – "Основные нормы взаимозаменяемости". Классы (уровни, степени) точности допусков в ЕСДП названы квалитетами.
Квалитет (степень точности) – ступень градации значений допусков системы.
Допуски в каждом квалитете возрастают с увеличением номинального размера, но они соответствуют одному уровню точности, определяемому квалитетом, его порядковым номером. С уменьшением номера квалитета допуски на размер уменьшаются, точность увеличивается.В ЕСДП установлено 19 квалитетов, обозначаемых порядковым номером: 01; 0; 1; 2; 3; ...16; 17. Точность размера убывает от квалитета 01 к квалитету 17.Для нужд деревообрабатывающей промышленности введен квалитет номер 18. ГОСТ 6449.1-82 устанавливает для изделий из древесины девять квалитетов с 10 по 18 .Допуск квалитета условно обозначают буквами IT
с номером квалитета, например, IT
6 – допуск 6-го квалитета. Допуск квалитета рассчитывается по формуле 
,
Где а – число единиц допуска, установленное для каждого квалитета; i – значение единицы допуска, зависимое от номинального размера, мкм.Числа единиц допуска для квалитетов приведены ниже:
Для номинальных размеров D = (1 – 500) мм значение единицы допуска
,
где D c – среднее геометрическое граничных значений интервала номинальных размеров
,
где D min , D max – соответственно наименьшее и наибольшее граничное значение интервала номинальных размеров (табл. 1), мм.
Пример. Определить допуск вала (отверстия) 18-го квалитета с номинальным размером 100 мм.
Решение.
По ГОСТ 6449.1-82 уточняем, что номинальный размер 100 расположен в интервале 80-120 мм. Находим среднее геометрическое граничных значений интервала номинальных размеров 
= 97,98 мм.
Единица допуска
2,1725 мкм.
Допуск вала = 25602,1725/1000 = 5,4 мм.
Таблица 1
Значения полей допусков линейных размеров изделий
из древесины в мм по ГОСТ 6449.1-82
| Интервал размеров | Квалитет |
||||||||
| Св. 10 до 18 | |||||||||
| Св. 18 до 30 | |||||||||
| Св. 30 до 50 | |||||||||
| Св. 50 до 80 | |||||||||
| Св. 80 до 120 | |||||||||
| Св. 120 до 180 | |||||||||
| Св. 180 до 250 | |||||||||
| Св. 250 до 315 | |||||||||
| Св. 315 до 400 | |||||||||
| Св. 400 до 500 | |||||||||
| Св. 500 до 630 | |||||||||
| Св. 630 до 800 | |||||||||
| Св. 800 до 1000 | |||||||||
| Св. 1000 до 1250 | |||||||||
| Св. 1250 до 1600 | |||||||||
| Св. 1600 до 2000 | |||||||||
| Св. 2000 до 2500 | |||||||||
| Св. 2500 до 3150 | |||||||||
| Св. 3150 до 4000 | |||||||||
| Св. 4000 до 5000 | |||||||||
| Св. 5000 до 6300 | |||||||||
| Св. 6300 до 8000 | |||||||||
| Св. 8000 до 10000 | |||||||||
Обозначение допусков и посадок. В ЕСДП используют понятие основного отклонения.
Основное отклонение – это наикратчайшее расстояние от нулевой линии до границы поля допуска.
Для валов и отверстий ГОСТ 25346-82 установлено по 28 основных отклонений. Основное отклонение обозначается буквами латинского алфавита: для вала – строчными буквами от а до zc ; для отверстия – прописными буквами от А до ZC . Основные отклонения вала от а до g и h (основное отклонение h равно нулю) предназначены для образования полей допусков в посадках с зазором; от j (j s ) до n – в переходных посадках и от р до zc – в посадках с натягом. Поля допусков в ЕСДП образуются сочетанием основного отклонения и квалитета. Например, 45е 8 означает, что вал диаметром 45 мм должен быть выполнен по 8-му квалитету с основным отклонением е . Понятие посадки справедливо только при сборке двух деталей. На сборку поступают детали с различными основными отклонениями. Наиболее часто посадку указывают в системе отверстия, когда отверстие выполняется с одним основным отклонением Н , а зазоры или натяги обеспечиваются валами с различными размерами, например, диаметр 45Н 7/е 7. Здесь в числителе указано поле допуска отверстия детали, а в знаменателе – поле допуска вала. Посадки с зазором. Посадки Н 7/h 6 и Н 8/h 7 рекомендуется применять для неподвижных соединений, часто подвергаемых разборке и регулированию, допускающих проворачивание или продольное перемещение одной детали относительно другой. Эти посадки используются для установки на вал режущего инструмента (пилы, фрезы и т.д.). Посадку Н 7/g 6 применяют в точных подвижных соединениях, когда требуется обеспечить герметичность при перемещении деталей, а также плавность и точность перемещений. Посадка Н 7/f 7 применяется в подшипниках скольжения с частотой вращения вала не более 150 мин –1 . Посадку Н 7/е 8, применяют в подшипниках скольжения с частотой вращения вала более 150 мин –1 . Посадки переходные. Посадку Н 7/n 6 используют при центрировании детали в неподвижном соединении, и работающей в условиях вибрации и ударов. Разборку соединения производят редко (при капитальном ремонте). Посадку Н 7/k 6 используют при установке неподвижных зубчатых колес на валах, шкивов и т.д. Посадки с натягом. Посадку Н 7/р 6 назначают для неподвижных соединений, передающих небольшие усилия, для соединения валов с тонкостенными втулками. Посадку Н 7/s 6 используют в неподвижных соединениях, передающих средние нагрузки без дополнительного крепления. Посадки в изделиях из древесины. Для деталей из древесины и древесных материалов ГОСТ 6449.1-82 устанавливает два основных отклонения для отверстия и одиннадцать основных отклонений для валов:
для отверстий – Н, Js;
для валов – a, b, c, h, js, k, t, y, za, zc, ze.
Термин "отверстие" применяют для обозначения внутренних (охватывающих) цилиндрических и плоских параллельных поверхностей, а термин "вал" – для обозначения наружных (охватываемых) цилиндрических и плоских параллельных поверхностей.При назначении посадок может быть выбрана одна из двух систем – система отверстия или система вала. Они отличаются друг от друга размером, который принимается в качестве основного.Если в качестве основного принимается размер отверстия, то система допусков и посадок называется системой отверстия.Основное отверстие – это такое отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю. Зазоры и натяги при этом обеспечиваются за счет полей допусков вала. Поскольку поверхность вала технологически обрабатывать проще, то система отверстия на практике используется чаще.
Контрольные вопросы и задания
1. На чертеже детали указан размер мм. Как называются числа 75; +0,021; +0,002; 75,021; 75,002; 0,021-0,002= 0,019?2. Дайте определение посадки. Какие посадки называются с зазором, натягом и переходные?3. Дайте определение квалитета. Какие квалитеты установлены в машиностроении и в деревообрабатывающей промышленности?4. Как определяется допуск квалитета?5. На сборочном чертеже указан размер 45Н 7/е 7. Как называются и что означают числа и выражения: 45; 45Н 7; 45е 7; 7; Н 7/е 7?Лекция 7семестр от 07. 09. 2006
ЛекцияБазовые детали металлорежущих станков служат для создания требуемого пространственного размещения узлов, несущих инструмент и обрабатываемую деталь, и обеспечивают точность, взаимного расположения под нагрузкой.
Лекции сайта «РазныеРазности» (2)
ЛекцииКнига «Следы богов» не могла бы быть написана без самозабвенной сердечной и неизменной любви дорогой Санты Файя, которая всегда отдает больше, чем получает, и своим творчеством, добротой и воображением делает богаче жизнь окружающих ее людей.
Лекции сайта «РазныеРазности» (1)
Лекции«Вслед за Чарльзом Дарвином Шелдрейк предлагает самостоятельно осуществить семь экспериментов, направленных на изучение необъяснимых природных явлений В книге можно найти теоретическое обоснование предлагаемых опытов, методику
Курс лекций для студентов по специальности I 37. 02. 03 «Техническая эксплуатация погрузочно-разгрузочных, путевых, дорожно-строительных машин и оборудования»
Курс лекцийСовременное машиностроение, в том числе транспортное и строительное, развивается по пути снижения потребления энергии, топлива, материалов и сырья, а также уменьшения трудозатрат при изготовлении машиностроительной продукции.
Программа учебной дисциплины 3 Перечень практических работ и лабораторных работ 4 Задания для контрольной работы 5 Литература
Программаотделения Салаватского индустриального колледжа по специальностям 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования», 190604 « Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
Размеров на чертежах
Введение
В условиях массового производства важно обеспечить взаимозаменяемость одинаковых деталей. Взаимозаменяемость позволяет заменить сломавшуюся во время работы механизма деталь запасной. Новая деталь должна по своим размерам и форме точно соответствовать заменяемой.
Основным условием взаимозаменяемости является изготовление детали с определенной точностью. Какой должна быть точность изготовления детали, указывают на чертежах допустимыми предельными отклонениями.
Поверхности, по которым соединяются детали, называют сопрягаемыми . В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую поверхность и охватываемую. Наиболее распространены в машиностроении соединения с цилиндрическими и плоскими параллельными поверхностями. В цилиндрическом соединении поверхность отверстия охватывает поверхность вала (рис. 1, а). Охватывающую поверхность принято называть отверстие , охватывающую – вал . Эти же термины отверстие и вал условно применяют и для обозначения любых других нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 1, б).
Рис. 1. Пояснение терминов отверстие и вал
Посадка
Любая операция сборки деталей заключается в необходимости соединить или, как говорят, посадить одну деталь на другую. Отсюда в технике принято выражение посадка для обозначения характера соединения деталей.
Под термином посадка понимают степень подвижности собранных деталей относительно друг друга.
Различают три группы посадок: с зазором, с натягом и переходные.
Посадки с зазором
Зазором называют разность размеров отверстия D и вала d, если размер отверстия больше размера вала (рис. 2, а). Зазор обеспечивает свободное перемещение (вращение) вала в отверстии. Поэтому посадки с зазором называют подвижными посадками. Чем больше зазор, тем больше свобода в перемещении. Однако в действительности при конструировании машин с подвижными посадками выбирают такой зазор, при котором будет минимальным коэффициент трения вала и отверстия.
Рис. 2. Посадки
Посадки с натягом
Для этих посадок диаметр отверстия D меньше диаметра вала d (рис. 2, б). .Реально осуществить это соединение можно под прессом, при нагреве охватывающей детали (отверстия) и (или) охлаждении охватываемой (вала).
Посадки с натягом называют неподвижными посадками , так как взаимное перемещение соединяемых деталей исключено.
Переходные посадки
Переходными эти посадки названы потому, что до сборки вала и отверстия нельзя сказать, что будет в соединении – зазор или натяг. Это означает, что в переходных посадках диаметр отверстия D может быть меньше, больше или равен диаметру вала d (рис. 2, в).
Допуск размера. Поле допуска. Квалитет точности Основные понятия
Размеры на чертежах деталей оценивают количественно величину геометрических форм детали. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные (рис. 3).
Номинальный размер – это основной рассчитанный размер детали с учетом ее назначения и требуемой точности.
Номинальный размер соединения – это 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 реальном производстве при изготовлении деталей номинальные размеры не могут быть выдержаны и поэтому введено понятие действительных размеров.
Действительный размер – это размер, полученный при изготовлении детали. Он всегда отличается от номинального в большую или меньшую сторону. Допустимые пределы этих отклонений устанавливаются посредством предельных размеров.
Предельными размерами называют два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называют наибольшим предельным размером , меньшее – наименьшим предельным размером . В повседневной практике на чертежах деталей предельные размеры принято указывать посредством отклонений от номинального.
Предельное отклонение – это алгебраическая разность между предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее отклонения. Верхнее отклонение – это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение – это алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером.
Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).
Действительное отклонение – это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительной отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонением.
Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.
Под квалитетом понимают совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от величины номинального размера. Установлено 19 квалитетов, соответствующих различным уровням точности изготовления детали. Для каждого квалитета построены ряды полей допуска
Поле допуска – это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Все поля допуска для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий – прописными буквами (H, K, F, G и т. д.); для валов – строчными (h, k, f, g и т. д.).
Рис. 3. Пояснения к терминам
Свойство независимо изготовленных деталей (или узлов) занимать свое место в узле (или машине) без дополнительной обработки их при сборке и выполнять свои функции в соответствии с техническими требованиями к работе данного узла (или машины)
Неполная или ограниченная взаимозаменяемость определяется подбором или дополнительной обработкой деталей при сборке
Система отверстия
Совокупность посадок, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных валов с основным отверстием (отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю)
Система вала
Совокупность посадок, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом (вал, верхнее отклонение которого равно нулю)
В целях повышения уровня взаимозаменяемости изделий, сокращения номенклатуры нормального инструмента установлены поля допусков валов и отверстий предпочтительного применения.
Характер соединения (посадки) определяется разностью размеров отверстия и вала
Термины и определения по ГОСТ 25346
Размер — числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения
Действительный размер — размер элемента, установленный измерением
Предельные размеры — два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер
Наибольший (наименьший) предельный размер — наибольший (наименьший) допустимый размер элемента
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
ES
— верхнее отклонение отверстия; es
— верхнее отклонение вала
Нижнее отклонение EI, ei
— алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами
EI
— 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 нижними отклонениями
Допуск — это абсолютная величина без знака
Стандартный допуск IT — любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок. (В дальнейшем под термином «допуск» понимается «стандартный допуск»)
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
i
— единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I
— единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм
Вал — термин, условно применяемый для обозначения 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
Предел максимума (минимума) материала — термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший (наименьший) объем материала, т.е. наибольшему (наименьшему) предельному размеру вала или наименьшему (наибольшему) предельному размеру отверстия
Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки
Номинальный размер посадки — номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение
Допуск посадки — сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение
Зазор — разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала
Натяг
— разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия
Натяг можно определять как отрицательную разность между размерами отверстия и вала
Посадка с зазором — посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала
Посадка с натягом — 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 поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала
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 поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично
Посадки в системе отверстия
— посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия
Посадки в системе вала
— посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала
Нормальная температура — допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре 20 град С
Точность изготовления деталей радиоэлектронной аппаратуры
Чертежно-конструкторской документации
В процессе работы над курсовым проектом студенты выполняют сборочный чертеж (или чертеж общего вида) конструкции корпуса прибора и рабочие чертежи двух деталей.
Сборочный чертеж вычерчивается на стандартном листе бумаги форматов А3, А4. Сначала определяется целесообразное расположение проекций конструкции корпуса прибора, необходимые виды и разрезы, а затем выбирается масштаб чертежа. Ввиду малости размеров корпусов полупроводниковых приборов рекомендуется выбирать масштаб 5:1, 10:1. На сборочном чертеже представляются габаритные и присоединительные размеры, позиции сборочных единиц, деталей и стандартных изделий. Затем к нему составляется спецификация.
Рабочие чертежи деталей выполняются на стандартных листах бумаги формата А4 (ввиду малых размеров деталей). Рекомендуемый масштаб чертежа 10:1, 20:1. На чертеже каждой детали проставляются все необходимые размеры, предельные отклонения на линейные размеры, на форму и расположение поверхностей и на шероховатость поверхностей детали. Более подробно о точности изготовления деталей и простановки предельных отклонений см. далее в 6.4. На чертеже указываются материал детали, виды защитных покрытий и т. д. При выполнении сборочных чертежей и рабочих чертежей деталей крайне важно руководствоваться ЕСКД ГОСТ 2.104-68, ГОСТ 2.108-68, ГОСТ 2.109-73.
Расчетно-пояснительная записка, оформленная на листах бумаги формата 210´297 в плотную обложку, с титульным листом по установленной форме и переплетенная должна включать следующие элементы:
● задание на курсовой проект;
● описание прибора;
● расчет прочности выводов прибора от инерционной нагрузки;
● расчет прочности выводов прибора при динамическом внешнем воздействии;
● расчет температурных напряжений в корпусе прибора;
● выводы;
● список использованной литературы;
Размеры реального изделия всегда имеют отклонения от реальных (номинальных) параметров. Сегодня допускаемые отклонения линейных размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, а также шероховатость поверхности детали регламентированы соответ-ствующими стандартами. Параметры и их допустимые отклонения указываются в технических документах по правилам, также оговоренным в стандартах. Соблюдение требований стандартов при оформлении техни-ческих документов является обязательным.
Допустимые отклонения размеров гладких элементов деталей и посадки, образуемые при соединении этих элементов. Необходимо, чтобы действительные размеры деталей изделия выдерживались между двумя допустимыми предельными значениями размеров, разность которых образует допуск. Для удобства указывают номинальный размер, а каждый из двух предельных размеров определяют по его отклонению от этого номинального размера. Абсолютную величину и знак отклонения получают вычитанием номинального размера из соответствующего предельного размера (рис. 6.9).
Рис. 6.9.
В приведенном на рис. 6.9 примере оба отклонения вала имеют отрицательный знак (поле допуска вала расположено под нулевой линией и на некотором расстоянии от нее), а оба отклонения отверстия – положи-тельный (поле допуска отверстия расположено над нулевой линией и на некотором расстоянии от нее).
ГОСТ 25347-82 предусматривает определенное положение полей допусков отверстий и валов относительно нулевой линия. На рис. 6.10 изображены такие относительные положения и некоторые поля допусков для любого размера в пределах одного интервала номинальных размеров (свыше 6 до 10 мм) 6-го и 9-го квалитетов. На этом рисунке сплошными линиями изображены поля, приведенные в ГОСТ 25347-82, пунктирными – неуказанные в таблицах ГОСТ 25347-82 (они не рекомендуются для применения), но вычисленные по правилам ГОСТ 25347-82.
Действительный размер – размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные размеры – два предельнодопустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.
Рис. 6.10
Номинальный размер – размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. При проектировании изделий номинальные размеры получают расчетом или выбираются конструктором. Как правило, они должны лежать в ряду нормативных линейных размеров ГОСТ 6636-69*.
Верхнее отклонение – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами.
Нижнее отклонение – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.
Допуск (1T ) – абсолютная величина алгеброической разности между верхним и нижним отклонениями. Для отверстия: IТ =ЕS -EI ; для вала: IT =es -ei , где ЕS и EI – верхнее и нижнее отклонения отверстия; еs и ei –верхнее и нижнее отклонения вала.
Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Оно определяется величиной допуска и основным отклонением, указы-вающим положение допуска относительно нулевой линии. Стандартные поля допусков валов и отверстий указаны в таблицах ГОСТ 25347-83.
Основное отклонение – отклонение, ближайшее к нулевой линии. Величина его зависит от номинального размера и расположения поля допуска и не зависит от квалитета (рис. 6.10).
Квалитет – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.
Вал – термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей.
Отверстие – термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей.
Основной вал – вал, верхнее отклонение которого равно нулю (поле n на рис. 6.10).
Основное отверстие – отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю (поле Н на рис. 6.10).
Термины "вал" и "отверстие" относятся не только к цилиндрическим поверхностям, но и к элементам деталей другой формы (к примеру, ограниченным двумя плоскими или криволинейными поверхностями).
Посадка – характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, которые являются разностью размеров "отверстия" и "вала" до соединения. Посадкой определяется свобода относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному перемещению, а также точность взаимного расположения соединенных деталей. Учитывая зависимость отрасположения полей допусков отверстия и вала образуются посадки:
●с зазором, (при которых обеспечивается зазор в соединении – (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала), к примеру, как на рис. 6.9);
●с натягом, (при которых обеспечивается натяг в соединении – поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала);
●переходные, (при которых возможно получение как зазора, так и натяга – поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью).
В системе отверстия и в системе вала как правило, применяются посадки.
●посадки в системе отверстия – посадки, в которых различные зазоры и натяги образуются соединением различных валов с основным отверстием;
●посадки и системе вала – посадки, в которых различные зазоры и натяги получаются соединением различных отверстий с основным валом.
В случае если между собой соединяются элементы деталей с полями допусков основного отверстия и основного вала, посадка может быть отнесена как к одной, так и к другой системам.
Ввиду того, что при применении системы вала требуется большее количество специальных режущих и измерительных инструментов для изготовления и контроля точных отверстий, в подавляющем большинстве случаев применяются посадки в системе отверстия.
При этом для всех посадок по данному номинальному размеру изготавливаются одинаковые отверстия и разные валы, имеющие опреде-ленные допустимые отклонения для каждой посадки.
Посадки в системе вала приходится обычно применять в двух случаях:
1) когда при одном диаметре валика требуется получить различные посадки для нескольких деталей с тем же номинальным размером отверстий;
2) когда на валике или в гнезде устанавливается деталь, уже изготовленная для посадки в системе вала. При этом в системе вала должны выполняться и посадки всех других деталей, устанавливаемых на валике того же диаметра.
В любом соединении возможно получение разных зазоров или натягов в зависимости от случайных действительных размеров вала и отверстия в пределах допуска. Чем выше требования в точности соединения и к определенности характера сопряжения, тем точнее должны быть изготовлены входящие в него детали, т. е. тем меньше должны быть допуски размеров отверстия и вала. Допуски для размеров до 500 мм определяются по ГОСТ 25346-82 следующим образом:
1. Весь диапазон размеров разбивается на интервалы (вмм) до 3, свыше 3 до 6, свыше 6 до 10 и т. д.
2. Допуск устанавливается одинаковым для любого номинального размера внутри интервала и зависит от точности (квалитета).
Принято 19 квалитетов (01; 0;1; 2, … 16, 17). Для образования разных посадок (соединений с определенным характером сопряжения деталей) в машиностроении и приборостроении используются квалитеты с 5-ого по 12-й. Квалитеты 14-й …17-й применяются для ограничения отклонений не сопрягаемых (свободных) размеров, квалитеты 01-й …4-й – для изготовления калибров.
ГОСТ 25346-82 предусмотрено 28 видов базовых отклонений (положений поля допуска относительно нулевой линии) для валов и отверстий. Величина базовых отклонений зависит от номинального размера и не зависит от квалитета (величины допуска). Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита:
● для отверстий: A, B, C, CD, D, E, EF, FG, G, H, J, Js, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC;
● для валов: a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc.
Часть этих базовых отклонений при одном номинальном размере для 6-го и 9-го квалитетов изображена на рис. 6.10.
Основные отклонения вычисляются по методике, изложенной ГОСТ 25346-82 г, по двум правилам:
1) Общее правило – основные отклонения отверстия и вала, обозначенные одной и той же буквой, должны быть симметричны относительно нулевой линии, к примеру G и g (рис. 6.10);
2) Специальное правило – две соответствующие друг другу посадки в системе отверстия и в системе вала, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета (к примеру, Н7/n6 и N7/h6), должны иметь одинаковые зазоры и натяги. Правило действительно для интервалов размеров свыше 3 мм.
На любом рабочем чертеже все размеры, подлежащие выполнению по этому документу, должны иметь указания о допустимых отклонениях.
Предельные отклонения размеров бывают указаны одним из трех способов (ГОСТ 2.307-68):
1) в условных обозначенных полей допусков по ГОСТ 25347-82 (к примеру, 8Н 7; 5f 8; 12Js 7);
2) числовыми значениями предельных отклонений в миллиметрах. При несимметричных отклонениях они указываются так: верхнее – вверху, нижнее – внизу непосредственно после номинального размера шрифтом, меньшим основного (к примеру, 5 +0.03 ; ).
При симметричном отклонении оно указывается основным шрифтом (к примеру, 8 ± 0,007). Обозначения отклонений должна заканчиваться значащей цифрой, за исключением случаев, когда верхнее и нижнее отклонения имеют разное число знаков после запятой (к примеру, );
3) объединением первого и второго способов, причем числовые значения отклонений записиваются в скобках после условных обозначений (к примеру, 8Н 7 (+0.015) ; 5f ; 12Js 7 (±0.009)).
В необходимых случаях на сборочных чертежах указывается, какая посадка должна быть осуществлена в том или ином сопряжении. В этом случае проставляется номинальный размер сопряжения, одинаковый для обоих сопрягаемых элементов (отверстия и вала), а непосредственно после него следуют обозначения полей допусков для каждого элемента начиная с отверстия, к примеру:
Или 8Н 7-g 6 , или 8Н 7/g 6 .
●на чертежах деталей 18Н 8; 18f 7;
●на сборочных чертежах 18Н 8/f 7.
Дополнительно давать числовые значения допустимых отклонений следует в случаях:
● если номинальный размер не лежит в ряду предпочтительных чисел ГОСТ 6636-69* (к примеру, 39Н 7 (+0.025));
● для всех базовых отклонений отверстия, кроме Н (к примеру, при посадках не в системе отверстия).
На рабочем чертеже детали могут указываться без допустимых отклонений размеры фасок, радиусов скруглений и гибки; ширины и глубины канавок для выхода инструмента; зоны разной шероховатости одной и той же поверхности; зоны термообработки, покрытия, отделки, рифления, насечки, диаметров рифленых и насеченных поверхностей, а также справочные размеры (к примеру, размер заготовки, если он не изменяется по данному чертежу).
Стоит сказать, что для нескольких размеров одинаковой относительно низкой точности около каждого из них допустимые отклонения не ставятся, а дается общая надпись на поле чертежа (см. далее).
На сборочных чертежах следует указывать номинальные значения и допустимые отклонения размеров, выполненных по этому документу (к примеру, размеров, определяющих взаимное положение свариваемых деталей, или размеров, получаемых регулировкой), а также всех присоединительных размеров.
Габаритные размеры на сборочных чертежах даются без предельных отклонений.
Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками устанавливаются стандартом ГОСТ 25670-83, который распространяется на гладкие элементы металлических деталей, обработанных резанием, и рекомендуется для металлических деталей, обработанных другими способами, если допустимые отклонения оговариваются общей записью.
Неуказанные предельные отклонения линейных размеров, кроме радиусов закруглений и фасок, могут назначаться либо по квалитетам ГОСТ 25346-82, либо по классам точности ГОСТ 25670-83. Числовые значения предельных отклонений по классам точности установлены грубым округлением числовых значений отклонений по квалитетам. В табл. 6.17 приведено примерное соответствие классов точности и квалитетов.
Неуказанные предельные отклонения радиусов закруглений, фасок и углов устанавливаются в зависимости от квалитета или от класса точности неуказанных предельных отклонений линейных размеров.
Таблица 6.17
Таблица 6.18
| Линейные размеры, радиусы закруглений и фаски | Углы | ||||||
| Интервал размеров, мм | Предельные отклонения, мм | Интер-вал длин меньшей стороны угла | Предельные отклонения | ||||
| линейных размеров | радиусов закругле-ний и фасок | угл. ед. | мм на 100 мм длины | ||||
| ± | Минус t 2 | +t 2 | |||||
| От 0.3 до 0.5 | - | - | - | ±0.1 | До 10 | ±1 0 | 1.8± |
| Свыше 0.5 до 1 | ±0.1 | Минус 0.2 | +0.2 | ||||
| Свыше 1 до 3 | ±0.2 | ||||||
| Свыше 3 до 6 | ±0.1 | Минус 0.2 | +0.2 | ±0.3 | |||
| Свыше 6 до 10 | ±0.2 | Минус 0.4 | +0.4 | ±0.5 | Свыше 10 до 40 | ±30" | ±0.9 |
| Свыше 10 до 18 | |||||||
| Свыше 18 до 30 | |||||||
| Свыше 30 до 50 | ±0.3 | Минус 0.6 | +0.6 | ±1 | Свыше 40 до 160 | ±20’ | ±0.6 |
| Свыше 50 до 80 | |||||||
| Свыше 80 до 120 | |||||||
| Свыше 120 до 180 | ±0.5 | Минус | +1 | ±2 | Свыше 160 до 500 | ±10’ | ±0.3 |
| Свыше 180 до 250 | |||||||
| Свыше 250 до 350 | |||||||
| Свыше 350 до 400 | ±0.8 | Минус 1.6 | +1.6 | ±1 | |||
| Свыше 400 до 500 |
В табл. 6.18 приведены значения предельных отклонений размеров по классу точности "средний" ГОСТ 25670-83.
Пример рекомендуемой общей надписи в чертежах учебных проектов: неуказанные предельные отклонения размеров – по H 14, n 14, ±t 2 /2. Следует иметь в виду, что такое решение наиболее оправдано для линейных размеров элементов, получаемых обработкой резанием. Для большинства свободных размеров, получаемых методами литья, штамповки, прессования, может оказаться более приемлемым симметричное расположение поля допуска всех размеров.
После номинального размера на чертежах условные обозначения +t , минус t , и ±t /2 не ставятся. В случае если общей надписи для больших допустимых отклонениях не делается, то после номинального размера следует указывать поле допуска по квалитету (к примеру, 5Н 14). Для размеров, не относящихся ни к валам, ни к отверстиям, в этом случае ставится только числовое значение поля допуска квалитета или класса точности с симметричным расположением (к примеру, 8±0,18 или 8±0,2).
Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения приведены в ГОСТ 24642-81. Представим некоторые из них.
Отклонение формы – наибольшее расстояние от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля) по нормали к прилежащей поверхности (профилю).
Допуск формы – наибольшее допустимое значение отклонения формы.
Общая ось – прямая, относительно которой наибольшее отклонение осей нескольких рассматриваемых поверхностей вращения в пределах длины этих поверхностей имеет минимальное значение.
Отклонение от параллельности плоскостей – разность ∆ наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка.
Отклонение от плоскости – наибольшее расстояние ∆ от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.
Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси.
Торцовое биение – разность ∆ наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцевой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси.
Позиционное отклонение – наибольшее расстояние ∆ между реальным расположением элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка.
Позиционный допуск:
1) допуск в диаметральном положении – удвоенное наибольшее допускаемое значение позиционного отклонения элемента;
2) допуск в радиусном выражении – наибольшее допускаемое значение позиционного отклонения элемента.
Зависимый допуск расположения гладких отверстий – для крепежных деталей – минимальное значение допуска, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ допускается превышать при изготовлении изделий на величину, соответствующую отклонению действительного размера элемента в сторону уменьшения от наибольшего предельного размера стержня и в сторону увеличения от наименьшего предельного размера отверстия.
Допуски формы и расположения поверхности назначаются, как правило только в том случае, если эти отклонения должны быть меньше допуска на линейный размер. Когда допуски формы и расположения не оговорены, предполагается, что отклонения могут лежать в пределах допуска на линейный размер.
Способы условного обозначения допусков формы и расположения поверхностей учтены стандартами СТ СЭВ 368-76 и ГОСТ 2.308-79.
Знаки некоторых видов допуска:
прямолинейности -
Плоскостности
округлости О
цилиндричности /○/
параллельности //
Позиционный
перпендикулярности ┴
пересечения осей Х
Соосности
Торцового биения,
Радиального биения
симметричности ÷
Знак и числовое значение допуска, а также обозначение базы, от которой производится измерение, вписывают в рамку, выполненную сплошными тонкими линиями или линиями одинаковой толщины с цифрами. Рамка разделяется на два или на три поля. В первом из них приводится знак допуска, во втором – величина допуска в миллиметрах, в третьем (при крайне важности) – буквенное обозначение базы (баз), если рамка не соединена с зачерненным треугольником, прилегающим к базе.
На рис. 6.11 приведены простейшие случаи обозначения допусков. Знак α указывает, что допуск является зависимым. Высота знаков в рамках и равносторонних зачернённых треугольников равна высоте размерных чисел. Ширина рамки в два раза больше высоты штифта.
При изготовлении отверстий для крепежных деталей расстояние между осями реальных отверстий в соединяемых деталях как и любой другой линейный размер невозможно выполнить равным номинальному размеру. При сборке деталей эти отверстия совмещаются не полностью. В случае если отклонение межосевого расстояния от номинального значения минимальное, то получается наиболее близкое совпадение соединяемых отверстий и в образовавшийся просвет помещается стержень крепёжной детали (винта͵ шпильки, заклепки к т. п.) с требуемым зазором.
В ГОСТ 14140-81 изложена методика определения позиционного допуска Т в диаметральном выражении, т. е. удвоенного наибольшего допускаемого расстояния между реальным расположением оси отверстия и его номинальным расположением. В нем приведены таблицы, по которым на основании значения этого допуска можно задавать допустимые отклонения размеров, координирующих оси отверстий.
Рис. 6.11
Шероховатость поверхностей. Любая поверхность твердого тела, как бы тщательно и каким бы методом она ни была выполнена, имеет микронеровности. Эти неровности не следует смешивать с макро-неровностями, образующими волнистость и искажение формы поверхностей (к примеру, отклонение от плоскостности, цилиндричности и т. д.).
При увеличении в десятки и сотни раз профиль сечения (к примеру, нормального к номинальной поверхности, заданной в технической документации) представляется в виде, подобном изображенному на рис. 6.12.
Базовая длина L используется для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. В пределах базовой длины L среднее квадратическое отклонение профиля до средней линии минимально; y – отклонение профиля; у p – высота выступа профиля, у V – глубина впадины профиля.
О шероховатости поверхности судят по размеру и форме микро-неровностей в нормальном сечении (ГОСТ 25142-82).
Измерения производятся на базовой длине L , выбранной по определенной методике. ГОСТ 2789-73* устанавливает несколько пара-метров шероховатости, из которых чаще всего используются R z и R a .
Высота неровностей профиля по десяти точкам R z – среднее абсолютное значение сумм высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины (см. рис. 6.12):
Среднее арифметическое отклонение профиля R a – среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
R a = , или приближенно, R a = .
В учебных проектах, если к ним нет особых требований, рекомендуется ограничиваться указаниями только одного из этих двух параметров шероховатости поверхности и только их максимальных значений для каждого из 14 классов шероховатости по ГОСТ 2789-73*, см. табл. 6.11 (Символ R a в обозначениях опускается).
Шероховатость назначается в зависимости от требований к соединению или к внешнему виду деталей либо от выбранного технологического процесса образования поверхности. Шероховатость обязательно указывается для всех поверхностей, выполняемых по данному чертежу. В обозначениях шероховатостей поверхностей применяют знаки трех видов:
√ – когда способ получения поверхности не оговаривается (предпочтительный знак);
√ – когда формируется снятием слоя материала;
√ – когда поверхность получается без удаления слоя материала или когда эта поверхность по данному чертежу не образуется.
Размеры знакаобозначаются так:
где h – высота цифр размерных чисел на чертеже, Н = 1.5 h . Знак ставится острием на обозначиваемую поверхность снаружи на материал или (также) на выносную линию от этой поверхности. Параметр и его значение указываются в соответствии с рис. 6.13, а, б .
Таблица 6.19
| Класс шероховатости | Максимальное значение параметра по ГОСТ 2789-73 * |
| R z 320 | |
| R z 160 | |
| R z 80 | |
| R z 40 | |
| R z 20 | |
| 2.5 | |
| 1.25 | |
| 0.63 | |
| 0.32 | |
| 0.16 | |
| 0.08 | |
| 0.04 | |
| R z 0.1 | |
| R z 0.05 |
В случае если большое число поверхностей имеет одинаковую шерохо-ватость,то в правом верхнем углу чертежа приводится обозначение, подобное изобрженному на рис. 6.13, д . Это означает, что поверхности, для которых на чертеже шероховатость не указана, должны иметь ее не грубее R z 40.
Для малых отверстий шероховатость проставляется на мерной линии (см. также рис. 6.13).
Подробно обозначение шероховатости оговорено в ГОСТ 2.309-85.
а б в
Рис. 6.13
Рекомендации по выбору посадок, полей допусков и шероховатости поверхности. Высокие качество и надежность работы всего изделия и каждой его части в значительной мере обеспечиваются правильным выбором допусков на изготовление и шероховатости поверхностей деталей.
Для получения того или иного качества поверхностей, обеспечива-ющего, к примеру необходимые свойства сопряжения деталей, применяются различные технологичекие процессы. В табл. 6.20 приведены возможности процессов формообразования как несопрягаемых, так и сопрягаемых поверхностей металлических деталей. При сопряжении двух деталей использование базовых отклонений от А (а ) до G (g ) дает возможность осуществить посадку с зазором, от J (j ) до N (n ) – переходную от P (p ) до Z (x ) с натягом. В целях снижения трудоемкости и стоимости изделий на предприятиях ограничивается число применяемых посадок. При изготовлении металлических деталей радиоэлектронной аппаратуры для неподвижных соединений бывают рекомендованы посадки с натягом типа Н 7/r6, Н 8/s7, для деталей из стеклопластов – Н 8/u 8. Стоит сказать, что для неподвижных соединений деталей из пластмасс рекомендуется использовать только переходные посадки типа Н 8/к 8, Н 9/к 9, Н 10/к 10. Посадки грубее 11-го квалитета применять не рекомендуется.
Таблица 6.20
| Технологический процесс | Точность линейных размеров, квалитеты | Шерохова-тость | ||||
| обычная | повышенная | |||||
| Литье | В песчаные формы | R z 160 | ||||
| По выплавляемым моделям | R z 20 | |||||
| В кокиль | R z 40 | |||||
| Под давлением | R z 20 | |||||
| Холодная штамповка | Вырубка | Диаметры | R z 40 | |||
| Длины | ||||||
| Уступы | ||||||
| С зачисткой | 2,5 | |||||
| Гибка | ±t 3 */2 | ±t 2 */2 | ||||
| Токарная | 12…14 | R z 20…0,63 | ||||
| Фрезерная | 12…14 | R z 40…0,63 | ||||
| Обработка резаньем | Шлифование | 2,5…0,16 | ||||
| Сверление | R z 40 | |||||
| Развертывание | 0,63 | |||||
| Растачивание отверстий | ||||||
| Допуск формы и располо-жения, мм | ||||||
| Плоские базовые поверхности | 0,05…0,03 // 0,1…0,02 ┴ 0,1…0,05 на 100 мм | 2,5 | ||||
* На чертеже указывать числовое значение.
Все сопрягаемые металлические поверхности должны иметь шерохо-ватость не грубее 6-го класса (R a 2.5); несопрягаемые в корпусах микросхем и других полупроводниковых изделий обычно имеют 5 класс (R x 20). В месте контакта со стеклом поверхность металла должна иметь 5 – 7-й класс чистоты (R z 20 … - R a 1.25).
Шероховатость стекла составляет, как правило 25 мкм (5-й класс и точнее), шероховатость пластмассовых деталей – 6 – 9-й классы. Керамичес-кие и металлокерамические детали после спекания имеют размеры с допусками 10 – 12-го квалитетов и шероховатость поверхности R a 2,5.
При изготовлении полупроводниковых приборов и микросхем высокие требования предъявляются к чистоте поверхностей контактных площадок для присоединения выводов (она должна быть не ниже 8 – 9-го классов (R a 0.63…0,32) и особенно высокие – к чистоте поверхности подложек, которая после полировки должна соответствовать 14-му классу (R z 0.05).
В случаях производственной крайне важности на чертежах оговари-ваются допуски формы и расположения поверхности, которые составляют часть допуска размера: в соединениях нормальной точности » 60%; в соединениях повышенной точности » 40%; в соединениях высокой точности » 25%. Для цилиндрических поверхностей допуск формы ограничивает отклонения радиуса и потому составляет, соответственно, 30, 20 и 12% допуска размера.