Описание презентации по отдельным слайдам: 1 слайд Описание слайда:...
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.
по курсу:
«Взаимозаменяемость,
стандартизация
технические измерения»
Донецк 2008г
Лекция №1 «Понятие о взаимозаменяемости и стандартизации. Основы принципа взаимозаменяемости.» 3
Лекция № 2 «Системы допусков и посадок для элементов цилиндрических и плоских соединений» 10
Лекция № 3 «Расчет и выбор посадок для ГЦС» 17
Лекция № 4 «Расчет и конструирование калибров для контроля деталей гладких соединений» 28
Лекция № 5 «Допуски и посадки подшипников качения» 36
Лекция № 6 «Нормирование и обозначение шероховатости поверхности» 42
Лекция № 7 «Допуски формы и расположения поверхностей» 47
Лекция № 8 «Размерные цепи» 56
Лекция № 9 «Взаимозаменяемость, методы и средства измерения и контроля зубчатых передач» 68
Лекция №10 «Взаимозаменяемость резьбовых соединений» 77
Лекция № 11 «Взаимозаменяемость шпоночных и шлицевых соединений» 82
Лекция № 12 «Допуски углов. Взаимозаменяемость конических соединений» 86
Лекция № 13 «Понятие о метрологии и технических измерениях» 91
Лекция №1 «Понятие о взаимозаменяемости и стандартизации. Основы принципа взаимозаменяемости.»
Современное машиностроение характеризуется:
непрерывным увеличением мощностей и производительности машин;
постоянным совершенствованием конструкций машин и других изделий;
повышением требований к точности изготовления машин;
ростом механизации и автоматизации производства.
Для успешного развития машиностроения по этим направлениям большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости и стандартизации.
Цель дисциплины: знакомство с методами обеспечения взаимозаменяемости,
стандартизацией, а также методами измерения и контроля
применительно к современным изделиям машиностроения.
Из истории развития взаимозаменяемости и стандартизации.
Элементы взаимозаменяемости и стандартизации появились очень давно.
Так, например, водопровод, построенный рабами Рима, был выполнен из труб строго определенного диаметра. Для строительства пирамид в Древнем Египте использовались унифицированные каменные блоки.
В 18 веке по указу Петра 1 была построена серия военных судов с одинаковыми размерами, вооружением, якорями. В металлообрабатывающей промышленности взаимозаменяемость и стандартизация впервые были применены в 1761 году на Тульском, а затем Ижевском оружейных заводах.
Понятие о взаимозаменяемости и ее видах.
Взаимозаменяемость – это возможность сборки независимо изготовленных деталей в узел, а узлов в машину без дополнительных операций обработки и пригонки. При этом должна обеспечиваться нормальная работа механизма.
Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц они должны быть изготовлены с заданной точностью, т.е. так, чтобы их размеры, форма поверхностей и другие параметры находились в пределах заданных при проектировании изделия.
Комплекс научно – технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.
Различают полную и неполную взаимозаменяемость деталей, собираемых в сборочные единицы.
Полная взаимозаменяемость обеспечивает возможность беспригонной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочную единицу. (Например, болты, гайки, шайбы, втулки, зубчатые колеса).
Ограниченно взаимозаменяемыми называются такие детали, при сборке или смене которых может потребоваться групповой подбор деталей (селективная сборка), применение компенсаторов, регулирование положения деталей, пригонка. (Например, сборка редуктора, подшипников качения).
Уровень взаимозаменяемости производства изделия характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей к общей трудоемкости изготовления изделия.
Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость.
Внешняя – это взаимозаменяемость покупных или кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, по размерам и форме присоединительных поверхностей. (Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала, мощности, а также по диаметру вала; в подшипниках качения – по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения).
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. (Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца).
Базой для осуществления взаимозаменяемости в современном промышленном производстве является стандартизация.
Понятия о стандартизации. Категории стандартов
Крупнейшей международной организацией в области стандартизации является ИСО (до 1941 г. называлась ИСА, организована в 1926 г.) Высшим органом ИСО является Генеральная Ассамблея, которая собирается раз в 3 года, принимает решения по наиболее важным вопросам и избирает Президента организации. Организация состоит из большого количества клиентов. В Уставе указывается основная цель ИСО – «содействовать благоприятному развитию стандартизации во всем мире для того, чтобы облегчить международный обмен товарами и развивать взаимное сотрудничество в различных областях деятельности.
Основные термины и определения в области стандартизации установлены Комитетом ИСО по изучению научных принципов стандартизации (СТАКО).
Стандартизация – это плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм и требований, выполнение которых повышает качество продукции и производительность труда.
Стандарт – это нормативно – технический документ, устанавливающий требования к группам однородной продукции и правила, обеспечивающие её разработку, производство и применение.
Технические условия (ТУ) – нормативно – технический документ, устанавливающий требования к конкретным изделиям, материалу, их изготовлению и контролю.
Для усиления роли стандартизации разработана и введена в действия государственная (державна)система стандартизации ДСС. Она определяет цели и задачи стандартизации, структуру органов и служб стандартизации, порядок разработки, оформления, утверждения, издания и внедрения стандартов.
Основными целями стандартизации являются:
повышение качества продукции;
развитие экспорта;
развитие специализации;
развитие кооперации.
В зависимости от сферы действия ДСС предусматривает следующие категории стандартов:
ГОСТ (ДСТ) – государственные;
ОСТ – отраслевые;
СТП – предприятий.
Основные термины и определения принципа взаимозаменяемости
Основные термины и определения установлены в ГОСТ 25346 – 82.
Соединение – это две или несколько деталей подвижно или неподвижно сопряженные друг с другом.
Рисунок 1 – Примеры соединений
Номинальный размер – это общий для деталей соединения размер, полученный в результате расчета и округленный в соответствии с рядами нормальных линейных размеров установленных ГОСТ 6636 – 69 и распространенных на базе рядов предпочтительных чисел ГОСТ 8032 – 56.
Ряды предпочтительных чисел (ряды Ренара) представляют собой геометрические прогрессии.
R5:
=1,6
– 10; 16; 25; 40; 63; 100…
R10:
=
1,25 – 10; 12,5; 16; 20; 25…
Действительный размер – это размер, полученный в результате обработки детали и измеренный с допустимой погрешностью.
При выполнении чертежей размер удобнее всего проставлять в виде номинального размера с отклонениями.
55
Предельные размеры – это два предельно
допускаемых размера, между которыми
должен находиться действительный размер
годной детали. (
)
Рисунок 2 – Предельные размеры отверстия, вала
Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами (Т – Tolerance)
Допуск является мерой точности размера и определяет трудоемкость изготовления детали. Чем больше допуск, тем проще и дешевле изготовление детали.
Понятия о номинальном размере и отклонениях упрощает графическое изображение допусков в виде схем расположения полей допусков.
Рисунок 3 – Схема гладкого цилиндрического соединения
Зона, заключенная между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям, называется полем допуска.
Поле допуска более широкое понятие, чем допуск. Поле допуска характеризуется своей величиной (допуском) и расположением относительно номинального размера. Таким образом, поле допуска может задаваться двумя способами:
а) в виде верхнего (es,ES) и нижнего (ei,EI) отклонения;
б) в виде основного отклонения и допуска (Т).
Рассмотрим соединение отверстия и вала.
Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей, или посадку.
Если
(зазор)
Если
(натяг)
В соединениях, где необходим зазор,
действительный зазор должен находиться
между двумя предельными значениями –
наибольшим и наименьшим зазорами
(S
).Соответственно
в соединениях с натягом – между
.
Предельные зазоры и натяги на чертежах
не указывают. Конструктор назначает
посадку в виде определенного сочетания
полей допусков отверстия и вала. При
этом номинальный размер отверстия и
вала является общим и называется
номинальным размером соединения d
.
Типы посадок.
В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, натягом и переходные.
Рисунок 4 – Типы посадок
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».
6.1 Основные понятия
6.2 Система допусков на гладкие цилиндрические сопряжения
6.3 Обозначение полей допусков и рекомендации по выбору
квалитетов
6.4 Нанесение предельных отклонений на чертежах
6.5 О зависимых допусках
6.7 Допуски метрических резьб
6.8 Расположение полей допусков, степени точности и их
обозначения
6.9 Поля допусков
6.10 Допуски цилиндрических зубчатых передач
6.1 Основные понятия
Взаимозаменяемость позволяет производить полную заменудеталей и узлов любыми однотипными деталями и узлами, не
нарушая условий работы машины или прибора, механизма и т.д.
Полная взаимозаменяемость обеспечивает сборку механизмов
и оборудования без каких-либо операций доработки, подгона
или регулирования деталей (т.е. по всем заданным параметрам).
При полной взаимозаменяемости отдельные детали или узлы
поступают на сборочные конвейеры, с которых сходят готовые
изделия. Неполная взаимозаменяемость, когда по отдельным
параметрам детали и узлы не взаимозаменяемы.
Единая международная система допусков и посадок является
условием обеспечения:
взаимозаменяемости деталей, узлов и машин;
единого оформления технической документации;
единого парка инструментов, калибров и другой размерной
технологической оснастки. При механической обработке партии однородных деталей
невозможно получить совершенно одинаковые их размеры.
Каждая деталь будет иметь размеры несколько отличные от
другой.
Причины отклонения размеров различны. Они зависят от
качества материала, износа инструментов и приспособлений,
условий зажима в приспособлении, колебаний температуры при
обработке и т.д.
Весьма важное значение имеет отклонение размеров при
сопряжении деталей друг с другом. При современной технике,
когда при изготовлении механизмов и оборудования широко
применяется конвейеризация производства, сопрягаемые детали
необходимо собирать друг с другом без дополнительной
обработки и пригонки их по мосту.
Неизбежные колебания размеров и различный характер
соединений сведены в единые системы допусков и посадок.
6.2 Система допусков на гладкие цилиндрические сопряжения
Основными системами являются две системы посадок: системаотверстия и система вала.
Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех
посадок одного и того же квалитета точности, отнесенных к одному
и тому же номинальному диаметру, предельные размеры отверстия
остаются постоянными, а различные посадки достигаются
соответствующим изменением предельных размеров вала.
Номинальный размер соединения является наименьшим
предельным размером отверстия.
Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок
одного и того же квалитета точности, отнесенных к одному и тому
же номинальному диаметру, предельные размеры вала остаются
постоянными, а различный характер соединения достигается
соответствующим изменением предельных размеров отверстия.
Номинальный размер соединения является наибольшим
предельным размером вала. Во всех стандартных посадках системы
отверстия нижнее отклонение отверстия равно нулю. Изготавливать соединения в системе отверстия экономичнее, чем в
системе вала, значительно сокращается число сверл, разверток и
протяжек, поэтому эта система получила в машиностроении
преимущественное распространение.
Систему вала применяют лишь в тех случаях, когда вал является
готовым изделием, по технологическим соображениям.
Для получения взаимозаменяемых деталей необходимо, чтобы
отклонения их размеров были в пределах, указанных на чертеже.
Номинальный размер есть основной расчетный размер (рис. 6.1).
Рис. 6.2 – схема соединения Рис. 6.3 – схема соединения с зазором. с натягом.
Действительным размером называется тот, которыйполучается непосредственным измерением.
Предельными размерами называются размеры, между
которыми может колебаться действительный размер. Один из
них называется наибольшим предельным размером, другой –
наименьшим.
Допуском называется разность между наибольшим и
наименьшим предельными размерами.
Верхним отклонением называется разность между наибольшим
и придельным размером и номинальным размером.
Нижним отклонением называется разность между наименьшим
предельным размером и номинальным размером.
Зазором называется положительная разность между диаметром
отверстия и вала, создающая свободу их относительного
движения (рис. 6.2)
Наибольшим зазором называется разность между наибольшим
предельным размером отверстия и наименьшим предельным
размером вала. Наименьшим зазором называется разность между наименьшим
предельным размером отверстия и наибольшим предельным
размером вала.
Натягом называется отрицательная разность между диаметром
отверстия и диаметром вала до сборки, создающая после сборки
неподвижные соединения (рисунок 6.3).
Наибольшим (по абсолютному значению) натягом называется
разность между наименьшим предельным размером отверстия и
наибольшим предельным размером вала.
Наименьшим (по абсолютному значению) натягом называется
разность между наибольшим предельным размером отверстия и
наименьшим предельным размером вала.
У обеих деталей соединения номинальный размер вала и отверстия
должен быть один и тот же. Он называется номинальным размером
соединения.
Посадка определяет характер соединения двух вставленных одна в
другую деталей и обеспечивает в той или иной степени за счет
разности фактических размеров деталей свободу их относительного
перемещения или прочность их неподвижного соединения. В свою очередь, каждая из систем разделяется на квалитеты.
Количество квалитетов различно в зависимости от диапазона
номинальных размеров.
Квалитет – совокупность допусков, соответствующих
одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.
Отборы полей допусков для сопрягаемых элементов установлены
различными для трех диапазонов номинальных размеров.
Ниже представлены принятые диапазоны размеров и соответствующие
им квалитеты.
Для размеров:
а) малых – до 1 мм принято 15 квалитетов от 01, 0, 1, 2, …13.
б) средних – от 1 до 500 мм принято 19 квалитетов
от 01, 0, 1, 2, …17.
в) больших – свыше 500 мм принято 19 квалитетов
от 01, 0, 1, 2, …17.
Все размеры от 1 до 500 мм разбиты на 12 интервалов. В пределах
каждого интервала допуски и отклонения для всех размеров приняты
одинаковые. Они рассчитаны по среднему диаметру для данного
интервала. Для посадок с натягом имеется от 17 до 19 интервалов. Это
сделано для того, чтобы для крайних размеров интервала не получить
слишком больших натягов. Для предотвращения необоснованного многообразия в допусках
и посадках и повышения экономических показателей
устанавливается следующая последовательность выбора полей
допусков:
1. в первую очередь следует применять предпочтительные поля
допусков;
2. при невозможности обеспечить конструктивные и
технологические требования за счет предпочтительных полей
допусков следует применять другие поля допусков из основного
отбора;
3. в отдельных, технически обоснованных случаях, если
применение полей допусков основного отбора не может
обеспечить требований, предъявляемых к изделиям,
допускается применение дополнительных полей допусков.
Ряды полей допусков основного отбора, в особенности
предпочтительные, хорошо согласованы с рекомендацией ИСО
1829 – 70. Все посадки, как в системе отверстия, так и в системе вала
разделяются на три группы:
посадки с зазором, которые характеризуются наличием между
сопрягаемыми поверхностями гарантированного (наименьшего)
зазора, обеспечивающего возможность относительного
перемещения деталей. К этой группе относятся и скользящие
посадки, при которых наименьший зазор равен нулю;
посадки с натягом, характеризующиеся наличием между
сопрягаемыми поверхностями до сборки гарантированного
(наименьшего) натяга, препятствующего относительному
перемещению деталей после сборки;
переходные посадки, допускающие как зазоры, так и натяги.
Переходная посадка – это посадка, при которой можно
получить как зазор, так и натяг. Они предназначены для
неподвижных, но разъемных соединений и обеспечивают
хорошее центрирование сопряженных деталей.
Перечень и обозначения всех посадок, принятых в различных
квалитетах смотри СТСЭВ 144 – 75, СТСЭВ 145 – 75, или
справочную литературу. 6.3 Обозначение полей допусков и рекомендации по выбору
квалитетов
Положение поля допуска относительно нулевой линии,
зависящее от номинального размера, обозначают в системе ИСО
буквами латинского алфавита: прописными для отверстия и
строчными для вала.
Поле допуска основного отверстия в системе ИСО обозначают
буквой Н, а основного вала h. Поля допусков валов j, j , k, m, n, и
отверстий J, J , K, M, N предназначены для образования основных
переходных посадок.
Конструктору при выборе квалитета соединения и вида посадки
надо знать:
необходимый характер сопряжения;
эксплуатационные условия: вибрации, срок службы, колебания
температуры и т.д.;
обеспечение взаимозаменяемости;
стоимость изготовления. Квалитеты 01, 0, 1, предназначены для концевых мер длины.
Квалитеты с 2-го по 4-й – для особо точных изделий.
В квалитетах с 5-го по 13-й даются допуски для сопрягаемых
размеров деталей.
Квалитеты 12-й по 17-й применяются для несопрягаемых
размеров деталей.
В ограничительный стандарт могут быть включены не все грубые
квалитеты (в диапазоне от 12-го до 17-го). В первую очередь
рекомендуется рассмотреть возможность ограничиться
предельными отклонениями по 12, 14 и 16-му квалитетам.
Допуски по 13, 15 и 17-му квалитетам в зарубежной практике
выбирается реже, так же как и в нашей промышленности.
Для неответственных несопрягаемых размеров рекомендуется
принимать следующее расположение полей допусков:
для отверстий – в плюс (обозначается буквой Н);
для валов – минус (обозначается буквой h);
для размеров, не относящихся к отверстиям и валам –
симметричное (обозначается JT/2 или t/2).
6.4 Нанесение предельных отклонений на чертежах
Предельные отклонения линейных размеров могут быть указанына чертежах одним из трех способов:
1. условными обозначениями полей допусков по СТСЭВ 145 – 75,
например 18Н7, 12е8;
2. числовыми значениями предельных отклонений, например 18 ,
12 ;
3. условными обозначениями полей допусков с указанием справа
в скобках числовых значений предельных отклонений,
например 18Н7(0,018), 12е8().
Выбор того или иного способа нанесения предельных
отклонений может быть ограничен в нормативно-технических
документах отрасли.
Предельные отклонения размеров следует указывать
непосредственно после номинальных размеров. Общая запись о предельных отклонениях размеров с
неуказанными допусками должна содержать условные
обозначения предельных отклонений линейных размеров в
соответствии с ГОСТ 23346 – 82 (для отклонений по квалитетам)
или по ГОСТ 25670 – 83 (для отклонений по классам точности).
Симметричные предельные отклонения, назначаемые по
квалитетам, следует обозначать JT/2 с указанием номера
квалитета.
Обозначения односторонних предельных отклонений по
квалитетам, назначенных только для круглых отверстий и валов
дополняются знаком диаметра ().
Примеры общих записей, соответствующие вариантам по ГОСТ
25670 – 83 для 14 квалитета или класса точности приведены в
таблице.
Примечание. Допускается запись о неуказанных предельных
отклонениях размеров дополнить поясняющими словами,
например:
“Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14, h14, t /2”.
Пример условного обозначения допусков и посадок на чертежах в системе отверстия и вала представлен на рис. 6.4. Верхнее
обозначение относится к системе отверстия, нижнее – к системевала.
Два отверстия не Одно и более отверстий связанные базами связанных с базами
Два отверстия несвязанные базами
Номер варианта
1
2
3
Одно и более отверстий
связанных с базами
Пример записи условными
обозначениями
H14, h14, t /2 или H14, h14, JT14/2
+t , –t , t /2
t /2 или JT14/2
Рис. 6.6 - Три и более отверстий не связанных с базами
6.5 О зависимых допусках
Зависимым называется допуск расположения, величина которогозависит не только от заданного предельного отклонения, но и от
действительных размеров рассматриваемых поверхностей.
Иначе говоря, зависимые допуски расположения связаны с
зазорами между сопрягаемыми поверхностями. Конструктор
обязан проставлять на чертеже минимальные значения
допусков, соответствующие наименьшим возможным зазорам
(см. рис. 6.5).
6.6 Обозначения отклонений формы и расположения поверхностей
При условном обозначении данные о предельных отклоненияхформы и расположения поверхностей указывают в
прямоугольной рамке, разделенной на две или три части в
которых помещают:
в первой – знак отклонения;
во второй – предельное отклонение в миллиметрах;
в третьей – буквенное обозначение базы или другой
поверхности, к которой относится отклонение расположения;
если баз несколько, то вписывают все их обозначения.
Высота рамки должна превышать размер шрифта на 2–3 мм.
Пересекать рамку какими-либо линиями не допускается. Рамку
располагают горизонтально. Основой нормирования и количественного отклонения
формы и расположение поверхностей является принцип
прилегающих прямых, поверхностей и профилей.
Номинальная поверхность – это идеальная поверхность,
размеры и форма которой соответствуют заданным
номинальным размерам и номинальной форме.
Прилегающая поверхность - поверхность, имеющая
форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с
реальной поверхностью и расположенная вне
материала детали так, чтобы отклонение от ее наиболее
удаленной точки до реальной поверхности в пределах
нормируемого участка имело минимальное значение.
Для измерения отклонений формы прилегающими
поверхностями применяются поверхности контрольных
плит, поверочных линеек, калибров.
Отклонение формы – это отклонение формы реального
элемента от номинальной формы, оцениваемое
наибольшим расстоянием от точек реального элемента
по нормали до прилегающего элемента. Допуск формы – это наибольшее значение отклонения
формы, т. е наибольшее расстояние от точек реальной
поверхности до прилегающей поверхности по нормали.
Отклонение расположения поверхности – это
отклонение действительного расположения элемента
рассматриваемой поверхности, оси или плоскости
симметрии от номинального расположения.
Для оценки точности расположения поверхности
назначают базу.
База – это поверхность, ее образующая или точка,
определяющая привязку деталей к плоскости или оси,
относительно которой задаются допуски расположения.
Если базой является поверхность вращения или резьба,
то за базу принимается ось.
Допуск расположения – это предел, ограничивающий
допустимое значение отклонений расположения
поверхностей. Числовые значения отклонений формы и расположение
поверхностей выбирают по ГОСТ 24643-81. Установлено 16
степеней точности формы и расположение поверхностей.
Шероховатость поверхностей
Поверхности, полученные обработкой на металлорежущих
станках, или иным путем имеют чередующиеся выступы и
впадины разной высоты и формы и сравнительно малых
размеров по высоте и шагу. Шероховатость поверхности в
сочетании с другими характеристиками определяет состояние
поверхности и является наряду с точностью формы одной из
основных геометрических характеристик качества поверхности
Шероховатость поверхности – это совокупность неровностей
базовой длины. Шероховатость поверхности – это совокупность неровностей
поверхности с относительно малыми шагами в пределах
базовой длины.
Шероховатость поверхности независимо от материала и способа
изготовления можно оценить одним или несколькими
параметрами:
Ra – среднее арифметическое отклонение,
Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам (5
выступлений и 5 впадин),
Rmax – наибольшая высота неровностей,
Smin – средний шаг неровностей,
S – средний шаг местных выступов,
tp – относительная опорная длина профиля.
Наиболее полную информацию представляет параметр Ra , он
является основным из высотных параметров шероховатости
и его назначают на все сопряженные и чисто обработанные
несопряженные поверхности деталей. Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем
указания параметра шероховатости (или нескольких
параметров), его числового значения (наибольшего,
наименьшего, номинального), а также, при необходимости,
базовой длины и направления неровностей.
Согласно ГОСТ 2.309-73 (с изменением № 3 2002 г.)
шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех
поверхностей детали, которые выполняются по данному чертежу.
6.7 Допуски метрических резьб
Допуски метрических резьб по ГОСТ 16093 – 70 распространяютсяна метрические резьбы с диаметрами 1 – 600 мм с профилем и
основными размерами по ГОСТ 9150 – 59.
Стандарт устанавливает предельные отклонения резьб в
посадках скользящих с зазорами.
6.8 Расположение полей допусков, степени точности и их
обозначения Расположение полей допусков резьбы относительно номинального
профиля определяется основным отклонением – верхним для болтов и
нижним – для гаек.
ГОСТ разработан с учетом рекомендаций ИСО Р965 и СЭВ РС2272 – 69.
Установлены следующие ряды основных отношений, обозначаемые
буквами латинского алфавита (строчной – для болта и прописной – для
гайки): для резьбы болтов – h, g, e, d; для резьбы гаек – H, G.
Установлены следующие степени прочности, определяющие допуски
диаметров резьбы болтов и гаек и обозначаемые числами:
Диаметры болта:
степень точности
наружный
4; 6;
8;
средний
4; 6;
7; 8
Диаметры гайки:
степень точности
внутренний
5;
6; 7;
средний
4; 5;
6; 7.
Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры,
показывающей степень точности, и буквы, обозначающей основное
отклонение.
Например: 6h, 6g, 6H. Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля
допуска среднего диаметра, помещаемого на первом месте, и
обозначения поля допуска наружного диаметра для болтов и
внутреннего – для гаек.
Например: Если обозначение поля допуска диаметра по вершинам резьбы
совпадают с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в
обозначении поля допуска резьбы НС повторяется.
Например:
Обозначения поля допуска резьбы следует за обозначением размера
резьбы.
Примеры обозначения полей допусков:
резьбы с крупным шагом – болты М12 – 6g; гайки М12 – 6H;
резьбы с мелким шагом – болта М12 1 – 6g; гайки М12 1 – 6H;
болта с обязательным закруглением впадины – М12 – g – R.
Посадки резьбовых деталей обозначают дробью, в числителе которой
указывают обозначение поля допуска гайки, а в знаменателе –
обозначение поля допуска болта.
Например: М12 – 6Н/6g; М12 1 – 6Н/6g.
6.9 Поля допусков
Поля допусков резьбКласс точности
точный
болтов
гаек
4h
4H5H
средний
6h; 6g;6e; 6d
5H6H; 6H; 6G
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к точности резьбового
соединения, поля допусков болтов и гаек установлены в трех классах точности:
точном, среднем и грубом.
В рекомендации ИСО Р965 имеются следующие указания о выборе классов
точности:
класс “точный” – для прецизионных резьб, когда необходимо минимальное
колебание характера посадки;
класс “средний” – для общего применения;
класс “грубый” – для случаев, когда могут возникнуть производственные
затруднения, например, для резьбы на горячекатаных прутках или в длинных
глухих отверстиях.
В обоснованных случаях разрешено применять поля допусков, которые
образованы сочетанием полей допусков разных классов точности на средний
диаметр и диаметр выступов (наружный диаметр болтов или внутренний
диаметр гаек). Например: для болтов – 4h 6h; 8h 6h; 8g 6g; для гаек – 5H, 7H6H.
6.10 Допуски цилиндрических зубчатых передач
Точность изготовления зубчатых передач регламентируетсясоответствующими ГОСТами, предусматривающими для их
оценки двадцать степеней точности, причем для каждой из них
установлены нормы на кинематическую точность, плавность
работы и контакт зубьев колес и передач.
Наиболее точные степени 1 – 3 оставлены, как перспективные, а
степени 11 и 12 предназначены грубых передач и допусками в
наибольшее время не оговариваются.
Нормы кинематической точности определяют величину полной
погрешности угла поворота ведомого колеса зубчатой передачи
за один оборот ведущего.
Нормы плавности работы колеса определяют величину
составляющих полной погрешности угла поворота ведомого
зубчатого колеса, многократно повторяющихся за один оборот.
Нормы контакта зубьев определяют полноту прилегания боковых
поверхностей сопряженных зубьев колес в процесс движения
зубьев передачи. Нормы боковых зазоров в передачах с нерегулируемыми
межцентровыми расстояниями (при отсутствии
люфтовыбирателейи компенсаторов) определяют величины
мертвых ходов передачи.
Зубчатые колеса передаточных механизмов должны иметь 7–ю
(до V=10 м/с) или 7–ю (до V=6 м/с) степень точности. При
повышенных требованиях к точности перемещения зубчатые
колеса изготовляют 6–й степени точности.
Для цилиндрических передач по СТСЭВ 642 – 77 (при m<1 мм)
установлено пять видов сопряжений: H, G, F, E и D,
определяющих величину гарантированного бокового зазора j min
(рис. 6а) и четыре вида допусков на него T , обозначаемых в
порядке возрастания h, g, f, e. Допуск е используют для
сопряжений Е и D.
СТСЭВ 641 – 77 (при m 1 мм) устанавливает шесть видов
сопряжений: H, E, D, C, B, A (рисунок 6, б) и восемь видов
допусков на боковой зазор T: h, d, c, b, a, x, y, z.
Рис. 6.6 – Виды сопряжений и величины гарантированных боковых зазоров в передаче при m<1 мм(а) и m>1 мм (б).
Рис. 6.6 – Виды сопряжений и величины гарантированныхбоковых зазоров в передаче при m<1 мм(а) и m>1 мм (б). Сопряжение H имеет гарантированный боковой зазор j min = 0.
Погрешности изготовления зубчатых колес и передач зависят от
задаваемой степени точности. Величина бокового зазора определяется
видом сопряжения по нормам для каждого вида.
Передачи с модулем m<1 и нерегулируемым расположением осей,
имеющих 7–ю степень точности, по всем трем нормам при
сопряжении колес обозначают следующим образом: 7– G (СТСЭВ 642 –
77); при m 1 мм, той же степени точности и сопряжении D: 7 – D (СТСЭВ
641 – 77).
В передачах, в которых применены различные материалы для корпуса
и зубчатых колес и работающие при значительном колебании
температур необходимы сопряжения с гарантированным зазором,
исключающим заклинивание передачи при уменьшении межосевого
расстояния.
Для передач, имеющих стабильный температурный режим, при
одинаковом температурном коэффициенте линейного расширения
корпуса и зубчатых колес, используют сопряжение Н.
В реверсивных передачах наличие бокового зазора вызывает ошибку
перемещения ведомого колеса, а также появление дополнительных
динамических нагрузок, что часто нежелательно.
Допуском размера – называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями /2/.
Допуск обозначают буквой «Т» (от лат. тolerance – допуск):
TD = D max – Dmin = ES – EI – допуск размера отверстия;
Td = dmax - dmin = es – ei – допуск размера вала.
Для рассмотренных ранее примеров 1 – 6 (раздел 1.1) допуски размеров определяются следующим образом:
1) Td = 24,015 – 24,002 = 0,015 – 0,002 = 0,013 мм;
2) Td = 39,975 – 39,950 = (-0,025) – (-0,050) = 0,025 мм;
3) TD = 32,007 – 31,982 = 0,007 – (-0,018) = 0,025 мм;
4) TD = 12,027 – 12 = 0,027 – 0 = 0,027 мм;
5) Td = 78 – 77,954 = 0 – (- 0,046) = 0,046 мм;
6) Td = 100,5 – 99,5 = 0,5 – (- 0,5) = 1 мм.
Допуск – величина всегда положительная . Допуск характеризует точность изготовления детали. Чем меньше допуск, тем труднее обрабатывать деталь, так как повышаются требования к точности станка, инструмента, приспособлений, квалификации рабочего. Неоправданно большие допуски снижают надежность и качество работы изделия.
В некоторых соединениях при различных сочетаниях предельных размеров отверстия и вала могут возникать зазоры или натяги. Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой . Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению /1/.
Различают три группы посадок:
1) с гарантированным зазором;
2) переходные;
3) с гарантированным натягом.
Если размеры отверстия больше размеров вала, то в соединении возникает зазор.
Зазор – это положительная разность между размерами отверстия и вала /1/:
S = D – d 0 – зазор;
Smax = Dmax – dmin – наибольший зазор,
Smin = Dmin – dmax – наименьший зазор.
Если до сборки размеры вала больше размеров отверстия, то в соединении возникает натяг. Натяг – это положительная разность между размерами вала и отверстия /1/:
N = d – D 0 – натяг,
Nmax = dmax – Dmin – наибольший натяг;
Nmin = dmin – Dmax – наименьший натяг.
Посадки, в которых есть вероятность возникновения зазора или натяга, называют переходными.
Допуск посадки – это допуск зазора для посадок с гарантированным зазором (определяется, как разность между наибольшим и наименьшим зазорами) или допуск натяга для посадок с гарантированным натягом (определяется, как разность между наибольшим и наименьшим натягами). В переходных посадках допуск посадки – это допуск зазора или натяга /1/.
Обозначение допуска посадки:
TS = Smax – Smin – допуск посадки для посадок с гарантированным зазором.
TN = Nmax – Nmin – допуск посадки для посадок с гарантированным натягом.
T(S,N)=Smax + Nmax – допуск посадки для переходных посадок.
Для любой группы посадок допуск посадки можно определить по формуле
