Какой параметр определяет различную точность одинаковых номинальных размеров

Черчение

Общие сведения о размерах, проставляемых на чертежах деталей и их соединений

Основные понятия. В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую и охватываемую поверхности. Наибо­лее распространены в машиностроении соединения деталей с гладкими ци­линдрическими (I) и плоскими параллельными (II) поверхностями. У ци­линдрических соединений поверхность отверстия охватывает поверхность вала. Охватывающая поверхность называется отверстием, охватыва­емая — валом. Названия «отверстие» и «вал» условно применяются и к другим нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 115).

На рабочих чертежах в первую очередь проставляют размеры, которыми оценивают количественно геометрические параметры деталей.

Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра, дли­ны, высоты и т. п.). Размеры подразделяются на номинальные, действи­тельные и предельные.

Номинальным размером (рис. 116) называется основной раз­мер детали, рассчитанный с учетом ее назначения и требуемой точности. Номинальный размер соединений — общий (одинаковый) раз­мер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В производстве номинальные размеры не могут быть выдержаны: действительные размеры всегда в большую или меньшую сторо­ну отличаются от номинальных. Поэтому, помимо номинальных (расчетных), различают также действительные и предельные размеры на деталях.

Действительный размер — размер, полученный в результате измерения готовой детали с допустимой степенью погрешности. Допусти­мую неточность изготовления деталей и требуемый характер их соединения устанавливают посредством предельных размеров.

Предельными размерами называются два граничных значе­ния, между которыми должен находиться действительный размер. Боль­шее из этих значений называется наибольшим предельным размером, меньшее — наименьшим предельным размером (рис. 117,I). Таким образом для обеспечения взаимозаменяемости на чертежах необходимо вместо но­минального указывать предельные размеры. Но это сильно усложнило бы чертежи. Поэтому предельные размеры принято выражать посредством от­клонений от номинального.

Предельное отклонение — это алгебраическая разность меж­ду предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения. Верхнее отклонение — это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным разме­ром. В соответствии с ГОСТ 25346-89 верхнее отклонение отверстия обозна­чается ES, вала — es. Нижнее отклонение — алгебраическая раз­ность между наименьшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение отверстия обозначается ЕI, вала — ei.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклоне­ния могут быть положительными, отрицательными и равными нулю (см. рис. 117, II). В таблицах стандартов отклонения указывают в мик­рометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в милли­метрах (мм).

Действительное отклонение — алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают год­ной, если действительное отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонениями.

Допуск, поле допуска, квалитеты точности. Допуск Т * — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолют­ная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклоне­ниями.

В качестве единицы точности, с помощью которой можно выразить за­висимость точности от диаметра d, установлена единица допуска i (I). Чем больше единиц допуска содержится в допуске системы, тем больше допуск и, следовательно, меньше точность, и наоборот. Число единиц до­пуска, содержащихся в допуске системы, определяется квалитетом точ­ности.

Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклоне­ниями. Определяется оно величиной допуска и его положением относитель­но номинального размера. При графическом изображении (рис. 118) поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии.

Все поля допусков для отверстий и валов обозначаются буквами латинско­го алфавита: для отверстий (I) — прописными (А, В, С, В и т. д.) и для валов (II) — строчными (а, b, с, d и т. д.). Ряд полей допусков обозначаются двумя буквами, а буквы О,W, Q и L не используются.

Разберем теперь сущность некоторых понятий. Допустим, что для какой- нибудь детали задан основной расчетный размер 25 мм. Это номинальный размер. В результате неточностей обработки действительный размер детали может оказаться больше или меньше номинального. Однако действитель­ный размер должен колебаться только в известных пределах. Пусть, напри­мер, наибольший предельный размер равен 25,028 мм, а наименьший пре­дельный размер —24,728 мм. Значит, допуск размера, характеризующий требуемую точность обработки детали, равен 25,028—24,728=0,300 мм.

Как уже указывалось, на чертежах обозначают не предельные размеры, а номинальный размер и допускаемые отклонения — верхнее и нижнее. Для рассматриваемой детали верхнее предельное отклонение будет равно: 25,028—25=0,028 мм; нижнее предельное отклонение: 24,728—25=0,272 мм. Размер детали, проставляемый на чертеже, — Верхнее предельное отклонение размера пишется над нижним. Значения отклонении запи­сываются более мелким шрифтом, чем номинальный размер. Знаки «плюс» и «минус» показывают, какое действие нужно произвести, чтобы подсчи­тать наибольший и наименьший предельные размеры.

Если нижнее и верхнее предельные отклонения равны, то их записывают так: .

В этом случае размер шрифта у номинального размера и у равных абсолютных величин отклонений одинаковый. Если одно из от­клонений равно нулю, то его совсем не указывают. В этом случае плюсовое отклонение наносят на место верхнего, а минусовое — на место нижнего предельного отклонения.

* Начальная буква французского слова Tolerance — допуск.

**Единая система допусков и посадок (ЕСДП).

***Международная организация по стандартизации (ИСО), рекомендации которой легли в основу ЕСДП.

Источник

Вопрос 4.1. Номинальный, предельные, действительные размеры, предельные отклонения, допуски

Номинальный размер – размер, проставленный на чертеже без отклонений. Величины размеров при проектировании определяются расчетом деталей на прочность, жесткость по конструктивным соображениям. Численные значения номинальных размеров принимаются из рядов нормальных линейных размеров, которые установлены стандартами. Номинальные размеры для наружных поверхностей (валов) обозначаются – d, для внутренних поверхностей (отверстий) – D.

Действительный размер это размер детали после ее изготовления. Численные значения действительных размеров можно определить лишь измерением. Поскольку при изготовлении и измерении возникают погрешности, то действительный размер отличается от номинального. Равенство действительного и номинального размера можно получить лишь при грубых измерениях.

Для обеспечения работоспособности детали наряду с номинальным размером необходимо определить в обязательном порядке предельные размеры.

Предельные размеры –два предельно допускаемых размера, в диапазоне которых должен находиться действительный размер годной детали. При выходе действительно размера за диапазон предельных деталь не обеспечит требуемые зазоры, натяги в соединении, а также другие эксплуатационные требования и будет непригодной – бракованной.

Больший из предельных размеров называется наибольшим предельным размером и обозначается d_max для вала и D_max для отверстия.

Меньший из предельных размеров называется наименьшим предельным размером и обозначается d_min для вала и D_min для отверстия.

Деталь по действительному размеру D_д будет годной, если соблюдается условие:

Dmax ≤ D_д ≥ D min.

На чертежахпредельные размеры не проставляются, но для их установления вводятся предельные отклонения размеров:

Верхнее предельное отклонение размера вала:

Нижнее предельное отклонение размера вала:

ei = d_min – d.

Верхнее предельное отклонение размера отверстия:

ES = Dmax – D.

Нижнее предельное отклонение размера отверстия:

EI = D min – D.

На машиностроительных чертежах номинальные размеры и предельные отклонения проставляют в мм. без указания единиц, например

По проставленным на чертеже предельным отклонениям находятся предельные размеры, определяющие диапазон допустимого рассеяния размеров годных деталей, например:

d_max = d + es = 65+0,025 =65,025мм.

d_min = d + ei = 65+ (-0,025) = 64,975 мм.

Допуском размера называется разность наибольшего и наименьшего предельных размеров.Так для вала:

Источник

Оценка точности обработки и качества поверхности

Точность размеров и формы

Для большинства деталей обработка резанием является окончательной операцией. При этом достигается необходимая точность размеров (допуски и посадки) и формы детали и необходимое качество обработанной поверхности.

Допуски. Определяют точность размеров. Ни один размер при обработке не может быть выдержан идеально точно, без отклонений. Для каждого размера установлены границы, определяющие предельные отклонения от номинального размера, т. е. того размера, который следует получить при обработке. Допуск (IT) — это разница между наибольшим и наименьшим допускаемым размером: IT = Z)„₆ — D_HM и d_u6 — d_HM (для отверстия и вала соответственно; система допусков на отверстие обозначается заглавными — прописными, а на вал — строчными буквами латинского алфавита).

Отклонение всегда имеет свой знак. Если размер больше номинального, отклонение будет положительным, если размер меньше номинального — отклонение отрицательное. Таким образом, номинальный размер — это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Поэтому линия номинального размера для отклонений является нулевой линией и отклонения, расположенные выше нее, будут положительными, а ниже — отрицательными.

Реальный (измеренный) размер, полученный при обработке, называется действительным размером; он должен располагаться между предельными размерами (лежать в поле допуска), в противном случае, деталь бракуется.

(табл. 23.1). Квалитеты 01-5 предназначены преимущественно для калибров, т. е. измерительных приборов; они применяются также для особо точных деталей машин и приборов.

Квалитеты 4-12 регламентируют допуски для сопрягаемых деталей (обеспечение необходимой посадки — см. далее). Например, вал вставляется во втулку, при этом необходимо обеспечить гарантированный зазор (натяг); величина зазора (натяга) регламентируется допусками на диаметры отверстия втулки и вала.

Квалитеты 4, 5, 6 применяют для сопряжений весьма высокой точности (приборы, особо точные станки и т. п.), когда необходимо предельно сузить колебание возможных зазоров или натягов.

Квалитеты 7, 8, 9 также применяют для точных сопряжений, но в машинах меньшей точности.

Таблица 23.1. Предельные отклонения размеров ноля допусков Н различных квалитетов точности

Интервал размеров, мм

Предельные отклонения, мкм, для поля допусков Н различных квалитетов точности

Квалитеты 10, 11, 12 используют для соединений деталей в точном машиностроении, не требующих высокой точности, а также как основные в ряде отраслей (вагоностроение).

Более грубые допуски — в случаях, где нет сопряжений с другими деталями (свободные размеры, размеры отливок, проката), — регламентируются квалитетами 14-17.

Для одного и того же квалитета величина допусков не может быть одинаковой для значительно отличающихся размеров. Нельзя установить одинаковый допуск на размер менее одного миллиметра и несколько сотен миллиметров. Действительно, при одинаковой степени точности допуск на диаметр для отверстий 1. 3 мм составляет 20 мкм, а на диаметр для отверстий 360. 500 мм — 120 мкм.

Квалитеты установлены не для каждого номинального размера, а для определенного интервала, внутри которого для всех номинальных размеров предельные отклонения в данном квалитете являются одинаковыми. Диапазон размеров до 500 мм разделен на 16 интервалов: до 0,1 мм, 0,1. 0,3; 0,3. 1;

1. 3 и т. д. до 400. 500 мм. Например, интервал свыше 10 до 14 мм включает номинальные размеры 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14.

Посадки. Регламентируют характер сопряжения деталей. В некоторых случаях необходимо, чтобы сопряженные детали имели возможность относительного перемещения (шейка вала в подшипнике скольжения), в других, наоборот, необходимо неподвижное соединение (шестерня на валу). Подвижное или неподвижное сопряжение деталей достигается разностью их действительных размеров, т. е. посадкой.

Посадки в зависимости от взаимного расположения полей допусков сопрягаемых деталей подразделяют на три группы: с зазором, с натягом и переходные.

Поле допуска — это его величина (т. е. разность между предельными верхним и нижним отклонениями) и положение относительно номинального размера.

Посадка с зазором достигается в том случае, если поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала, т. е. минимально допустимый размер отверстия больше максимально допустимого размера вала (Z)_{min охв} > d_max вала). Зазор — разность размеров отверстия и вала (размер отверстия больше размера вала).

Апшо™ остаются постоянными, обеспечение необходимой посадки достигается изменением соответствующих размеров валов (т. е. диаметр вала для обеспечения натяга должен быть больше, чем диаметр вала для обеспечения зазора).

В технике используют систему отверстия (основная деталь — отверстие, посадочная — вал) и систему вала (основная деталь — вал, посадочная — отверстие).

На рис. 23.10 приведены примеры посадок в системе отверстия (слева) и вала (справа) При этом обеспечиваются посадки с зазором, переходная и с натягом.

Одной из границ поля допуска основной детали системы (т. е. отверстия в системе отверстия и вала в системе вала) всегда является нулевая линия, а поле допуска всегда направлено «в тело детали — в металл» (см. рис. 23.10). Таким образом, для основного отверстия номинальный размер является одновременно наименьшим предельным (Z)_H = D_min), а для основного вала — наибольшим предельным (d_n = d_m._dX). Поэтому расположение полей допусков является асимметричным.

Рис. 23.10. Система посадок в системе отверстия и вала: а — с зазором; б — переходных; в — с натягом

В технике большее распространение имеет система отверстия. Это определяет меньшую номенклатуру специального мерного инструмента (развертки, протяжки — см. далее), необходимого для окончательной обработки отверстий (наружные поверхности — валы обрабатываются универсальным инструментом). Посадка в системе вала применяется только тогда, когда это оправдано конструктивными или экономическими условиями (например, для разных посадок нескольких деталей с отверстиями на одном валу).

На рис. 23.11 приведена схема расположения полей допусков. Поля допусков обозначают буквами латинского алфавита (заглавными для отверстия, строчными для вала). Поле допуска ограничено горизонтальной линией со стороны основного отклонения.

Основным отклонением является ближайшее к нулевой линии (в системе отверстия отклонение возрастает от поля допуска Н к полю допуска А). Поля допусков J_s (в системе отверстия) и j_s (в системе вала) основного отклонения не имеют, они располагаются симметрично относительно нулевой линии.

Основное отклонение поля допуска данного обозначения (латинской буквы) одинаково для всех квалитетов. Поясним это на примере основного отклонения поля допуска Н. Его величина равна нулю для всех квалитетов. Это означает, что наименьшее отклонение от номинального размера равно нулю, т. е. номинальный диаметр одинаков для всех квалитетов точности. Разная точность обеспечивается верхней границей допуска; для квалитетов с меньшим номером допуск жестче — разница между верхним и нижним отклонением меньше. Величина допуска зависит также от номинального размера: она тем больше, чем больше номинальный размер (см. табл. 23.1).

Исключением из правила об одинаковости отклонения поля допуска для всех квалитетов являются поля допусков для переходных посадок (К, М, N, к, т, п) — они отделены вертикальными линиями.

Посадки назначаются в системе отверстия или в системе вала. Поле допуска основного отверстия обозначено только буквой «//». В этом случае минимальное отклонение для всех размеров и квалитетов (кроме переходных посадок) одинаковое и равно нулю (см. табл. 23.1). Поля допусков отверстий, обозначенные остальными буквами, определяют отклонения посадочных деталей в системе вала. Они имеют неодинаковые основные отклонения (см. рис. 23.11): например, отклонения отверстия с полем допуска G и квалитетом точности 6 — G6 для диапазона от 6 до 10 мм составляют + 6 мкм — нижнее, + 17 мкм — верхнее.

Рис. 23.11. Схема расположения полей допусков

Аналогично поле допуска основного вала обозначено буквой «к», а поля допусков валов, обозначенные остальными буквами, определяют отклонения посадочных валов в системе отверстия.

Поля допусков от А(а) до Н <И)обеспечивают получение посадок с зазором соответственно в системе отверстия и вала.

Поля допусков от Р(р) до ZC(zc) обеспечивают получение посадок с натягом соответственно, в системе отверстия и вала.

Номинальный размер указывается в миллиметрах, за ним ставится буква (или две буквы), указывающая положение поля допуска относительно нулевой линии, и цифра (или две цифры), обозначающая квалитет. Обозначение может быть дополнено простановкой предельных отклонений. Например, 60//10 или 60#Ю( +0 ’ 12 ) — отверстие диаметром 60 мм, с полем допуска Н (т. е. в системе отверстия) с точностью, соответствующей квалитету № 10.

Рекомендуется устанавливать посадки, используя для отверстия и для вала одинаковые квалитеты точности. При неодинаковых квалитетах — больший допуск, т. е. квалитет с большим номером, должен быть у отверстия (как это было сделано в примере 40//7 — g6).

Источник

Метрология

Допуски и посадки

Основные понятия о допусках и посадках

Производственный опыт показал, что задачу выбора оптимальной точности можно решить установлением для каждого размера детали (особенно для сопрягаемых ее размеров) пределов, в которых может колебаться ее действительный размер; при этом исходят из того, что узел, в который входит деталь, должен соответствовать своему назначению и не терять работоспособность в требуемых условиях функционирования с необходимым ресурсом.

Номинальным называют основной размер, получаемый из расчета на прочность, жесткость или выбираемый конструктивно и проставляемый на чертеже. Проще говоря, номинальный размер детали получен конструкторами и разработчиками расчетным путем (исходя из требований прочности, жесткости и т. п.) и указывается на чертеже детали в виде основного размера.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, составляющих соединение. По номинальным размерам выполняют в том или ином масштабе чертежи деталей, сборочных единиц и приборов.

Посадки

Действительный зазор будет находиться между указанными пределами, т. е. между максимальным и минимальным зазором. Зазор необходим для обеспечения подвижности соединения и размещения смазки. Чем выше число оборотов и выше вязкость смазки, тем больше должен быть зазор.

В посадках с натягом так выбирают предельные размеры вала и отверстия, чтобы в сопряжении был гарантированный натяг, ограниченный минимальным и максимальным значениями – Nmax и Nmin :

Посадки в системе отверстия и системе вала

Посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.

На промышленных предприятиях в основном применяют систему отверстия, так как она требует меньшего количества режущего и измерительного инструмента, т. е. более экономична. Кроме того, технологически удобнее подгонять вал под отверстие, а не наоборот, поскольку удобнее производить обработку и контрольные измерения внешней поверхности, а не внутренней.
Систему вала, как правило, применяют для наружных колец шарикоподшипников и в тех случаях, когда на гладкий вал насаживают несколько деталей с различными посадками.

Квалитеты

В системе СЭВ для обозначения допусков с указанием квалитетов применяются следующие условные обозначения:

Графическое изображение допусков и посадок

Построение выполняется следующим образом.
От горизонтальной линии, условно изображающей поверхность детали при ее номинальном размере, откладывают предельные отклонения в произвольно выбранном масштабе. Обычно на схемах величины отклонений указывают в микронах, но можно строить поля допусков и в миллиметрах, если отклонения достаточно большие.

На схемах указывают номинальный D и предельные ( Dmax, Dmin, dmax, dmin ) размеры, предельные отклонения ( ES, EI, es, ei ) поля допусков и другие параметры.

Использование всех основных отклонений и квалитетов позволяет получить 490 полей допусков для валов и 489 для отверстий. Такие широкие возможности образования полей допусков позволяют применять ЕСДП в различных специальных случаях. Это является ее существенным достоинством. Однако на практике использование всех полей допусков неэкономично, так как вызовет чрезмерное разнообразие посадок и специальной технологической оснастки.

При разработке национальных систем допусков и посадок на базе систем ИСО из всего многообразия полей допусков отбирают только те поля, которые обеспечивают потребности промышленности страны и ее внешнеэкономические связи.

Поле допуска в ЕСДП СЭВ образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии с этим поле допуска обозначается буквой основного отклонения и номером квалитета, например 65f6; 65e11 — для вала; 65Р6; 65H7 — для отверстия.
Основные отклонения зависят от номинальных размеров деталей и остаются постоянными для всех квалитетов. Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и k, которые при одинаковых номинальных размерах, в разных квалитетах имеют различные значения. Поэтому на схемах поля допусков с отклонениями J, К, М, N, j, k, обычно разделены на части и показаны ступенчатыми.

Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо.

Допуски и посадки установлены для четырех диапазонов номинальных размеров:

Средний диапазон является наиболее важным, поскольку применяется значительно чаще.

Обозначение допусков на чертежах

Указания и обозначения на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей регламентируются ГОСТ 2.308-79, который предусматривает для этих целей специальные знаки и символы.
С основными положениями этого стандарта, используемыми знаками и символами для обозначения предельных отклонений, можно ознакомиться в этом документе (формат WORD, 400 кБ).

Источник