Размер посадки под оснастку что это

Основные понятия о допусках и посадках

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

Вопросы и ответы: станки сверлильные

Что можно делать на сверлильном станке?

Кроме сверления глухих и сквозных отверстий доступны следующие операции:

По каким параметрам ведется выбор?

При подборе сверлильного станка в первую очередь учитываются:

У каких моделей можно плавно настроить частоту вращения шпинделя?

Плавная регулировка числа оборотов присутствует у Metabo TB E 5014 и TB E 4512 за счет встроенного электронного управления Vario-Tacho-Constamatic (VTC). Частота вращения шпинделя у них настраивается прямо во время работы простым поворотом управляющего маховика. Эти станки передового немецкого производителя примечательны еще и защитой от перегрева и пониженного напряжения.
Схожая система встроена в сверлильный станок по дереву Jet JDP-2800VS, у которого текущая скорость инструмента отображается на цифровом табло.
У российского бренда Optimum плавная регулировка скорости присутствует у B23Pro, B24H, B28H и всех остальных с обозначением «Vario» в названии.
Из наиболее доступных станков от Энкор плавная регулировка вращения есть у Корвет 411 и 49 с цифровой индикацией частоты вращения шпинделя. 411-тый настольный станок позволяет особенно точно настроить скорость за счет совмещенной электронной регулировки и 2-х ступенчатого редуктора. У 49-той модели регулировка производится не электроникой, а с помощью плавного изменения диаметра шкивов клиноременной передачи ручным регулятором. Такая конструкция не только позволяет точно настроить скорость, но и снимает необходимость перекидывать ремни – достаточно покрутить маховик вариатора.

Какие сверлильные станки кроме сверления и нарезки резьбы могут вести фрезерование?

Обработка металлических заготовок торцевыми (диаметром до 100 мм) и концевыми (до 25 мм) фрезами в доступна на станках Jet GHD-50PF 50000438T и GHD-46. Это возможно за счет мощного двигателя с зубчатой передачей редуктора и встроенной системы подвода СОЖ для охлаждения фрез.
Для настольной работы с миниатюрными деталями подойдет Корвет 411, позволяющий выполнять пазы концевыми фрезами, диаметром до 6 мм, зажатыми в цанговом патроне. Оснащение этого станка крестовым угловым столом и делительной головкой позволяет перемещать заготовку в горизонтальной плоскости и вращать ее на заданный угол. Это дает возможность использовать его в качестве настольной вертикально-фрезерной машины.

На каких моделях для крупносерийного производства можно максимально быстро делать резьбу в малогабаритных хрупких заготовках с тонкими стенками?

При нарезке на обычном редукторном сверлильном станке резьбы большой длины, например в трубах, при обратном движении метчика происходит упругое вытягивание детали. Это повышает требования к зажимным приспособлениям и ограничивает возможность работы с малопрочными деталями. Кроме того, при подводе метчика оператору требуется выполнять несколько заходных витков резьбы вручную.
Этих недостатков лишены станки с автоматическим резьбонарезанием Jet KST-223A и KST-231A. У них движение подачи и отвода шпинделя ведется машинным приводом. Метчик врезается в заготовку без участия оператора, а при отводе инструмента нет осевого растяжения детали за счет выхода режущих кромок четко по нарезанным выемкам резьбы. Это ускоряет процесс, снимает необходимость сильного зажима деталей и позволяет обрабатывать тонкостенные трубы без угрозы их деформации.

Можно ли сэкономить, используя вместо вертикально-сверлильного станка дрель, зажатую в стойке вертикального сверления? Если нет, то какую посоветуете настольную модель в пределах 4-5 тыс. руб. для гаражных работ?

Дрель, зажатая в вертикальную стойку (такую, как Stayer 32240), не обеспечит достаточной точности для сверления отверстий. Это связано с неизбежным люфтом в месте зажима шейки шпинделя дрели. Кроме того, из-за малого веса такого приспособления все вибрации при работе будут в большей степени влиять на увод сверла, чем в случае применения массивного специализированного станка.
Также учитывайте, что коллекторный двигатель электродрели не рассчитан на частую долговременную нагрузку. Даже с профессиональными моделями придется менять износившиеся графитовые щетки токосъемников. У вертикально-сверлильных станков двигатель асинхронный, более долговечный и тихий в работе, не требующий технического обслуживания. Поэтому в Вашем случае гораздо целесообразнее и дешевле приобрести легкий сверлильный станок, например Jet JDP-8L, Энкор Корвет или Калибр серии СС.

Существуют ли станки с автоматическим включением/выключением шпинделя при часто повторяющихся однотипных операциях сверления и нарезания резьбы?

Такие модели есть – Jet KST-340 и KST-560. У них, в отличие от обычных вертикально-сверлильных станков, есть возможность ведения непрерывного сверления или нарезания резьбы без ручного включения/выключения шпинделя на каждом цикле. То есть при отведении инструмента в крайнее верхнее положение он выключается сам, благодаря чему можно безопасно снять готовую деталь и поставить новую заготовку. Далее для продолжения работы достаточно начать крутить маховик ручной подачи. За счет встроенного кулачкового концевика шпиндель включится автоматически. Это значительно сэкономит вспомогательное время выполнения операции.

Подскажите недорогой легкий радиально-сверлильный станок для работы в мастерской. Желательна возможность установки больших деталей (около метра высотой).

В ряд нетяжелых и недорогих моделей, весом до 40 – 60 кг, входят следующие: Optimum RB8S, Jet JDR-34F, Proma R-8616F/400, Optimum RB6T, Энкор Корвет-48 и Jet JDR-34. Первые три позволяют работать с большими заготовками (до 1200 мм высотой) при их размещении на основании станка. Кроме того, подвижный по горизонтальной оси шпиндель позволяет быстро базировать положение отверстий в любой точке заготовки без ее переустановки.
Энкор Корвет-48 и Optimum RB6T можно разместить даже дома, на обычном столе, за счет небольшого веса и малошумности. Последняя модель может поворачивать сверлильную головку в вертикальной плоскости для сверления косых отверстий без необходимости наклона громоздких заготовок.

Предстоит серийное сверление линейного ряда отверстий в швеллерах и уголках. На каком оборудовании такую работу можно сделать быстрее всего?

Для проделывания таких операций можно использовать любой вертикально-сверлильный станок, но тогда придется для каждого нового отверстия переставлять деталь. Гораздо быстрее это можно сделать на Энкор Корвет-48, Optimum RB8S, Proma R-8616F/400 и Optimum RB6T. Закрепив один раз на их столе или основании швеллер, трубу или любой другой вытянутый профиль, Вы сможете сделать ряд отверстий с абсолютной линейной точностью их взаимного расположения. Это возможно за счет горизонтального перемещения шпинделя с инструментом, который при необходимости можно повернуть на 45 градусов в обе стороны для наклонного сверления. У 48-го Корвета угол поворота налево достигает 90 градусов, что позволяет выполнять горизонтальные отверстия в боковых стенках заготовок без их переустановки.

Как определить оптимальную подачу инструмента для разновеликих отверстий в различных материалах?

Чаще всего в качестве инструмента используются сверла из быстрорежущей стали Р18 и Р6М5. Для них подача определяется по формуле S = C× (D0.6)×К,
где С – коэффициент, зависящий от твердости материала заготовки;
D – диаметр сверла, мм;
К – коэффициент, зависящий от соотношения длины и диаметра отверстия.
Все справочные данные Вы сможете найти в справочнике Анурьева или другой технической литературе.

На какой частоте вращения лучше всего сверлить дерево, пластик и нержавеющую сталь?

Оптимальная скорость зависит, прежде всего, от вида обрабатываемого материала и диаметра сверления. Например, для работы по нержавейке со сверлом из быстрорежущей стали Р6М5, диаметром 10 мм, выбирается частота вращения около 300 об/мин. По более мягкой низкоуглеродистой стали (Ст. 45) – вдвое больше.
Чем менее плотный материал, тем с большей скоростью можно его сверлить: при том же диаметре инструмента для чугуна ставится 1000 об/мин, для пластиков и цветных металлов 1500 об/мин, а для дерева 2000 об/мин.
Если в производстве часто выполняются однотипные операции сверления, то для экономии ресурса инструмента есть смысл еще более точно определить наилучшую частоту вращения сверла. При этом дополнительно учитывается его материал – это может быть инструментальная, быстрорежущая (Р6М5, Р18 и др.) или твердосплавная сталь (ВК8, ВК18). Также берется в расчет величина подачи инструмента (в мм/об). Эти значения выбираются по таблице технической литературы, например из справочника Анурьева, а наиболее ходовые величины выведены на панель станков.

Для чего в сверлильных станках ставится клиноременная передача, а не обычный редуктор?

Действительно, гораздо удобнее переключать зубчатый редуктор рычагом, чем вручную переставлять ремень. Зато в случае заклинивания сверла произойдет лишь проскальзывание ремня по шкивам – износ его будет минимален. У зубчатого редуктора в этом случае существует большая вероятность поломки зубьев колес, которая потребует дорогостоящего ремонта. Поэтому у всех легких сверлильных станков, мощностью менее 1 кВт, чаще всего ставится ременная передача.
Более тяжелые мощные станки, такие как Jet GHD-50PF, оснащены редуктором – для передачи большого крутящего момента и сверления крупных отверстий (до 40 – 50 мм и более).

Каким образом можно быстро высверлить отверстия одинаковой глубины?

Для создания множества идентичных отверстий используется упор глубины. Он представляет собой резьбовой вал, который опускается при совместном параллельном движении вместе со шпинделем. На валу на нужной высоте (в зависимости от требующейся глубины сверления) устанавливается пара законтренных гаек. Когда они достигают блока упора (узла, через который по резьбе проходит вал), двигатель выключается. Шпиндель автоматически отводится вверх в исходное положение за счет действия возвратной пружины.
Для настройки упора достаточно установить шпиндель с зажатым сверлом на требующуюся глубину сверления, и в этом положении поместить гайки над блоком упора.

Зачем нужна возможность поворота сверлильной головки в вертикальной плоскости, присутствующая у некоторых моделей? Ведь для наклонных отверстий достаточно повернуть рабочий стол.

В каком порядке производится ручная смена числа оборотов на клиноременной передаче? Как определить ее оптимальный натяг?

Для изменения частоты вращения шпинделя у станков с ременным вариатором, прежде всего, отключите машину от сети и снимите кожух. На его внутренней стороне нанесена схема перестановки шкивов для разных скоростей, сверьтесь с ней. Перед настройкой необходимо освободить зажим подвески мотора с обеих сторон и ослабить натяг ремня фиксаторами. После этого можно перекинуть его на нужную комбинацию шкивов в соответствии со схемой, далее натянуть в новом положении и снова укрепить подвеску двигателя.
Оптимальный натяг определяется нажатием большого пальца в середину ремня – он должен прогибаться на величину около 5 – 10 мм.
При частой смене скоростей не забывайте ставить на место кожух для исключения несчастных случаев и порчи передач стружкой и прочими посторонними предметами.

При работе сверлильного станка возникают чрезмерные вибрации, снижающие точность выполнения отверстия. Из-за чего это происходит?

Чаще всего это связано со следующими причинами:

Иногда получаемые отверстия скошены. Как этого избежать?

Чаще всего это связано с затупившимся или погнувшимся сверлом, которое надо заменить. Также оно может быть недостаточно сильно затянуто в патроне. Следите, чтобы на поверхность хвостовиков инструментов не попадало масло, грязь и мелкая стружка, которые приведут к прокручиванию оснастки в зажиме и застреванию ее в заготовке.
Несоосность отверстий при отклонении их центра от намеченного может быть связана и с неоднородностью материала заготовки. Инструмент всегда стремится по пути наименьшего сопротивления, в направлении минимальной плотности среды. Поэтому если у станка недостаточно жесткая система СПИД (Станок–Приспособление–Инструмент–Деталь), при попадании сверла на сучок в дереве или на газовую камеру в металле его направление сбивается. Во избежание этого перед началом работы выполняйте центровку – предварительное засверливание отверстия специальным центровочным сверлом.

При сверлении накаляется сверло, а снижение оборотов не всегда помогает. Что еще можно сделать?

Перегрев зоны сверления может быть вызван не только чрезмерной частотой вращения шпинделя, но и слишком малой подачей или забивкой канавок сверла мелкой стружкой. Попробуйте чаще извлекать инструмент для его очистки или увеличить подачу для сокращения времени контакта оснастки с заготовкой.

Почему станок Корвет 49 в первый же день работы вместо заявленного диапазона 350 – 3000 об/мин выдает лишь 450 – 2650 об/мин?

Попробуйте включить оборудование еще раз и дайте ему поработать несколько минут на холостых оборотах. Возможно, вариатор при первом включении не успел приработаться.
Помните, что регулировать скорость вращения у сверлильного станка Корвет 49 можно только при включенном двигателе и свободном вращении, но не во время сверления под нагрузкой. Иначе при последующем запуске возможно застревание ремня.

Что можно использовать в качестве СОЖ при сверлении и нарезании резьбы метчиком? Всегда ли требуется охлаждение?

Выбор СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости) зависит от обрабатываемого материала. Для обычных низкоуглеродистых сталей применяется эмульсионный раствор, для легированных сталей – раствор из минеральных и синтетических масел, для алюминия и его сплавов – смесь керосина и эмульсии. Если у станка в конструкции нет системы подачи СОЖ, то в качестве универсального безвредного для машины охлаждения применяют смесь керосина и машинного масла.
Без охлаждающей жидкости можно сверлить чугун, латунь и бронзу.
При нарезке резьб метчиком из быстрорежущей стали со скоростью более 45 м/мин применение СОЖ обязательно. Иначе возможен перегрев и разупрочнение инструмента. Сверление с охлаждением также необходимо при глубине от 3 – 5 диаметров сверла и более. Во всех случаях подача специальной жидкости позволяет ускорить работу почти в 1,5 раза.

В чем разница между самозажимным и быстрозажимным патроном?

С помощью каких приспособлений можно сверлить отверстия, диаметром 33 мм, в швеллерах на Корвет-43?

Как обозначаются посадочные размеры для патронов? В чем отличие между серией размеров МК и В?

Какие посадки наиболее распространены у сверлильных патронов?

У малых патронов с зажимом до 6 мм чаще всего используются конусные посадки В10, для диапазонов до 10 и 13 мм – В12, а для более крупных с раскрытием до 16 мм – В16 и В18. Соответственно этим посадкам подбираются переходные оправки для установки в станки.

Источник

Допуски и посадки в машиностроении

Содержание:

Для этого было необходимо создать систему стандартов, которые позволили бы организовать производство с четко определенными требованиями, сначала для каждой фабрики, а затем – для отрасли или всей промышленности в целом. Так появилась инженерная дисциплина, которая называется «основы взаимозаменяемости». Именно там родились такие термины, как допуски, посадки, расчет размерных цепей, а также многое другое.

В процессе обучения многих не раз путали понятия системы допусков и посадок. Попробуем разобраться с этим и понять, для чего они предназначены. Ведь без использования этих понятий невозможно правильное, точное соединение изделий в машиностроении и металлообработке.

Вся система допусков и посадок нацелена на стандартизацию деталей и обеспечение взаимозаменяемости их при сборке или ремонте механизмов и машин различной степени сложности. Для решения этой проблемы все серийно выпускаемые изделия должны быть выполнены с определенной точностью механической обработки. Точность производства деталей определяет система допусков и посадок, разработанная специалистами по стандартизации. Эти параметры всегда присутствуют в чертежах и технических заданиях на обработку. Задача этой статьи – научить правильно читать и понимать чертежи, а не только видеть номинальные габариты детали.

Описание основных определений и терминов системы допусков и посадок

В основе построения системы допусков посадок лежит понятие о системе отверстия (все посадки образуются соединением валов различных параметров с основным отверстием), системе вала (все посадки образуются соединением отверстий различного размера с основным валом).

Различают посадки, допуски размеров и посадок.

Допуском называют регламентированную область отклонений от номинального размера детали. При отображении на чертеже эта область составляет промежуток между линиями или числами, которые соответствуют верхнему и нижнему пределам отклонения от номинала.

Область допуска описывает не только величину допуска, но также размещение его относительно номинальных парметров детали или поверхности. Размещение области может быть относительно нулевой линии:

• симметричным и асимметричным;

• со смещением в одну из сторон.

В инженерной графике принято указывать предельные отклонения в миллиметрах над размерной линией после обозначения номинала с учетом их знаков.

Посадка – параметр, который характеризует соединение изделий. Он определяется величиной получающихся при соединении зазоров или натягов. Все посадки в системе делятся на три основных типа:

Допуском посадки считается разность между наибольшим и наименьшим зазором, которые составляют соединение.

Вследствие неизбежного возникновения области рассеяния сопрягаемых деталей от наибольшего до наименьшего значения, возникает рассеяние зазоров, натягов.

Крайние значения зазоров и натягов рассчитываются по формулам. Точность посадки считается более высокой, если колебание зазоров или натягов минимально.

Система допусков и посадок нормирована государственными стандартами:

Первая система применяется при составлении допусков и посадок размеров гладких элементов деталей. Также, она работает для посадок, образуемых соединениями этих деталей.

Система ОНВ регламентирует минимальные и максимальные отклонения и зазоры в резьбовых, конических, шпоночных, шлицевых соединениях. Требования основных норм взаимозаменяемости учитываются при расчетах зубчатых передач.

Допуски и посадки необходимо указывать в технологической документации:

• технологических картах и т.п.

Основой всех техпроцессов, при их составлении, служат правильно выбранные допуски и посадки. Осуществление контроля качества деталей в разрезе точности происходит на этапе производства путем проверки соответствия их предельных отклонений от номинальных величин.

Номинальные размеры и отклонения от них

Когда создается деталь, то, прежде всего, формируется точный чертеж с ее номинальными размерами. Однако, на практике невозможно изготовление двух абсолютно точных изделий. Поэтому все они изготавливаются с тем или иным классом точности.

Чем выше этот класс, тем меньше отклонения от номинального габарита. Таким образом, допуск посадки характеризует величину этих отклонений. Он бывает только положительным, хотя размер детали по факту обработки может отличаться от номинального, в большую или в меньшую сторону.

Более точно допуском можно назвать разность между максимальным, минимальным объемом детали при ее механической обработке. Предельные габариты определенны классом точности. Между ними должен находиться размер любой детали из партии. В результате использования мерительного инструмента мы, после воздействия на заготовку, можем установить ее действительный объем.

Принято считать, что, если фактический габарит после обработки находится в пределах допусков, то деталь пригодна к сборке, является технологически годной.

Рассмотрим пример механической обработки «Штанга толкателя».

Данная деталь помогает своевременному открытию и закрытию клапанов ДВС и, при работе под нагрузкой, подвержена выработке. В частности, на головке штанги образуется борозда, которая может способствовать залипанию, заклиниванию клапанов в неправильном положении и,

как следствие, приводить к неправильной работе двигателя. Для ликвидации подобной канавки (выработки) применяется токарная ремонтная операция: «Протачивание штанги толкателя» в пределах минимального значения допуска посадки на механическую обработку.

Задача токаря при выполнении такой операции двояка:

1. Снятие металла, выравнивание поверхности головки штанги.

2. Замеры и выбраковка изделий.

То есть, квалифицированный рабочий должен сначала устранить шероховатость поверхности, после чего проверить соответствие на попадание обработанной поверхности в нижнее поле допуска. Штанга, головка которой попадает в значения нижнего отклонения допуска, считается отремонтированной и готовой к повторному использованию. Те же изделия, которые имеют меньший диаметр после обработки, чем указано в допуске посадки, выбраковываются и идут на переплавку.

Говоря об экономической части понимания значения допуска, следует отметить, что с уменьшением величины отклонений качество изделий возрастает. Однако, стоимость их производства нелинейно увеличивается. Крайне важно, при составлении чертежей, учитывать все условия, при которых будет эксплуатироваться каждая деталь. Ф ормировать при этом такие допуски на мехобрабоку, которые являются необходимыми, достаточными для данных условий. Ведь излишняя точность в классе изготовления детали могут сделать ее применение экономически нецелесообразным.

В вышеприведенном примере почти все штанги толкателей при малом допуске можно было бы забраковать, вместо их восстановления с возвращением на службу.

Система посадок как способ эффективного сопряжения поверхностей

Детали при сборке должны эффективно выполнять свои функции. Для обеспечения их регламентируемого взаимодействия выработана система посадок. В технологических процессах посадкой называют условия соединения деталей, которые определяются величину зазоров между ними или натягов. Посадка описывает степень свободы взаимодействия деталей в паре. Как частный случай, может описывать степень сопротивления их взаимному смещению.

Рассмотрим классический случай с отверстием и валом, работающим в нем. Каждая из деталей имеет свой номинальный размер. Однако, каждая заготовка из партии одинаковых изделий изготавливаются в пределах своих допусков посадок.

Поэтому, при их соединении, возможен зазор, который технологически допустим. Величина такого зазора не может превышать разность допусков на обработку этих изделий. То есть, зазор определенной величины не послужит причиной неправильной работы соединения, а изделие сможет выполнять свои функции без повышенного износа или биения.

Также, возможно соединение вала с отверстием с натягом. Такой тип соединения возможен, когда фактический габарит вала превышает величину отверстия в пределах допусков. Технологически осуществляется запрессовка такого вала в отверстие, при которой гарантируется качественная работа соединения.

На практике часто имеет место переходная посадка. Произвольно соединяя различные изделия из партии, возможно получение зазора между деталями, натяга. Фактически, мы имеем полное или частично перекрытие полей допусков изделий.

Расчет системы посадок и допусков по квалитетам точности

В ЕСПД классы точности называют для удобства квалитетами. С ростом квалитета точность изготовления понижается вследствие увеличения допуска на ее механическую обработку. Всего насчитывают 19 квалитетов: от 01 до 17.

Для каждого номинального размера допуск посадок для разных квалитетов может быть неодинаков. Он колеблется в зависимости от способов обработки изделий. В ЕСДП наивысшим квалитетом точности считают 01, а допуск квалитета условно обозначают латиницей – IT. После этого обозначения проставляется номер квалитета.

При составлении технической документации, чертежей под словом допуск понимается допуск посадки системы. Рассмотрим подробнее, для каких видов деталей предусмотрены различные квалитеты.

• IT01, IT0, IT1 оценивают точность измерительных приборов с плоскопараллельными поверхностями;

• IT2, IT3, IT4 регламентируют точность гладких калибров-пробок и калибров-скоб;

• 5-й и 6-й квалитеты используют при определении допусков деталей для высокоточных ответственных соединений, таких как шпинделей прецизионного оборудования, подшипников качения, шеек коленвалов и т.п.

• IT7, IT8 считаются самыми массовыми в машиностроении. С помощью этих квалитетов описывают допуски на изготовление размеров деталей ДВС, авто-, авиатранспорта, станков для обработки металла, измерительных приборов и т.д. Считается, что для ответственных соединений деталей в этих отраслях данной степени точности при их изготовлении достаточно и экономически – целесообразно.

• IT9 оценивает точность размеров деталей в полиграфии и тепловозостроении, например, подшипники скольжения неточных валов; при изготовлении сельхозтехники, подъемно-транспортных механизмов, текстильных машин.

• 10-й квалитет используют для описания размеров неответственных соединений при производстве подвижного состава, сельскохозяйственных машин и посадочных мест холостых шкивов на валах.

• IT11 и IT12 используют для регламентирования размеров в литых и штампованных деталях с большими зазорами, которые используются в неответственных соединениях.

• Низшие квалитеты с 13го по 17й применяют для остальных неответственных размеров деталей. Как правило, это не входящие в соединения элементы, в которых допускаются свободные размеры. Они же могут регламентировать межоперационные параметры.

Допуски посадок в квалитетах 5—17 определяют по общей формуле:

q — номер квалитета;

а — безразмерный коэффициент, именуемый числом единиц допуска. Устанавливается для каждого квалитета и не зависит от номинального размера;

i — единица допуска (мкм) — множитель, находящийся в функции от номинального размера;

Применяют следующее стандартное правило: заданным квалитетам, интервалам номинальных объемов соответствует значение допуска, которое является постоянным для валов и отверстий.

С 5-го квалитета, допуски посадок с порядковым понижением квалитета увеличиваются на 60%, поскольку используется знаменатель геометрической прогрессии, который равен 1,6. Таким образом, мы имеем десятикратное увеличение допусков посадок через каждые 5 квалитетов.

Особенности расчетов системы допусков и посадок с помощью размерных цепей

Одним из важнейших моментов при разработке системы допусков и посадок является расчет размерной цепи. Совокупность всех зависимых размеров в конструкции изделия или машины, которые образуют замкнутую цепь и определяют взаимное положение осей или поверхностей, называют размерной цепью. Грамотный анализ необходим для определения оптимального соотношения размеров, которые взаимосвязаны. Подробные геометрические расчеты используют при создании машин, механизмов, приспособлений, приборов. Без них не обойтись на стадии проектирования любого техпроцесса.

В любой определенной замкнутой размерной цепи выбирается некая точка отсчета. Размеры, образующие размерную цепь, не могут назначаться независимо. Параметры хотя бы одного из размеров системы определяются остальными. Определив такое ключевое звено, можно правильно подобрать значение и точность, остальных размеров в цепи.

Каждый из размеров механизма или машины, образующих размерную цепь, именуют звеном. Такими звеньями становятся угловые или линейные параметры изделия:

• промежутки между плоскостями или осями;

• перекрытия и мертвые ходы;

• отклонения формы, расположения поверхностей.

Каждая размерная цепь имеет одно начальное звено и несколько составляющих звеньев, последнее из которых связано с исходным. За точку отсчета принимается исходное звено, к которому привязывается основное требование точности. В соответствии с техусловиями, качество изделия предопределяет точность его исходного звена.

При сборке изделия исходное звено часто замыкает размерную цепь. Его называют конечным или замыкающим. Оно представляет собой законченный результат изготовления всех остальных звеньев цепи в ходе выполнения последовательных действий.

Остановимся подробнее на звеньях, которые входят в цепь. Они делятся на две группы.

→ Группа увеличивающихся звеньев – ее составляют звенья, с увеличением которых увеличивается конечное звено.

← Группа уменьшающихся звеньев, к которой относят звенья, с убыванием их размера уменьшается замыкающее звено.

Основные рекомендации для проведения размерного анализа можно свести к следующим критериям при нахождении ключевых звеньев:

1. Грамотная постановка задачи, для решения которой производят расчет размерной цепи или группы цепей. Каждая цепь должна содержать не более одного замыкающего или исходного звена.

2. Установка требований к точности изделия для правильного определения исходного звена, которые подразделяются на:

• требования к качеству изделия по точности взаимного расположения сборочных единиц;

• условия собираемости изделий, зависящие от точности взаимной ориентации его деталей, правильного соотношения сборочных размеров и посадок.

Теория размерных цепей помогает решить многочисленные технологические, конструкторские и метрологические задачи. Она является неотъемлемым этапом при производстве и эксплуатации изделий, не говоря уже о конструкторском, предваряющем производство, периоде. На этапе конструкторской разработки устанавливаются кинематические, геометрические связи между размерами. Инженеры-конструкторы производят расчет номиналов их значений, а также возможных отклонений и допусков в размерах звеньев.

В ходе составления нового технологического процесса проводят расчет межоперационных размеров, всех припусков и допусков, посадок. Для него крайне важно произвести:

• обоснование последовательности операций;

• просчет требуемой точности оснастки для изготовления изделий и их сборки;

• разработку технических условий на машины, их составные части;

• определение средств, методов измерений для контролируемых деталей.

Прямая и обратная задачи в определении системы допусков и посадок

Размерные цепи нашли широкое применение при решении прямой и обратной задач по определению системы допусков и посадок. Эти задачи отличает последовательность расчетов, собственно, откуда и происходят их названия. Они взаимосвязаны между собой, а решение одной из них может являться проверкой другой.

Итак, что же из себя представляет прямая задача? По сути, это расчет от определенного теоретически исходного звена. В ходе ее решения определяют номинальные размеры, допуски, посадки и предельные отклонения всех элементов (звеньев) размерной цепи. Причем, расчет ведется от заданных допусков посадок и номиналов исходного звена.

При обратной задаче расчет ведется исходя из значений системы допусков посадок и размеров составляющих звеньев. Процесс позволяет определить номинальный размер, допуск, посадки, предельные отклонения замыкающего звена.

Расчеты размерных цепей рекомендуют производить:

• методом экстремумов, который принимает во внимание только предельные отклонения составляющих звеньев;

• вероятностным методом, который учитывает закон нормального распределения размеров деталей при их изготовлении, случайный характер их сочетания в сборке.

Способы получения искомой точности начального звена

На практике применяются 5 способов необходимой точности начального звена:

Классификация способов получения необходимой точности исходного звена изложена в таблице по стандартизации.

Конструктивные нюансы изделия, его функциональное назначение, стоимость изготовления, сборки, а также другие параметры важно учитывать при выборе способа получения заданной точности исходного или замыкающего звена. Уровень работы квалифицированного специалиста определяется выбором способа достижения точности с определенными параметрами, который позволит максимально сократить эксплуатационные, технологические издержки.

Самым перспективным, хотя не всегда возможным, является способ полной взаимной заменяемости. Необходимо стремиться к тому, чтобы сборка деталей или изделия производилась без подбора, пригонки или регулировки. Идеальный вариант, когда все собранные изделия отвечают всем параметрам взаимной заменяемости, не часто встречается.

Наиболее экономически оправданным во многих случаях является вероятностный метод. Он позволяет определять граничные, а значит более дешевые квалитеты при малом проценте бракованных изделий.

Четкая система допусков и посадок, а также методов их определения, позволяет избежать излишних затрат на всех этапах производства: от проектирования до серийного выпуска готовой продукции.

Источник