Взаимозаменяемость гладких цилиндрических деталей в типовых соединениях изделий

Точность детали определяется точностью размеров, шероховатостью поверхностей, точностью формы поверхностей, точностью расположения и волнистостью поверхностей.

В большинстве стран мира применяется система допусков и посадок ИСО, созданная для унификации национальных систем допусков и посадок в целях обеспечения международной технической связи в различных отраслях промышленности. Включение международных рекомендаций в национальные стандарты (в частности, в ЕСДП) создаёт условия для обеспечения взаимозаменяемости однотипных деталей, составных частей и изделий, изготовленных в разных странах.

В ЕСПД в первую очередь стандартизированы базовые элементы, необходимые для получения различных полей допусков, а не посадки и образующие их поля допусков отверстий и валов. Каждое поле допуска можно представить сочетанием двух характеристик, имеющих самостоятельное значение, - величины допуска и его положения относительно номинального размера.

Допуск зависит от квалитета, размера и рассчитывается по формуле:

T = ai,

где а - число единиц допуска, зависящее от квалитета и не зависящее от номинального размера;

i - единица допуска.

Для нормирования требуемых уровней точности установлены квалитеты изготовления деталей и изделий. Квалитет (от фр. качество) – это совокупность допусков, характеризуемых постоянной относительной точностью (определяемой коэффициентом а) для всех номинальных размеров данного диапазона. Наиболее распространёнными являются следующие диапазоны размеров:

- свыше 0 до 1 мм;

- свыше 1 до 500 мм;

- свыше 500 до 3150 мм;

- свыше 3150 до 10 000 мм.

Детали, которые входят в каждый из этих диапазонов имеют свои особенности при проектировании, конструировании, обработке и контроле деталей изделий. Так, размеры диапазона свыше 0 до 1 мм наиболее часто реализуются в микроэлектронике, размеры свыше 1 до 500 мм – в машиностроении, а размеры свыше 500 мм – в станкостроении и тяжёлом машиностроении.

Каждый диапазоны размеров разбивается на интервалы – основные и промежуточные. Основные интервалы используются для определения всех допусков системы. В ЕСПД для номинальных размеров от 1 до 500 мм предусмотрено 13 основных интервалов. Для полей допусков, образующих посадки с большими зазорами или натягами, введены дополнительные промежуточные интервалы, что позволяет уменьшить колебание зазоров и натягов и делает посадки более определёнными. Диаметры по интервалам распределены так, чтобы допуски, подсчитанные по крайним значениям в каждом интервале, отличались от допусков по среднему значению диаметра в том же интервале, не более чем 5 – 8 %.

Допуски и отклонения, установленные государственными стандартами, относятся к деталям, размеры которых определяются при нормальной температуре. В большинстве стран мира за нормальную принята температура + 20 С (ГОСТ 9249 – 59). Такая температура принята как близкая к температуре производственных помещений предприятий. Градуировка и аттестация всех линейных и угловых мер, средств измерений, а также точные измерения должны выполняться при нормальной температуре. Температура деталей и средств измерений при проведении измерений должны быть одинаковыми. Отклонение от нормальной температуры не должно превышать допустимых значений, установленных ГОСТ 8.050 – 73.

Точность в пределах одного квалитета зависит только от номинального размера. В ЕСПД установлен 21 квалитет: 01, 0, 1, 2, … 19. Квалитет определяет допуск на изготовление и, следовательно, методы и средства обработки и контроля деталей изделий.

Для диапазона размеров свыше 1 до 500 мм для создания посадок и свободных размеров применяют квалитеты с 5 по 19. Число единиц допуска от квалитета к квалитету изменяется по геометрической прогрессии со знаменателем 10 = 1,6.

Единица допуска (мкм) для размеров до 500 мм

i = 0,45 D + 0,001 D,

для размеров свыше 500 до 10 000 мм

i = 0,004 D + 2,1,

где, D – среднее геометрическое крайних размеров каждого интервала, мм.

D = Dmin – Dmax.

Для интервала до 3 мм принимают D = 3.

Для размеров менее 1 мм допуски по квалитетам 14 – 19 не назначают.

Единицы допуска i, мкм, для интервалов Число единиц допуска а для квалитетов

размеров IT5…IT19

от 1 до 3 ………. 0,63 IT5……………. 7

3 6 0,83 IT6 10

6 10 1,00 IT7 16

10 18 1,21 IT8 25

18 30 1,44 IT9 40

30 50 1,71 IT10 64

50 80 1,90 IT11 100

80 120 2,20 IT12 160

120 180 2,50 IT13 250

180 250 2,90 IT14 400

250 315 3,38 IT15 640

315 400 3,60 IT16 1000

400 500 4,00 IT17 1600

IT18 2500

IT19 4000

Строгое разграничение областей применения различных квалитетов не предусмотрено, используют квалитеты:

- для концевых мер длины IT01……… IT1;

- калибров и особо точных изделий IT 2…………IT5;

- сопряжений IT6……… IT12;

- наиболее распространённых свободных размеров IT13……… IT19.

Такая система построения рядов допусков позволяет по известным номинальному размеру и допуску определить квалитет, а следовательно, и сложность получения размера в заданном допуске.

Основное отклонение – это одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии.

Основное отклонение (положения поля допуска относительно нулевой линии) обозначается буквой латинского алфавита – заглавной для отверстий (от А до Z) и прописными – для валов (от а до z). На рис. … приведены основные отклонения отверстий и валов в системах ИСО и ЕСДП.

Рисунок …. Основные отклонения отверстий и валов

Отклонение a - h (A - H) предназначены для образования посадок с зазором, j - zc (J - ZC) для посадок с натягами и переходных, причём для переходных обычно применяют отклонения j, k, m, n (J. K. M. N). Поля допусков вала j, и отверстия J, располагаются симметрично по обе стороны от нулевой линии. Для каждого буквенного обозначения абсолютная величина и знак основного отклонения вала определяются по эмпирическим формулам, приведённым в государственном стандарте.

Абсолютная величина и знак основного отклонения отверстия определяются по основному отклонению вала, обозначенному той же буквой, по общему или специальному правилам.

Общее правило определения основных отклонений отверстий: основное отклонение отверстия должно быть симметрично относительно нулевой линии основному отклонению вала.

Специальное правило определения основных отклонений отверстий: две соответствующие друг другу посадки в системе отверстия и в системе вала, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего, более точного квалитета, должны иметь одинаковые зазоры и натяги. Схема определения основных отклонений отверстий по специальному правилу (рис. …):

Es = - ei + Д,

где Д = ITn – ITn-1, то есть равна нулю разность между допуском рассматриваемого квалитета, с которым будет сочетаться данное основное отклонение, и допуском ближайшего более точного квалитета. Правило действительно для отверстий размером свыше 3 мм: J, K, M и N до IT8 включительно и от Р до ZC до IT7 включительно.

Рисунок. Схема определения основных отклонений отверстий по специальному правилу

Система допусков ИСО и ЕСПД построены по единому принципу и характеризуются следующими признаками.

Основание системы. Государственные стандарты предусматривают две равноправные системы посадок: систему посадок отверстий и систему посадок вала (рис...).

Посадки в системе отверстия (рис. … а) – это посадка с различными зазорами и натягами, получающимися в результате соединения различных валов с основным отверстием.

У основного отверстия нижнее отклонение равно нулю, а поле допуска обозначается Н (EI = 0).

Посадки в системе вала(рис. … б) – это посадка с различными зазорами и натягами, получающимися в результате соединения различных отверстий с основным валом.

У основного вала верхнее отклонение равно нулю, а поле допуска обозначается h (es = 0).

Рисунок …. Примеры посадок в системах: а – отверстия; б – вала

Допускается применение комбинированных посадок, в которых отверстие и вал выполнены в разных системах.

Такую систему допусков принято называть односторонней предельной. Систему посадки (отверстия или вала) выбирают исходя из конструктивных, технологических и экономических решений.

Сочетание любых основных отклонений с любым квалитетом ИСО даёт свыше 1000 полей допусков для валов и отверстий. Поэтому применение системы ИСО проходит на базе отбора ограниченного числа полей допусков из этой системы. По рекомендации ИСО включено 45 полей допусков для валов и 43 – для отверстий. Из них выделено по 17 полей допусков для валов и отверстий для предпочтительного применения.

Полями допусков предпочтительного применения, выделенными по принципу унификации по ГОСТ 25347 – 82 (для размеров от 1 до 500 мм), являются 16 полей валов (g6, h6, j6, k6, n6, p6, r6, s6, j7, h7, e7, h8, d9, h9, d11, h11) и 10 полей отверстий (H7, J7, K7, P7, N7, F8, H8, E9, H9, H11).

Посадки, как правило, должны назначаться в системе отверстия или системе вала. Применение системы отверстия предпочтительнее. Систему вала следует применять только в тех случаях, когда это оправдано конструктивными или экономическими условиями.

При номинальных размерах в диапазоне от 1 до 500 мм рекомендуется назначать предпочтительные посадки в системе отверстия: H7/e8; H7/f7; H7/g6; H7/h6; H7/j6; H7/k6; H7/n6; H7/p6; H7/r6; H7/s6; H8/e8; H8/h7; H8/h8; H8/d9; H9/d9; H11/d11; H11/h11; в системе вала: F8/h6; H7/h6; J7/h6; K7/h6; N7/h6; P7/h6; H8/h7; E9/h8; H8/h8; H11/h11.

Кроме указанных посадок допускается применение других посадок, образованных полями допусков валов и отверстий по ГОСТ 25347 – 82. При этом рекомендуется, чтобы посадка относилась к системе отверстия или системе вала и чтобы при неодинаковых допусках отверстия и вала больший допуск был у отверстия и допуски отверстия и вала отличались не более чем на два квалитета.

Системы допусков и отклонений для диапазона размеров свыше 500 до 3150 мм установлены по ГОСТ 25346 – 89; для диапазона размеров свыше 3150 до 10 000 мм установлены по ГОСТ 25348 – 82; для диапазона размеров свыше 10 000 до 40 000 мм установлены по ГОСТ 26179 – 84; для деталей из пластмасс – по ГОСТ 25349 – 88.

Дата добавления: 2014-01-06