ТЕМА 5.2 Стандартизация точности гладких цилиндрических соединений

– построение системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений (ГЦС), условное обозначение предельных отклонений и посадок, калибры для гладких цилиндрических деталей.

Система допусков и посадок ГЦС. Предельные отклонения. Калибры для гладких цилиндрических деталей.

Литература: [2], с.34-61, 143-150; [7], с.25-130, 185-191; [8], с.165-170,
173-176; [46]; [50]; [51].

1. Что характеризует понятие «квалитет»? Какие квалитеты применяют в ЕСДП для размеров от 1 до 500 мм и каково их назначение?

2. Как обозначаются посадки в системе отверстия (вала)?

3. Какие применяются три способа обозначения полей допусков на чертежах?

4. Какие поля допусков предназначены для посадок с зазорами, натягом, переходных?

5. Назовите типы калибров и укажите порядок расчета их исполнительных размеров.

Действующая в настоящее время система стандартов на допуски и посадки для гладких цилиндрических и плоских соединений разработана в соответствии с рекомендациями и положениями международной организации по стандартизации (ИСО). В соответствии с этими рекомендациями национальные системы допусков и посадок, ранее существовавшие в ряде стран, должны заменяться единой системой, что является необходимым условием непрерывно расширяющихся и углубляющихся международных связей в области машиностроения, обеспечения взаимозаменяемости и унификации деталей и сборочных единиц, единообразия оформления технической документации.

Разработанная и введенная с 1.01.1977г. система получила название Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) и включает ряд стандартов. Основными из них являются следующие: «Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» (ГОСТ 25346-89), «Поля допусков и рекомендуемые посадки» (ГОСТ 25347-89). Эти стандарты распространяются на сопрягаемые (т.е. применяемые при образовании посадок) и несопрягаемые размеры гладких элементов (цилиндрических или ограниченных параллельными плоскостями) деталей с номинальными размерами до 3150 мм.

В общем машиностроении наиболее часто применяются размеры до 500 мм, то именно этот диапазон мы и будем рассматривать в дальнейшем.

Единая система допусков и посадок (т.е. все стандарты, входящие в нее) оформлена в виде таблиц, в которых для номинальных размеров заданы научно обоснованные величины предельных отклонений для разных полей допусков отверстий и валов. В строках таблиц указаны интервалы номинальных размеров, в колонках - поля допусков и соответствующие им предельные отклонения.

Разные детали машин в зависимости от назначения и условий работы требуют разной точности изготовления. В ЕСДП предусмотрено несколько рядов точности, названных квалитетами. Квалитет - это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Для размеров от 1 до 500 мм установлено 20 квалитетов: 0,1; 0 и с 1-го по
18-й. С возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, т. е. точность убывает. Для посадок предусмотрены квалитеты с 5-го по 12-й.

Допуски в каждом квалитете ЕСДП обозначаются двумя буквами латинского алфавита (IT) с добавлением номера квалитета. Например, IT5 означает допуск по 5-му квалитету, a IT10 - допуск по 10-му квалитету.

Приведем ориентировочные данные о том, какие квалитеты (т.е. какая точность) обеспечиваются тем или иным технологическим процессом обработки:

валы 5-го квалитета и отверстия 5-го и 6-го квалитетов получают шлифованием;

валы 6-го и 7-го и отверстия 7-го и 8-го квалитетов - тонким точением или растачиванием, чистовым развертыванием, чистовым протягиванием, холодной штамповкой в вырубных штампах;

валы 8-го и 9-го и отверстия 9-го квалитетов - тонким строганием, тонким фрезерованием, получистовым развертыванием, тонким шабрением, холодной штамповкой в вытяжных штампах;

валы и отверстия 10-го квалитета получают чистовым зенкерованием и другими способами, как и для 9-го квалитета;

валы и отверстия 11-го квалитета получают чистовым строганием, чистовым фрезерованием, чистовым обтачиванием, сверлением по кондуктору, литьем по выплавляемым моделям, другими способами, как для 9-го и 10-го квалитетов;

валы и отверстия 12-го и 13-го квалитетов получают черновым строганием и точением, чистовым долблением, черновым фрезерованием, сверлением без кондуктора, черновым зенкерованием, получистовым растачиванием;

валы и отверстия 14...18-го квалитетов получают черновой токарной обработкой, резкой ножницами и пилами, автоматической газовой резкой, резкой резцом и фрезой, черновым долблением, литьем в песчаные формы.

Для образования посадок в ЕСДП стандартизованы (независимо друг от друга) два параметра, из которых образуются поля допусков: ряды и значения допусков в разных квалитетах и так называемые основные отклонения валов и отверстий для определения положения поля допуска относительно номинального размера (нулевой линии). В качестве основного отклонения принято отклонение, ближайшее к нулевой линии, характеризующее возможное минимальное отклонение размера при обработке от номинального.

Поле допуска в ЕСДП образуется сочетанием основного отклонения и квалитета. В этом сочетании основное отклонение характеризует положение поля допусков относительно нулевой линии, а квалитет - величину допуска.

Основные отклонения обозначают одной, а в отдельных случаях двумя (для сопряжений точного машиностроения) буквами латинского алфавита: прописными (А, В, С, CD, D и т. д.) - для отверстий и строчными (а, b, с, cd, d и т.д.) - для валов.

На рисунке 5.2.1 показана схема основных отклонений в разных квалитетах при одинаковом номинальном размере.

Основными отклонениями служат: для валов a...h верхние отклонения - es; для отверстий А...Н нижние отклонения +EJ; для валов j...zc нижние отклонения
+ei; для отверстий J...ZC верхние отклонения - ES.

Характер написания буквы (прописная или строчная) в конструкторской и технологической документации дает полное представление об элементе детали (вал или отверстие), к которому относится поле допуска. Это исключает возможность ошибок при последующем определении числовых значений предельных отклонений по таблицам.

Поля допусков основных отверстий обозначаются буквой Н, а основных валов – h с добавлением номера квалитета, например Н7, Н8, Н9 и т. д. (в этом случае нижние отклонения всегда равны нулю) и h7, h8, h9 и т. д. (в этом случае верхние отклонения всегда равны нулю).

Ниже приведены выборки из ГОСТ 25347-89 «Поля допусков и рекомендуемые посадки», входящего в ЕСДП: предпочтительные поля допусков валов (таблица 5.2.1) и отверстий (таблица 5.2.2) для наиболее употребительных в общем машиностроении квалитетов (с 6-го по 11-й) и рекомендуемые предельные отклонения для неответственных несопрягаемых размеров (таблица 5.2.3). По этим таблицам для каждого номинального размера (точнее, для интервала, в пределах которого находится размер) можно в соответствии с обозначением поля допуска определить числовые значения предельных отклонений.

Рисунок 5.2.1 – Схема основных отклонений в ЕСПД

Нанесение предельных отклонений размеров на чертежах осуществляется в соответствии с ГОСТ 2.307-68*, входящим в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Предусмотрено три способа указания отклонений:

числовыми значениями предельных отклонений, например 18^+0,018, 12

условными обозначениями полей допусков, например 18Н7, 12е8; условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений, например 18Н7^(+0,018), 12е8

Рассмотрим примеры определения числовых значений предельных отклонений по таблице 5.2.1 и 5.2.2.

Таблица 5.2.1 – Предпочтительные поля допусков валов по ЕСДП (выборка из ГОСТ 25347-89)

Таблица 5.2.2 – Предпочтительные поля допусков отверстий по ЕСДП (выборка из ГОСТ 25347-89)

Таблица 5.2.3 - Рекомендуемые предельные отклонения для неответственных несопрягаемых размеров (выборка из ГОСТ 25347-89)

Пример. Определить предельные отклонения, если на чертеже указан размер 8k6. По таблице 5.2.1 на пересечении строки «Св. 6 до 10» с колонкой k6 находим предельные отклонения, мкм: +10 и +1. Следовательно, размер 8k6 соответствует размеру 8

Пример. Определить предельные отклонения, если на чертеже указан размер 30Н7. По таблице 5.2.2 на пересечении строки «Св. 18 до 30» с колонкой Н7 находим предельные отклонения, мкм: +21 и 0. Следовательно, размеру 30Н7 соответствует размеру 30

Обозначение посадки на сборочном чертеже в соответствии с ГОСТ 2.307-68 состоит из указаний по лей допусков сопрягаемых деталей, при этом указание оформляется в виде простой дроби. Вначале записывается номинальный размер соединения (он одинаков для сопрягаемых отверстия и вала), затем над чертой («в числителе») указывается поле допуска отверстия, а под чертой («в знаменателе») - поле до пуска вала. Вместо условных обозначений полей до пусков можно указывать в «числителе» и «знамена теле» предельные отклонения сопрягаемых деталей.

Такая форма обозначения едина для посадок в системе отверстия и в системе вала.

Пример. Обозначение посадки в системе отверстия: Æ75

(Н7 – поле допуска основного отверстия) или 75.

Пример. Обозначение посадки в системе отверстия: Æ50

(h8 – поле допуска основного вала) или 50.

Примеры выбора посадок. Посадки с натягом по значению гарантированного натяга подразделяют на три подгруппы:

посадки с минимальным гарантированным натягом:

применяют при малых нагрузках и для уменьшения деформаций собранных деталей; неподвижность соединения обеспечивают дополнительным креплением; эти по садки допускают редкие разборки;

посадки с умеренными гарантированными натягами:

допускают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления, а также с дополнительным креплением; могут применяться для передачи больших нагрузок, если прочность деталей не позволяет применить посадки с большими натягами; сборка может производиться под прессом или способом термических деформаций;

посадки с большими гарантированными натягами

передают тяжелые и динамические нагрузки без дополнительного крепления; необходима проверка соединяемых деталей на прочность; сборка осуществляется в основном способом термических деформаций.

Переходные посадки образуются полями допусков, которые установлены в квалитетах 4...8; характеризуются возможностью получения сравнительно небольших зазоров или натягов; применяются в неподвижных разъемных соединениях при необходимости точного центрирования, при этом необходимо дополнительное крепление собранных деталей. Такие посадки подразделяются на три подгруппы:

применяют при больших ударных нагрузках, при повышенной точности центрирования и редких разборках, а также при затрудненной сборке вместо посадок с минимальным гарантированным натягом;

посадки с равновероятными натягами и зазорами

имеют наибольшее применение из переходных посадок, так как для сборки и разборки не требуют больших усилий и обеспечивают высокую точность центрирования;

применяют при небольших статических нагрузках, частых разборках и затрудненной сборке, а также для регулирования взаимного положения деталей.

Посадки с зазором образуются полями до пусков, которые установлены в квалитетах 4...12, и применяются в неподвижных и подвижных соединениях, для облегчения сборки при невысокой точности

центрирования, для регулирования взаимного положения деталей, для обеспечения смазки трущихся поверхностей (подшипники скольжения) и компенсации тепловых деформаций, для сборки деталей с антикоррозийными покрытиями. Посадки с наименьшим зазором, равным нулю

, обеспечивают высокую точность центрирования и поступательного перемещения деталей в регулируемых соединениях, могут заменять переходные посадки.

Калибр - это бесшкальный мерительный инструмент, предназначенный для проверки размеров, формы и расположения поверхностей изделий. Наибольшее распространение получили предельные калибры. Для контроля одного размера надо иметь два калибра - проходной и непроходной, исходные размеры которых равны предельным размерам детали. С помощью калибров мы можем определить годность детали, а не действительный размер.

Для контроля отверстия применяются калибры-пробки, для контроля вала - калибры-скобы.

Для увеличения износостойкости рабочих поверхностей калибров, калибры или изготавливаются из углеродистой инструментальной стали, или цементируются, а затем закаливаются.

Размеры, по которым изготавливаются измерительные поверхности калибров, называются исполнительными.

Исполнительные размеры калибров (пробки и скобы) определяются по ГОСТ 24853-81, в котором введены следующие обозначения (таблица 5.2.4)

Н и H₁ - допуск на изготовление калибров (здесь и далее обозначения с индексом " 1" относятся для калибров-скоб);

Z и Z₁ - смещение середины поля допуска проходной стороны калибра (запас на износ);

Y и Y₁ - допуск на износ проходной стороны калибра.

Таблица 5.2.4 - Формулы расчёта исполнительных размеров гладких калибров

Таблица 5.2.5 – Допуски и отклонения гладких калибров до 180 мм (ГОСТ 24853-81)

Например. Определить исполнительные размеры калибров для контроля отверстия и вала соединения Æ60 Н7/к6.

По таблицам допусков на калибры находим H=H₁=5мкм=0,005 мм; Z=Z₁=4мкм =0,004 мм; Y=Y₁=3мкм=0,003 мм.

Выбираем масштаб 1000:1 и строим схему полей допусков калибров (рисунок 5.2.1)

Рисунок 5.2.1 – Схема полей допусков калибров

Маркировка калибров наносится на нерабочей поверхности калибра и содержит номинальный диаметр и поле допуска контролируемой детали. Так, на калибре-скобе для контроля вала из предыдущего примера должно быть нанесено Æ60к6.

Следует изучить различные конструкции калибров, область их применения, методы контроля калибрами.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: