Принципы, обеспечивающие формирование рядов допусков

Формирование рядов допусков в любой системе осуществляется на базе четырех остальных принципов. Один из них (принцип формализации допусков) обеспечивает «отделение» допусков от конкретных деталей (их параметров, элементов), два следующих (принцип увязки допусков с эффективными параметрами и принцип группирования значений эффективных параметров) – возможность создавать из функционально обоснованных допусков ограниченную номенклатуру. Последний принцип (принцип установления уровней относительной точности) направлен на обеспечение в системе необходимого разнообразия точностных требований.

Принцип формализации допусков позволяет «отделить» меру допустимого рассеяния (допуск) от поля допуска, определенным образом связанного с номинальным контуром конкретной поверхности. Абстрагирование от конкретных объектов широко используется в науке и технике. Этот прием применяется и при формализации допусков в системах.

Формализованные значения допусков могут быть построены в соответствии с рядами предпочтительных чисел, и быть организованы в виде рядов с различными структурами. Например, в системе допусков формы и расположения поверхностей приведены несколько массивов значений допусков, в том числе абстрактный ряд допусков, построенный в порядке возрастания их числовых значений, а также допуски, связанные со значениями номинальных параметров и уровнями точности.

Принцип увязки допусков с эффективными параметрамипредназначен для расчета «теоретических значений» допусков. Чтобы обеспечить нормальную работу изделия необходимо назначить допуски требуемой точности с учетом масштабного фактора. При выборе допуска размера его значение связывают с номинальным размером. В отличие от линейных размеров выбор значения допуска угла осуществляется в зависимости от длины его короткой стороны, а не в соответствии со значением углового размера. Могут встретиться и более сложные взаимосвязи. Например, значения допусков геометрических параметров резьбовых поверхностей увязывается не только с диаметрами, но и с шагами резьбы, а для зубчатых колес допуски назначают с учетом модуля и делительного диаметра колеса. Те параметры, с которыми увязывают значения допусков, будем называть эффективными.

Увязка допуска с эффективными параметрами имеет принципиальное значение, как с конструкторских, так и с технологических позиций. Конструкторский подход к посадкам с зазором (натягом) базируется на возможности увеличивать зазор (натяг) и его допустимую неопределенность (допуск посадки) с увеличением номинального размера сопряжения. Технологический подход к возможным значениям допусков основывается на увязывании допусков с диапазоном практического рассеяния размеров при обработке детали на определенном технологическом оборудовании.

Из-за сложности комплексного воздействия на сопряжение, как правило, нельзя выделить один или несколько влияющих факторов и «привязать» к ним значение допуска строгой аналитической зависимостью. Поэтому эффективные параметры, с которыми увязывают значения допуска, должны отражать некоторое обобщенное влияние множества конструкторских и технологических факторов.

Функциональная зависимость допуска от эффективных параметров в общем виде может быть записана следующим образом:

Т = F(Q,V,...),

где Т – допуск параметра,

F – знак функциональной зависимости,

Q, V – эффективные параметры.

Анализ систем допусков и посадок показывает, что в большинстве случаев можно обойтись одним или двумя эффективными параметрами. Номинальные значения этих параметров представлены в таблицах допусков.

Принцип группирования значений эффективных параметровиспользуется для сокращения номенклатуры допусков в системе.

Если допуск любого параметра рассчитывать строго по принятой функциональной зависимости, то расчетных («теоретических») допусков будет столько же, сколько и номинальных значений параметров. Унификация допусков и сокращение их общей номенклатуры вполне возможны за счет объединения близких значений и использования вместо них одного стандартного допуска. Различия между «теоретическими значениями» и выбранным стандартным не должны существенно искажать установленный системой допусков и посадок характер связи между значением допуска и эффективными параметрами.

Многолетняя апробация систем допусков и посадок позволила практически решить вопрос об интервалах эффективных параметров и их «представителях». В любой системе допусков или допусков и посадок ряды допусков образованы с учетом эффективных параметров, которые сгруппированы в интервалы. Группирование осуществляется так, чтобы значения допусков на краях интервалов умеренно отличались от «теоретических». Границы интервалов приведены в таблицах стандартов с указаниями «до» (приведенное номинальное значение включается в данный интервал) и «свыше» (приведенное значение не входит в данный интервал, и он начинается с любого большего номинального значения).

Интервалы эффективных параметров являются одним из «входов» в таблицу рядов допусков любого стандарта.

Принцип установления уровней относительной точности обеспечивает необходимое разнообразие допусков с сохранением возможности единообразного решения (выбор по аналогии) типичных задач функционирования деталей и их изготовления с учетом масштабных факторов.

Для решения различных конструкторских задач необходимы допуски разной точности. Например, точность направляющих станка или измерительного прибора существенно выше точности дверного засова; подшипники шпинделя станка точнее подшипников коробки скоростей и т.д.

Понятие точности геометрических параметров не может рассматриваться как абсолютное. Известна связь допуска со значениями эффективных параметров. Следовательно, можно говорить об установлении в любой системе допусков и посадок уровней относительной точности, которые используются для назначения «одинаково точных» допусков однотипных параметров с разными номинальными значениями.

Уровни относительной точности в различных стандартных системах допусков и посадок называются по-разному. В системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей они называются квалитетами, в системах допусков формы и расположения поверхностей, допусков зубчатых колес – степенями точности. Для подшипников качения, допусков размеров несопрягаемых поверхностей и некоторых других случаев используют понятие классов точности. Наименование уровней относительной точности зависит от конкретных объектов и сложившихся традиций.

Установленные стандартами уровни относительной точности используются как второй вход в таблицах допусков. Первым входом являются интервалы эффективных параметров, а значение допуска отыскивают на пересечении двух входов в таблицу по принципу «строка-столбец».

Уровни относительной точности играют весьма важную роль в использовании аналогии для выбора норм точности при проектировании или выбора оборудования при разработке технологического процесса. Вне зависимости от конкретного значения нормируемого параметра можно, опираясь на уровень относительной точности, выбрать допуск (посадку) которые обеспечат удовлетворительное выполнение требуемых функций, а по уровню относительной точности параметра изготавливаемой детали – технологическое оборудование, обеспечивающее удовлетворительное поле практического рассеяния при обработке поверхности.

На использовании уровней относительной точности построены справочники конструкторов и технологов, а также значительная часть нормативных документов.