Точность изготовления деталей

Необходимая надежность машин обеспечивается рядом мероприятий, среди которых важное место занимает выбор целесообразной точности изготовления деталей. Параметры деталей отличаются от расчетных размерами, формой, относительными расположениями поверхностей и т.д. Несмотря на эти отклонения, работа изделий должна удовлетворять эксплуатационным требованиям.

Взаимозаменяемость

Основой серийного и массового производства в машиностроении является взаимозаменяемость деталей и узлов машин.

Взаимозаменяемость — это принцип конструирования, производства и эксплуатации, обеспечивающий возможность качественной сборки (или замены при ремонте) независимо изготовленных сопрягаемых деталей и узлов без предварительного подбора или подгонки по месту.

Взаимозаменяемость обеспечивается Единой системой допусков и посадок ЕСДП (ГОСТ 25346, ГОСТ 25347) и требованиями международной организации по стандартизации ИСО.

Размеры детали

Размеры детали, полученные из расчетов, называются расчетными. Их, как правило, округляют по ГОСТ 6636. Эти размеры, указываемые на чертежах, называются номинальными. Действительные размеры детали, полученные при ее изготовлении, всегда отличаются от номинальных размеров.

Для обеспечения заданного функционального назначения детали, ее действительный размер Д должен находиться в интервале:

П_min≤Д≤П_max,

где П_min и П_max – наименьший и наибольший предельные размеры.

Разность предельных размеров называется допуском Т размера:

П_max-П_min=Т.

Поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами, определяемое величиной допуска и его положением относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру называется полем допуска.

Квалитеты

Абсолютное значение допуска Т данного номинального размера устанавливается выбранным по стандарту квалитетом. Квалитет показывает относительную точность изготовления детали. Две или несколько деталей разных размеров следует считать одинаковой точности (принадлежащими одному квалитету), если их изготавливают на одном и том же оборудовании при одних и тех же условиях обработки (режимах резания и т.д.). Отсюда следует, что точность валов, изготовленных, например, шлифованием, во всем диапазоне диаметров одинакова, несмотря на то что погрешность обработки, как показали эксперименты, растет с увеличением размера обрабатываемой детали.

Стандартом установлено 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, .., 11, 12, ..18. Чем меньше цифра квалитета, тем меньший допуск размера детали.

Самые точные квалитеты (01, 0, 1, 2, 3, 4) применяются при изготовлении образцовых мер и калибров.

Квалитеты с 5-го по 11-й применяются для сопрягаемых элементов деталей. Так по 6-му и 7-му квалитету выполняются элементы деталей, сопрягаемых с кольцами подшипников качения нормальной точности. Квалитеты 8, 9 и 10 применяют для соединения валов с насаживаемыми на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами, муфтами и др.) при малых скоростях и нагрузках.

Квалитеты с 12-го по 18-й применяют для несопряженных элементов деталей.

Посадки

Различные комбинации допусков отверстия и вала дают возможность получить требуемый характер соединения деталей, то есть определенную посадку.

Рассмотрим сопряжение с зазором (Рис. 4.57) Для получения зазора S в сопряжении размер D отверстия втулки должен быть больше размера d вала. Конструктор устанавливает для вала два предельных размера d_max, d_min, и два предельных размера для отверстия – D_max, D_min, внутри которых должны находиться действительные размеры сопрягаемых деталей (рис 4.57. б.). Допуски вала и отверстия соответственно равны T_d и T_D.

Рис.4.57

Положение допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением– одним из двух предельных отклонений, ближайшим к нулевой линии, и обозначается одной из букв (или их сочетанием) латинского алфавита. Прописные буквы относятся к отверстиям, а строчные – к валам.

Таким образом, поле допуска обозначается сочетанием буквы, указывающей на положение допуска относительно нулевой линии, с цифрой, говорящей о степени точности – величине допуска.

Примеры обозначения на чертеже полей допусков и схемы их построения для отверстия и вала, а также значения отклонений и расчет допусков приведены на рис. 4.58. а, б.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки трех типов: с зазором, с натягом и пеерходные.

На рис.4.58. в, г, д приведены примеры различных посадок. Указаны формулы для расчета зазоров и натягов в соединениях и амплитуды их колебаний, называемые допуском посадки (TS, TN).

При расчете и выборе посадок конструктора могут интересовать не только предельные зазоры и натяги, но и средние, обычно наиболее вероятные, зазоры и натяги:

средний зазор: S_c=(S_max+S_min)/2;

средний натяг: N_c=(N_max+N_min)/2.