Зависимые и независимые допуски расположения. Зависимые допуски расположения и формы Что означает зависимые допуски формы и расположения
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Зависимый допуск |
| Рубрика (тематическая категория) | Стандартизация |
Уровни относительной геометрической точности допусков формы и расположения поверхностей
Это соотношением между допуском формы и расположения и допуском на размер элемента:
А – нормальная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 60% допуска размера);
В – повышенная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 40% допуска размера);
С – высокая относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 25% допуска размера).
Допуски формы цилиндрических поверхностей (для отклонений от цилиндричности, круглости и профиля продольного сечения), соответствующие уровням А, В и С, составляют примерно 30, 20 и 12 % допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера – отклонение диаметра поверхности. В случае если допуски формы и расположения ограничивают полем допуска размера, то они не указываются.
У несопрягаемых и легкодеформируемых поверхностей элементов допуск формы должна быть больше допуска на размер.
14 Неуказанные допуски формы и расположения
устанавливают исходя из квалитета или класса точности, которым соответствует допуск размера. Допуск может оговариваться и в технических требованиях.
В случае если неуказанные допуски формы не назначены, то допускаются любые отклонения формы в пределах поля допуска размера рассматриваемого элемента. Кроме случая, когда указаны допуски параллельности, перпендикулярности, наклона или торцового биения. Тогда неуказанный допуск плоскостности и прямолинейности равен допуску этих отклонений.
С неуказанными допусками расположения дело обстоит сложнее. Здесь для случаев отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, расположения предъявляются отдельные требования.
- ϶ᴛᴏ переменный допуск, при котором годность элемента оценивают исходя из получившихся у каждой конкретной детали действительных размеров влияющих элементов. Зависимые допуски нужны для увеличения выхода годных деталей за счёт повышения собираемости деталей, действительные размеры которых смещаются в сторону минимума металла. На чертеже указывают минимальные значения допустимых отклонений, которые обеспечивают собираемость соединения.
Зависимые допуски расположения преимущественно назначают на межосевые расстояния крепежных отверстий, соосность участков ступенчатых отверстий, на симметричность расположения шпоночных пазов и т. п. Эти допуски контролируют комплексными калибрами расположения, которые представляют из себяпрототипы сопрягаемых деталей.
В условиях единичного и мелкосерийного производства нецелесообразно нормировать зависимые допуски.
16 Выступающие поля допусков расположения
Это поле допуска или его часть, ограничивающее отклонение расположения рассматриваемого элемента за пределами протяженности этого элемента (нормируемый участок выступает за пределы длины элемента).
В случае если крайне важно задать выступающее поле допуска расположения, то после числового значения допуска указывают символ Р в круге. Контур выступающей части нормируемого элемента ограничивают тонкой сплошной линией, а длину и расположение выступающего поля-допуска - размерами (рис. 4).
Рисунок 4 - Пример обозначения выступающего поля допуска
1 Влияние микрогеометрии поверхности на качество продукции, оптимальная шероховатость.
Шероховатость и волнистость поверхностей деталей влияют на показатели жидкостного трения; газодинамического сопротивления и эрозионного износа; трения и износа при скольжении; трения, износа и вибраций при качении; статической и динамической непроницаемости и т. д.
В подвижных посадках шероховатость и волнистость нарушают смазку и снижают несущую способность масляного слоя.
Из-за шероховатости поверхности контакт поверхностей деталей происходит по вершинам неровностей. Отношение фактической площади контакта к номинальной (рис. 3) при точении, развертывании и шлифовании составляет 0,25-0,3, при суперфинишировании и доводке - 0,4 и более.
При таком контакта происходит вначале упругая, а потом пластическая деформация неровностей, вершин некоторых неровностей обламываются. Происходит интенсивный износ деталей и увеличение зазора между сопряженными поверхностями.
Неровности снижают усталостную прочность деталей. Так, при уменьшении шероховатости впадины нарезанной или шлифованной резьбы болтов с Ra = 1,25 до Ra = 0,125 допустимая предельная амплитуда цикла напряжений увеличивается на 20-50%.
Выглаживание поверхностей на 25-40% повышает усталостную прочность и на 15-30% износостойкость деталей из легированных сталей.
Коррозия металла быстрее возникает и распространяется на грубообработанных поверхностях, что в несколько раз снижает прочность. Шероховатость поверхности управляемый фактор, ее можно получить с заданной характеристикой у всех деталей партии.
В неподвижных посадках волнистость и шероховатость ослабляют прочность соединения.
В работе машины различают обкатку, период нормальной работы и катастрофический износ. Получающаяся после приработки шероховатость, обеспечивающая минимальный износ и сохраняющаяся в процессе длительной эксплуатации машин, принято называть оптимальной . Оптимальная шероховатость увеличивает долговечность машины и сохраняет ее точность.
Оптимальная шероховатость характеризуется высотой, шагом и формой неровностей. Ее параметры зависят от качества смазки и других условий работы трущихся деталей, их конструкций и материала. Оптимальная шероховатость не обязательно низкая.
2 Параметры и характеристики шероховатости поверхностей; базовая длина, высотные и шаговые параметры.
Шероховатость поверхности - совокупность неровностей с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины. Шероховатость поверхности можно рассматривать для любых поверхностей, кроме ворсистых и пористых. Шероховатость относится к микрогеометрии поверхности.
Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля. Базовая линия, имеет форму номинального профиля и проведенна так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально. Этот метод контроля шероховатости называют системой средней линии.
Для выделения неровностей разной величины, характеризующих шероховатость поверхности, введено понятие длины базовой линии l : 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
Для количественной оценки шероховатости установлено шесть параметров: три высотных, два шаговых и относительная опорная длина профиля:
Средним арифметическим абсолютных значений отклонением профиля Ra в пределах базовой длины l :
Ra = |y(x)|dx ; (1)
Ra = |y i |, (2)
где l - базовая длина;
n - число выбранных точек профиля на базовой длине.
Отклонение профиля у - это расстояние между любой точкой профиля и средней линией.
Параметр Ra предпочтительный, нормируется значениями от 0,008 до 100 мкм из ряда R 10;
Высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz , т. е. суммой средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины l . Установлены значения Rz от 0,025 до 1600 мкм;
Наибольшей высотой неровностей профиля Rmax , т. е. расстоянием между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины l ;
Рисунок 1 - Схема к пониманию среднего шага неровностей Sm
Средним значением шага неровностей Sm профиля в пределах базовой длины l . (от 0,002 до 12,5 мкм);
Рисунок 2 - Схема к пониманию среднего шага местных выступов S
Средним значением шага местных выступов профиля S в пределах базовой длины l . Числовые значения параметров шероховатости стандартизованы;
Рисунок 3 - Схема к пониманию относительной опорной длины профиля tp
Относительной опорной длиной профиля tp (p - значение уровня сечения профиля, рис. 3.2).
Зависимый допуск - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Зависимый допуск" 2017, 2018.
Ряды зависимых допусков расположения осей отверстий для крепежных деталей устанавливаются ГОСТ 14140-81. Стандарт устанавливает ряд чисел (в соответствии с рядом RalO), из которого выбирают предельные величины смещения Δ осей отверстий от номинального положения, а затем согласно формуле Т=2Д, пересчитывают их в позиционный допуск оси в диаметральном выражении Т, как указано в верхнем ряду чисел в табл.36. В этой таблице приведены величины, соответствующие рядам зависимых допусков расположения осей, предельные отклонения для шести типовых случаев расположения осей отверстий в системе прямоугольных координат. Данная таблица составлена на основании данных ОСТ 14140-81 для применяемой обычно системы прямоугольных координат и для часто встречающихся в примерах и задачах значений Т - позиционных допусков осей отверстий.
Таблица 36
Предельные отклонения размеров, координирующих оси отверстий. Система прямоугольных координат (по ГОСТ 14140-81)
| Характеристика расположения | Эскиз | Позиционный допуск оси в диаметральном выражении Т, мм | ||||||||||||||||||||
| 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,6 | 2 | ||||||||||||
| Одно отверстие, координированное относительно плоскости (при сборке базовые плоскости соединяемых деталей совмещаются) | Предельные отклонения размера между осью отверстия и плоскостью | 0,10 | 0,12 | 0,16 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,80 | 1,0 | ||||||||||
Продолжение табл.36
| Два отверстия, координированные друг относительно друга | Предельные отклонения размера между осями двух отверстий | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,80 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | ||||||
| Несколько отверстий, расположенных в один ряд | Предельные отклонения размера между осями двух любых отверстий | 0,14 | 0,16 | 0,22 | 0,28 | 0,35 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | 0,80 | 1,1 | 1,4 | ||||||
| Предельные отклонения осей отверстий от обшей плоскости | 0,07 | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,20 | 0,28 | 0,35 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | |||||||
| Характеристика расположения | Эскиз | Нормируемые отклонения размеров, координирующих оси отверстий | Предельное смещение оси от номинального расположения (и), мм | |||||||||||||||
| 0,10 | 0,12 | 0,16 | 0,20 | 0,24 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,80 | 1,00 | ||||||||
| Предельные отклонения размеров, координирующих оси отверстий (±), мм | ||||||||||||||||||
| Три или четыре отверстия, расположенные в два ряда | 0,14 | 0,16 | 0,22 | 0,28 | 0,35 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | 0,80 | 1,1 | 1,4 | |||||||
| 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,80 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | ||||||||
| Одно отверстие, координированное относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей (при сборке базовые плоскости соединяемых деталей совмещаются) | Предельные отклонения размеров L 1 и L 2 | 0,07 | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,20 | 0,28 | 0,35 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | ||||||
| Отверстия, координированные друг относительно друга и расположенные в несколько рядов | Предельные отклонения размеров L 1 ; L 2 ; L 3 ; L 4 | 0,07 | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,20 | 0,28 | 0,35 | 0,40 | 0,55 | 0,70 | ||||||
| Предельные отклонения размеров по диагонали между осями двух любых отверстий | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,80 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | |||||||
Примечание: Если вместо отклонения размера между осями двух любых отверстий нормируются или контролируются отклонения размеров от каждого отверстия до одного базового отверстия или базовой плоскости (т.е. размеров L 1 ; L 2 и т. д.), то величина предельного отклонения должна быть уменьшена вдвое.
Рассмотрим примеры использования этой таблицы.
Пример. Две детали скрепляются пятью болтами, расположенными в один ряд. Номинальные размеры межосевых расстояний равны 50 мм. Наименьшие размеры диаметров отверстий под болты равны 20,5 мм. Наибольшие наружные диаметры болтов равны 20 мм. Рассмотрим три варианта (а, б, в) простановки размеров на чертеже, приведенных на рис.74.
Решение:
а) дано соединение типа А, в котором болты проходят с зазором через отверстия в первой и второй соединяемых деталях. Позиционное отклонение для соединения типа А равно Δ=0,5·S min . Если для компенсации смещения используется весь наименьший зазор, в рассматриваемом примере:
S min =20,5-20=0,5 (мм).
Позиционный допуск осей отверстий данного соединения можно определить по формуле:
T=k·S min
при k=1 для соединения, не требующего регулировки Т=1·0,5=0,5 (мм).
По табл.36 находим, что Е=0,5 мм - величина, входящая в стандартный ряд, и поэтому не требует округления.
Способ простановки позиционного допуска осей на чертеже показан на рис.74, а. В рамках указаны только номинальные размеры межосевых расстояний. Допуск расположения, указанный условным знаком, его величина и символ (буква М), обозначающий, что он зависимый, вписаны в рамку допуска, разделенную на три части;
б) при нормировании допуска межосевых расстояний, согласно рисунку, на котором расположение отверстий аналогично рассматриваемому примеру, находим, что предельное отклонение размера между осями двух любых отверстий равно +0,35 мм, а предельное отклонение осей отверстий от общей плоскости ±0,18 мм.
Рис.74. Схемы простановки межосевых размеров
При указанной простановке межосевых размеров, как показано на рис.74, б, их можно рассматривать как звенья размерной цепи, в которой замыкающим размером является размер 200 мм с предельными отклонениями ±0,35 мм и допуском, равным Т=0,70 мм. Таким образом, нахождение допусков (предельных отклонений) четырех межосевых расстояний сводится к решению прямой задачи пятизвенной размерной цепи, в которой известны номинальные размеры звеньев и допуск замыкающего звена. Задача решается методом равных допусков, поскольку все составляющие звенья равны 50 мм.
Допуск каждого из межосевых размеров (звена размерной цепи) равен 0,70/4=0,175 мм, а допустимые отклонения приближенно равны ±0,09 мм.
Соответствующая простановка размеров (цепочкой) показана на рис.74, б. Размер 200 мм отмечен знаком - звездочкой (*), так как его погрешность зависит от действительных погрешностей межосевых расстояний 50 мм;
в) в том случае, когда отклонения на размеры, координирующие центры отверстий, требуется назначать относительно базы (в данном примере базой может быть ось первого отверстия или торец детали), расчет следует вести, исходя из того, что межосевые расстояния являются замыкающими размерами в трехзвенных размерных цепях. Например, в цепи, состоящей из размеров 50, 100 и 50 мм, или в цепи, состоящей из размеров 100, 150, 50 мм, и т.д.
Величины допустимых отклонений расстояния между центрами каждой пары отверстий взяты из табл. 36 и равны ±0,35 мм. Поскольку их допуски замыкающих межосевых расстояний равны 0,70 мм, а допуски размеров 50, 100, 150, 200 мм равны 0,70/2=0,35 мм, то есть допустимые отклонения этих размеров равны ±0,18 мм.
Соответствующая простановка межосевых размеров на чертеже (простановка лесенкой) показана на рис.74, в.
Анализируя точность простановки межосевых размеров на рис.74, можно убедиться, что при простановке размеров от одной базы допуски на размеры, координирующие центры отверстий, могут быть вдвое больше, чем при простановке последовательных межосевых размеров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленном материале рассмотрено несколько важных вопросов взаимозаменяемости, которые являются основополагающими при изучении дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация»:
Система ЕСДП для гладких цилиндрических сопряжении, являющаяся единой для всех отраслей машиностроения;
Нормирование точности типовых соединений;
Размерный анализ;
Расчет гладких предельных калибров,
Эти вопросы являются неотъемлемой частью практической деятельности конструкторов и технологов.
Изданный материал является учебным пособием и его ни в коем случае нельзя рассматривать как учебник, содержащий исчерпывающие сведения по вышеприведенным разделам взаимозаменяемости. Об этом свидетельствует и особенность изложения материала - в форме вопросов и ответов, понятий и определений. Небольшие выдержки из таблиц стандартов объясняют специфику их построения. Многие иллюстрации по ходу глав и конкретные числовые примеры позволяют студентам проверить свое умение пользоваться справочными таблицами.
Важным моментом, связанным с изданием этого пособия, является отсутствие в библиотеках университета достаточного количества справочников и нормативных документов, необходимых студентам конструкторского и технологического факультетов при выполнении курсовой работы, предусмотренной учебными планами поданной дисциплине, а
также курсовых и дипломных проектов.
В учебном пособии методика расчетов, связанных с размерным анализом, предусматривает их выполнение «вручную», так как выполнение этой работы на ЭВМ требует специального обучения. В пособие не включены вопросы, связанные со взаимозаменяемостью угловых и конических соединений, зубчатых колес и передач. В связи с особенностями этих соединений их взаимозаменяемость, допуски и посадки должны рас сматриваться с методами и средствами их измерений и контроля, а это возможно при издании нового пособия.
| ОГЛАВЛЕНИЕ | |
| ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................................................................................... | |
| 1. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЕ ВИДЫ........................................................................ | |
| 2. ПОНЯТИЕ 0 РАЗМЕРАХ, ДОПУСКАХ И ОТКЛОНЕНИЯХ........................................ | |
| 3. ДОПУСК РАЗМЕРА. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДОПУСКОВ....................... | |
| 4. ПОНЯТИЕ 0 ПОСАДКАХ. ТИПЫ ПОСАДОК................................................................ | |
| 5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПОСАДОК. ПОСАДКИ В СИСТЕМЕ ОТВЕРСТИЯ И ВАЛА..................................................................................................................................... | |
| 6. ЕДИНАЯ СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК (ЕСДП), ЕЕ СТРУКТУРА............................................................................................................................. | |
| 7. ПОСАДКИ В СИСТЕМЕ ЕСДП ДЛЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ…………………............................................................................................ | |
| ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ..................................................................................... | |
| 8. ТОЧНОСТЬ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ...................................................................................... | |
| 9. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ………………………. | |
| 9.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ......................................... | |
| 9.2. ФОРМЫ ШТИФТОВ........................................................................................................ | |
| 9.3. УСТАНОВКА ШТИФТОВ............................................................................................... | |
| 10. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ................................... | |
| 10.1. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ................................................................................... | |
| 10.2. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ...................................... | |
| 10.3. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ВАЛА С ОТВЕРСТИЕМ................................................... | |
| 11. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ...................................... | |
| 11.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ...................................................................................................... | |
| 11.2. СИСТЕМА ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ………… | |
| 11.3. ОБОЗНАЧЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ШЛИЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ........................................................................................................ | |
| 12. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ............................................ | |
| 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ..................................................................................................... | |
| 12.2. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ПО ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫМ РАЗМЕРАМ.............................................................................. | |
| 12.3. ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ.................................................... | |
| 12.4. ОБОЗНАЧЕНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ ПОСАДОК НА ЧЕРТЕЖАХ.................... | |
| 13. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.................... | |
| 13.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ................................................................................................. | |
| 13.2. МЕТРИЧЕСКАЯ РЕЗЬБА И ЕЕ ПАРАМЕТРЫ.......................................................... | |
| 13.3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ................................................................................................. | |
| 13.4. ОСОБЕННОСТИ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК МЕТРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ………….. | |
| 14 ШЕРОХОВАТОСТЬ И ВОЛНИСТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ....................................... | |
| 14.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ................................................................................................. | |
| 14.2. НОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ................................... | |
| 14.3. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ............................................................ | |
| 14.4. ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ.......................................... | |
| 14.5. ВОЛНИСТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ЕЕ НОРМИРОВАНИЯ.................................................................................................................. | |
| 15. ГЛАДКИЕ КАЛИБРЫ И ИХ ДОПУСКИ........................................................................ | |
| 15.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЛАДКИХ КАЛИБРОВ............................................................ | |
| 15.2. ДОПУСКИ ГЛАДКИХ КАЛИБРОВ............................................................................. | |
| 16. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ....................................................................................................... | |
| 16.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ...................................................................................................... | |
| 16.2. ПРЕДЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ........... | |
| 17. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ПО РАЗМЕРАМ, ВХОДЯЩИМ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ......................................................................................................................................... | |
| 17.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ …… | |
| 17.2. РАСЧЕТЫ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ВХОДЯЩИХ В РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ......................................................................................................................................... | |
| 18. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДОПУСКИ НА РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ОТВЕРСТИЯМИ.......................................................................... | |
| 18.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.................................................................................................. | |
| 18.2. ДОПУСКИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ ДЛЯ КРЕПЕЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ.................................................................................................................................. | |
| 18.3. РАСЧЕТ ЗАВИСИМЫХ ДОПУСКОВ РАЗМЕРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РАСПОЛОЖЕНИЕ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ.............................................................................. | |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................... |
Сергей Петрович Шатило
Николай Николаевич Прохоров
Владислав Валикович Чорный
Сергей Витальевич Кучеров
Галина Федоровна Бабюк
Зависимый допуск по ГОСТ Р 50056-92 - переменный допуск формы, расположения или координирующего размера, минимальное значение которого указывают на чертеже или в технических требованиях и который допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера рассматриваемого и (или) базового элемента детали от предела максимума материала. Согласно ГОСТ 25346-89 предел максимума материала - термин, относящийся к тому из предельных размеров, которому соответствует наибольший объем материала, т.е. наибольшему предельному размеру вала d max или наименьшему предельному размеру отверстия D min .
Зависимыми могут назначаться следующие допуски:
- допуски формы:
- - допуск прямолинейности оси цилиндрической поверхности;
- - допуск плоскостности поверхности симметрии плоских элементов;
- допуски расположения (ориентации и месторасположения):
- - допуск перпендикулярности оси или плоскости симметрии относительно плоскости или оси;
- - допуск наклона оси или плоскости симметрии относительно плоскости или оси;
- - допуск соосности;
- - допуск симметричности;
- - допуск пересечения осей;
- - позиционный допуск оси или плоскости симметрии;
- допуски координирующих размеров:
- - допуск расстояния между плоскостью и осью или плоскостью симметрии элемента;
- - допуск расстояния между осями или плоскостями симметрии двух элементов.
Полное значение зависимого допуска:
где Т т in - минимальное значение зависимого допуска, указанное
на чертеже, мм;
Гдоп - допускаемое превышение минимального значения зависимого допуска, мм.
Зависимые допуски рекомендуется назначать, как правило, для тех элементов деталей, к которым предъявляются требования собираемости в соединениях с гарантированным зазором. Допуск Т т[П рассчитывают исходя из наименьшего зазора соединения, а допускаемое превышение минимального значения зависимого допуска определяют следующим образом:
Для вала
Для отверстия
где d a и /) д - действительные размеры соответственно вала и отверстия, мм.
Величина Г доп может изменяться от нуля до максимального значения. d
Если вал имеет действительный размер d min , а отверстие D max , то
Для вала
Для отверстия
где TdwTD - допуск размера соответственно вала и отверстия, мм.
В этом случае зависимый допуск имеет максимальное значение:
Для вала
Для отверстия
Если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого и базового элементов, то
где Гд 0П.р и Гд 0П.б - допускаемые превышения минимального значения зависимого допуска, зависящие от действительных размеров соответственно рассматриваемого и базового элементов детали, мм.
Примерами применения зависимых допусков могут служить:
- - позиционный допуск расположения сквозных отверстий под крепеж (рис. 2.17, а);
- - допуски соосности ступенчатых втулок и валов (см. рис. 2.17, б , в), собираемых с зазором;
- - допуск симметричности расположения пазов, например, шпоночных (см. рис. 2.17, г);
- - допуск перпендикулярности осей отверстий и торцовых поверхностей корпусных деталей под стаканы, заглушки, крышки.
Рис. 2.17. а - позиционного допуска отверстий под крепеж; б, в - соосности поверхностей ступенчатых втулки и вала; г - симметричности шпоночного паза относительно оси вала
Зависимые допуски расположения более экономичны и выгодны для производства, чем независимые, так как они расширяют величину допуска и позволяют использовать менее точные и трудоемкие технологии изготовления деталей, а также снизить потери от брака. Контроль деталей с зависимыми допусками расположения осуществляют, как правило, с помощью комплексных проходных калибров.
Зависимый допуск формы или расположения обозначают на чертеже знаком , который размещают согласно ГОСТ 2.308-2011:
- - после числового значения допуска (рис. 2.17, а), если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого элемента;
- - после буквенного обозначения базы или без буквенного обозначения в третьем поле рамки (см. рис. 2.17, б), если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента;
- - после числового значения допуска и буквенного обозначения базы (см. рис. 2.17, г) или без буквенного обозначения (см.
рис. 2.17, в), если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого и базового элементов.
С 01.01.2011 г. введен в действие ГОСТ Р 53090-2008 (ИСО 2692:2006). Этот ГОСТ частично дублирует действующий с 01.01.1994 г. ГОСТ Р 50056-92 в части нормирования и указания на чертежах требований максимума материала (MMR - maximum material reguirement) в случаях необходимости обеспечения собираемости деталей в соединениях с гарантированным зазором. Требования минимума материала (LMR - least material reguirement), обусловленные необходимостью ограничения минимальной толщины стенки деталей, ранее не предъявлялись.
Требования MMR и LMR позволяют объединить ограничения, накладываемые допуском размера и геометрическим допуском в одно комплексное требование, более точно соответствующее предполагаемому назначению деталей. Это комплексное требование позволяет без ущерба для выполнения деталью своих функций увеличить геометрический допуск нормируемого (рассматриваемого) элемента детали, если действительный размер элемента не достигает предельного значения, определяемого установленным допуском размера.
Требование максимума материала (как и зависимый допуск по ГОСТ Р 50056-92) указывают на чертежах знаком а требование минимума материала - знаком (L), помещаемыми в рамку для указания геометрического допуска нормируемого элемента после численного значения этого допуска или (и) условного обозначения базы.
Расчет значений геометрических допусков Т м, обеспечивающих требование максимума материала, можно выполнить аналогично расчету зависимых допусков (см. формулы 2.10-2.15).
Обозначив аналогично зависимым допускам Т м, геометрические допуски, к которым предъявлены требования минимума материала - T L , можно записать:
где T m in - минимальное значение геометрического допуска, указанное
на чертеже, мм;
Тдоп - допускаемое превышение минимального значения геометрического допуска, мм.
Значения Т доп определяют следующим образом:
Для вала
Для отверстия
d min , а отверстие D max , то
Если вал имеет действительный размер d max , а отверстие Z) min , то
Для вала
Для отверстия
В этом случае геометрический допуск имеет максимальное значение:
Для вала
Для отверстия
Если геометрический допуск связан с действительными размерами нормируемого и базового элементов, то значение Г доп находят по зависимости (2.15).
Примерами применения требований максимума материала являются примеры назначения зависимых допусков по ГОСТ Р 50056-92 на рис. 2.17. Пример применения требования минимума материала приведен на рис. 2.18, а.
Как требования максимума материала, так и требования минимума материала могут быть дополнены требованием взаимодействия (RPR - reciprocity requirement), позволяющим увеличить допуск размера элемента детали, если действительное геометрическое отклонение (отклонение формы, ориентации или месторасположения) нормируемого элемента не использует полностью ограничений, накладываемых требованиями MMR или LMR. Пример применения требований минимума материала и взаимодействия допуска размера 05О_ о,оз9 и допуска концентричности приведен на рис. 2.18, б, а пример применения требования максимума материала и взаимодействия размера 16_о,ц и допуска перпендикулярности - на рис. 2.18, в.
Пример 2.2. Задан зависимый допуск соосности отверстия 016 +ОД8 относительно наружной поверхности 04О_о,25 втулки, показанной на рис. 2.19.
Из условного обозначения видно, что допуск соосности зависит от действительного размера элемента, ось которого является базовой осью, т.е. поверхности 04О_ о 25.
Рис. 2.18. а - минимума материала; б - минимума материала и взаимодействия; в - максимума материала и взаимодействия
Рис. 2.19.
Минимальное значение допуска соосности, указанное на чертеже (7шт = 0,1 мм), соответствует пределу максимума материала наружной поверхности, в данном случае размеру d a = d max =
40 мм, т.е. при d a = d max =
40 мм
Если наружная поверхность будет иметь действительный размер d a = d min , допуск соосности можно увеличить:
Промежуточные значения размера d a и соответствующие им значения допуска Т м приведены в табл. 2.9, а на рис. 2.20 показан график зависимости допуска соосности от действительного размера наружной поверхности втулки.
Рис. 2.20.
Значения зависимого допуска соосности, мм (см. рис. 2.20)
Зависимый допуск – допуск расположения поверхностей, числовое значение которого может изменяться в зависимости от действительных размеров рассматриваемого и/или базового элементов. В обозначение зависимого допуска входят условный знак допуска расположения, указание на радиусное или диаметральное представление допуска, значение постоянной части допуска, указание на то, что допуск зависимый (буква М в кружочке). Если буква М в кружочке стоит после значения допуска, допуск зависит от действительных размеров рассматриваемого элемента. Если буква М в кружочке стоит после обозначения базы, допуск зависит от действительных размеров базового элемента. Если буква М в кружочке стоит после значения допуска и такое же обозначение стоит после обозначения базы, допуск зависит от действительных размеров рассматриваемого и базового элементов.
Назначение зависимого допуска означает, что нормируемое отклонение может выходить за пределы поля допуска, ограниченного постоянной частью допуска, если такое отклонение будет компенсировано отличием действительных размеров рассматриваемого и/или базового элементов от предела максимума материала (например, увеличением диаметра отверстия или уменьшением диаметра вала). На рис. 3.20 показано как задаются зависимые позиционные допуски осей двух отверстий платы относительно базовой плоскости А. Допуски зависимые, зависящие от действительных размеров рассматриваемых элементов, постоянная часть допуска задана в радиусном выражении и равна 10 мкм. Однако оси отверстий годной детали могут сместиться от номинального положения более чем на 10 мкм, если такое смещение будет компенсировано увеличением отверстия вплоть до его наибольшего предельного размера.
Заключение о годности в этом случае дают с учетом действительного размера отверстия, поскольку смещение его оси от номинального расположения не может быть больше приращения действительного размера по сравнению с наименьшим предельным размером.
Рис. 3.20. Нормирование зависимых позиционных допусков
Иллюстрация, показывающая возможность сборки сопрягаемых деталей при смещении оси левого отверстия платы от номинального расположения, представлена на рис. 3.21. Оси отверстия и штифта могут быть смещены на половину приращения диаметра отверстия без ущерба для сборки.
Из примера понятно, что зависимые допуски предназначены для увеличения выхода годных деталей за счет повышения собираемости деталей, действительные размеры которых смещаются в сторону минимума материала детали.
Ясно также, что для заключения о годности в данном случае необходимо выполнить измерения расположения осей отверстий и их диаметров, а затем рассчитать значение компенсируемого смещения осей и только после этого можно дать корректное заключение о годности.
В крупносерийном и массовом производстве комплексный контроль рабочим проходным калибром дает однозначный ответ на вопрос о собираемости деталей. Для заключения о годности дополнительно потребуется также контроль размеров отверстий непроходными калибрами.
Рис. 3.21. Компенсация смещения оси отверстия увеличением
действительного размера отверстия
«Выступающее поле допуска» нормируют для элемента ограниченной протяженности, назначая его на продолжение прилегающего элемента, который не является элементом детали, но имеет важное значение для работы конструкции в сборе. Например, отверстие в плите штатива (рис. 3.22) должно быть перпендикулярно его основанию, а поскольку в него запрессовывают колонку, допуск перпендикулярности желательно назначить на рабочей длине колонки штатива.
Рис. 3.22. Нормирование выступающего допуска перпендикулярности
Независимым допуском расположения осей отверстий называется допуск, числовое значение которого постоянно для большого количества одноименных деталей (например, партии деталей) и не зависит от действительного размера (диаметра) отверстия или (а может быть ”и“) от размера базы. Если на чертеже нет никаких указаний, то допуск считается независимым.
Смысл приведенного понятия сводится к тому, что при независимом допуске при измерении необходимо определить погрешность расположения таким образом, чтобы значение размера (диаметра) отверстия не влияло на значение отклонения расположения.
На ранее приведенных рисунках допуски расположения являются независимыми, т.е. межцентровые расстояния должны быть выдержаны в пределах допусков, заданных позиционными отклонениями, либо – предельными отклонениями и не зависят, от того, каковы действительные диаметры отверстий (но, безусловно, отверстия, в свою очередь, должны быть изготовлены в пределах своих допустимых размеров).
Зависимый допуск расположения – допуск, указываемый на чертеже или в других технических документах в виде минимального значения, которое допускается превышать на значение, зависящее от отклонения действительного размера рассматриваемого элемента (отверстия) или (и) базы от предела максимума материала, т.е. для отверстия от наименьшего предельного размера отверстия.
Зависимый допуск расположения выделяется символом М,
стоящим рядом с допуском расположения или (и) с базой.
Полное значение зависимого допуска расположения определяется по формуле:
,
где – минимальное значение допуска, указываемое в чертеже (постоянная для всех деталей часть зависимого допуска);
|
|
– дополнительное значение допуска, зависящее от действительных размеров отверстий.
Если отверстие будет изготовлено с максимальным размером (диаметром), то будет максимальным и определится, как
, ,
где – допуск отверстия.
Интерпретируя вышеуказанное, можно утверждать, что минимальный гарантированный зазор для прохождения крепежной детали, может быть увеличен (что происходит при отклонениях действительных размеров сопрягаемых элементов от проходных пределов), при этом становится допустимым и соответственно увеличенное отклонение расположения, разрешаемое зависимым допуском.
Вышесказанное поясним на конкретных примерах.
На рис. 7, а позиционный допуск расположения независимый (на чертеже нет никаких указаний). Это означает, что центр отверстия ø10Н12 должен находиться в пределах круга диаметром 0,1мм и не входить за пределы, несмотря на то, каков действительный диаметр отверстия.
На рис. 7, б позиционный допуск зависимый (на это указывает символ М рядом с допуском расположения). Это означает, что минимальное значение допуска расположения равно 0,1 мм (при диаметре отверстия ).
При увеличении диаметра отверстия допуск расположения можно увеличивать (за счет образующегося зазора в соединении). Максимальное значение допуска расположения может быть, когда отверстие будет изготовлено на верхнем предельном размере, т.е. когда = 10,15 мм. В итоге
,
и тогда , т.е. центр отверстия ø 10Н12 может находиться в круге диаметром 0,25 мм.
5.Числовые значения допусков
расположения отверстий
Для соединения (рис. 1, а, тип А) в обеих соединяемых пластинах 1 и 2 предусмотрены сквозные отверстия под проход крепежа. Для соединения типа Б – сквозные отверстия только в 1-й пластине. Диаметральный зазор между крепежом и отверстием в пластине должен гарантировать свободное прохождение болта (заклепки) в отверстие, чтобы обеспечить собираемость. Гарантия может быть достигнута, когда действительный размер отверстия будет получен близким к минимальному предельному размеру отверстия , а вал (болт, заклепки) – к максимальному предельному размеру (обычно , где d – номинальный размер болта). Разница между размерами и – это минимальный зазор, являющийся гарантированным, так как при большем зазоре, чем собираемость тем более будет обеспечена. Минимальный диаметральный зазор и берется в качестве позиционного допуска расположения отверстий, причем:
– для соединений типа А: ;
– для соединений типа Б: (зазор только в одной пластине).
Здесь Т – основной позиционный допуск в диаметральном выражении (удвоенное предельное смещение от номинального расположения по ГОСТ 14140-81).
Для стандартных крепежных деталей существуют разработанные таблицы с диаметрами сквозных отверстий под них и соответствующие им наименьшие (гарантированные) зазоры (ГОСТ 11284-75). Одна из таких таблиц приведена в приложении 1.
2. При постановке размеров, “лесенкой” с привязкой к сборочной базе:
Для соединений типа А – 
;
Для соединений типа Б – 
.
В приложении 2 “Перерасчет позиционных допусков на предельные отклонения размеров, координирующих оси отверстий. Система прямоугольных координат” по ГОСТ 14140-81 приведены числовые значения предельных отклонений в зависимости от заданного позиционного допуска для некоторых схем простановки размеров.
В приложении 3 приведены примеры перевода позиционных допусков в предельные отклонения для некоторых схем простановки размеров с обозначениями допусков на чертежах.
