Основы нормирования параметров точности

    Стандарт не распространяется на технологические межоперационные размеры и на размеры, связанные расчетными зависимостями с другими принятыми размерами или размерами стандартных комплектующих изделий.

    Действительный размер - размер, установленный измерением с помощью средства измерений с допускаемой погрешностью измерения.

    Под погрешностью измерения понимается отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины, которое определяется как алгебраическая разность этих величин. За истинное значение измеряемой величины принимается математическое ожидание многократных измерений.

Величина допускаемой  погрешности измерения, по которой  выбирается необходимое средство измерения, регламентируется ГОСТ 8.051-81 в зависимости  от точности изготовления измеряемого  элемента детали, заданной в чертеже (см. гл. 3).

    Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер. Больший из двух предельных размеров называется наибольшим предельным размером, а меньший - наименьшим предельным размером. Для предельного размера, который соответствует максимальному количеству остающегося на детали материала (верхний предел для вала и нижний - для отверстия), предусмотрен термин проходной предел; для предельного размера, соответствующего минимуму остающегося материала (нижний предел для вала и верхний - для отверстия), - непроходной предел. Принято обозначать номинальный, действительный и предельные размеры соответственно: для отверстий - для валов - Сравнивая действительный размер с предельными, можно судить о годности элемента детали. Условиями годности являются соотношения: для отверстий  для валов . Предельные размеры определяют характер соединения деталей и их допустимую неточность изготовления; при этом предельные размеры могут быть больше или меньше номинального размера или совпадать с ним.

    Чтобы гарантировать в достижимой степени выполнение функциональных требований системы допусков и посадок, дано специальное толкование предельных размеров, которые на предписанной длине должны отвечать следующим требованиям.

    Для отверстий диаметр наибольшего правильного цилиндра, который может быть вписан в отверстие так, чтобы обеспечивался плотный контакт с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к отверстию без зазора), не должен быть меньше, чем проходной предел.

    Наибольший диаметр в любом месте отверстия не должен превышать непроходного предела. Для валов диаметр наименьшего правильного цилиндра, который может быть описан вокруг вала так, чтобы обеспечивался плотный контакт с наиболее выступающими точками поверхности (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегающей к валу без зазора), не должен быть больше, чем проходной предел. Минимальный диаметр в любом месте вала не должен быть меньше, чем непроходной предел.

    В ГОСТ 25346-89 даны специальные указания, что понимают под термином "предельный размер", называя это интерпретацией предельных размеров.

Размер, соответствующий  пределу максимума материала (наибольший предельный размер вала и наименьший предельный размер отверстия), должен приниматься за размер элемента правильной соответствующей формы, который  должен быть наибольшим прилегающим  для отверстия и наименьшим прилегающим  для вала.

    Размер, соответствующий пределу минимума материала (наименьший предельный размер вала и наибольший предельный размер отверстия), должен определяться при двухточечной схеме измерения. Из полученных результатов выбирают наибольшие для отверстий и наименьшие для валов.

    Для упрощения простановки размеров на чертежах вместо предельных размеров проставляют предельные отклонения: верхнее отклонение - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее отклонение - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным Размерами.

    Верхнее отклонение обозначается (Ecart Superieur) для отверстий и - для валов; нижнее отклонение обозначается (Ecart Interieur) для отверстий и - для валов.

    Согласно определениям:

для отверстий

 

для валов

 

Предельные отклонения могут  иметь положительные и отрицательные  значения или одно из них может  быть равным нулю.

 

1.1.4. Допуск размера. Поле допуска

 

    Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями. Допуск обозначается (International Tolerance) или - допуск отверстия и допуск вала.

    Согласно определению:

    допуск отверстия

 

    допуск вала

 

        Допуск размера всегда положительная величина. Допуск размера выражает разброс действительных размеров в пределах от наибольшего до наименьшего предельных размеров, физически определяет величину официально разрешенной погрешности действительного размера элемента детали в процессе его изготовления.

     Поле допуска - это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При одном и том же допуске для одного и того же номинального размера могут быть разные поля допусков.

Для графического изображения  полей допусков, позволяющего понять соотношения номинального и предельных размеров, предельных отклонений и  допуска, введено понятие нулевой  линии.

    Нулевой линией называется линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются предельные отклонения размеров при графическом изображении полей допусков. Если нулевая линия расположена горизонтально, то в условном масштабе положительные отклонения откладываются вверх, а отрицательные - вниз от нее (рис.1.4 и 1.5). Если нулевая линия расположена вертикально, то положительные отклонения откладываются справа от нулевой линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.4. Схема расположения полей допусков отверстий

 

    Поля допусков отверстий и валов могут занимать различное расположение относительно нулевой линии, что необходимо для образования различных посадок.

    Различают начало и конец поля допуска. Началом поля допуска является граница, соответствующая наибольшему объему детали и позволяющая отличить годные детали от исправимых негодных. Концом поля допуска является граница, соответствующая наименьшему объему детали и позволяющая отличить годные детали от неисправимых негодных.

    Для отверстий начало поля допуска определяется линией, соответствующей нижнему отклонению, конец поля допуска - линией, соответствующей верхнему отклонению. Для валов начало поля допуска определяется линией, соответствующей верхнему отклонению, конец поля допуска - линией, соответствующей нижнему отклонению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.5. Схема расположения полей допусков валов

1.1.5. Типы посадок и их характеристики

 

    Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

    Различают три типа посадок: с зазором, с натягом и переходные посадки.

    Посадки с зазором. Посадкой с зазором называется посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала) (рис. 1.6).

    Зазор - положительная разность размеров отверстия и вала. Зазор обеспечивает возможность относительного перемещения сопряженных деталей.

    Основными характеристиками посадки с зазором являются:

    наименьший зазор ;

    наибольший зазор ;

    средний зазор ;

    действительный зазор ;

    допуск зазора .

Посадки с натягом. Посадкой с натягом называется посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала) (рис.1.7).

    Натяг - положительная разность размеров вала и отверстия до сборки. Натяг обеспечивает взаимную неподвижность деталей после их сборки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.6. Схемы расположения полей допусков при посадках с  зазором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.7. Схемы расположения полей допусков при посадках с  натягом

 

    Основными характеристиками  посадки с натягом являются:

    наибольший натяг ;

    наименьший натяг ;

    средний натяг ;

    действительный натяг ;

    допуск натяга

Переходные посадки. Переходной посадкой называется посадка, при которой возможно получение, как зазора, так и натяга (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью) (рис.1.8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.8. Схемы расположения полей допусков при переходных посадках

  

 Переходные посадки используют для неподвижных соединений в тех случаях, когда при эксплуатации необходимо проводить разборку и сборку, а также когда к центрированию деталей предъявляются повышенные требования.

    Переходные посадки, как правило, требуют дополнительного закрепления сопрягаемых деталей, чтобы гарантировать неподвижность соединений (шпонки, штифты, шплинты и другие крепежные средства).

    Основными характеристиками  переходных посадок являются:

    наибольший натяг ;

    наибольший зазор ;

    средний натяг

    или

    средний зазор ;

    действительный натяг

    или

    действительный зазор ;

    допуск посадки (натяга)

 

1.1.6. Точность геометрических параметров

 

    Точность геометрических параметров является комплексным понятием, включающим в себя:

— точность размеров элементов  деталей;

— точность геометрических форм поверхностей элементов деталей;

— точность взаимного расположения элементов деталей;

— шероховатость поверхностей деталей (микрогеометрия);

— волнистость поверхностей (макрогеометрия).

    Точность - это степень соответствия действительных значений геометрических параметров их заданным (расчетным) значениям. Мерой точности является погрешность.

    За расчетные размеры отверстий принимают их наименьшие предельные размеры, для валов - наибольшие предельные размеры.

    Образование погрешностей геометрических параметров вызывается действием множества конструктивно-технологических факторов, проявляемых в процессе изготовления изделий, например:

— погрешности изготовления оборудования и технологической  оснастки и их износ в процессе эксплуатации;

— погрешности и износ  рабочих и измерительных инструментов;

— упругие деформации и  вибрации системы станок - приспособление - инструмент - деталь, возникающие при  выполнении технологических процессов  обработки;

— тепловые деформации рабочих  инструментов и обрабатываемых деталей;

— погрешности базирования  и установки деталей на станках;

— погрешности настройки  оборудования;

— нестабильность физико-механических характеристик материала обрабатываемых деталей;

— неодинаковость припусков  на обработку;

— характер напряженного состояния  заготовок;

— форма, размеры и масса  обрабатываемых деталей;

— квалификация рабочих-исполнителей.

    Погрешности геометрических параметров обрабатываемых деталей, возникающие под действием указанных факторов, разделяют по характеру причинно-следственных связей их проявления на систематические, случайные и грубые.

    Систематическими называют погрешности, постоянные по абсолютному значению и знаку или закономерно изменяющиеся в зависимости от одного или нескольких неслучайных факторов.

    Примерами образования постоянных по величине систематических погрешностей в размерах обрабатываемых деталей являются погрешности, вызываемые неточностью параметров станков. Например, отклонение от параллельности линии центров токарного станка и направляющих станины; неточностью размеров сверления, используемых для сверления в детали отверстий; неточностью размеров заготовок и станочных приспособлений, в которые устанавливают заготовки; наличием систематических погрешностей в измерительных средствах и др.

    К числу закономерно изменяющихся во времени систематических погрешностей относятся погрешности, вызываемые износом рабочих и измерительных инструментов, технологического оборудования и различных приспособлений.

    Случайные погрешности определяются факторами, носящими случайный характер; они имеют различные значения; при обработке каждой детали могут изменяться в пределах обрабатываемой поверхности, численное значение которых заранее установить нельзя.