Взаимозаменяемость и ее виды.
В – это свойства независимо изготовленных друг от друга деталей обеспечивать беспригоночную сборку или замену детали при ремонте. При этом должны обеспечиваться тех. требования предъявляемые изделию. В. бывает полная и неполная. При неполной допускаются операции по подгонке, пригонке, регулировании. Очень важное значение приобретает функциональная В. Это В. не только по геом. параметрам, здесь учитываются различные функциональные свойства, такие как физические, механические, электрические и т.д.
Основные понятия о размерах, отклонениях и допусках.
Номинальный размер – это размер проставляемый на чертеже и служащий началом отсчета предельных отклонений (из ГОСТ 6636-69). Там представлено 4 ряда нормальных линейных размеров, где 1 ряд предпочтительней 2 и т.д.
Действительный размер – это размер полученный измерением с допустимой погрешностью. Действительный размер не равен, да и не должен равняться номинальному, потому что по точности мы можем только приближаться к «идеальному» размеру, а также если бы они были равны, то не было бы многообразия посадок.
Предельные размеры – наибольшие и наименьшие (обозначения для отверстий делаются заглавными буквами, валов – строчными. Отверстием наз. любая охватывающая поверхность, валом - охватываемая).
Наибольший – Dmax, Dmin (отверстие).
Наименьший – dmax, dmin (вал).
Условия годности: Dmin≤D≤Dmax (D-действительный размер).
Предельное отклонение –
верхнее предельное отклонение –┌ES=Dmax-D
└es=dmax-d
нижнее предельное отклонение - ┌EI=Dmin-D
└ei=dmin-d
Верхним предельным отклонением наз. алгебраическая разность наиб. и номинального размеров. Нижним предельным отклонением наз. разность между наименьшим и номинальным размером. Отсюда:
┌Dmax=D+ES ┌dmax=d+es
└Dmin=D+EI └dmin=d+ei
Допуск – это разность предельных размеров.
TD=Dmax-Dmin => TD=ES-EI
Td=dmax-dmin => Td=es-ei.
Графическое изображение допусков.
Часто удобно допуски представить в виде полей допусков.
Посадки.
Ею наз. характер соединения деталей определяемый наличием зазора или натяга. Зазор – положительная разность размеров отверстия и вала – S=D-d.
┌Smax=Dmax-dmin
└Smin=Dmin-dmax
TS=Smax-Smin
TS=TD+Td
Натяг – положительная разность размеров вала и отверстия до сборки:
N=d-D
┌Nmax=dmax-Dmin
└Nmin=dmin-Dmax
TN=Nmax-Nmin
TN=TD+Td
Методы получения посадок с натягом.
1. Запрессовка.
2. С термовоздействием (с нагревом охватывающей детали – втулки, не выше 3500, чтобы во втулке начались структурные изменения; с охлаждением охватываемой детали – или используя сухой лед (твердая углекислота) «-780», или иcпользуя жидкий азот «-1900» - хорошо, но опасно).
Переходные посадки.
Хорошие посадки, очень распространенные. Для неподвижных соединений, но разбираемых. Эти посадки установлены в точных квалитетах. Вал не грубее 7, отверстие 8.
В переходных посадках до сборки вала со втулкой нельзя сказать, что будет в соединении – зазор или натяг. Здесь может возникнуть или натяг, но он будет небольшой и его можно преодолеть оправкой с молотком, или зазор, но он будет плохо ощущаться, т.к. будет минимальным, да и шероховатость будет мешать. Переходные посадки (для неподвижных соединений), неподвижность достигается третьей деталью – шпонками и т.п. Характерным признаком переходной посадки явл. частичное или полное перекрытие полей допусков.
Посадка с зазором.
Посадка с натягом.
Переходная посадка.
Система отверстия. Система вала.
Системой отверстия наз. такая система в кот. многообразие посадок достигается изменением размера вала при неизменном отверстии. Здесь отверстие основная деталь имеет основное отклонение Н. Эта система значительно лучше, т.к. гораздо легче изменить вал, чем изменять отверстия.
А в системе вала разные посадки образуются изменением полей допусков отверстий, а вал постоянный h.
Единая система допусков и посадок (ЕСДП).
В 70-80 гг 20 века В СССР внедрялась ЕСДП, до этого была система ОСТ (отраслевой стандарт). ЕСДП базируется на международных стандартах ISO. Наши национальные стандарты полностью соответствуют международным. Основополагающим стандартом этой системы явл. ГОСТ 25346-82 и ГОСТ 25347-82. Здесь установлено 20 квалитетов точности. Начиная с самых точных 01, 0, 1 и кончая самым грубым 18. Квалитеты 01, 0, 1 применяются для изготовления эталонов длин, плоско-параллельных концевых мер и т.д.
2, 3, 4 – для изготовления калибров.
5-12 – для образования посадок.
13-18 – на несопрягаемые размеры.
Допуск в квалитете.
Равен T=a*i [мкм]
а- безразмерный коэфф. зависящий от номера квалитета.
i = 0,45* 3√d + 0.001d [мкм] – единица допуска.
d=√dmax*dmin [мкм]
dmin и dmax – граничное значение интервалов. Весь диапазон размеров, например от 1 до 500 мм, разбит на частные интервалы – от1 до 3; св.3 до 6; св. 6 до 10; ....; св. 450 до 500 (450-dmin; 500-dmax).
В ЕСДП установлено 21 основное отклонение для вала и столько же для отверстия. Основное отклонение – это одно из двух, или верхнее, или нижнее.
Верхним оно явл. тогда, когда расположено под нулевой линией, нижним – над. Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита.
От A до H – посадки с зазором (от H к А происходит увеличение зазора).
От Is до N – переходные посадки.
От P до Z – посадки с натягом (от P к Z происходит увеличение натяга).
Кроме указанных для получения натяга используются дополнительные посадки:
ZA-za; ZB-zb; ZC-zc.
А для размеров <1 мм:
CD-cd; EF-ef; FG-fg.
В ЕСДП поле допуска образуется сочетанием буквы (основного отклонения) и цифры (квалитета). 40Н7, 25g6,
При этом сочетании можно получить более 400 полей допусков, но это много, что приведет к огромному удорожанию производства и будет ставить конструктора в затруднительное положение (при выборе полей допусков). Стандартом выделено для практического применения несколько десятков полей допусков, причем в этом основном отборе выделено для предпочтительного применения с десяток полей допусков отверстия и полтора десятка валов.
Общее правило основных отклонений.
Для отверстий от A-H нижнее отклонение отверстия EI= -es,
а от K-Z – ES= -ei. Но из этого общего правила сделано специальное правило: для отверстий I, K, M, N с 3-8 квалитеты и отверстий от P-Z с 3-7 квалитеты ES= -ei+Δ; Δ=ITn – ITn-1.
Δ – допуск в том квалитете, в котором образуется допуск и ближайшим более точным.
Обозначение допусков на чертежах.
Точность размеров с неуказанными допусками.
Обычно у детали есть всего лишь несколько поверхностей, кот. надо изготовить с жестким допуском, именно эти пов-сти определяют надежность и долговечность детали, а остальные пов-сти ни с кем не сопрягаются, от их точности мало что зависит , поэтому на такие пов-сти, как правило, назначают одинаковый грубый допуск. В общем машиностроении используют 14 квалитет, но из международной практики пришли классы точности:
t1-точный класс. t2-средний класс. t3-грубый. t4-очень грубый.
t1-13, t2-14, t3-16, t4- 17-18 квалитеты.
Классы введены потому что в них допуски более удачно округлены. На размеры у кот. не указана точность изготовления точность оговаривается в технических требованиях: «не указанные предельные отклонения размеров: отверстий Н14, валов h14, остальных ±t2/2.
Если техн. требования состоят не из одного этого пункта, а из нескольких, то обычно под третьим пунктом без слов пишут – «H14, h14, ±t2/2.
О точности.
Под точностью в машиностроении понимают степень приближения параметров детали к соответствующим параметрам заданных чертежом. Принято точность рассматривать с пяти сторон: 1-точность размера; 2-точность геометрической формы; 3-точность расположения поверхностей;
4-волнистость поверхностей; 5-шероховатость поверхностей.