2.3.4 Стандартизация отдельных объектов

Стандартизация технических объектов является основой взаимозаменяемости изделий машиностроения и приборостроения.

Взаимозаменяемостью изделий называют их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества экземпляров изделий другим однотипным экземпляром [1,4].

Наиболее характерным примером стандартизации объектов машиностроения и приборостроения является стандартизация отклонений размеров гладких цилиндрических деталей и стандартизация отклонений формы поверхности этих деталей.

2.3.4.1 Стандартизация норм взаимозаменяемости гладких цилиндрических деталей

При изготовлении деталей возникают отклонения их геометрических параметров от номинальных значений, назначенных при проектировании изделий. Эти отклонения называют погрешностью, а степень приближения действительных значений параметров к номинальным значениям называют точностью.

Точность деталей по геометрическим параметрам является комплексным понятием, объединяющим в себе следующие признаки [7]:

1) точность размеров элементов;

2) точность формы поверхностей элементов (макрогеометрия поверхностей);

3) точность по шероховатости поверхности (микрогеометрия );

4) точность взаимного расположения элементов.

С целью стандартизации признаков точности деталей и обеспечения их взаимозаменяемости разработана и внедрена Единая система допусков и посадок (ЕСДП). Для нормирования уровней точности установлены в ЕСДП квалитеты точности размеров (01; 0; 1; 2; … 19  всего 21).

Квалитет определяет значение допуска на размеры, допуски формы и расположения, параметры шероховатости деталей.

Кроме квалитетов точности, ЕСДП устанавливает виды полей допусков размеров, типы посадок (с зазором, натягом, переходные), допуски посадок, выделяя посадки, предпочтительные для применения. Основой для создания ЕСДП служат рекомендации ИСО.

ЕСДП нормирует точность параметров деталей, а значит, определяет содержание методик их контроля. Например, для того, чтобы определить годность гладкой цилиндрической детали, недостаточно измерить её действительный диаметр и сравнить его с предельными значениями. Необходимо также определить соответствие формы, расположения и шероховатости поверхностей детали установленным значениям.

Точность размеров, формы, расположения, параметры шероховатости деталей взаимосвязаны и определяются квалитетом точности, а также назначением детали.

Рассмотрим некоторые правила стандартизации признаков точности геометрических параметров деталей.

2.3.4.2 Стандартизация точности размеров гладких цилиндрических деталей

Точность размера детали является основным признаком её точности. Именно от точности размера зависят значения допусков формы и расположения, параметров шероховатости поверхности детали.

В системе допусков и посадок все элементы деталей объединяют в две группы:

1) отверстие  элемент детали, охватывающий поверхность сопрягаемой с ней другой детали;

2) вал  элемент детали, охватываемый поверхностью другой детали при их сопряжении.

Кроме этого, существует понятие «остальные размеры»  угловые размеры, фаски, скругления и размеры других вспомогательных поверхностей.

При назначении размеров деталей необходимо указать допуск на размер. Согласно ЕСДП, условное обозначение размера с допуском должно содержать:

1) номинальное значение размера (в мм);

2) обозначение основного отклонения размера (латинская буква);

3) обозначение квалитета точности.

При этом в ЕСДП принято, что строчные (малые) латинские буквы обозначают основные отклонения валов, а прописные (заглавные)  основные отклонения отверстий, например:

1) 18H8  отверстие номинальным диаметром 18мм, основное отклонение H, точность размера соответствует квалитету IT8;

2) 10f6  размер типа «вал» номинальным диаметром 10мм, основное отклонение f, точность размера соответствует квалитету IT6.

Номинальный размер и квалитет точности определяют допуск размера и предельные отклонения размера. Латинская буква указывает на знак основного отклонения размера.

Основное отклонение размера  это одно из двух предельных отклонений размера, которое находится ближе к нулевой линии, соответствующей номинальному значению размера.

Перечисленные характеристики точности размера показаны на рисунке 2.1 [7].

а)	б)
Рисунок 2.1  Расположение полей допусков валов (а) и отверстий (б)

На рисунке 2.1 указаны следующие условные обозначения:d_н (D_н)  номинальный размер типа «вал» («отверстие»); d_min,, d_max, D_min, D_max  предельные размеры; es (ES)  нижнее предельное отклонение типа «вал» («отверстие»); Td (TD)  допуск размера типа «вал» («отверстие»).

Для обеспечения равных возможностей образования полей допусков валов и отверстий в ЕСДП предусмотрены стандартные наборы основных отклонений валов и отверстий, каждому из которых соответствует определённый уровень относительно нулевой линии, от которого начинается поле допуска размера [7].

Основные отклонения валов обозначаются буквами a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc. Для отклонений a g основным отклонением является es, имеющее знак «минус». Для отклонения h es=0. Для отклонения js предельные отклонения одинаковы и расположены симметрично относительно нулевой линии. Для отклонений k  zc основным отклонением является ei, имеющее знак «плюс».

Основные отклонения отверстий обозначаются буквами A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, J, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. Для отклонений A  G основным отклонением является EI, имеющее знак «плюс». Для отклонения H EI=0. Для отклонения Js EI=ES (). Для отклоненийK  Zc, имеющее знак «минус».

Действительное значение размера должно лежать в пределах (рисунок 2.1):

или (2.4)

Если при контроле размера условие (2.4) выполняется, размер детали считается годным. В противном случае размер считают бракованным.

Предельные значения d_min,, d_max ( D_min, D_max) вычисляют, исходя из предельных отклонений ei, es (EI,ES), которые выбирают из справочных таблиц [7]. Для выбора предельных отклонений нужно знать номинальный размер, основное отклонение и квалитет точности, например, 25H7.

Предельные отклонения размеров относительно низкой точности могут быть не указаны на чертеже детали. Тогда в технических требованияхчертежа размещают надпись «неуказанные предельные отклонения размеров…».

Неуказанные предельные отклонения обозначают либо в соответствии с основными отклонениями ЕСДП (обычно h14 или H14, иногда h12 или H12), либо на основе специальных классов точности со следующими условными наименованиями [7]:

1) точный с обозначением допуска t₁ (соответствует квалитету IT12);

2) средний с обозначением допуска t₂ (соответствует квалитету IT14);

3) грубый с обозначением допуска t₃ (соответствует квалитету IT16);

4) очень грубый с обозначением допуска t₄ (соответствует квалитету IT17);

Допуски t₁, t₂, t₃, t₄ зависят от номинальных размеров, могут быть односторонними или симметричными и указаны в специальных справочных таблицах [7].

Контроль размера является первым и основным этапом контроля геометрических параметров детали. Однако годность размера ещё не гарантирует годность детали по всем геометрическим параметрам. После контроля размера детали переходят к контролю отклонений формы её поверхностей.