Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Метрол.стандарт. и сертиф (заочка).Ширинкина.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3.35 Mб
Скачать

Тема 5.2 Стандартизация точности гладких цилиндрических соединений

Студент должен знать:

  • построение системы допусков и посадок гладких цилиндрических соединений (ГЦС), условное обозначение предельных отклонений и посадок, калибры для гладких цилиндрических деталей.

Система допусков и посадок ГЦС. Предельные отклонения. Калибры для гладких цилиндрических деталей.

Литература: [2], с.34-61, 143-150; [7], с.25-130, 185-191; [8], с.165-170, 173-176; [46]; [50]; [51].

Вопросы для самопроверки:

1. Что характеризует понятие «квалитет»? Какие квалитеты применяют в ЕСДП для размеров от 1 до 500 мм и каково их назначение?

2. Как обозначаются посадки в системе отверстия (вала)?

3. Какие применяются три способа обозначения полей допусков на чертежах?

4. Какие поля допусков предназначены для посадок с зазорами, натягом, переходных?

5. Назовите типы калибров и укажите порядок расчета их исполнительных размеров.

Методические указания

Действующая в настоящее время система стандартов на допуски и посадки для гладких цилиндрических и плоских соединений разработана в соответствии с рекомендациями и положениями международной организации по стандартизации (ИСО). В соответствии с этими рекомендациями национальные системы допусков и посадок, ранее существовавшие в ряде стран, должны заменяться единой системой, что является необходимым условием непрерывно расширяющихся и углубляющихся международных связей в области машиностроения, обеспечения взаимозаменяемости и унификации деталей и сборочных единиц, единообразия оформления технической документации.

Разработанная и введенная с 1.01.1977г. система получила название Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) и включает ряд стандартов. Основными из них являются следующие: «Общие положения, ряды допусков и основных отклонений» (ГОСТ 25346-89), «Поля допусков и рекомендуемые посадки» (ГОСТ 25347-89). Эти стандарты распространяются на сопрягаемые (т.е. применяемые при образовании посадок) и несопрягаемые размеры гладких элементов (цилиндрических или ограниченных параллельными плоскостями) деталей с номинальными размерами до 3150 мм.

В общем машиностроении наиболее часто применяются размеры до 500 мм, то именно этот диапазон мы и будем рассматривать в дальнейшем.

Единая система допусков и посадок (т.е. все стандарты, входящие в нее) оформлена в виде таблиц, в которых для номинальных размеров заданы научно обоснованные величины предельных отклонений для разных полей допусков отверстий и валов. В строках таблиц указаны интервалы номинальных размеров, в колонках - поля допусков и соответствующие им предельные отклонения.

Разные детали машин в зависимости от назначения и условий работы требуют разной точности изготовления. В ЕСДП предусмотрено несколько рядов точности, названных квалитетами. Квалитет - это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Для размеров от 1 до 500 мм установлено 20 квалитетов: 0,1; 0 и с 1-го по 18-й. С возрастанием номера квалитета допуск увеличивается, т. е. точность убывает. Для посадок предусмотрены квалитеты с 5-го по 12-й.

Допуски в каждом квалитете ЕСДП обозначаются двумя буквами латинского алфавита (IT) с добавлением номера квалитета. Например, IT5 означает допуск по 5-му квалитету, a IT10 - допуск по 10-му квалитету.

Приведем ориентировочные данные о том, какие квалитеты (т.е. какая точность) обеспечиваются тем или иным технологическим процессом обработки:

валы 5-го квалитета и отверстия 5-го и 6-го квалитетов получают шлифованием;

валы 6-го и 7-го и отверстия 7-го и 8-го квалитетов - тонким точением или растачиванием, чистовым развертыванием, чистовым протягиванием, холодной штамповкой в вырубных штампах;

валы 8-го и 9-го и отверстия 9-го квалитетов - тонким строганием, тонким фрезерованием, получистовым развертыванием, тонким шабрением, холодной штамповкой в вытяжных штампах;

валы и отверстия 10-го квалитета получают чистовым зенкерованием и другими способами, как и для 9-го квалитета;

валы и отверстия 11-го квалитета получают чистовым строганием, чистовым фрезерованием, чистовым обтачиванием, сверлением по кондуктору, литьем по выплавляемым моделям, другими способами, как для 9-го и 10-го квалитетов;

валы и отверстия 12-го и 13-го квалитетов получают черновым строганием и точением, чистовым долблением, черновым фрезерованием, сверлением без кондуктора, черновым зенкерованием, получистовым растачиванием;

валы и отверстия 14...18-го квалитетов получают черновой токарной обработкой, резкой ножницами и пилами, автоматической газовой резкой, резкой резцом и фрезой, черновым долблением, литьем в песчаные формы.

Для образования посадок в ЕСДП стандартизованы (независимо друг от друга) два параметра, из которых образуются поля допусков: ряды и значения допусков в разных квалитетах и так называемые основные отклонения валов и отверстий для определения положения поля допуска относительно номинального размера (нулевой линии). В качестве основного отклонения принято отклонение, ближайшее к нулевой линии, характеризующее возможное минимальное отклонение размера при обработке от номинального.

Поле допуска в ЕСДП образуется сочетанием основного отклонения и квалитета. В этом сочетании основное отклонение характеризует положение поля допусков относительно нулевой линии, а квалитет - величину допуска.

Основные отклонения обозначают одной, а в отдельных случаях двумя (для сопряжений точного машиностроения) буквами латинского алфавита: прописными (А, В, С, CD, D и т. д.) - для отверстий и строчными (а, b, с, cd, d и т.д.) - для валов.

На рисунке 5.2.1 показана схема основных отклонений в разных квалитетах при одинаковом номинальном размере.

Основными отклонениями служат: для валов a...h верхние отклонения - es; для отверстий А...Н нижние отклонения +EJ; для валов j...zc нижние отклонения +ei; для отверстий J...ZC верхние отклонения - ES.

Характер написания буквы (прописная или строчная) в конструкторской и технологической документации дает полное представление об элементе детали (вал или отверстие), к которому относится поле допуска. Это исключает возможность ошибок при последующем определении числовых значений предельных отклонений по таблицам.

Поля допусков основных отверстий обозначаются буквой Н, а основных валов – h с добавлением номера квалитета, например Н7, Н8, Н9 и т. д. (в этом случае нижние отклонения всегда равны нулю) и h7, h8, h9 и т. д. (в этом случае верхние отклонения всегда равны нулю).

Ниже приведены выборки из ГОСТ 25347-89 «Поля допусков и рекомендуемые посадки», входящего в ЕСДП: предпочтительные поля допусков валов (таблица 5.2.1) и отверстий (таблица 5.2.2) для наиболее употребительных в общем машиностроении квалитетов (с 6-го по 11-й) и рекомендуемые предельные отклонения для неответственных несопрягаемых размеров (таблица 5.2.3). По этим таблицам для каждого номинального размера (точнее, для интервала, в пределах которого находится размер) можно в соответствии с обозначением поля допуска определить числовые значения предельных отклонений.

Рисунок 5.2.1 – Схема основных отклонений в ЕСПД

Нанесение предельных отклонений размеров на чертежах осуществляется в соответствии с ГОСТ 2.307-68*, входящим в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Предусмотрено три способа указания отклонений:

числовыми значениями предельных отклонений, например 18+0,018, 12

условными обозначениями полей допусков, например 18Н7, 12е8; условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений, например 18Н7(+0,018), 12е8

Рассмотрим примеры определения числовых значений предельных отклонений по таблице 5.2.1 и 5.2.2.

Таблица 5.2.1 – Предпочтительные поля допусков валов по ЕСДП (выборка из ГОСТ 25347-89)

Интервалы номинальных размеров, мм

Квалитет 6

Квалитет 7

Квалитет 8

Квалитет 9

Квалитет 11

Поля допуков

g6

h6

jS6

k6

n6

p6

r6

s6

f7

h7

e8

h8

d9

h9

d11

h11

От 1 до 3

-2

-8

0

-6

+3

-3

+6

0

+10

+4

+12

+6

+16

+10

+20

+14

-6

-16

0

-10

-14

-28

0

-14

-20

-45

0

-25

-20

-80

0

-60

Св. 3 до 6

-4

-12

0

-8

+4

-4

+9

+1

+16

+8

+20

+12

+23

+15

+27

+19

-10

-22

0

-12

-20

-38

0

-18

-30

-60

0

-30

-30

-105

0

-75

Св. 6 до 10

-5

-14

0

-9

+4,5

-4,5

+10

+1

+19

+10

+24

+15

+28

+19

+32

+23

-13

-28

0

-15

-25

-47

0

-22

-40

-76

0

-36

-40

-130

-0

-90

Св. 10 до 14

Св. 14 до 18

-6

-17

0

-11

+5,5

-5,5

+12

+1

+23

+12

+29

+18

+34

+23

+39

+28

-16

-34

0

-18

-32

-59

0

-27

-50

-93

0

-43

-50

-160

0

-110

Св. 18 до 24

Св. 24 до 30

-7

-20

0

-13

+6,5

-6,5

+15

+2

+28

+15

+35

+22

+41

+28

+48

+35

-20

-41

0

-21

-40

-73

0

-33

-65

-117

0

-52

-65

-195

0

-130

Св. 30 до 40

Св. 40 до 50

-9

-25

0

-16

+8

-8

+18

+2

+33

+17

+42

+26

+50

+34

+59

+43

-25

-50

0

-25

-50

-89

0

-39

-80

-142

0

-62

-80

-240

0

-160

Св. 50 до 65

-10

0

+9,5

+21

+39

+51

+60

+41

+72

+53

-30

0

-60

0

-100

0

-100

0

Св. 65 до 80

-29

-19

-9,5

+2

+30

+32

+62

+43

+78

+59

-60

-30

-106

-46

-174

-74

-290

-190

Св. 80 до 100

-12

0

+11

+25

+45

+59

+73

+51

+93

+71

-36

0

-72

0

-120

0

-120

0

Св. 100 до 120

-34

-22

-11

+3

+23

+37

+76

+54

+101

+79

-71

-35

-126

-54

-207

-87

-340

-220

Св. 120 до 140

+88

+63

+117

+92

Св. 140 до 160

-14

-39

0

-25

+12,5

-12,5

+28

+3

+52

+27

+68

+43

+90

+65

+125

+100

-43

-83

0

-40

-85

-148

0

-63

-145

-245

0

-100

-145

-395

0

-250

Св. 160 до 180

+93

+68

+133

+108

Св. 180 до 200

+106

+77

+151

+122

Св. 200 до 225

-15

-44

0

-29

+14,5

-14,5

+33

+4

+60

+31

+79

+50

+109

80

+159

+130

-50

-96

0

-46

-100

-172

0

-72

-170

-285

0

-115

-170

-460

0

-290

Св. 225 до 250

+113

+84

+169

+140

Св. 250 до 280

-17

0

+16

+36

+66

+88

+126

+94

+190

+158

-56

0

-110

0

-190

0

-190

0

Св. 280 до 315

-49

-32

-16

+4

+34

+56

+130

+98

+202

+170

-108

-52

-191

-81

-320

-130

-510

-320

Св. 315 до 355

Св. 355 до 400

-18

-54

0

-36

+18

-18

+40

+4

+73

+37

+98

+62

+144

+108

+150

+144

+226

+190

+244

+208

-62

-119

0

-57

-125

-214

0

-89

-210

-350

0

-140

-210

-570

0

-360

Св. 400 до 450

Св. 450 до 500

-20

0

+20

+45

+80

+108

+166

+126

+272

+232

-68

0

-135

0

-230

0

-230

0

-60

-40

-20

+5

+40

+68

+172

+132

+292

+252

-131

-63

-232

-97

-385

-155

-630

-400

Таблица 5.2.2 – Предпочтительные поля допусков отверстий по ЕСДП (выборка из ГОСТ 25347-89)

Интервалы номинальных размеров, мм

Квалитет 6

Квалитет 8

Квалитет 9

Квалитет 11

Поля допусков

Н7

JS7

К7

N7

P7

F8

H8

E9

H9

H11

Предельные отклонения, мкм

От 1 до 3

+10

0

+5

-5

0

-10

-4

-14

-6

-16

+20

+6

+14

0

+34

+19

+25

0

+60

0

Св. 3 до 6

+12

0

+6

-6

+3

-9

-4

-16

-8

-20

+28

+10

+18

0

+50

+20

+30

0

+75

0

Св. 6 до 10

+15

0

+7

-7

+5

-10

-4

-19

-9

-24

+35

+13

+22

0

+61

+25

+36

0

+90

0

Св. 10 до 18

+18

0

+9

-9

+6

-12

-5

-23

-11

-29

+43

+16

+27

0

+75

+32

+43

0

+110

0

Св. 18 до 30

+21

0

+10

-10

+6

-15

-7

-28

-14

-35

+53

+20

+33

0

+92

+40

+52

0

+130

0

Св. 30 до 50

+25

0

+12

-12

+7

-18

-8

-33

-17

-42

+64

+25

+39

0

+112

+50

+62

0

+60

0

Св. 50 до 80

+30

0

+15

-15

+9

-21

-9

-39

-21

-51

+76

+30

+46

0

+134

+60

+74

0

+190

0

Св. 80 до 120

+35

0

+ 17

-17

+ 10

-25

-10

-45

-24

-59

+90

+36

+54

0

+159

+72

+87

0

+220

0

Св. 120 до 180

+40

0

+20

-20

+ 12

-28

-12

-52

-28

-68

+106

+43

+63

0

+185

+85

+100

0

+250

0

Св. 180 до 250

+46

0

+23

-23

+ 13

-33

-14

-60

-33

-79

+122

+50

+72

0

+215 +100

+115

0

+290

0

Св. 250 до 315

+52

0

+26

-26

+16

-36

-14

-66

-36

-88

+ 137

+56

+81

0

+240 +110

+ 130

0

+320

0

Св. 315 до 400

+57

0

+28

28

+17

-40

-16

-73

-41

-98

+ 151

+62

+89

0

+265 +125

+ 140

0

+360

0

Св. 400 до 500

+63

0

+31

-31

+18

-45

-17

-80

-45

-108

+65

+68

+97

0

+290 +135

+ 155

0

+400

0

Таблица 5.2.3 - Рекомендуемые предельные отклонения для неответственных несопрягаемых размеров (выборка из ГОСТ 25347-89)

Интервалы номинальных размеров, мм

Валы

Отверстия

Поля допусков

h12

js12

h14

js14

h16

js16

H12

Js12

H14

Js14

H16

Js16

Предельные отклонения, мм

От 1 до 3

0

-100

+50

-50

0

-250

+125

-125

0

-600

+300

-300

+ 100

0

+50

-50

+250

0

+125

-125

+600

0

+300

-300

Св. 3 до 6

0

-120

+60

-60

0

-300

+150

-150

0

-750

+375

-375

+120

0

+60

-60

+300

0

+ 150

-150

+750

0

+375

-375

Св. 6 до 10

0

-150

+75

-75

0

-360

+180

-180

0

-990

+450

-450

+ 150

0

+75

-75

+360

0

+180

-180

+900

0

+450

-450

Св. 10 до 18

0

-180

+90

-90

0

-430

+215

-215

0

-1100

+550

-550

+ 180

0

+90

-90

+430

0

+215

-215

+1100

0

+550

-550

Св. 18 до 30

0

-210

+105

-105

0

-520

+260

-260

0

-1300

+650

-650

+210

0

+ 105

-105

+520

0

+260

-260

+1300

0

+650

-650

Св. 30 до 50

0

-250

+ 125

-125

0

-620

+310

-310

0

-1600

+800

-600

+250

0

+125

-125

+620

0

+310

-310

+1600

0

+800

-800

Св. 50 до 80

0

300

+150

-150

0

-740

+370

-370

0

-1900

+950

-950

+300

0

+150

-150

+740

0

+370

-370

+ 1900

0

+950

-950

Св. 80 до 120

0

-350

+175

-175

0

-870

+435

-435

0

-2200

+1100

-1100

+350

0

+175

-175

+870

0

+435

-435

+2200

0

+1100

-1100

Св. 120 до 180

0

-400

+200 -200

0

-1000

+500

-500

0

-2500

+1250

-1250

+400

0

+200

-200

+ 1000

0

+500

-500

+2500

0

+ 1250

–1250

Св. 180 до 250

0

-460

+230 -230

0

-1150

+575

-575

0

-2900

+1450

-1450

+460

0

+230

-230

+1150

0

+575

-575

+2900

0

+ 1450

-1450

Св. 250 до 315

0

-520

+260

-260

0

-1300

+650

-650

0

-3200

+ 1600

-1600

+520

0

+260

-260

+ 1300

0

+650

-650

+3200

0

+ 1600

-1600

Св. 315 до 400

0

-570

+285

-285

0

-1400

+700

-700

0

-3600

+1800

- 1800

+570

0

+285

-285

+1400

0

+700

-700

+3600

0

+ 1800

- 1800

Св. 400 до 500

0

-630

+315

-315

0

-1550

+775

-775

0

-4000

+2000

-2000

+630

0

+315

-315

+ 1550

0

+775

-775

+4000

0

+2000

-2000

Пример. Определить предельные отклонения, если на чертеже указан размер 8k6. По таблице 5.2.1 на пересечении строки «Св. 6 до 10» с колонкой k6 находим предельные отклонения, мкм: +10 и +1. Следовательно, размер 8k6 соответствует размеру 8 .

Пример. Определить предельные отклонения, если на чертеже указан размер 30Н7. По таблице 5.2.2 на пересечении строки «Св. 18 до 30» с колонкой Н7 находим предельные отклонения, мкм: +21 и 0. Следовательно, размеру 30Н7 соответствует размеру 30 .

Обозначение посадки на сборочном чертеже в соответствии с ГОСТ 2.307-68 состоит из указаний по лей допусков сопрягаемых деталей, при этом указание оформляется в виде простой дроби. Вначале записывается номинальный размер соединения (он одинаков для сопрягаемых отверстия и вала), затем над чертой («в числителе») указывается поле допуска отверстия, а под чертой («в знаменателе») - поле до пуска вала. Вместо условных обозначений полей до пусков можно указывать в «числителе» и «знамена теле» предельные отклонения сопрягаемых деталей.

Такая форма обозначения едина для посадок в системе отверстия и в системе вала.

Пример. Обозначение посадки в системе отверстия: 75 (Н7 – поле допуска основного отверстия) или 75 .

П ример. Обозначение посадки в системе отверстия: 50 (h8 – поле допуска основного вала) или 50 .

Примеры выбора посадок. Посадки с натягом по значению гарантированного натяга подразделяют на три подгруппы:

посадки с минимальным гарантированным натягом:

применяют при малых нагрузках и для уменьшения деформаций собранных деталей; неподвижность соединения обеспечивают дополнительным креплением; эти по садки допускают редкие разборки;

посадки с умеренными гарантированными натягами:

допускают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления, а также с дополнительным креплением; могут применяться для передачи больших нагрузок, если прочность деталей не позволяет применить посадки с большими натягами; сборка может производиться под прессом или способом термических деформаций;

посадки с большими гарантированными натягами

передают тяжелые и динамические нагрузки без дополнительного крепления; необходима проверка соединяемых деталей на прочность; сборка осуществляется в основном способом термических деформаций.

Переходные посадки образуются полями допусков, которые установлены в квалитетах 4...8; характеризуются возможностью получения сравнительно небольших зазоров или натягов; применяются в неподвижных разъемных соединениях при необходимости точного центрирования, при этом необходимо дополнительное крепление собранных деталей. Такие посадки подразделяются на три подгруппы:

посадки с более вероятными натягами

применяют при больших ударных нагрузках, при повышенной точности центрирования и редких разборках, а также при затрудненной сборке вместо посадок с минимальным гарантированным натягом;

посадки с равновероятными натягами и зазорами

имеют наибольшее применение из переходных посадок, так как для сборки и разборки не требуют больших усилий и обеспечивают высокую точность центрирования;

посадки с более вероятными зазорами

применяют при небольших статических нагрузках, частых разборках и затрудненной сборке, а также для регулирования взаимного положения деталей.

Посадки с зазором образуются полями до пусков, которые установлены в квалитетах 4...12, и применяются в неподвижных и подвижных соединениях, для облегчения сборки при невысокой точности центрирования, для регулирования взаимного положения деталей, для обеспечения смазки трущихся поверхностей (подшипники скольжения) и компенсации тепловых деформаций, для сборки деталей с антикоррозийными покрытиями. Посадки с наименьшим зазором, равным нулю , обеспечивают высокую точность центрирования и поступательного перемещения деталей в регулируемых соединениях, могут заменять переходные посадки.

Гладкие калибры и их допуски.

Калибр - это бесшкальный мерительный инструмент, предназначенный для проверки размеров, формы и расположения поверхностей изделий. Наибольшее распространение получили предельные калибры. Для контроля одного размера надо иметь два калибра - проходной и непроходной, исходные размеры которых равны предельным размерам детали. С помощью калибров мы можем определить годность детали, а не действительный размер.

Для контроля отверстия применяются калибры-пробки, для контроля вала - калибры-скобы.

Для увеличения износостойкости рабочих поверхностей калибров, калибры или изготавливаются из углеродистой инструментальной стали, или цементируются, а затем закаливаются.

Размеры, по которым изготавливаются измерительные поверхности калибров, называются исполнительными.

Исполнительные размеры калибров (пробки и скобы) определяются по ГОСТ 24853-81, в котором введены следующие обозначения (таблица 5.2.4)

Н и H1 - допуск на изготовление калибров (здесь и далее обозначения с индексом " 1" относятся для калибров-скоб);

Z и Z1 - смещение середины поля допуска проходной стороны калибра (запас на износ);

Y и Y1 - допуск на износ проходной стороны калибра.

Таблица 5.2.4 - Формулы расчёта исполнительных размеров гладких калибров

Калибр

Обозначение

Рабочий калибр

для отверстия

для вала

Размер

Допуск

Размер

Допуск

Проходная сторона: новая

ПР

Dmin+Z

dmax-Z1

изношенная

Непроходная сторона

ПРизн

НЕ

Dmin-Y

Dmax

-

dmax+Y1

dmin

-

Таблица 5.2.5 – Допуски и отклонения гладких калибров до 180 мм (ГОСТ 24853-81)

Квалитеты допусков изделий

Обозначение

Интервалы размеров в мм

До 3

Свыше 3 до 6

Свыше 6 до 10

Свыше 10 до 18

Свыше 18 до 30

Свыше 30 до 50

Свыше 50 до 80

Свыше 80 до 120

Свыше 120 до 180

Допуски и отклонения калибров в мкм

6

Z

Y

Z1

Y1

H

H1

1

1

1,5

1,5

1,2

2

1,5

1

2

1,5

1,5

2,5

1,5

1

2

1,5

1,5

2,5

2

1,5

2,5

2

2

3

2

1,5

3

3

2,5

4

2,5

2

3,5

3

2,5

4

2,5

2

4

3

3

3

3

3

5

4

4

6

4

3

6

4

5

8

7

Z; Z1

Y; Y1

H; H1

1,5

1,5

2

2

1,5

2,5

2

1,5

2,5

2,5

2

3

3

3

4

3,5

3

4

4

3

5

5

4

6

6

4

8

8

Z; Z1

Y; Y1

H

H1

2

3

2

3

3

3

2,5

4

3

3

2,5

4

4

4

3

3

5

4

4

6

6

5

4

7

7

5

5

8

8

6

6

10

9

6

8

12

Например. Определить исполнительные размеры калибров для контроля отверстия и вала соединения 60 Н7/к6.

По таблицам допусков на калибры находим H=H1=5мкм=0,005 мм; Z=Z1=4мкм =0,004 мм; Y=Y1=3мкм=0,003 мм.

Исполнительные размеры:

для отверстия

ПРИЗН=Dmin­-Y=(60-0,003)=59,997мм

для вала

ПРизн=dmax+Y1=60,021+0,003=60,024мм

Выбираем масштаб 1000:1 и строим схему полей допусков калибров (рисунок 5.2.1)

Рисунок 5.2.1 – Схема полей допусков калибров

Маркировка калибров наносится на нерабочей поверхности калибра и содержит номинальный диаметр и поле допуска контролируемой детали. Так, на калибре-скобе для контроля вала из предыдущего примера должно быть нанесено 60к6.

Следует изучить различные конструкции калибров, область их применения, методы контроля калибрами.

Практическое занятие.