2.2.3. Основные принципы построения системы допусков и посадок

Для образования посадок с различными зазорами и натягами в ЕСДП для размеров до 500 мм предусмотрено 27 вариантов основных отклонений валов и отверстий. Основное отклонение – это одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии (линии номинального размера). Таким отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии (рис. 5).

Основные отклонения отверстий обозначают прописными буквами латинского алфавита, основные отклонения валов – строчными. Так называемое основное отверстие обозначают буквой Н, а так называемый основной вал – h.

Отклонения от А до Н (а...h) предназначены для образования полей допусков в посадках с зазорами; отклонения Js, К, М, N (p...zc) – в переходных посадках, отклонения от Р до ZС (р...у) – в посадках с натягом.

Каждая буква обозначает ряд основных отклонений, значение которых зависит от номинального размера.

Рис. 5. Схема определения основных отклонений

Основные отклонения для валов определяются по эмпирическим формулам, а основные отклонения для отверстий – по правилу:

EI = – es – для основных отклонений от А до Н;

EI = – ei – для основных отклонений от Js до ZС.

Это правило формулируется следующим образом: основное отклонение отверстия, обозначенного прописной буквой, должно быть симметрично относительно нулевой линии основному отклонению вала, обозначенному той же, но строчной буквой.

Из этого правила сделано исключение для отверстий диаметром более 3 мм с отклонениями Js, К, М и N до квалитета 8 и с отклонениями от Р до ZС до квалитета 7 включительно. Для них установлено специальное правило:

(7)

где  – разность между допуском рассматриваемого квалитета и допуском ближайшего точного квалитета.

Для валов с отклонениями js и отверстий с отклонениями Js основные отклонения не установлены. Оба предельных отклонения определяют исходя только из допуска IТ соответствующего квалитета. Для js и Js поле допуска симметрично относительно нулевой линии, а предельные отклонения равны по значениям и противоположны по знакам: ES(es)=+TD/2 ; EI(ei)= – TD/2 (рис. 6).

Рис. 6. Схема расположения полей допусков, не имеющих основных отклонений

Основные отклонения валов и отверстий для диаметров не более 500 мм приведены соответственно в табл. 7 и 8 [8], а для диаметров от 500 до 3150 мм – в табл. 15 этого стандарта.

Поля допусков. Поле допуска образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии с этим правилом поле допуска обозначают буквой (иногда двумя) основного отклонения и номером квалитета, например: для вала h6, d11, f9, для отверстия H6, D11, Js10.

В принципе допускаются любые сочетания основных отклонений и квалитетов, что обеспечивает огромный выбор полей допусков.

Поле допуска ограничено горизонтальной линией, определяемой основным отклонением (рис. 7, а). Второе предельное отклонение, ограничивающее данное поле допуска, можно определить по основному отклонению и допуску принятого квалитета (рис. 7, б).

Если основным отклонением является верхнее, то нижнее отклонение для вала

ei = es – Td;

для отверстия (8)

EI = ES – TD.

Если основное отклонение нижнее, то верхнее отклонение для вала

es = ei – Td;

для отверстия (9)

ES =EI – TD

(отклонения ei, es, EI, ES берут с учетом знака).

а
б

Рис. 7. Пояснения к определению предельных отклонений

В соответствии с рекомендацией для размеров 1…500 мм выделены рекомендуемые поля допусков и допусков предпочтительного применения (приложение А и Б). Они позволяют получить 90…95 % посадок общего применения.

Предпочтительные поля допусков в приложении А (табл. А1, А2) обведены рамками. Для размеров более 500 и менее 1 мм предпочтительные поля допусков рамками не выделены, но в Приложении Б (табл. Б1, Б2, Б3) даны рекомендации по применению полей допусков в различных интервалах номинальных размеров.

В отдельных случаях может возникнуть необходимость в применении полей допусков, не вошедших в основные ряды. В целях упорядочения выбора таких полей допусков и соответствующих им числовых значений предельных отклонений установлены дополнительные поля допусков валов и отверстий для размеров 1…500 мм (см. [8]).

Посадки. Закономерность построения посадок. В соответствии с ЕСДП посадки образуются сочетанием полей допусков отверстия и вала. Для сопрягаемых деталей (отверстия и вала) установлены только основные отклонения, т. е. расстояния от ближайшей границы поля допуска до нулевой линии (рис. 8). Верхнее (если поле допуска расположено выше нулевой линии) или нижнее (если поле допуска расположено ниже нулевой линии) отклонение определяют по основному отклонению и допуску выбранного квалитета.

Рис. 8. Определение предельных отклонений в посадках

Например, для вала ø16n5 по табл. 7 [8] основное отклонение составляет +12 мкм, допуск квалитета 5 по табл. 6 того же стандарта равен 8 мкм. Следовательно, нижнее предельное отклонение вала es = +12 мкм, а верхнее предельное отклонение es = 12 + 8 = +20 мкм (рис. 9).

Указанные отклонения можно определить также в [8]. Если допуск вала принять по квалитету 7, то нижнее отклонение не изменится, а верхнее будет равно es = 12 + 18 = +30 мкм.

Рис. 9. Схема пояснения к определению основных отклонений

Верхние отклонения полей допусков валов (от а до g) и нижние отклонения отверстий, обозначаемых теми же, но прописными буквами (от А до G), приняты одинаковыми по абсолютному значению. Зазоры в одноименных посадках в системах отверстия и вала одинаковы (рис. 10).

В ЕСДП для размеров всех диапазонов установлены рекомендуемые посадки, причем для размеров 1...500 мм выделены предпочтительные (например, Н7/f7, Н7/h6, Н7/g6 и т. п.).

Унификация посадок позволяет обеспечить однородность конструктивных требований к соединениям и облегчить работу конструкторов по назначению посадок. Комбинируя различные варианты предпочтительных полей допусков валов и отверстий, можно значительно расширить возможности создания различных посадок без увеличения набора инструментов, калибров и другой технологической оснастки. Можно сократить число полей допусков и посадок, введя ограничительный стандарт (отраслевой или стандарт предприятия). Рекомендуемые посадки приведены в приложении Б (табл. Б1, Б2, Б3).

Из-за того, что по экономическим соображениям посадки следует назначать главным образом в системе отверстия и реже в системе вала, в [13] предпочтительных посадок (образованных из предпочтительных полей допусков) в системе отверстия больше, чем в системе вала.

Рис. 10. Схема расположения полей допусков для иллюстрации посадок

При назначении квалитетов точности пользуются следующими рекомендациями. Так, в рекомендуемых и предпочтительных посадках точных квалитетов для размеров 1…3150 мм допуск отверстия, как правило, на один-два квалитета больше допуска вала. Это объясняется тем, что точное отверстие технологически получить труднее, чем точный вал, вследствие худших условий отвода тепла, недостаточной жесткости, повышенной изнашиваемости и сложности направления режущего инструмента, имеющих место при обработке отверстий. Увеличение допуска отверстия при сохранении допуска посадки повышает срок службы разверток и протяжек, так как при этом допускается их больший износ по диаметру и большее число заточек. При малых диаметрах иногда технологически труднее получить точный вал, чем точное отверстие, поэтому в рекомендуемых посадках для размеров менее 1 мм допуски отверстия и вала приняты одинаковыми (то же для посадок при размерах 3150…10000 мм).

В технически обоснованных случаях допускает применение посадок, отличающихся от рекомендуемых, но образованных из числа полей допусков валов и отверстий, предусмотренных этим стандартом.