2.4 Основные принципы построения есдп Температурный режим

Допуски и отклонения, устанавливаемые стандартами, относятся к деталям, размеры которых определены при нормальной температуре, равной +20ºС.

В целях соблюдения температурного режима измерений в измерительных лабораториях должна поддерживаться именно эта температура. В производственных условиях создаются термо-константные участки и цеха, в которых производится изготовление наиболее точных деталей или сборка машин.

В тех цехах, где обеспечить постоянную температуру в течение всей смены не удается или вообще невозможно, соблюдение температурного режима заключается в том, что температура изделия и калибра (или прибора) в момент контроля должна быть одинакова (изделие после обработки должно остыть до температуры окружающей среды) и коэффициенты линейного расширения изделия и калибра так же должны быть одинаковыми, при этом погрешность контроля будет минимальной.

Градация интервалов размеров

Система распространяется на 5 групп размеров:

1. менее 1мм;

2. от 1 до 500 мм;

3. св. 500 до 3150 мм;

4. св. 3150 до 10000 мм;

5. св. 10000 до 40000 мм.

Группа этих размеров от 1 до 500мм (наиболее распространённая в машиностроении) в свою очередь разбита на 13 интервалов:

1 – 3 мм, св. 30 – 50 мм, св. 250 – 315 мм,

св. 3 – 6 мм, св. 50 – 80 мм, св. 315 – 400 мм,

св. 6 – 10 мм, св. 80 – 120 мм, св. 400 – 500 мм.

св. 10 – 18 мм, св. 120 – 180 мм,

св. 18 – 30 мм, св. 180 – 250 мм,

Допуск для любого квалитета: IТ = ki, где i – единица допуска, является функцией номинального размера и выражает зависимость допуска от номинального размера, k – число единиц допуска, зависящее от квалитета и не зависящее от номинального размера.

Таблица 1

Закон изменения величины допусков от номинального размера

Значение допуска для номинальных размеров, мкм	До 500 мм	T= аi, гдеi = 0,45
	Свыше 500 мм до 3150 мм	T= аI, гдеI= 0,004+ 2,1
Примечание:D– среднее геометрическое из крайних значений каждого интервала размеров в мм. Для интервала до 3 мм принимаетсяD=.

где Т - величина допуска, назначаемого на данный размер;

k - число единиц допуска - коэффициент, характеризующий изменение допуска на размер в зависимости от степени точности его изготовления;

I, i –единица допуска–множитель в формулах допусков, являющийся функцией номинального размера и служащий для определения числового значения допуска.

i– единица допуска для номинальных размеров до 500 мм;

I– единица допуска для номинальных размеров свыше 500 мм.

Величины изменения значения единицы допуска для интервалов размеров до 500 мм приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения единицы допуска

Номинальные размеры, мм	до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500
Единица допуска, мкм	0,55	0,73	0,9	1,08	1,31	1,56	1,86	2,17	2,52	2,89	3,22	3,54	3,89

Размеры по интервалам распределены так, чтобы допуски, подсчитанные на крайних значениях в каждом интервале, отличались от допусков, подсчитанных по среднему значению размера в том же интервале, не более чем на 8%.

Таким образом, в системе при заданной степени точности (а- постоянное) значение допуска пропорционально корню кубическому из величины номинального размера (для размеров до 500 мм).

Соотношение квалитета и числа единиц допуска показано в табл. 3, где k – число единиц допуска для каждого квалитета.

Таблица 3

Числа единиц допуска в соответствующих квалитетах

	Области применения
	Меры длины			Калибры			Размеры сопрягаемых поверхностей									Несопрягаемые размеры
Квалитеты	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
k	-	-	-	2,7	3,7	5	7	10	16	25	40	64	100	160	250	400	640	1000	1600	2500

Зависимость между величиной допуска и номинальным размером обеспечивает одинаковые затраты на изготовление деталей машин в одинаковых квалитетах точности.

Минимизация затрат на производство деталей машин, имеющих значения допуска, назначенные расчетом по приведенным выше зависимостям, достигается за счет того, что они жестко связаны с зависимостями, имеющими место в процессе изготовления деталей на металлорежущих станках, между величиной рассеивания размеров (6) и величиной размера обрабатываемой детали.

На основании экспериментальных и статистических исследований и опыта промышленности по обработке деталей различных размеров различными методами было установлено, что существует зависимость между погрешностью размеров () и величиной номинального обрабатываемого размера (D), которая имеет вид (см. рис. 10)

Причем, рассеивание размеров вызвано случайными погрешностями, изменяющимися по закону нормального распределения (закону Гаусса).

Рис. 10. Зависимость рассеивания размеров от диаметра и метода обработки

Как можно видеть из графика, значение рассеивания размеров зависит от метода обработки, а для данного метода от значения обрабатываемого размера. Причем, зависимость от размера во всех случаях имеет вид кубической параболы, т. е. представленные на графиках зависимости аппроксимируются (имеют математическое выражение) уравнением, имеющим вид:

(23)

где К- коэффициент, зависящий от метода обработки;

D- диаметр обрабатываемой детали;

 - среднеквадратичное отклонение размера детали.

В результате совпадения зависимости между рассеиванием размеров (6), методом обработки и диаметром с зависимостью между величиной допуска, степенью точности и диаметром в ЕСДП, допуск того или иного квалитета (для каждого заданного размера) оказывается соизмерим с величиной рассеивания размеров при определенном методе обработки того же самого диаметра. В результате совпадения коэффициента К для определенных методов обработки с числом единиц допуска “k” квалитета оказываются связанным с методами обработки, а в результате совпадения зависимостей поля рассеивания и допуска от диаметра, величина допуска оказывается примерно равной полю рассеивания при определенных методах обработки.Именно это совпадение или равенство Т = 6 обеспечивает минимизацию затрат на изготовление деталей машин, так как если при изготовлении данной детали допуск окажется меньше 6 применяемого метода обработки, то неизбежно появление брака изготовляемых деталей, что приведет к росту расходов. Если же для обработки тех же деталей применить метод, характеризуемый величиной рассеивания 6значительно меньшей величины допуска, заданного на обрабатываемую деталь, то это значит, что для обработки детали применен слишком точный метод обработки, а как было показано выше, чем точнее метод обработки, тем он дороже.

Таким образом, описанный выше закон построения системы , обеспечивая связь степени точности с определенными методами обработки и равенство допуска полю рассеивания.

Кроме того, использование единицы допуска позволяет сравнивать по точности детали различных номинальных размеров, имеющих различные допуска. Например, даны два вала с диаметрами 8_-0,02 и 64_-0,04 и определить, который из этих валов точнее можно только используя единицу допуска, а именно вычислив число единиц допуска:

; ;

Таким образом, заданные выше валы примерно одной степени точности.