§ 4,3. Единица допуска и понятие о квалитетах

Точность размеров определяется допуском — с уменьшением допуска точность повышается, и наоборот. Однако значение допуска без учета величины и характера размера, назначения и условий работы детали не может служить мерой точности. Это объясняется следующим.

1. Каждый технологический метод обработки деталей характеризуется своей экономически обоснованной оптимальной точностью, но практика показывает, что с увеличением размеров возрастают технологические трудности обработки деталей с малыми допусками и оптимальные допуски при неизменных условиях обработки несколько увеличиваются. Обобщение опыта обработки деталей на металлорежущем оборудовании позволило выразить взаимосвязь между, экономически достижимой точностью и размерами с помощью условной величины, называемой единицей допуска.

Единица допуска- i (I) выражает зависимость допуска от номинального размера и служит базой для определения стандартных допусков. В системе допусков и посадок СЭВ единицу допуска, мкм, вычисляют по формулам:

для размеров до 500 мм

для размеров свыше 500 до 10 000 мм

где Dm средний размер интервала в мм.

где D₀ и D_M — больший и меньший размеры интервала.

В формулах (1) и (2) первое слагаемое учитывает влияние погрешностей обработки, а второе — влияние погрешностей измерения и температурных погрешностей.

2. К размерам, даже имеющим одинаковые значения, могут предъявляться различные требования в отношении точности. Это объясняется большим разнообразием механизмов а так же узлов и деталей, отличающихся конструкцией, назначением и условиями работы. Поэтому стандартные системы допусков и посадок содержат ряд квалитетов.

Квалитетом называют совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Допуск для квалитетов за некоторым исключением устанавливают по формуле.

T = ai(I) (4)

где а — число единиц допуска.

В пределах одного и того же квалитета а постоянно, поэтому все номинальные размеры в каждом квалитете имеют одинаковую степень точности. Однако допуски в одном и том же квалитете для разных размеров все же изменяются, так как с увеличением размеров увеличивается единица допуска [см. формулы ( 1) и ( 2)]. При переходе от квалитетов высокой точности к квалитетам грубой точности допуски увеличиваются вследствие увеличения числа единиц допуска, поэтому в разных квалитетах изменяется точность одних и тех же номинальных размеров.

§ 5.2. Диапазоны размеров, единицы допусков и квалитеты есдп

Диапазоны и интервалы размеров. Система допусков и посадок распространяется на размеры до 10 000 мм (нижний предел — менее 1 мм — неограничен). Указанный диапазон размеров разбит на три группы: до 500 мм, свыше 500 до 3150 мм и свыше 3150 до 10 000 мм. Перечисленные группы размеров подразделены на основные и

промежуточные интервалы. Для размеров до 500 мм установлено 13 основных интервалов: до 3 мм; свыше 3 до 6, свыше 6 до 10, свыше 10 до 18 мм и т. д. (табл. 1). Начиная с 10 мм основные интервалы дополнительно разбиты на промежуточные. Например, в основном интервале свыше 10 до 18 мм имеется два промежуточных — свыше 10 до 14 и свыше 14 до 18 мм (см. табл.4). Размеры свыше 500 до 3150 мм разбиты на 8 основных и 16 промежуточных интервалов, а свыше 3150 мм на 5 основных и 10 промежуточных. Промежуточные интервалы введены для отклонений, образующих посадки с большими натягами и зазорами для получения более равномерных зазоров и натягов.

В системе допусков и посадок для гладких цилиндрических соединений допуски отверстий и валов обозначают IT, что означает «допуск ИСО».

Квалитеты. В ЕСДП для размеров до 10 000 мм установлено 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2, ..., 18. В порядке убывания точности допуск; квалитетов условно обозначают IT01, IT0, IT2… IT16, IT17, IT18.

Для квалитетов от 5 до 18 допуски вычисляют по формуле (4). Число единиц допуска а принимают по табл.2. Начиная с IT6 значения а образуют геометрическую прогрессию со знаменателем q≈1,6, т. е. при переходе к каждому следующему квалитету число единиц допуска увеличивается на 60%, а через пять квалитетов — в 10 раз. Например, для IT11 a11 = а6*10 = 10*10 = 100 (см. табл. 2) для интервала размеров свыше 18 до 30 мм IT6 = 13 мкм; IT11 = 130 мкм (табл. 3). Такая закономерность позволяет устанавливать допуски и число единиц а для квалитетов грубее 17. Так, для размеров свыше 18 до 30 мм для нестандартизованного 20-го квалитета IT20 = IT10*100 = 8400.

Квалитеты 01 и 0 с допусками точнее допуска квалитета 1 введены позже в связи с повышением требований к точности машино- и приборостроительной продукции.

В наиболее точных квалитетах основное влияние на точность размеров оказывает погрешность измерения, которая прямо пропорциональна размеру. Поэтому для размеров до 500 мм в первых трех квалитетах допуски, линейно зависящие от размера, вычисляют по следующим формулам: IT01 = 0,3 + 0,008Dm; IT0 = 0,5 + 0,012Dm; IT1 = 0,8 + 0,02Dm. Допуски квалитетов 2—4 составляют геометрическую прогрессию между IT1 и IT5.

Для размеров свыше 500 до 10 000 мм допуски в квалитетах 01, 0 и 1 также вычисляют по формуле (4) принимая, а равным соответственно 1; 1,41 и 2. Допуски квалитетов 2—4 также приближенно являются членами геометрической прогрессии между допусками IT1 и IT5.

Основные отклонения. Для образования полей допусков в ЕСДП для каждого интервала номинальных размеров установлены ряд допусков из 20 квалитетов (см. табл. 3) и по 28 основных отклонений (см. рис. 1) полей допусков валов (см. табл. 4) и отверстий. Основные отклонения обозначают одной или двумя буквами латинского алфавита1 — Заглавными (А, В, С, CD, D и т. д.) для отверстий и строчными (а, b, с, cd, d и т. д.) для валов.

Основные отклонения валов зависят от номинальных размеров и остаются постоянными для всех квалитетов (см. табл. 4). Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и к, которые при одинаковых номинальных размерах, в разных квалитетах имеют различные значения (см. отклонения k в табл. 4). Поэтому на рис. 1 поля допусков с отклонениями J, К, М, N, j, k, разделены на части и показаны ступенчатыми.

Все поля допусков (кроме Js и js) которые расположены симметрично относительно нулевой линии) ограничены горизонтальными линиями только с одной стороны1

Двумя буквами CD, cd и т. д. обозначают основные отклонения, которые были дополнительно введены в систему ИСО для сопряжении, имеющих D <10 мм (точное приборостроение).

Для обозначения номинальных размеров отверстий и валов и одной разновидности основных отклонений приняты одинаковые буквы D и d.

С нижней, если поле допуска расположено выше нулевой линии, или с верхней — если оно расположено ниже нулевой линии. Это объясняется тем, что при одном и том же номинальном размере для всех квалитетов допуск имеет различные значения, а основные отклонения не изменяются. Следовательно, на рис.1 показано расположение полей допусков в разных квалитетах при одинаковом номинальном размере. Основными отклонениями служат: для валов а — h верхние отклонения —es; для отверстий А — Н нижние отклонения +ЕI; для валов j — zc нижние отклонения +ei; для отверстий J — ZС верхние отклонения —ES.

Основные отклонения валов вычисляют по эмпирическим формулам. Исходным параметром, по которому вычисляют основные отклонения, служит средний геометрический диаметр D_m интервала размеров (рекомендации ИСО/Р 286 и СТ СЭВ 145—75).

Основные отклонения отверстий должны допускать образование посадок в системе отверстия и в системе вала с равными зазорами и натягами. Для этого установлены два правила вычисления отклонений отверстий — общее и специальное.

В соответствии с общим правилом основные отклонения отверстий принимают равными по абсолютной величине и противоположными по знаку основным отклонениям ва¬лов, обозначенным теми же буквами. Основные отклонения отвер¬стий являются относительно нулевой линии зеркальным отражением основных отклонений валов и в тех случаях, когда применимо общее правило, их вычисляют по формулам:

для отверстий А — Н

EI = — es; (5)

для отверстий J — ZC

ES = — ei. (6)

Общее правило не распространяется на те случаи, когда действует специальное правило на отверстия N с допусками IT9—IT17

Вторые (неосновные) предельные отклонения вычисляют по формулам (7) и (8), полагая известными основные отклонения и допуски.

TD = ES – EI (7)

Td = es – ei (8)

Поля допусков в ЕСДП образуют сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии со способом образования поля допусков обозначают одной буквой или сочетанием двух букв основного отклонения и цифрой, указывающей номер квалитета. Например, обозначения r6, p6, g6 (рис. 2, а) означают, что на схеме показаны поля допусков валов квалитета 6 с основными отклонениями r, p и g; обозначение H7 соответствует полю допуска отверстия квалитета 7 (IT7) с основным отклонением H; EF8 — поле допуска отверстия IT8 с основным отклонением EF.

Принцип образования полей допусков, принятый в ЕСДП, допускает сочетание любых основных отклонений с любыми квалитетами. Использование всех основных отклонений и квалитетов позволяет получить 490 полей допусков для валов и 489 для отверстий. Такие широкие возможности образования полей допусков позволяют применять ЕСДП в различных специальных случаях. Это является ее существенным достоинством. Однако на практике использование всех полей допусков неэкономично, так как вызовет чрезмерное разнообразие посадок и специальной технологической оснастки.

Предпочтительные поля допусков выделены на основе обобщения опыта производственной деятельности и внешнеэкономических связей с учетом рекомендации ИСО/Р 1829 и, как правило, позволяют получать нужные посадки широкое внедрение в промышленности предпочтительных полей допусков необходимо для дальнейшего развития взаимозаменяемости кооперирования и специализации производства, кроме того оно обеспечивает сокращение номенклатуры и централизацию выпуска режущего и мерительного инструмента, а так же другой технологической оснастки.

Таблица 1 Единицы допуска для размеров до 500 мм.

Основные Интегралы размеров	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
Dm, мм I, мкм	1,73 0,55	4,24 0,73	7,75 0,90	13,4 1,08	23,2 1,31	38,7 1,56	63,2 1,86	97,8 2,17	147 2,52	212 2,89	281 3,22	355 3,54	447 3,89

Таблица 2 Число единиц допусков для квалитетов ЕСДП и классов точности системы ОСТ

Общее назначение квалитетов и классов точности.

Число единиц допуска		-	-	-	-	-	-	-	7	10	16	25	30	40	64	100	160	200	250	400	640	1000	1600
Квалитеты ЕСДП		-	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	-	9	10	11	12	-	13	14	15	16	17
Классы точности системы ОСТ	Отвер-стия	02	03	04	05	06	07	08	09	1	2	2а	3	-	3а	4	-	5	-	7	8	9	10
	Вала	02	03	04	05	06	07	08	1	2	2а	-	3	-	3а	4	-	5	-	7	8	9	10
Общее назначение квалитетов и классов точности		Для концевых мер				Для калибров и особо точных размеров			Для сопрягаемых размеров. Содержат посадки											Для несопрягаемых и неответственных размеров и припусков

Таблица 3

Интервалы размеров мм		Квалитет
		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Свыше	До	мкм									мм
3	6	2,5	4	5	8	12	18	30	48	75	0,12	0,18	0,30
6	10	2,5	4	6	9	15	22	36	58	90	0,15	0,22	0,36
10	18	3	5	8	11	18	27	43	70	110	0,18	0,27	0,43
18	30	4	6	9	13	21	33	52	84	130	0,21	0,33	0,52
30	50	4	7	11	16	25	39	62	100	160	0,25	0,39	0,62
50	80	5	8	13	19	30	46	74	120	190	0,30	0,46	0,74
80	120	6	10	15	22	35	54	87	140	220	0,35	0,54	0,87
120	180	8	12	18	25	40	63	100	160	250	0,40	0,63	1,00
180	250	10	14	20	29	46	72	115	185	290	0,46	0,72	1,15
250	315	12	16	23	32	52	81	130	210	320	0,52	0,81	1,30
315	400	13	18	25	36	57	89	140	230	360	0,57	0,89	1,40
400	500	15	20	27	40	63	97	155	250	400	0,63	0,97	1,55

Таблица 4 основные отклонения валов, мкм, для размеров до 500 мм (СТ СЭВ 145-75).

Интервал размеров мм		Верхнее отклонение –es						Нижнее отклонение +ei
Свы-ше	до	d	e	i	g	h	is	k		m	n	p	r	s	t	u	v
		Все квалитеты						От 4 до 7	До 3 св. 7	Все квалитеты
	3	20	14	6	2	0	Предельное отклонение ±IT/2	0	0	2	4	6	10	14	-	18	-
3	6	30	20	10	4			1		4	8	12	15	19	-	23	-
6	10	40	25	13	5			1		6	10	15	19	23	-	28	-
10	14	50	32	16	6			1		7	12	18	23	28	-	33	-
14	18																39
18	24	65	40	20	7			2		8	15	22	28	35	-	41	47
24	30														41	48	55
30	40	80	50	25	9			2		9	17	26	34	43	48	60	68
40	50														54	70	81
50	65	100	60	30	10			2		11	20	32	41	53	66	87	102
65	80												43	59	75	102	120
80	100	120	72	36	12			3		13	23	37	51	71	91	124	146
100	120												54	79	104	144	172
120	140	145	85	43	14			3		15	27	43	63	92	122	170	202
140	160												65	100	134	190	228
160	180												68	108	146	210	252
180	200	170	100	50	15			4		17	31	50	77	122	166	236	284
200	225												80	130	180	258	310
225	250												84	140	196	284	340
250	280	190	110	56	17			4		20	34	56	94	158	218	315	385
280	315												98	170	240	350	425
315	355	210	125	62	18			4		21	37	62	108	190	268	390	475
355	400												114	208	294	435	530
400	450	230	135	68	20			5		23	40	68	126	232	330	490	595
450	500												132	252	360	540	660