Система допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей. Основные принципы построения

Общие принципы построения систем допусков и посадок в разных системах используются неодинаково. Рассмотрим реализацию этих принципов в системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей.

Принцип предпочтительности в единой системе допусков и посадок реализован установлением рядов посадок и полей допусков разных уровней предпочтения, а также использованием предпочтительных чисел для формирования рядов допусков.

Стандартом ГОСТ 25347-82 в диапазоне размеров от 1 до 500 мм предусмотрено 10 предпочтительных полей допусков отверстий: E9, F8, H11; H9, H8: H7, Js7, K7, N7, P7 и 16 предпочтительных полей допусков валов: d11, d9, e8, f7, g6, h11, h9, h8, h7, h6, js6, k6, n6, p6, r6, s6.

Эти поля допусков составляют первый уровень предпочтения. Второй уровень предпочтения включает поля допусков ограничительного отбора (более 70 полей допусков отверстий и более 80 полей для валов, включая предпочтительные поля допусков). Для этих полей в ГОСТ 25347-82 приведены значения верхних и нижних предельных отклонений.

Третий уровень предпочтения включает все поля допусков отверстий и валов (поля допусков системы). Ориентировочное число этих полей допусков N можно рассчитать, исходя из числа основных отклонений (28) и квалитетов (20), поскольку не во всех квалитетах предусмотрены полные наборы отклонений:

N  28  20 = 560.

Итак, максимально возможная номенклатура полей допусков системы включает около 560 полей допусков отверстий и примерно столько же полей допусков валов.

Если рассмотреть ряд полей допусков для одного и того же интервала размеров свыше 30 мм до 50 мм от пятого квалитета, видно, что допуски (11, 16, 25, 39, 62, 100, 160, 250 ... мкм) представляют собой значения, примерно соответствующие ряду R5 предпочтительных чисел.

Принцип измерения при нормальных условиях нашел частичное отражение в пункте «Нормальная температура» ГОСТ 25346-89, где сказано: «Допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре 20 ^оC».

Принцип ограничения предельных контуров нормируемого элемента детали реализуется в стандарте через «интерпретацию предельных размеров». В соответствии со стандартной интерпретацией предельных размеров гладкого цилиндрического вала, наибольший размер реальной поверхности d_imax определяют как диаметр описанного цилиндра наименьшего радиуса. Этот размер у годного вала не должен быть больше наибольшего предельного размера (предела максимума материала) вала (d_max).

Поскольку дать заключение о годности только по наибольшему размеру реальной поверхности нельзя, необходимо определить еще и наименьшую толщину контролируемого вала. Для этого применяют «двухточечное» измерение накладными приборами типа штангенциркуля, микрометра и т.д. Применение такого прибора в принципе позволяет обнаружить наименьшую толщину вала и сравнить ее значение с пределом минимума материала. Если при этом

d_imin...d_min.,

то деталь признается годной, так как соблюдаются формальные условия

d_min d_i d_max,

где d_i – действительные размеры контролируемого вала.

Истолкование предельных размеров отверстия обратно интерпретации предельных размеров вала. Предел максимума материала (наименьший предельный размер отверстия) сравнивают с размером вписанного цилиндра наибольшего диаметра. С пределом минимума материала (наибольший предельный размер отверстия) сравнивают максимальный размер, полученный в результате двухточечного измерения реальной поверхности (например, индикаторным нутромером).

Условие годности детали формально можно представить в виде

D_min  D_i  D_max,

где D_i – размеры реального вала.

Принцип формализации допусков в стандарте решен однозначно и нашел отражение в таблице допусков. Головка таблицы содержит 20 квалитетов, а боковик – значения номинальных размеров, сгруппированные в интервалы (до размера 3150 мм).

Принцип увязки допусков с эффективными параметрами в системе допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей обнаруживается легко. Допуски одного квалитета возрастают с увеличением номинального размера нормируемого параметра. Такой характер связи объясняется влиянием масштабного фактора. Есть основания полагать, что в единообразных конструкциях можно допустить тем большие колебания размеров сопрягаемых деталей, чем больше сам сопрягаемый размер, например, для больших размеров в однотипных посадках нужны большие натяги. Следовательно, в данной системе эффективным параметром является размер, на который устанавливают допуск.

Принцип группирования значений эффективных параметров в таблице рядов допусков зафиксирован интервалами номинальных размеров. Первый интервал замкнут только с большей стороны (до 3 мм). Последующие интервалы имеют обе границы: «свыше 3 мм до 6 мм», «свыше 6 мм до 10 мм», «свыше 10 мм до 18 мм» и т.д. Номинальные размеры, равные верхним границам, входят в интервал с меньшими значениями. Допуски следующего интервала относятся только к номинальным размерам большим, чем установленные стандартом нижние граничные значения. Например, допуски размера 6 мм берут из значений, установленных для интервала свыше 3 мм до 6 мм, допуск размера 10,01 – из допусков интервала свыше 10 мм до 18 мм и т.д. Интервалы, установленные для основных отклонений, могут несколько отличаться от принятых для рядов допусков. В справочном приложении к стандарту такие интервалы названы промежуточными.

Принцип установления уровней относительной точности реализован в стандарте введением квалитетов. Установлено 20 квалитетов, начиная с самого точного 01 и до самого грубого – 18. Квалитеты высокой точности (в основном до третьего-четвертого) для образования посадок, как правило, не используются. Допуски этих квалитетов назначают на прецизионные несопрягаемые элементы деталей, элементы средств измерений (размеры между рабочими гранями концевых мер длины, рабочие размеры калибров и т.д.). Допуски квалитетов следующей группы (от 5 до 12) используют для образования рекомендуемых посадок. Грубые допуски (начиная с 12 квалитета и грубее) в основном применяют для назначения требований к точности несопрягаемых размеров.

Приведенные основные принципы образуют набор, минимально необходимый для построения систем допусков, но для системы допусков и посадок гладких цилиндрических поверхностей использован также ряд дополнительных принципов.