книги / Стандартизация

Система отверстия и вала формально равноправны. Однако система отверстия является предпочтительной. Она более экономичная. Это обусловлено значительно меньшей номенклатурой инструментов для обработки. Различные валы в системе отверстия могут обрабатываться резцом, тогда как для получения в системе вала разнообразных посадок при определенном размере сопряжения требуется большое количество мерного инструмента (сверл, зенкеров, разверток, протяжек).

Обозначения предпочтительных полей допусков выделено жирным шрифтом.

Таблица 5.2.4 Поля допусков отверстий при номинальных размерах от 1 до 500 мм

Примечание: Поля допусков, обозначение которых отмечено *, как правило, не предназначеныдля посадок.________________________________________________

Обозначения предпочтительных полей допусков выделено жирным шрифтом.

Однако в некоторых случаях система вала более предпочтительна. Такие случаи весьма ограничены, и критерием для их использования чаще всего являются экономические соображения.

В частности, система вала применяется:

когда на вал одного диаметра необходимо установить несколько отверстий с разным видом посадок;

Рис. 5.2.5

при использовании стандартных узлов и деталей, изготовленных в определенных системах, например, наружный диаметр подшипников качения изготавливается по системе вала, поскольку этот узел выпускается в продажу и заранее неизвестно по какой посадке будет установлен подшипник в механизм. Если бы делать наружный диаметр подшипника в системе отверстия, то потребовалось бы значительно расширить их номенклатуру, а обрабатывать подшипник по наружному диаметру нецелесообразно;

при изготовлении валов из калиброванного материала ("серебрянка"). Этот материал представляет собой хорошо обработанный вал, и для многих отраслей промышленности его можно использовать без обработки, принимая его за основной вал, а обрабатывать только отверстия для получения необходимой посадки;

когда по прочностным соображениям нежелательно делать ступенчатый вал для избежания концентрации напряжений в месте перехода с одного диаметра на другой, тогда делают валы постоянного диаметра;

по технологическим соображениям, когда, например, при ремонте имеется готовый вал и под него делается отверстие.

При использовании высокопроизводительного оборудования, например, бесцентрово-шлифовальных станков стоимость изготовления вала оказывается небольшой, и в ряде случаев экономически целесообразно применять систему вала при изготовлении на таких станках. Приведенные примеры являются частными случаями использования системы вала. В подавляющем большинстве применяется система отверстия.

Основные отклонения валов от а до Л и отверстий от А до Н используются для образования полей допусков, предназначенных для посадок с зазором соответственно в системе отверстия и в системе вала.

Впереходных посадках используются чаще всего основные

Погрешность измерения может возникнуть также и от местного нагрева, например, под действием тепла рук контролера.

Для увеличения точности измерений необходимо применять тепловую изоляцию (термоизоляционные накладки и ручки у скоб) или термоизолирующие перчатки для контролеров.

Еще одним из способов устранения температурной погрешности от разности температур детали и измерительного средства является выравнивание температур. Для этого проверяемую деталь и измерительное средство выдерживают в одинаковых условиях в течение определенного времени, которое можно определить по формуле [16]

где к - коэффициент, зависящий от условий охлаждения; при охлаждении в эмульсии к =1 .75, при охлаждении на чугунной плите к =6, при охлаждении на воздухе к =30; у- плотность материала детали, кг/м3; F - площадь поверхности детали, м2; Т- начальная разность температур; t -конечная разность температур.

Температура изделия и измерительного средства выравниваются через достаточно большой промежуток времен.

5.2.3 Нанесение предельных отклонений размеров на чертежах. Обозначение посадок.

Нанесение предельных отклонений на чертежах регламентируется ГОСТ 2.307, входящим в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Предусмотрено три способа указания отклонений:

числовыми значениями предельных отклонений, например 120™; 12о^|о3з°6; 2бо:°0;™; условными обозначениями полей допусков, например

120F8; 315Я9; 260*7; 50Л14; 60Р1;

условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений, например

'20F8(ro.r6); 315Я9(Л,М); 260* 7(*™); 5om(_0J .

Во всех трех случаях в начале указывается номинальный размер (в нашем примере - 120,315,260,50 и 60).

Если одно из предельных отклонений равно нулю, то его можно не указывать З15_0036 ; 50*0130

Числовые значения предельных отклонений проставляются на чертежах предназначенных для использования при изготовлении деталей в единичном производстве, при ремонтных работах, когда рабочий применяет универсальный измерительный инструмент.

Обеспечение необходимых условий эксплуатации соединения достигается правильным выбором соответствующих допусков сопрягаемых деталей.

Выбор допусков и посадок является достаточно сложной технической и экономической задачей. В настоящее время применяют три метода выбора допусков и посадок [15].

Метод аналогов заключается в том, что конструктор назначает посадку на основании опыта эксплуатации подобной по конструкции машины, где имеется аналогичное соединение. Метод приемлем только в случае полной тождественности условий работы соединения. Если полной тождественности нет, то нельзя гарантировать, что назначенные допуски будут оптимальными.

Метод подобия является развитием метода аналогов. Он возник в результате классификации деталей по конструктивным и эксплуатационным признакам и выпуска справочников с примерами применения посадок. Для использования этого метода нужно установить аналогию конструктивных признаков и условий эксплуатации проектируемой сборочной единицы с признаками, указанными в справочниках.

Недостатком метода аналогов и подобия является сложность определения признаков однотипности и подобия.

Расчетный метод является наиболее обоснованным методом выбора допусков и посадок. Использование этого метода будет проиллюстрировано ниже.

Выбор квалитета зависит[13]:

от точности объекта производства (машины, механизма), вытекающей из его эксплуатационного назначения;

от характера требуемых соединений (посадок), способствующих надежной работе объекта в заданных условиях эксплуатации.

Детали общемашиностроительного применения преимущественно выполняются по квалитетам 4-11.

Квалитеты 4 и 5 применяют: для деталей, определяющих точность работы особо точных машин, прецизионных станков, делительных машин; для особо напряженных деталей быстроходных машин в случаях, когда точность в значительной степени определяет нагрузку или распределение напряжений; для деталей быстроходных механизмов при необходимости бесшумной работы.

Квалитеты 6-8 считаются основными в современном производстве. Квалитет 9 характерен для деталей в низкоскоростных машинах и

механизмах и других машинах с пониженными требованиями к точности. Квалитеты 10 и 11 применяют для деталей, узлов и машин низкой

точности, тихоходных; они предусматривают возможность частичного применения деталей, изготовленных без снятия стружки из чисто тянутой круглой стали и труб, холодно штампованных деталей и т.п.

Квалитет 12 и 13 применяют при самых минимальных требованиях к качеству обработки, как правило, для вспомогательных устройств, они ориентированы на изготовление деталей без снятия стружки.

Квалитеты 14-18 предназначаются для свободных размеров деталей, т.е. размеров несопрягаемых поверхностей, а также размеров заготовок после предварительной обработки.

Применение того или иного квалитета зависит также от состояния оборудования, на котором осуществляется обработка, от выбранного технологического процесса обработки, особенно для финишной операции, которая обеспечивает требуемую точность.

В табл. 5.2.7 приводятся методы обработки, соответствующие различным квалитетам [13].

Квалитет может быть обоснован и расчетным путем. Для этого необходимо знать расчетные или полученные из практики значения предельных зазоров или натягов. Например, если при номинальном размере соединения 96 мм установлено, что зазор между шейкой вала и вкладышем подшипника должен находиться в пределах [Smex]=70 мкм; [Smin]=10 мкм. Допуск зазора в этом случае равен [/75 ]=[SmMX]-[Smin ]=70-10=60 мкм.

Распределяя допуск посадки поровну между отверстием и валом, получим [ ITD ]=[ ITd =[ ITS ]/2=30 мкм,

Зенкерование чистовое (10-11); холодная штамповка в

10вытяжных штампах - полые детали простых форм по диаметру (10-11). См. также методы обработки для 9-го квалитета (возможные пределы колебания)

Строгание чистовое (11-13);фрезерование чистовое (10); фрезерование скоростное чистовое (11-13); обтачивание

поперечной подачей чистовое (11-13); обтачивание скоростное; подрезка торцов (11-13); сверление по кондуктору (11-13); шабрение грубое; анодно-механичекое

11разрезание заготовки обычное (11-13), специальное электроконтактное разрезание листов (11-13); литье по выплавляемым моделям - мелкие детали из черных металлов (11-13); холодная штамповка в вытяжных штампах - глубокая вытяжка полых деталей простых форм; холодная штамповка плоских деталей при пробивке. См. также методы обработки для 9-го и 10-го квалитетов (возможные пределы колебания)

Строгание черновое (12-14); долбление чистовое; 12-13 фрезерование черновое(12-14); фрезерование скоростное

(12-14); обтачивание продольной подачей получистовое (12-14); сверление без кондуктора (12-14); рассверливание (12-14);зенкерование черновое, по корке (12-15); растачивание получистовое (12-14); литье в оболочковые формы - детали из черных металлов (12-14); холодная штамповка в вырубных штампах - контурные размеры плоских деталей при вырубке; отрезка абразивным кругом (12-15)

Автоматическая газовая резка (17-18); отрезка ножницами и пилами (15-18); отрезка резцом и фрезой (14-16); долбление черновое (14-15); обтачивание продольной подачей обдирочное (16-17); обтачивание поперечной подачей обдирочное (16-18), получистовое (14-15); растачивание

14-18 черновое (15-17); литье в песчаные формы - черные металлы (14-16); литье в песчаные формы (большие допуски)- цветные сплавы (16-17);литье по выплавляемым моделям - цветные сплавы при размерах деталей 30-500 мм (14-15); литье под давлением (большие допуски) - цветные сплавы (14-15);литье в оболочковые формы (большие допуски)- цветные сплавы (15-16); центробежное литье (15); горячая ковка в штампах (14-17); горячая вырубка и