35

Конспект лекций

по курсу

метрология, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Часть II

3. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ.

3.1. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ.

Взаимозаменяемость это принцип позволяющий заменять одну деталь на другую, без дополнительной обработки, подгонки и т.п., обеспечивая полную совместимость детали и узла. Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т. д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов и т. д.) назы­вают их свойство равноценно заменять при использовании любого из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром.

Совместимость — свойство объектов занимать свое место в слож­ном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совмест­ной или последовательной работе этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях.

Функциональная взаимозаменяемость изделий и их составных частей — вид взаимозаменяемости, при которой обеспечивается работо­способность изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени эксплуатационными показателями (составных частей - с оптимальными показателями качества функционирования) и взаимозаменяемость их по этим показателям. Для этого допуски и отклонения на изготовление деталей и сборку устанавливают так, чтобы они составляли только часть соответствующих функ­циональных допусков, определенных по заданным пределам эксплуа­тационных показателей машины. Оставшаяся часть функциональных допусков является запасом на износ для подвижных соединений и запасом прочности для соединений с натягом, что увеличивает их долговечность.

Различают полную и неполную взаимозаменяемость. При неполной взаимозаменяемости для нормального функционирования деталь либо соединяется с дополнительной деталью (другой специально выполненной, например прокладкой), либо заранее измеряются присоединительные размеры детали и места установки в сборочной единице, а затем их специально подбирают друг к другу (осуществляют селекцию). При выборе способа взаимозаменяемости необходимы экономические расчеты, связанные с затратами производства. Полная взаимозаменяемость требует высокой точности исполнения размеров, отклонений формы и расположения поверхностей. Неполная взаимозаменяемость позволяет снизить требования к точности, но появляются дополнительные затраты связанные с изготовлением специальных устройств, их хранением и установкой, или измерением и селекцией.

Часто при изготовлении сборочных единиц используются различные способы взаимозаменяемости, примером может служить подшипник качения. Полная взаимозаменяемость используется при соединении подшипника с комплектом по наружным размерам D, d и b. В тоже время, внутренние размеры подшипника, диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец и диаметр шариков подбираются друг другу (селективная сборка).

3.2. Нормирование точности гладких цилиндрических соединений.

Нормирование осуществляется с использованием ЕСДП – единой системы допусков и посадок распространяемой на допуски размеров гладких элементов деталей и на посадки, образуемые при соединении деталей.

Нормирование размеров осуществляется по ГОСТ путем обозначения размера, расположения поля допуска относительно размера и величины допуска. Стандарт охватывает определенный диапазон размеров. Например, ГОСТ 25346-82 охватывает размеры деталей до 500мм. Есть стандарты, которые охватывают размеры свыше 500 до 150мм, и свыше 3150мм до 10000мм.

Каждый из указанных диапазонов разбит на интервалы (табл. 3.1.) для которых устанавливаются квалитеты, обозначаемые цифрами.

Квалитет –совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Установлено 19 квалитетов IT01; IT0; IT1; ...... IT17, где число означает номер квалитета, а буквы IT –«допуск ISO» (комитет ISO – международная организация разрабатывающая стандарты. Россия является полноправным членом комитета ISO.)

Для определения значений допусков введены единицы допуска i.

Для размеров до 500мм. i , мкм.

Где: D_СР – среднее значение интервала номинального размера D_ном.

(Формула эмпирическая D_СР подставляется в мм, а результат читается в мкм.)

Величину допуска Т определяют в зависимости от размера и квалитета.

Т= а  i.

а – число единиц допуска, зависящее от квалитета, безразмерная величина.

для квалитета IT6 а=10, далее использован ряд R5 т.е. для следующего квалитета значение а увеличивается в 1,6 раза.

Таблица 3.1. Значения допусков, мкм ( из ГОСТ 25346-82)
Интервал размеров, мм	К в а л и т е т
	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
До 3 Св. 3 до б » 6 » 10 » 10 » 18 » 18 » 30 » 30 » 50 » 50 » 80 » 80 » 120 » 120 » 180 » 180 » 250 » 250 » 315 » 315 » 400 » 400 » 500	0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 0,6 0,8 1 1,2 2 2,5 3 4	0,5 0,6 0,6 0,8 1 1 1,2 1,5 2 3 4 5 6	0,8 1 1 1,2 1,5 1,5 2 2,5 3,5 4,5 6 7 8	1,2 1,5 1,5 2 2,5 2,5 3 4 5 7 8 9 10	2 2,5 2,5 3 4 4 5 6 8 10 12 13 15	3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20	4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27	6 8 9 11 13 16 19 22 25 29 32 36 40	10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63	14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97	25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155	40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250	60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400	100 120 150 180 210 250 300 350 400 460 520 570 630	140 180 220 270 330 390 460 540 630 720 810 890 970	250 300 360 430 520 620 740 870 1000 1150 1300 1400 1550	400 480 580 700 840 1000 1200 1400 1600 1850 2100 2300 2500	600 750 900 1100 1300 1600 1900 2200 2500 2900 3200 3600 4000	1000 1200 1500 1800 2100 2500 3000 3500 4000 4600 5200 5700 6300
Примечание. Для размеров до 1 мм квалитеты от 14-го до 17-го не применяют.

IT7 а=101,6 =16,

IT8 а=25,

IT9 а=40,

IT10 а=64,

IT11 а=100,

IT12 а=160,

и т.д.

Упрощенно, при отсутствии таблиц, значение допуска можно вычислить по формуле:

Т  а  ( ).

Для определения расположения допуска относительно номинального размера ЕСДП предусмотрено по 27 вариантов основных отклонений валов и отверстий. Основным считается наименьшее по абсолютной величине (расположенное ближе к номинальному размеру), одно из двух отклонений (верхнее или нижнее).

Основные отклонения отверстий обозначаются строчными (заглавными) буквами (или буквосочетаниями) латинского алфавита от А до Z, а основные отклонения валов прописными (маленькими) буквами (или буквосочетаниями) от а до z.

Схема расположения основных отклонений отверстий и валов относительно номинального размера детали приведена на рис.3.2., а их значения в таблице 3.2.

Линия нулевых отклонений

от номинального размера

Рис.3.2. Схемы расположения основных отклонений отверстий и валов.

Таблица 3.2. Значения основных отклонений и поправки к основным отклонениям К, М, N (до 8-го квалитета для размеров св. 6 мм) и от Р до Z. (до 7-го квалитета), мкм
Интервалы размеров, мм	es со знаком « - »										ei со знаком «+»													Поправка 
	а		b	c	d	e		f	g			k	m		п		p	r	s	t	u	x	z	для квалитета:
			ЕI со знаком «+»									ЕSсо знаком « - »												3	4	5	6	7	8
	А	В		С	D	Е	F			G		К	М	N		Р		R	S	T	U	X	Z
До 3 Св. 3 до 6 » 6 до 10	270 270 280	140 140 150		60 70 80	20 30 40	14 20 25	6 10 13			2 4 5		0 1 1	2 4 6	4 8 10		6 12 15		10 15 19	14 19 23	- - -	18 23 28	20 28 34	26 35 42	0 1 1	0 1,5 1,5	0 1 2	0 3 3	0 4 6	0 6 7
» 10 до 14 » 14 до 18	290	150		95	50	32	16			6		1	7	12		18		23	28	-	33	40 45	50 60	1	2	3	3	7	9
» 18 до 24 » 24 до 30	300	160		110	65	40	20			7		2	8	15		22		28	35	41	41 48	54 64	73 88	1,5	2	3	4	8	12
» 30 до 40 » 40 до 50	310 320	170 180		120 130	80	50	25			9		2	9	17		26		34	43	48 54	60 70	80 97	112 136	1,5	3	4	5	9	14
» 50 до 65 » 65 до 80	340 360	190 200		140 150	100	60	30			10		2	11	20		32		41 43	53 59	66 75	87 102	122 146	178 210	2	3	5	6	11	16
» 80 до 100 » 100 до 120	380 410	220 240		170 180	120	72	36			12		3	13	23		37		51 54	71 79	91 104	124 144	17 0 210	258 310	2	4	5	7	13	19
» 120 до 140 » 140 до 160	460 520	260 280		200 210	145	85	43			14		3	15	27		43		63 65	92 100	122 134	170 199	248 280	365 415	3	4	6	7	15	23
» 160 до 180	580	310		230	145	85	43			14		3	15	27		43		68	108	146	210	310	465	3	4	6	7	15	23
» 180 до 200 » 200 до 225 » 225 до 250	660 740 820	340 380 420		240 260 280	170	100	50			15		4	17	31		50		77 80 84	122 130 140	166 180 196	236 258 284	350 385 425	520 575 640	3	4	6	9	17	26
» 250 до 280 » 280 до 315	920 1050	480 540		300 330	190	110	56			17		4	20	34		56		94 98	158 170	218 240	315 350	475 525	710 790	4	4	7	9	20	29
» 315 до 355 » 355 до 400	1200 1350	600 680		360 400	210	125	62			18		4	21	37		62		108 114	190 208	268 294	390 435	590 660	900 1000	4	5	7	11	21	32
» 400 до 450 » 450 до 500	1500 1650	760 840		440 480	230	135	68			20		5	23	40		68		126 132	232 252	330 360	490 540	740 820	1100 1250	5	5	7	13	23	34