Предмет допуски и технические измерения. Допуск пересечения осей

Метрология - это наука об измерениях, средствах и методах обеспечения их единства, а также способах достижения необходимой точности. Ее предметом является выделение количественной информации о параметрах объектов с заданной достоверностью и точностью. для метрологии - это стандарты. В данной статье нами будет рассмотрена система допусков и посадок, являющаяся подразделом этой науки.

Понятие о взаимозаменяемости деталей

На современных заводах тракторы, автомобили, станки и другие машины производятся не единицами и не десятками, а сотнями и даже тысячами. При таких объемах производства весьма важно, чтобы каждая изготавливаемая деталь или узел при сборке точно подходили к своему месту без дополнительных слесарных подгонок. Ведь такие операции довольно трудоемки, дорогостоящи и занимают много времени, что при массовом производстве не допустимо. Не менее важным является то, чтобы детали, поступающие на сборку, допускали замену на другие общего с ними назначения, без какого-либо ущерба для функционирования всего готового агрегата. Такая взаимозаменяемость частей, узлов и механизмов называется унификацией. Это весьма важный момент в машиностроении, он позволяет экономить не только затратную часть на проектировку и изготовление деталей, но и время производства, кроме того, упрощается ремонт изделия в результате его эксплуатации. Взаимозаменяемость - это свойство узлов и механизмов занимать свои места в изделиях без предварительного подбора и выполнять свои основные функции в соответствии с

Сопряжение деталей

Две детали, неподвижно или подвижно соединяемые между собой, называют сопрягаемыми. А величину, по которой осуществляется это сочленение, принято называть сопрягаемым размером. В качестве примера можно привести диаметр отверстия в шкиве и соответствующий ему диаметр вала. Величину, по которой не происходит соединение, принято называть свободным размером. Например, наружный диаметр шкива. Для обеспечения взаимозаменяемости сопрягаемые величины деталей всегда должны иметь точное исполнение. Однако подобная обработка весьма сложна и зачастую нецелесообразна. Поэтому в технике применяется способ получения взаимозаменяемых частей при работе с так называемой приближенной точностью. Он заключается в том, что для разных условий работы узлы и детали задают допустимые отклонения их размеров, при которых возможно безукоризненное функционирование данных частей в агрегате. Такие отступы, рассчитанные для разнообразных условий работы, построены в заданной определенной схеме, ее название - "единая система допусков и посадок".

Понятие о допусках. Характеристика величин

Расчетные данные детали, поставляемые на чертеже, от которого производится отсчет отклонений, принято называть номинальным размером. Обычно эта величина выражается в целых миллиметрах. Размер детали, который фактически получается при обработке, называется действительным. Величины, между которыми колеблется этот параметр, принято называть предельным. Из них максимальный параметр - это наибольший предельный размер, а минимальный - наименьший. Отклонения - это разность между номинальной и предельной величиной детали. На чертежах этот параметр принято обозначать в числовой форме при номинальном размере (верхнее значение указывается выше, а нижнее - ниже).

Пример записи

Если на чертеже указано значение 40 +0,15 -0,1 , то это означает, что номинальный размер детали - 40 мм, наибольший предел - +0,15, наименьший - -0,1. Разницу между номинальной и максимальной предельной величиной называют верхним отклонением, а между минимальным - нижним. Отсюда легко определяются фактические значения. Из данного примера следует, что наибольшая предельная величина будет равна 40+0,15=40,15 мм, а наименьшая: 40-0,1=39,9 мм. Разность между наименьшим и наибольшим предельными размерами называют допуском. Вычисляется следующим образом: 40,15-39,9=0,25 мм.

Зазоры и натяги

Рассмотрим конкретный пример, где допуски и посадки имеют ключевое значение. Предположим, что нам необходимо деталь с отверстием 40 +0,1 насадить на вал с размерами 40 -0,1 -0,2 . Из условия видно, что диаметр при всех вариантах будет меньше отверстия, а значит при таком соединении обязательно возникнет зазор. Такую посадку принято называть подвижной, т. к. вал свободно будет вращаться в отверстии. Если размер детали будет 40 +0,2 +0,15 , тогда при любом условии она будет больше диаметра отверстия. В таком случае вал необходимо запрессовывать, и в соединении возникнет натяг.

Выводы

На основании вышеизложенных примеров можно сделать следующие заключения:

• Зазором называется разность между действительными размерами вала и отверстия, когда последние больше первого. При таком соединении детали имеют свободное вращение.
• Натягом принято называть разницу между действительными размерами отверстия и вала, когда последний больше первого. При таком соединении детали запрессовываются.

Посадки и классы точности

Посадки принято разделять на неподвижные (горячая, прессовая, легкопрессовая, глухая, тугая, плотная, напряженная) и подвижные (скользящая, ходовая, движения, легкоходовая, широкоходовая). В машино- и приборостроении существуют определенные правила, которые регламентируют допуски и посадки. ГОСТ предусматривает определенные классы точности при изготовлении узлов с использованием заданных отклонений в размерах. Из практики известно, что детали дорожных и сельскохозяйственных машин без вреда для их функционирования могут быть изготовлены с меньшей точностью, чем для токарных станков, измерительных приборов, автомобилей. В связи с этим допуски и посадки в машиностроении имеют десять различных классов точности. Самые точные из них - это первые пять: 1, 2, 2а, 3, 3а; следующие два относятся к средней точности: 4 и 5; а три последних к грубым: 7, 8 и 9.

Для того чтобы узнать, по какому классу точности следует изготовить деталь, на чертеже рядом с литерой, означающей посадку, ставят цифру, указывающую этот параметр. Например, маркировка С4 означает, что тип скользящий, класс 4-й; Х3 - тип ходовый, класс 3-й. Для всех посадок второго класса цифровое обозначение не ставится, так как он наиболее распространен. Получить подробную информацию о данном параметре можно из двухтомного справочника «Допуски и посадки» (Мягков В. Д., 1982 год издания).

Система вала и отверстия

Допуск и посадки принято рассматривать в качестве двух систем: отверстия и вала. Первая из них характеризуется тем, что в ней все типы с одной степенью точности и класса относятся к одному номинальному диаметру. Отверстия имеют постоянные значения предельных отклонений. Разнообразие посадок в такой системе получается в результате изменения предельного отклонения вала.

Вторая из них характеризуется тем, что все типы с одной степенью точности и класса относятся к одному номинальному диаметру. Вал имеет постоянные значения предельных отклонений. Разнообразие посадок осуществляется в результате изменения значений предельных отклонений отверстий. На чертежах системы отверстий принято обозначать литерой А, а вала - литерой В. Возле буквы ставится знак класса точности.

Примеры обозначений

Если на чертеже указано "30А3", то это значит, что рассматриваемую деталь необходимо обработать системе отверстия третьего класса точности, если будет указано "30А", значит по той же системе, но второго класса. Если допуск и посадки изготавливаются по принципу вала, то у номинального размера указывают необходимый тип. Например, деталь с обозначением "30В3" соответствует обработке по системе вала третьего класса точности.

В своей книге М. А. Палей («Допуски и посадки») объясняет, что в машиностроении принцип отверстия применяется чаще, чем вала. Это связано с тем, что он требует меньших затрат на оснастку и инструменты. Например, для того чтобы обработать отверстие заданного номинального диаметра по этой системе, для всех посадок данного класса необходима только одна развертка, для изменения диаметра - одна предельная пробка. При системе вала для обеспечения каждой посадки в рамках одного класса необходимы отдельная развертка и отдельная пробка.

Допуски и посадки: таблица отклонений

Для определения и выбора классов точности принято пользоваться специальной справочной литературой. Так, допуски и посадки (таблица с примером приведена в этой статье) являются, как правило, весьма малыми величинами. Для того чтобы не писать лишние нули, в литературе их обозначают в микронах (тысячных долях миллиметра). Один микрон соответствует 0,001 мм. Обычно в первой графе такой таблицы указывают номинальные диаметры, а во второй - отклонения отверстия. Остальные графы приводят различные величины посадок с соответствующими им отклонениями. Знак "плюс" возле такого значения показывает, что его следует прибавить к номинальному размеру, знак "минус" - что его необходимо вычесть.

Резьбы

Допуск и посадки резьбовых соединений должны учитывать тот факт, что резьба сопрягается только по сторонам профиля, исключение могут составлять только паронепроницаемые типы. Поэтому основной параметр, который определяет характер величин отклонений, - это усредненный диаметр. Допуск и посадки для наружного и внутреннего диаметра устанавливают так, чтобы полностью исключить вероятность защемления по впадинам и вершинам резьбы. Погрешности уменьшения наружного размера и увеличения внутренней величины не повлияют на процесс свинчивания. Однако отклонения в и угле профиля приведут к заклиниванию крепежной детали.

Допуски резьбы с зазором

Наиболее распространенными являются допуск и посадки с зазором. В таких соединениях номинальное значение среднего диаметра равно наибольшей средней величине резьбы гайки. Отклонения принято отсчитывать от линии профиля перпендикулярно оси резьбы. Это определено ГОСТом 16093-81. Допуски для диаметра резьбы гаек и болтов назначаются в зависимости от заданной степени точности (обозначается числом). Принят следующий ряд значений этого параметра: д1=4, 6, 8; д2=4, 6, 7, 8; Д1=4, 6, 7, 8; Д2=4, 5, 6, 7. Допуски для них не устанавливаются. Размещение полей диаметра резьбы относительно значения номинального профиля способствует определению основных отклонений: верхние для наружных значений болтов и нижние для внутренних величин гаек. Эти параметры напрямую зависят от точности и шага соединения.

Допуски, посадки и технические измерения

Для производства и обработки деталей и механизмов с заданными параметрами токарю приходится использовать разнообразные Обычно для грубых замеров и проверки размеров изделий используют линейки, кронциркули и нутромеры. Для более точных измерений - штангенциркули, микрометры, калибры и т. д. Что представляет собой линейка, знает каждый, поэтому не будем на ней останавливаться.

Кронциркуль - это простой инструмент для измерений наружных величин обрабатываемых деталей. Он состоит из пары поворотных изогнутых ножек, закрепленных на одной оси. Еще существует пружинный вид кронциркуля, его выставляют на необходимый размер с помощью винта и гайки. Такой инструмент немного удобнее простого, т. к. сохраняет заданную величину.

Нутромер предназначен для снятия внутренних замеров. Бывает обычного и пружинного типа. Устройство этого инструмента схоже с кронциркулем. Точность приборов составляет 0,25 мм.

Штангенциркуль - это более точное приспособление. Им можно измерять как наружные, так и внутренние поверхности обрабатываемых деталей. Токарь при работе на токарном станке использует штангенциркуль для снятия замеров глубины выточки либо уступов. Этот измерительный инструмент состоит из штанги с делениями и губками и рамки со второй парой губок. С помощью винта рамка фиксируется на штанге в необходимом положении. составляет 0,02 мм.

Штангенглубиномер - этот прибор предназначен для замеров глубины канавок и выточек. Кроме того, инструмент позволяет определять правильное положение уступов по длине вала. Устройство данного приспособления сходно со штангенциркулем.

Микрометры применятся для точного определения диаметра, толщины и длины обрабатываемой детали. Они дают отсчет с точностью до 0,01 мм. Измеряемый объект располагается между микрометрическим винтом и неподвижной пяткой, регулировка осуществляется путем вращения барабана.

Нутромеры служат для проведения точных измерений внутренних поверхностей. Существуют постоянные и раздвижные приборы. Эти инструменты представляют собой стержни с измерительными шаровыми концами. Расстояние между ними соответствует диаметру определяемого отверстия. Пределы измерений для нутромера составляют 54-63 мм, при наличии дополнительной головки можно определять диаметры до 1500 мм.

Понятие о взаимозаменяемости, допусках и посадках На современных заводах станки, автомобили, тракторы и другие машины изготовляются не единицами и даже не десятками и сотнями, а тысячами. При таких размерах производства важно, чтобы каждая деталь или сборочная единица при сборке точно подходила к своему месту, без какой- либо дополнительной подгонки. Кроме этого, необходимо, чтобы любая деталь или сборочная единица, поступающие на сборку, допускали замену одной детали (сборочной единицы) другой, одинаковой по назначению без ущерба для работы всей готовой машины. Детали или сборочные единицы, удовлетворяющие этим условиям, называются взаимозаменяемыми.

Взаимозаменяемыми должны быть запасные части к машинам и приборам, различные крепежные детали (болты, гайки, шайбы), шариковые и роликовые подшипники для валов и осей, свечи зажигания к двигателям внутреннего сгорания, объективы к фотоаппаратам и т.д. Таким образом, под взаимозаменяемостью понимают такой принцип конструирования и производства изделий, деталей, сборочных единиц, при котором установка их в процессе сборки или замена осуществляются без подгонки, подбора или Дополнительной обработки. Принцип взаимозаменяемости и рациональная организация массового производства изделий требует установления определенных норм и правил, которым должны удовлетворять виды, размеры и качественные характеристики изделий.

Для реализации принципа взаимозаменяемости необходима точность изготовления изделий. Однако абсолютно точно выполнить размеры деталей практически невозможно. А иногда достижение высокой точности размеров экономически даже нецелесообразно. В процессе конструирования деталей устанавливают наибольшие и наименьшие предельные размеры, обеспечивающие нормальное функционирование изделия, его безотказность и долговечность. Основной расчетный размер (размер, который проставляется на чертеже детали) называется номинальным размером.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением, а разность между наименьшим предельным и номинальным размерами нижним отклонением. При простановке размеров на чертеже к номинальному размеру указывают допускаемые отклонения. Например, 30 ±": здесь 30 мм номинальный размер, +0,2 верхнее отклонение, 0,1 нижнее отклонение. Следовательно, размер детали может быть в пределах от 29,9 мм (наименьший предельный размер) до 30,2 мм (наибольший предельный размер). В этом примере верхнее отклонение положительное, а нижнее отрицательное". Но отклонения могут быть оба положительные (4O±0,1), оба отрицательные (50- 0,1), одинаковые по абсолютной величине (30±0,1), или одно из них равно нулю (20+0,1).

Разность между наибольшим и наименьшим предельным размерами называется допуском размера. При графическом изображении допусков вводятся понятия нулевой линии и поля допусков. Нулевая линия это линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров. Поле допуска поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно нулевой линии (номинального диаметра). Конструкции технических устройств и других изделий требуют различных контактов сопрягаемых деталей. Одни детали должны быть подвижными относительно других, а другие образовывать неподвижные соединения. Характер соединения деталей, определяемый разностью между диаметрами отверстия и вала, создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению, называется посадкой.

Различают три группы посадок: подвижные (с зазором), неподвижные (с натягом) и переходные (возможен зазор или натяг). Зазор образуется в результате положительной разности между размерами диаметра отверстия и вала. Если эта разность отрицательна, то посадка будет с натягом. Различают наибольшие и наименьшие зазоры и натяги. Наибольший зазор это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала Наименьший зазор положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала. Наибольший натяг положительная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия. Наименьший натяг положительная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия. Сочетание двух полей допусков (отверстия и вала) и определяет характер посадки, т.е. наличие в ней зазора или натяга.

Системой допусков и посадок установлено, что в каждом сопряжении у одной из деталей (основной) какое-либо отклонение равно нулю. В зависимости от того, какая из сопрягаемых деталей принята за основную, различают посадки в системе отверстия и посадки в системе вала. Посадки в системе отверстия это посадки, в которых различные зазоры и, натяги получают соединением различных валов с основным отверстием. Посадки в системе вала посадки, в которых различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основным валом. При обозначении посадки (на сборочных чертежах) предельные размеры отверстий и вала могут быть указаны также условно. Например, 40Н7/g6 (или 40), где 40 номинальный размер (в мм), общий для отверстия и вала; Н поле допуска и квалитет отверстия; g6 поле допуска и квалитет вала. По этим обозначениям с помощью таблиц можно определять предельные размеры отверстия и вала, значения зазоров или натягов и установить характер посадки.

Обозначение посадок на чертежах Поля допусков линейных размеров указывают на чертежах либо условными (буквенными) обозначениями, например Ø50H6, Ø32f7, Ø10g6, либо числовыми значениями предельных отклонений, например Ø, либо буквенными обозначениями полей допусков с одновременным указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений (рис. 1, а, б) Посадки сопрягаемых деталей и предельные отклонения размеров деталей, изображенных на сборочных чертежах, указывают дробью, в числителе которой приводится буквенное обозначение или числовое значение предельного отклонения отверстия либо буквенное обозначение с указанием справа в скобках его числового значения, а в знаменателе аналогичное обозначение поля допуска вала (рис. 1, в, г). В условных обозначениях полей допусков необходимо указывать числовые значения предельных отклонений в следующих случаях: для размеров, не включенных в ряды нормальных линейных размеров, например Ø41,5 H7(+0,021); при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены ГОСТ, например для пластмассовой детали (рис. 1, д) с предельными отклонениями по ГОСТ

Погрешности измерений: виды, источники, способы повышения точности измерений. Точностью называется степень соответст-вия геометрической формы и размеров готовой детали гёомет- рической форме и размерам, заданным по чертежу. Невозмож-но получить совершенно точные и одинаковые размеры дета-лей при изготовлении их вручную слесарным методом, хотя при доводке различного рода инструментов высококвалифи-цированные слесари-инструментальщики добиваются высо-кой степени точности обработки деталей. При обычной сле-сарной работе точность изготовления деталей значительно ни-же, чем достигаемая механической обработкой на станках. При обработке деталей неизбежны некоторые отклонения и от за-данной геометрической формы. Правильное техническое из-мерение и проверка размеров, геометрической формы и со-стояния поверхности - важные условия качественного изго-товления деталей. Точность обработки и чистота поверхности зависят от точности измерения. Измерение заключается в срав-нении измеряемой величины с другой однородной величиной, называемой единицей измерения. Предметами измерения при обработке металла слесарем являются изготовляемые им дета-ли машин, станков, приборов, рабочие и контрольно-измери-тельные инструменты и другие металлические изделия. При измерении пользуются мерами, равными единице измерения (металлический метр, мерная плитка). Такие меры, выполнен-ные с наивысшей точностью, называются эталонами. Вместе с мерами широко применяются различные измерительные ин-струменты. Все это называется измерительными средствами.

В зависимости от применяемых измерительных средств разли-чают два метода измерения:

• абсолютный, который заключается в определении значения всей измеряемой величины. Нулевая точка шкалы измеритель-ного прибора устанавливается в нулевой точке измеряемого изделия, от которой происходит отсчет;
• относительный, при котором определяется значение не всей измеряемой величины, а ее отклонения от установленной ме-ры или образца. Нулевая точка прибора настраивается не на нулевую точку измеряемого изделия, а на какой-либо задан-ный размер.

Методы измерения подразделяют на два вида:

• контактный - производится путем непосредственного сопри-косновения измерительной части прибора с поверхностью из-меряемого изделия. Этим методом производится наибольшее число измерений;
• неконтактный - при измерении прибор не соприкасается из-мерительной частью с изделием. Этот метод используется при измерениях с помощью проекционных, пневматических и ем-костных приборов.

Отклонения от действительных размеров при измерении объясняются такими причинами, как: неумение слесаря-сан-техника обращаться с инструментом, неисправность или загрязненность инструмента, разница в температурах измеряе-мой детали и калибра, а также индивидуальными особенностя-ми работника. Уменьшение ошибок при измерении достигает-ся правильным обращением с инструментом и тщательностью промера. При особо точных измерениях один и тот же размер замеряют многократно (обычно берут среднее по результатам трех измерений). Измерения желательно производить при оди-наковых температурах изделия и измерительного инструмента. Обычно температуру измерения принимают равной 20 °С.

Размеры: номинальный, предельный, действительный, предель-ные отклонения, допуск размера, поле допуска. Для того чтобы обеспечить взаимозаменяемость и чтобы неточность в раз-мерах не была произвольной, сопрягаемые размеры деталей выполняются в заранее установленных пределах, за которые нельзя выходить при обработке. Таким образом, полученный в результате обработки размер детали (действительный размер) отличается от размера, указанного на чертеже (номинального размера).

Размеры, в пределах которых может колебаться действитель-ный размер, называются предельными (один из них наибольший, другой - наименьший). Разность между наибольшим и наи-меньшим предельными размерами называется допуском разме-ра. Все многообразие размеров между наибольшим и наимень-шим предельными размерами образует поле допуска.

Предельные размеры детали обычно задаются не абсолют-ными значениями, а отклонениями от номинального размера. Номинальный размер служит началом отсчета отклонений в ту или иную сторону и обычно на чертежах обозначается нулевой линией (0-0). Разность между наибольшим предельным раз-мером и номинальным размером называется верхним отклоне-нием, а разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером - нижним отклонением. Верхнее и нижнее отклонения могут быть как положительными, так и отрицательными. Определяемый измерением действительный размер лежит между наибольшим и наименьшим предельными размерами и в частном случае может равняться одному из них.

Для изготовления деталей по допускам на чертеж наносятся соответствующие указания. При этом положительное откло-нение обозначают знаком «плюс», а отрицательное - знаком «минус». Все размеры изделия, попавшие в поле допуска, счи-таются годными. При определении допуска исходят из номи-нального размера детали, системы допусков и заданной техни-ческими условиями точности обработки. Номинальные разме-ры определяются расчетами на прочность, назначаются по конструктивным соображениям или на основании опытных данных. Значение полученного номинального размера округ-ляется в большую сторону.

Посадки: виды назначение, системы допусков и посадок. Присборке взаимно соприкасающихся деталей различают охваты-вающую и охватываемую поверхности. Так, для круглых тел ох-ватывающей поверхностью является отверстие, а охватывае-мой - вал. Понятия «отверстие» и «вал» условно применимы и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям, на-пример в сопряжении шпонки со шпоночной канавкой шпон-ка является валом, а шпоночная канавка - отверстием. Раз-ность между размерами охватывающих и охватываемых по-верхностей определяет характер сопряжения, или посадку.

Под посадкой понимается степень прочности соединения деталей или свобода их относительного перемещения. Посадка обеспечивается соответствующим выбором допусков на диа-метры отверстия и вала. Посадки делятся на подвижные, по-лучающиеся при условии, что диаметр вала меньше диаметра отверстия, и неподвижные, получающиеся при условии, что диаметр вала до сборки больше диаметра отверстия. Положи-тельная разность между диаметрами отверстия и вала, характе-ризующая свободу относительного перемещения соединяемых деталей, называется зазором. Разность между диаметрами вала и отверстия, характеризующая прочность неподвижного со-единения, называется натягом.

Зазор или натяг для данного номинального размера соеди-нения не являются постоянными, а изменяются с изменением действительного размера вала и отверстия в пределах допусков. Наибольший зазор определяется как разность между наиболь-шим предельным диаметром отверстия и наименьшим предель-ным диаметром вала. Наименьший зазор - это разность между наименьшим предельным диаметром отверстия и наибольшим предельным диаметром вала. Наибольший натяг определяется как разность между наибольшим предельным диаметром вала и наименьшим предельным диаметром отверстия. Наименьший натяг - разность между наименьшим предельным диаметром вала и наибольшим предельным диаметром отверстия. Допуском посадки называется разность между наибольшим и наименьшим зазорами или натягом. Допуск посадки равен сумме допусков отверстия и вала. Назначение посадок производится путем зада-ния соответствующих отклонений (верхнего и нижнего) для от-верстий и вала, причем номинальный размер соединения оста-ется без изменений и для вала, и для отверстия. Отсюда следует, что характер соединения зависит от действительных размеров сопрягаемых деталей перед сборкой.

Посадки с зазором обеспечивают возможность взаимного перемещения сопряженных деталей. При посадке с натягом достигается неподвижное положение одной детали относи-тельно другой. Эти посадки применяются для неразъемных со-единений без дополнительного крепления винтами, штифта-ми, шпонками и осуществляются под значительным давлени-ем при помощи гидравлического или механического пресса. Возможны и другие способы посадки, например нагрев детали, имеющей отверстие, или, наоборот, сильное охлаждение вала.

В зависимости от действительных размеров сопрягаемых годных отверстий и валов возможно получение как зазора, так и натяга. Такие посадки называют переходными. Обозначение посадки на сборочном чертеже включает указание поля допус-ка и посадок сопрягаемых деталей по следующему принципу: если задан размер детали Ø 60 -0,1 -0,3 , то допуск равен 0,2 мм. Лю-бое значение, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым. Указание вида 18 H7/n6 обозначает сочетание полей допуска размеров отверстия и вала, где 18 — номинальный раз-мер соединения, Н7 - основное отверстие, n6 - основное от-клонение вала по 6-му квалитету.

Шероховатость поверхности: параметры, обозначение на черте-жах. В зависимости от применяемого инструмента и способа обработки поверхность изделия получает ту или иную шерохо-ватость. Шероховатость определяется высотой гребешков, ос-тавшихся на поверхности после обработки: чем они меньше, тем поверхность чище.

Неровность поверхности значительно влияет на износ де-тали, а также на характер сопряжения - посадку. При измере-нии размеров детали обычным способом фактически измеря-ется размер, включающий высоту гребешков неровностей по-верхности. При их смятии в процессе эксплуатации характер сопряжения может измениться: повышенное удельное давле-ние вызывает быстрый износ гребешков и соответственно уве-личение зазора в соединении. В случае неподвижных посадок наличие неровной поверхности также искажает замеренный натяг: при запрессовке гребешки срезаются и уменьшают на-тяг. Таким образом, при изготовлении деталей необходимо не только обеспечить требуемую точность, но и получить задан-ную чистоту поверхности.

В производственных условиях для оценки шероховатости обработанной поверхности применяют специальные прибо-ры - профилометры и наборы рабочих образцов. Сравнением шероховатости образцов с деталью характеризуют класс шеро-ховатости данной поверхности.

Слесарь-сантехник должен знать особенности определе-ния шероховатости и способ обозначения поверхности с раз-личной шероховатостью. ГОСТ 2789-73 устанавливает такие параметры, как среднее арифметическое отклонение профиля R a и высота неровности профиля по 10 точкам R Z определяе-мым на базовой длине L. Стандарт устанввливает 14 классов шероховатости поверхностей, для которых максимальны зна-чения шероховатости R a и R Z при базовых длинах участков по-верхности L. В общем машиностроении наиболее часто приме-няются классы с 3-го по 8-й. При установлении требований к шероховатости поверхности рекомендуется применять пара-метр R a и особенно его предпочтительные числовые значения.

Условные обозначения шероховатости устанавливает ГОСТ 2.309-73 «Обозначение шероховатости поверхности». На чертежах значение параметра шероховатости вписывают в условное обозначение. При этом параметр R a пишут без симво-ла, например: 0,5 √ означает, что вид обработки поверхности данного материала конструктором не оговорен, а среднее арифметическое отклонение профиля R a составляет 0,5 мкм (микрометров).

Шероховатость поверхности зависит от технологического процесса обработки поверхности- и применяемого инструмен-та. При конструировании необходимая шероховатость поверх-ностей деталей задается с учетом их назначения и особенно-стей эксплуатации. В процессе обработки исходной заготовки для получения номинальных размеров детали слесарь должен удалить некоторый слой металла. Этот излишек металла назы-вается припуском. Припуск на обработку должен быть мини-мальным для снижения стоимости обработки и расхода метал-ла на единицу изделия. Он может быть удален путем выполне-ния нескольких операций, например путем фрезерования, опиливания и др. Слои металла, удаляемые при различных операциях, называют операционными припусками. Значения припусков на механическую обработку определяются ГОСТа-ми и нормалями. При предварительном обмере заготовки не-обходимо проверить, достаточен ли припуск для получения об-работанного изделия, так как слесарь-сантехник начинает свою работу именно с разметки заготовок и изделий из сорто-вого металла.

Основные характеристики измерительных инструментов и прибо-ров.

Все средства измерения и контроля, применяемые в сле-сарном деле, можно разделить на две группы:

• контрольно-измерительные инструменты - инструменты для контроля плоскостности и прямолинейности, плоскопарал-лельные концевые меры длины (плитки), штриховые инстру-менты, воспроизводящие любое кратное или дробное значе-ние единицы величины в пределах шкалы (штангенинструменты), микрометрические инструменты, основанные на действии винтовой пары (микрометры);
• измерительные инструменты - рычажно-механические (ин-дикаторы), оптико-механические (оптиметры), электрические (профилометры).

Приведем описание наиболее часто применяемых при сле-сарных работах контрольно-измерительных инструментов.

Масштабная линейка применяется для измерения наруж-ных и внутренних линейных размеров и расстояний. На нее на-несены деления, штрихи обычно с шагом 1 мм (реже 0,5 мм). Встречаются линейки с дюймовой шкалой. Погрешность из-мерения миллиметровой масштабной линейкой 0,5 мм. Наи-более распространенные размеры масштабных линеек: длина 150; 300; 500; 1000 мм, ширина от 15 до 35 мм, толщина от 0,3 до 1,5 мм. Масштабные линейки изготовляют из углеродистой инструментальной стали У7 или У8.

Рулетка для измерения больших линейных размеров, а так-же длины окружностей представляет собой матерчатую, пла-стиковую или стальную ленту длиной 1000; 2000; 5000; 10 000; 15 000; 20 000; 25 000 мм с миллиметровыми делениями при длине до 5000 мм и сантиметровыми - при 5000-25 000 мм. Лента помещается в круглом футляре с укрепленной в центре осью. При пользовании ленту вытягивают за свободный конец. Обратное наматывание производится вручную или автомати-чески при помощи механизма возврата ленты.

Кронциркуль и нутрометр (рисунок ниже) служат для измерения линейных размеров с последующим их отсчетом по масштабной линейке. Наружные размеры измеряются кронциркулем, внут-ренние - нутрометром. Эти инструменты различаются только формой ножек: у кронциркуля кривые ножки, а у нутрометра - прямые с изогнутыми наружу концами. Ножки кронциркуля и нутрометра закреплены на одной оси так, чтобы они могли вра-щаться обязательно с некоторым, не очень большим трением, чтобы не терялся контакт с поверхностью после замера. Крон-циркуль и нутрометр изготовляют из стали У7-У8. Их измери-тельные концы на длине около 20 мм закаливают.

При измерении детали берут кронциркуль (нутрометр) пра-вой рукой за шарнирную часть и раздвигают ножки приблизи-тельно на проверяемый размер. Затем легкими ударами сбли-жают ножки так, чтобы они прикасались губками к поверхно-сти измеряемой детали без качки и просвета. При этом инструмент надо держать строго перпендикулярно оси изме-ряемой детали. После снятия размера с детали кронциркуль или нутрометр осторожно прикладывают к масштабной ли-нейке так, чтобы одна ножка упиралась в торец линейки. Слег-ка поддерживая эту ножку мизинцем левой руки, вторую нож-ку накладывают на линейку и отсчитывают полученный раз-мер. Преимущества пружинных кронциркуля и нутрометра (см. рисунок ниже) в том, что их ножки разводят с помощью устано-вочного винта и гайки (не рукой) и раствор ножек не сбивается в случае неосторожного удара. С помощью кронциркуля и нут-рометра можно делать замеры с погрешностью до 0,5 мм.

Общий вид кронциркуля и нутрометра

а - обыкновенный и пружинный кронциркули; б - обыкновенный и пружинный нутрометры

Линейки лекальные поверочные применяются для проверки плоскостей на прямолинейность. При обработке плоскостей чаще всего пользуются линейкой ножеобразной формы, имеющей скошенный под углом 45° конец, что дает возмож-ность проверять прямолинейность деталей с углами. Продоль-ные полукруглые канавки на боковых плоскостях линейки об-легчают захват линейки рукой при работе. Лекальные линейки изготовляют из углеродистой или легированной стали трех ти-пов: с двусторонним скосом (ЛД) длиной 80; 125; 200; 320; 500 мм; трехгранные (ЛТ) - 200; 320 мм и четырехгранные (ЛЧ) - 200; 320; 500 мм.

Для проверки прямолинейности линейку накладывают на проверяемую поверхность и ведут поверку против света. Если на плоскости имеются неровности, то свет будет проходить в промежутки между линейкой и впадинами на плоскости. Так как поверочное тонкое ребро закруглено под радиусом 0,1- 0,2 мм, можно наклонять линейку до 30° и таким образом луч-ше видеть световую щель. При поверке способом «следа» рабо-чим ребром линейки, покрытым порошком (мелом), проводят по чистой проверяемой поверхности. Если поверхность пря-молинейна, то на ней останется сплошной след, в противном случае след будет прерывистым.

Поверочные линейки с широкой рабочей поверхностью из-готовляют четырех типов: прямоугольные ШП, двутавровые ШД, мостики 1ЙМ, угловые трехгранные УТ с углами 45; 55; 60°. В зависимости от допустимых отклонений от прямолиней-ности поверочные линейки типов ШП, ШД, ШМ делят на классы 0-й, 1 -й и 2-й, а линейки типа УТ - на классы 1 -й и 2-й. Линейки 0-го и 1-го классов применяют для контрольных ра-бот высокой точности, а линейки 2-го класса - для монтажных работ средней точности. Проверка прямолинейности и плоскостности этими линейками производится по линейным от-клонениям и по краске. При измерении линейных отклонений от прямолинейности линейку накладывают на проверяемую по-верхность или на две мерные плиты одинакового размера. Про-светы между линейкой и контролируемой поверхностью изме-ряют щупом. Точные результаты дает применение полосок па-пиросной бумаги, которые с определенными интервалами укладывают под линейку,- Вытягивая полоску из-под линейки, по силе прижатия каждой из них судят об отклонении от прямолинейности. При проверке «на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски, затем линейку на-кладывают на проверяемую поверхность и плавно без нажима перемещают по проверяемой поверхности. После этого линей-ку осторожно снимают и по расположению, числу, площади пя-тен на поверхности судят о прямолинейности поверхности.

Поверочные плиты используют для проверки широких по-верхностей способом «на краску», а также используют в каче-стве вспомогательных приспособлений при различных контрольных работах в цеховых условиях. Плиты изготовляют из серого мелкозернистого чугуна. По точности рабочей поверх-ности плиты бывают четырех классов: 0, 1, 2 и 3-й. Первые три класса - поверочные плиты, четвертый - разметочные.

Угольники (рисунок ниже) служат для проверки наружных и внут-ренних прямых углов. Угольники изготовляют из углеродистой инструментальной стали У8 или легированной инструменталь-ной ХГ и подвергают закалке. Угольники изготовляют цельны-ми - из одного куска металла, или составными - из двух час-тей. Стороны угольника имеют разную длину. Длина короткой стороны равна примерно 2 / 3 длинной стороны.

Угольники 90°

а - нормальный; б — с Т-образной полкой; в - с утолщенной полкой

При проверке наружного угла угольник накладывают на де-таль его внутренней частью, а при проверке внутреннего угла - наружной частью. Наложив угольник одной стороной на де-таль, слегка прижимают его этой стороной к одной из сторон детали, другую сторону угольника совмещают с обрабатывае-мой стороной детали и по образовавшемуся просвету судят о правильности прямого угла.

Малки предназначаются для контроля и перенесения углов различной величины на размечаемую поверхность. Существу-ют малки простые и двойные. Простая малка состоит из обой-мы и линейки, помещенной на шарнире между двумя планка-ми обоймы. Благодаря шарнирному креплению линейка мо-жет занимать относительно обоймы положение под любым углом. Малку устанавливают на требуемый угол по образцу де-тали, по угловым плитам или по транспортиру. Простой Мал-кой можно переносить одновременно только один угол. Двойная малка состоит из трех линеек, поэтому ею можно перено-сить одновременно два разных угла.

Штангенинструменты применяют для измерения наруж-ных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин. Штанген-циркули выпускаются трех типов: ШЦ-1, ШЦ-11, ЩЦ-111. Они изготовляются с пределами измерений: 0-125 мм (ШЦ-1), 0-160 мм (ШЦ-11), 0-400 мм (ШЦ-111) и с отсчетом 0,1 мм (ШЦ-1) и 0,05 мм (ШЦ-11, ШЦ-111).

Штангенциркуль ШЦ-1

Штангенциркуль ШЦ-1 (рисунок выше) имеет штангу 1, на кото-рой нанесена шкала с основными миллиметровыми деления-ми. На одном конце штанги имеются измерительные губки 2 и 7, а на другом конце - линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка 3 с губками, которую в процессе измерения закрепляют на штанге зажимом 4. Ниж-ние губки 7 служат для измерения наружных размеров, а верх-ние 2 - для измерения внутренних размеров. На скошенные грани рамки 3 нанесена шкала 5 с дробными делениями - но-ниус, предназначенный для определения дробной части цены деления штанги, т.е. доли миллиметра. У нониуса цена деления составляет 1,9 мм. При измерении губки 7должны прилегать друг к другу без просветов. Перед измерением при сомкнутых губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.

При измерении деталь держат левой рукой за губками. Пра-вой рукой поддерживают штангу, и при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения губок с про-веряемой поверхностью, не допуская перекоса губок при нор-мальном измерительном усилии. Большим и указательным пальцами правой руки рамку закрепляют зажимом, поддержи-вая штангу остальными пальцами. Левой рукой при этом под-держивают губку штанги. При чтении показаний штангенцир-куль держат прямо перед глазами. Целое число миллиметров отсчитывают по шкале штанги слева направо нулевым штри-хом нониуса. Дробная доля определяется умножением значе-ния отсчета на порядковый номер штриха нониуса, совпадаю-щего со штрихом штанги.

Штангенциркуль ШЦ-11 со значением отсчета по нониусу 0,05 мм - высокоточный инструмент, предназначенный для наружных и внутренних измерений и разметки. Верхние губки штангенциркуля заострены и используются для разметочных работ. Цена деления нониуса 1,95 мм. Для точной установки подвижной рамки относительно штанги штангенциркуль снабжен микрометрической подачей (винтом и гайкой).

Штангенциркуль ШЦ-111 со значением отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних измерений. Цена деления нониуса 0,98 мм.

Штангенглубиномер служит для измерения высот глухих от-верстий, канавок, пазов, выступов. Штангенглубиномеры из-готовляют с пределами измерений 0-250 мм (значение отсчета по нониусу 0,05 мм) и 0-500 мм (значение отсчета по нониусу 0,1 мм). В некоторых случаях для измерения труднодоступных мест применяют глубиномеры, штанги которых имеют изогну-тый конец.

Штангенрейсмас предназначается для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки. Он состоит из осно-вания, в котором жестко закреплена штанга со шкалой; рамки с нониусом и стопорным винтом; устройства для микрометри-ческой подачи; сменных ножек (ножка для разметки имеет ост-рие, ножка для измерения высоты имеет две измерительные поверхности); стопорного винта для закрепления ножки; дер-жавки на выступе рамки для игл разной длины. Перед исполь-зованием штангенрейсмаса проверяют нулевой отсчет, для чего его устанавливают на поверочную плиту, опускают вниз рамку до соприкосновения измерительной поверхности ножки с пли-той; при этом нулевые штрихи шкалы нониуса и шкалы штанги должны совпадать. При измерении левой рукой прижимают ос-нование к плите и подводят ножку к проверяемой поверхности, затем правой рукой с помощью микрометрической подачи дово-дят измерительную ножку до соприкосновения нижней части ножки с проверяемой поверхностью. Показания штангенрейсмаса читают так же, как и штангенциркуля. При измерении вы-соты верхней измерительной плоскостью необходимо к получен-ному размеру прибавить высоту ножек.

Микрометр - инструмент для измерения линейных разме-ров контактным способом. Выпускают следующие типы мик-рометров: МК (гладкие) - для измерения наружных размеров; МЛ (листовые с циферблатом) - для измерения толщины лис-тов и лент; М3 (зубомерные) - для измерения зубчатых колес. Микрометры типа МК выпускают с пределами: 0-5; 0-10; 0-15; 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275;-275-300; 300-400; 400- 500; 500-600 мм. Микрометры с верхним пределом измерения 50 мм и более снабжают установочными мерами (точными ци-линдрическими стержнями).

Микрометр имеет на одном конце скобу с пяткой, на дру-гом - втулку-стебель, внутрь которой ввернут микрометриче-ский винт. Торцы пятки и микрометрического винта являются измерительными поверхностями. Ниже продольной линии на наружной поверхности стебля нанесены миллиметровые деле-ния, а выше ее - полумиллиметровые деления. Винт жестко связан с барабаном, на конической части которого нанесена шкала (нониус) с 50 делениями. Шаг микрометрического винта равен 0,5 мм. На головке микрометрического винта имеется уст-ройство, обеспечивающее постоянное измерительное усилие. Для фиксирования полученного размера служит стопор. Перед измерением проверяют нулевое положение микрометра.

Микрометрический глубиномер с погрешностью измерения 0,01 мм применяют для измерения глубины пазов, отверстий и высоты уступов до 100 мм. Глубиномеры изготовляют со смен-ными измерительными стержнями для измерения в пределах 0-25; 25-50; 50-75; 75-100 мм. Шаг микрометрического вин-та - 0,5 мм. Перед измерением проверяют нулевое положение глубиномера. При измерении левой рукой прижимают основа-ние глубиномера к верхней поверхности детали, а правой с по-мощью трещотки в конце хода доводят измерительный стер-жень до соприкосновения с другой поверхностью детали. За-тем стопорят микрометрический винт и считывают размер.

Микрометрический нутрометр с погрешностью измерения 0,01 мм предназначен для измерения внутренних размеров 50-10000 мм. Нутрометры с пределами измерений 1250-4000 мм и более поставляют с двумя головками - микрометри-ческой и микрометрической с индикатором. Шаг резьбы мик-рометрической винтовой пары нутрометра равен 0,5 мм. Мик-рометрический нутрометр имеет стебель, в отверстие которого вставлен микрометрический винт. Концы стебля и микромет-рический винт имеют сферические измерительные поверхно-сти. На винт насажен барабан с установочной гайкой. В уста-новленном положении микровинт закрепляют стопором. Для измерения отверстий более 63 мм используют удлинительные стержни длиной 25; 50; 100; 150; 200; 600 мм.

Перед навинчиванием удлинителя свинчивают гайку со стебля, а после присоединения удлинителя ее навинчивают на резьбовый конец последнего стержня. Перед измерением мик-рометрическую головку устанавливают по установочной скобе на исходный размер, проверяют нулевое положение, а затем вы-бирают наименьшее число удлинителей. Измерение нутромет- ром отверстий производится по взаимно перпендикулярным диаметрам. Левой рукой прижимают измерительный наконеч-ник к одной поверхности, а правой рукой вращают барабан до легкого соприкосновения с другой поверхностью. Отыскав наи-больший размер, стопорят микровинт и считывают размер.

Основные факторы, определяющие выбор средств для измерения линейных размеров. Чтобы получить деталь заданных размеров, необходимо обеспечить в процессе ее изготовления правиль-ную разметку, проверку и точное измерение. При выборе средств, обеспечивающих контроль линейных размеров изде-лия в процессе ее изготовления, необходимо использовать:

• требуемую техническую документацию с указанием погреш-ностей измерений;
• метод измерения линейных размеров, допустимый технологи-ческим процессом;
• измерительные инструменты и приборы, позволяющие про-вести необходимые замеры.

Осуществить контрольные измерения изделий позволяют измерительные приборы, как стандартные (описанные выше), так и сконструированные специально для одного вида замера.

Основы проектирования деталей и узлов

Взаимозаменяемость и стандартизация.

Взаимозаменяемость обеспечивает правильную сборку и замену при ремонте независимоизготовлен н ых деталей и узлов без дополнительной их обработки.

Взаимозаменяемость может быть полной и неполной (частичной). Для обеспечения взаимозаменяемости и упорядочения производства

существуют стандарты:

предприятия - СТП , отрасли -ОСТ ,

государственные - ГОСТ , международные -МС .

Геометрические параметры деталей количественно оценивают размерами.

Размер - числовое значение линейных величин в выбранных единицах измерения. Размеры, проставляемые на чертежах, называютноминальными .

Принятые номинальные размеры округляют до значений по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры».

Стандартом предусмотрены четыре ряда размеров Р5, Р10, Р20 и Р40

(в порядке убывающей предпочтительности

При изготовлении деталей, может не

совпадать с номинальным размером , так как технологические погрешности вызывают неизбежное рассеяние размеров деталей.

Для обеспечения правильной сборки и нормальной работы допускают некотороерассеяние размеров детали.

Максимальный и минимальный размеры , между которыми находится действительный размер детали, называют предельными размерами .

Алгебраическую разность между измеренным размером

(действительным) и соответствующим номинальным размером называют

действительным отклонением , разность между предельным и номинальным размерами называютпредельным отклонением .

Величины отклонений могут быть положительными и отрицательными .

При схематическом изображении положительные отклонения откладываются вверх относительно номинальных размеров, а отрицательные - вниз от нулевой линии.

Предельные размеры отверстия и вала, определяющие поля допусков

Экономически целесообразные отклонения размеров деталей определяются Единой системой допусков и посадок , установленной СТ

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называют допуском .

допуск размера вала

допуск размера отверстия

Поле допуска -определяется числовым значением допуска и его положением относительно номинального размера.

Обозначается буквой (или двумя буквами) латинского алфавита - прописной для отверстия истрочной для валов,

упрощается и удешевляется.

При равном допуске деталь большего размера изготовить сложнее.

В зависимостидопуска от числа единиц допуска в допуске

Размер назначают в зависимости от диаметра

стандартом установлено 19 квалитетов (степеней точности)

Ступеней градации значений допусков:

01; 0; 1; 2; 3; 4; 5; ...; 17.

Допуски в квалитетах 01, ..., 4 предназначены для концевых мер длины,калибров, измерительных

инструментов и др.;

Квалитеты 5, ..., 13 дают допуски для сопрягаемых размеров деталей,

в остальных квалитетах даются допуски для несопрягаемых

Величины предельных отклонений указываются на чертежах тремя способами:

1)мелкими цифрами (в мм) за номинальным размером; отклонения, равные нулю, не проставляются.

Отклонения могут иметь одинаковые или разные знаки,

2) условным обозначением поля допуска, состоящим из буквы и цифры, обозначающей квалитет,

3) одновременным указанием поля допуска и цифровых значений

отклонений (в скобках ), )