Почему существует понятие толерантности и соответствия? Все выпускаемые изделия, какое бы сложное оборудование ни использовалось, сколько бы усилий не прилагалось, их размеры и форма не могут точно соответствовать теоретическим значениям. Это разрыв между идеалом и реальностью!
Так как же выполнить требования взаимозаменяемости деталей? То есть среди партии деталей или компонентов одной и той же спецификации любой из них может соответствовать заданным требованиям к характеристикам без какого-либо выбора или дополнительной модификации. Для этого необходимо, чтобы размеры изготавливаемых деталей находились в пределах допустимых допусков.
01
Термины, связанные с толерантностью
При обработке деталей из-за влияния точности станка, износа инструмента, погрешностей измерения и т. п. невозможно абсолютно точно обрабатывать размеры деталей. Чтобы обеспечить взаимозаменяемость, погрешность обработки размера детали должна быть ограничена определенным диапазоном, а величина отклонения размера должна быть указана.
1) Основной размер
В соответствии с прочностными и конструктивными требованиями детали размер определяется при проектировании.
2) Фактический размер
Размеры, полученные путем измерения.
3) Предельный размер
Два предельных значения для допустимого изменения размера. Определяется исходя из основного размера. Большее из двух предельных значений называется максимальным предельным размером; меньший из них называется минимальным предельным размером.
4) Отклонение размера (называемое отклонением)
Алгебраическая разность измерения минус его базовое измерение. Размерные отклонения бывают:
Верхнее отклонение=максимальный предельный размер - базовый размер
Нижнее отклонение=минимального предельного размера – базовый размер
Верхнее и нижнее отклонения вместе называются предельными отклонениями, и верхнее и нижнее отклонения могут быть положительными, отрицательными или нулевыми.
В национальном стандарте установлено, что условное обозначение верхнего отклонения отверстия - ЭС, условное обозначение нижнего отклонения отверстия - ЭИ; условное обозначение верхнего отклонения вала es, а условное обозначение нижнего отклонения вала ei.
▲ Диаграмма зоны допуска
5) Размерный допуск (допуск для краткости)
Допускается допустимая вариация размера.
Размерный допуск=максимальный предельный размер - минимальный предельный размер
= верхнее отклонение - нижнее отклонение
Поскольку максимальный предельный размер всегда больше минимального предельного размера, то есть верхнее отклонение всегда больше нижнего отклонения, допуск на размер должен быть положительным значением.
6) Нулевая линия, зона PR и диаграмма зоны допуска
Нулевая линия является опорной линией, используемой для определения отклонения на диаграмме зон допуска, то есть линией нулевого отклонения. Обычно нулевая линия представляет базовый размер. Отметить "0", "плюс", "-" на левом конце нулевой линии, отклонение выше нулевой линии положительное; отклонение ниже нулевой линии отрицательно. Зона допуска представляет собой область, определяемую двумя прямыми линиями, представляющими верхнее и нижнее отклонения. Ширина и положение зоны допуска — это два элемента, составляющих зону допуска.
7) Стандартный допуск и стандартный класс допуска
Стандартные допуски — это любые допуски, указанные в национальных стандартах для определения размера зоны допуска. Стандартный класс допуска — это класс, определяющий степень точности размеров. Стандартные допуски делятся на 20 класса, а именно IT01, IT0, IT1~IT18, которые представляют собой стандартные допуски, а арабские цифры обозначают стандартные классы допусков, среди которых класс IT01 является наивысшим, классы в свою очередь понижаются, и Категория IT18 является самой низкой. Для определенного базового размера, чем выше уровень стандартного допуска, тем меньше значение стандартного допуска и тем выше точность размера.
8) Основное отклонение
Он используется для определения верхнего или нижнего отклонения зоны допуска относительно положения нулевой линии. Как правило, это относится к отклонению, близкому к нулевой линии. Когда зона допуска находится выше нулевой линии, основным отклонением является нижнее отклонение. Когда зона допуска находится ниже нулевой линии, основным отклонением является верхнее отклонение.
В соответствии с фактическими потребностями национальный стандарт предусматривает 28 различных основных отклонений для отверстия и вала соответственно, как показано на рисунке ниже. Основные значения отклонений отверстий и валов можно найти в соответствующих таблицах.
▲ Серия основных отклонений
Из приведенного выше рисунка видно, что:
1) Код основного отклонения представлен латинскими буквами, заглавная буква представляет собой код основного отклонения, а строчная буква представляет собой код основного отклонения оси. Поскольку основное отклонение используется только для обозначения размера поля допуска на рисунке, один конец поля допуска изображается как отверстие.
2) Отклонение от A~H является нижним отклонением, J~ZC является верхним отклонением, а верхнее и нижнее отклонения JS равны плюс IT/2 и -IT/2 соответственно.
3) Основное отклонение оси есть верхнее отклонение от а~h, нижнее отклонение от j~zc, а верхнее и нижнее отклонения js равны плюс IT/2T и -IT/2 соответственно. Другое отклонение отверстий и валов можно рассчитать по основному отклонению и стандартному допуску.
02
Связанные термины
В машинной сборке соотношение между полем допуска отверстий и валов, имеющих одинаковый базовый размер и совмещенных между собой, называется посадкой. Из-за разницы в фактических размерах отверстия и вала после сборки может возникнуть «люфт» или «натяг». В посадке между отверстием и валом алгебраическая разность, полученная вычитанием размера вала из размера отверстия, положительна, когда она положительна, а когда она отрицательна, это натяг.
(1) Типы координации
Посадки делятся на три категории в зависимости от их зазора или вмешательства:
картина
1) Посадка с зазором
Зона допуска отверстия находится выше зоны контакта вала, и любая пара отверстий и вал совпадут с зазором (включая минимальный зазор, равный нулю), как показано на рисунке а выше.
2) Посадка с натягом
Зона допуска отверстия находится ниже зоны допуска вала, и любая пара отверстий и вал соответствуют посадке с натягом (включая минимальный нулевой зазор), как показано на рисунке b выше.
3) Переобучение
Зона допуска отверстия перекрывается с зоной допуска вала, и любая пара отверстий и вал совмещаются, которые могут иметь зазор или посадку с натягом, как показано на рисунке c выше.
(2) Координация эталонной системы
Национальный стандарт предусматривает две эталонные системы, как показано на рисунке ниже.
картина
▲ Две эталонные системы
1) базовая система отверстий
Основное отклонение представляет собой систему, в которой поле допуска определенного отверстия и поле допуска вала основного отклонения составляют своего рода взаимодействие, как показано на рисунке а. То есть положение поля допуска отверстия фиксируется в посадке одного и того же базового размера, а различные посадки получаются изменением положения поля допуска вала. Отверстие, сделанное базовым отверстием, называется эталонным отверстием. В национальном стандарте указано, что нижнее отклонение эталонного отверстия равно нулю, а «H» — это основной код отклонения эталонного отверстия.
2) Базовая система вала
Основное отклонение представляет собой систему, в которой поле допуска определенного вала и поле допуска отверстий с различными основными отклонениями составляют систему различных посадок, как показано на рисунке б. То есть положение поля допуска вала фиксируется в посадке одного и того же базового размера, а различные посадки получаются изменением положения поля допуска отверстия. Отверстие, выполненное в центре базового вала, называется опорной втулкой вала. В национальном стандарте указано, что верхнее отклонение эталонного вала равно нулю, а «h» — это основной код отклонения эталонного вала.
Из диаграммы ряда основных отклонений видно, что:
В системе базовых отверстий базовое отверстие H соответствует валу, a~h (всего 11 типов) используются для посадки с зазором; j~n (всего 5 типов) используются в основном для чрезмерной посадки; (n, p, r могут быть избыточной посадкой или посадкой с натягом); p~zc (всего 12 типов) в основном используются для посадки с натягом.
В базовой системе вала базовая ось h соответствует отверстию, A~H (всего 11 типов) используются для посадки с зазором; J~N (всего 5 типов) в основном используются для чрезмерной посадки; (N, P, R могут быть избыточной посадкой или посадкой с натягом); P~ZC (всего 12 типов) в основном используются для посадки с натягом.
03
допуск формы
Допуск формы относится к общему изменению, допускаемому формой одного фактического элемента. Допуски формы выражаются в зонах допуска формы. Зона допуска формы включает четыре элемента, такие как форма, направление, положение и размер зоны допуска. К элементам допуска формы относятся: прямолинейность, плоскостность, округлость, цилиндричность, линейный профиль и профиль поверхности.
1) Прямолинейность
Прямолинейность относится к условию, при котором фактическая форма прямых элементов детали сохраняет идеальную прямую линию. Это то, что обычно называют плоскостностью. Допуск прямолинейности — это максимальное отклонение фактической линии от идеальной линии. То есть, заданный на чертеже, используется для ограничения допустимого диапазона изменения фактической погрешности обработки линии.
картина
▲Пример шаблона 1: в заданной плоскости зона допуска должна быть площадью между двумя параллельными прямыми линиями на расстоянии 0,1 мм.
картина
▲Пример шаблона 2: если перед значением допуска добавляется отметка φ, зона допуска должна находиться в пределах площади цилиндрической поверхности диаметром 0,08 мм.
2) Плоскостность
Под плоскостностью понимается фактическая форма плоского элемента детали и условие сохранения идеальной плоскости. Это то, что обычно называют гладкостью. Допуск на плоскостность — это максимальное отклонение фактической поверхности от плоскости. То есть на чертеже дается ограничение допустимого диапазона изменения фактической погрешности обработки поверхности.
картина
▲Пример шаблона: зона допуска – это область между двумя параллельными плоскостями на расстоянии 0,08 мм.
3) Округлость
Округлость — это состояние фактической формы элемента, представляющего собой круг на детали, равноудаленной от ее центра. Это обычно называют степенью округлости. Допуск на округлость — это максимальное отклонение фактического круга от идеального круга на одном и том же сечении. То есть данный на чертеже используется для ограничения допустимого диапазона изменения погрешности обработки фактической окружности.
картина
▲Пример шаблона: зона допуска должна находиться в одном и том же нормальном сечении, а разница радиусов — это площадь между двумя концентрическими окружностями со значением допуска 0,03 мм.
4) Цилиндричность
Цилиндричность означает, что каждая точка контура цилиндрической поверхности детали находится на равном расстоянии от ее оси. Допуск цилиндричности — это максимальное отклонение фактической цилиндрической поверхности от идеальной цилиндрической поверхности. То есть, приведенный на чертеже, используется для ограничения допустимого диапазона изменения фактической погрешности обработки цилиндрической поверхности.
картина
▲Пример шаблона: зона допуска – это площадь между двумя коаксиальными цилиндрическими поверхностями с разницей в радиусах 0,1 мм.
5) Профиль линии
Профиль линии – это условие, при котором кривая любой формы сохраняет свою идеальную форму на заданной плоскости детали. Допуск профиля линии относится к допустимому отклонению фактической линии контура некруглой кривой. То есть, заданный на чертеже, используется для ограничения допустимого диапазона изменения фактической погрешности обработки кривой.
картина
▲Пример шаблона. Зона допуска – это область между двумя конвертами, заключающими в себе ряд окружностей диаметром 0,04 мм. Центры окружностей лежат на линиях теоретически правильной геометрии.
6) Профиль поверхности
Профиль поверхности – это условие, при котором любая поверхность детали сохраняет свою идеальную форму. Допуск профиля поверхности относится к допустимому отклонению фактической линии контура некруглой поверхности от поверхности идеального профиля. То есть, заданная на чертеже, используется для ограничения диапазона изменения фактической погрешности обработки поверхности.
картина
▲Пример шаблона: зона допуска находится между двумя конвертами, охватывающими ряд шариков диаметром 0,02 мм. Центры шаров теоретически должны располагаться на поверхности теоретически правильной геометрической формы.
04
допуск положения
Допуск положения относится к общему количеству отклонений, допускаемых положением связанного фактического элемента с базой.
(1) Допуск ориентации
Допуск ориентации относится к общему количеству отклонений, допускаемых связанным фактическим элементом с базой в направлении. Этот вид допуска включает в себя три элемента: параллельность, перпендикулярность и наклон.
1) Параллелизм
Параллелизм, который обычно называют степенью параллелизма, указывает на условие, при котором измеренные фактические элементы детали находятся на равном расстоянии от исходной точки. Допуск на параллельность — это максимально допустимое отклонение между фактическим направлением измеряемого элемента и идеальным направлением, параллельным базовой точке.
картина
▲Пример шаблона: если метка φ добавляется перед значением допуска, зона допуска находится в пределах цилиндрической поверхности с эталонным параллельным диаметром φ0,03 мм.
2) Вертикальность
Перпендикулярность, которую обычно называют степенью ортогональности между двумя элементами, означает, что измеренный элемент на детали сохраняет правильный угол 90 градусов по отношению к эталонному элементу. Допуск перпендикулярности — это максимально допустимое отклонение между фактическим направлением измеряемого элемента и идеальным направлением, перпендикулярным к базовой точке.
картина
▲Пояснение легенды: если перед полем допуска добавляется отметка φ, то поле допуска перпендикулярно базовой плоскости и находится внутри цилиндрической поверхности диаметром 0,1 мм.
картина
▲ Условные обозначения: Зона допуска должна располагаться между двумя параллельными плоскостями на расстоянии 0,08 мм и перпендикулярно базовой линии.
3) Наклон
Наклон — это правильное условие любого заданного угла между относительными ориентациями двух элементов на детали. Допуск на уклон — это максимальное допустимое отклонение между фактической ориентацией измеренного элемента и идеальной ориентацией под любым заданным углом к базе.
картина
▲Пояснение легенды: зона допуска измеряемой оси – это площадь между двумя параллельными плоскостями, расстояние между которыми составляет 0.08 мм и которые образуют теоретический угол 60 градусов с базовой плоскостью A.
картина
▲Пояснение легенды: Если перед значением допуска добавляется знак φ, то поле допуска должно располагаться на цилиндрической поверхности диаметром 0,1 мм. Зона допуска должна быть параллельна плоскости B, перпендикулярной базовой точке A, и образовывать теоретически правильный угол 60 градусов с базовой точкой A.
(2) Допуск позиционирования
Допуск позиционирования — это общее количество отклонений, допускаемых для положения связанного фактического элемента относительно базы. Этот вид допуска включает три пункта: степень положения, степень соосности и степень симметрии.
1) Степень должности
Степень положения относится к точному состоянию точек, линий, поверхностей и других элементов детали относительно их идеального положения. Допуск положения — это максимально допустимое отклонение фактического положения измеряемого элемента от идеального положения.
картина
▲ Условные обозначения: если перед зоной допуска добавляется метка Sφ, зона допуска представляет собой внутреннюю область шара диаметром 0,3 мм. Положение центральной точки сферической зоны допуска является теоретически правильным размером относительно баз A, B и C.
2) Соосность
Соосность, обычно известная как степень соосности, означает, что измеренная ось детали находится на той же прямой линии относительно базовой оси. Допуск концентричности — это допустимое отклонение измеренной фактической оси относительно опорной оси.
картина
▲Обозначение допуска концентричности: когда значение допуска отмечено, зона допуска представляет собой площадь между цилиндрами диаметром 0,08 мм. Ось кругового поля допуска совпадает с базой.
3) Симметрия
Степень симметрии означает, что два симметричных центральных элемента детали находятся в одной центральной плоскости. Допуск симметрии — это величина отклонения, допускаемая центральной плоскостью симметрии (или центральной линией, осью) фактического элемента относительно идеальной плоскости симметрии.
картина
▲Условное описание: Зона допуска — это область между двумя параллельными плоскостями или прямыми линиями на расстоянии 0,08 мм, расположенная симметрично относительно базовой плоскости центра или центральной линии.
(3) Допуск на биение
Допуск на биение — это элемент допуска, заданный на основе определенного метода обнаружения. Допуск на биение можно разделить на круговое биение и полное биение.
1) Избиение по кругу
Круговое биение — это состояние, при котором поверхность вращения детали сохраняет фиксированное положение относительно базовой оси в пределах определенной плоскости измерения. Допуск на круговое биение представляет собой максимальное отклонение, допустимое в пределах ограниченного диапазона измерения, когда измеренный фактический элемент совершает полный оборот вокруг базовой оси без осевого перемещения.
картина
▲ Условные обозначения 1. Зона допуска — это область между двумя концентрическими окружностями, перпендикулярными любой плоскости измерения, с разницей в радиусах 0,1 мм, центры которых находятся на одной нулевой оси.
картина
▲ Условные обозначения 2. Зона допуска – это площадь между двумя окружностями на расстоянии 0,1 мм на измерительном цилиндре в любом радиальном положении, соосном с базовой точкой.
2) полное избиение
Полное биение относится к величине биения по всей измеряемой поверхности, когда деталь непрерывно вращается вокруг базовой оси. Полный допуск на биение — это максимально допустимое биение, когда измеренный фактический элемент непрерывно вращается вокруг базовой оси, в то время как индикатор движется относительно своего идеального контура.
картина
▲ Условные обозначения 1. Зона допуска – это площадь между двумя цилиндрическими поверхностями с разницей радиусов 0,1 мм, соосная с базовой точкой.
картина
▲ Условные обозначения 2. Зона допуска – это площадь между двумя параллельными плоскостями с разницей в радиусах 0,1 мм, расположенная перпендикулярно базовой точке.
Вот, это следующая таблица, поторопитесь и соберите её~
