Что такое классное отверстие
Квалитет
До́пуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями (размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства. Назначается (выбирается) исходя из технологической точности или требований к изделию (продукту). Любое значение параметра, оказывающееся в заданном интервале, является допустимым.
В российских стандартах допуск — абсолютная величина.
Содержание
Допуск в машиностроении
Основные термины и определения по ГОСТ 25346-89.
Примечание. ES — верхнее отклонение отверстия; es — верхнее отклонение вала.
Примечание. ЕI — нижнее отклонение отверстия; ei — нижнее отклонение вала.
Примечание. Допуск — это абсолютная величина без знака.
Примечание. i — единица допуска для номинальных размеров до 500 мм, I — единица допуска для номинальных размеров св. 500 мм.
Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики
Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики указываются: 1) в виде числового значения допуска; 2) в виде двух предельных отклонений между которыми находится действительный размер () ; 3) сочетанием букв (буквы) основного отклонения и номера квалитета (); 4) в виде наибольшего и наименьшего предельных значений; 5) знаком «больше или равно» () или «меньше или равно» (); 6) процентом.
Предельное отклонение угла конуса
Предельное отклонение угла конуса: 1) если конус задан конусностью обозначается символами и числовым значением степени точности; 2) если конус задан углом обозначается символами и числовым значением степени точности.
Допуск формы и расположение поверхностей
Допуск формы и расположение поверхностей указывается в виде условных обозначений (графически с числовым значением допуска) или текстом.
Группа допуска | Вид допуска | Знак |
---|---|---|
Допуск формы | Допуск прямолинейности | |
Допуск плоскостности | ||
Допуск круглости | ||
Допуск цилиндричности | ||
Допуск профиля продольного сечения | ||
Допуск расположения | Допуск паралельности | |
Допуск перпендикулярности | ||
Допуск наклона | ||
Допуск соосности | ||
Допуск симметричности | ||
Позиционный допуск | ||
Допуск пересечения осей | ||
Суммарный допуск формы и расположения | Допуск радиального биения, торцевого биения, биения в заданном направлении | |
Допуск полного радиального биения, полного торцевого биения | ||
Допуск формы заданного профиля | ||
Допуск формы заданной поверхности |
Квалитет
Квалитет — числовое значение, используемое при задании допуска для указания его абсолютной величины.
Абсолютная величина допуска (в микрометрах) в зависимости от квалитета и размера [1] :
Размер, мм | 01 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
До 3 | 0,3 | 0,5 | 0,8 | 1,2 | 2 | 3 | 4 | 6 | 10 | 14 | 25 | 40 | 60 | 100 | 140 | 250 | 400 | 600 | 1000 |
3-6 | 0,4 | 0,6 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 5 | 8 | 12 | 18 | 30 | 48 | 75 | 120 | 180 | 300 | 480 | 750 | 1200 |
6-10 | 0,4 | 0,6 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 9 | 15 | 22 | 36 | 58 | 90 | 150 | 220 | 360 | 580 | 900 | 1500 |
10-18 | 0,5 | 0,8 | 1,2 | 2 | 3 | 5 | 8 | 11 | 18 | 27 | 43 | 70 | 110 | 180 | 270 | 430 | 700 | 1100 | 1800 |
18-30 | 0,6 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 9 | 12 | 21 | 33 | 52 | 84 | 130 | 210 | 330 | 520 | 840 | 1300 | 2100 |
30-50 | 0,6 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 7 | 11 | 16 | 25 | 39 | 62 | 100 | 160 | 250 | 390 | 620 | 1000 | 1600 | 2500 |
50—80 | 0,8 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 15 | 22 | 35 | 54 | 87 | 140 | 220 | 350 | 540 | 870 | 1400 | 2200 | 3500 |
80-120 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 15 | 22 | 35 | 54 | 87 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 | 4000 |
120-180 | 1,2 | 2 | 3,5 | 5 | 8 | 12 | 18 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | 1000 | 1600 | 2500 | 4000 |
180-250 | 2 | 3 | 4,5 | 7 | 10 | 14 | 20 | 29 | 46 | 72 | 115 | 185 | 290 | 460 | 720 | 1150 | 1850 | 2900 | 4600 |
250-315 | 2,5 | 4 | 6 | 8 | 12 | 16 | 23 | 32 | 52 | 81 | 130 | 210 | 320 | 520 | 810 | 1300 | 2100 | 3200 | 5200 |
315-400 | 3 | 5 | 7 | 9 | 13 | 18 | 25 | 36 | 57 | 89 | 140 | 230 | 360 | 570 | 890 | 1400 | 2300 | 3600 | 5700 |
400-500 | 4 | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | 27 | 40 | 63 | 97 | 155 | 250 | 400 | 630 | 970 | 1550 | 2500 | 4000 | 6300 |
Понятие о классах точности и степени шероховатости поверхностей
Степень точности размеров той или иной детали задается указанным в чертеже классом точности. ГОСТ на допуски и посадки устанавливает 13 классов точности: 1, 2, 2а, 3, За, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. Самым точным является класс 1, а в последующих (в порядке возрастания) классах точность снижается. Допуск на изготовление деталей по 1-му классу самый узкий, а предельные размеры близки к номинальному. В других классах допуск постепенно увеличивается. Классы точности 7, 8, 9, 10 и 11 имеют сравнительно большие допуски и обычно устанавливаются на свободные размеры деталей, не предназначенных для сопряжения.
Работоспособность деталей зависит не только от точности размеров, но и от степени обработки их поверхностей. При любом виде обработки на поверхности детали остаются следы инструмента, которым она обрабатывается, т. е. некоторая шероховатость.
ГОСТ 2789—73 устанавливает 14 классов шероховатости. Классы с 1-го по 6-й содержат только один разряд, а все остальные — три разряда. Параметрами шероховатости являются: Ra—среднее арифметическое отклонение профиля и Rz— высота неровностей профиля по десяти точкам. Оба параметра измеряются в микронах; для классов с 1-го по 5-й, 13-го и 14-го установлен параметр Rz, а для остальных Ra.
Значение параметра шероховатости указывают в обозначении шероховатости: для параметра Ra — без символа (например, 0,5); для параметра Rz — после символа (например, Rz32).
При указании диапазона шероховатости в обозначении шероховатости приводят пределы значения параметра, размещая 1,00 0,080 их в две строки: 1,00 0,63. Чем выше класс шероховатости, тем лучше обработка поверхности.
Вопросы для повторения
1. Что такое взаимозаменяемость деталей и каково ее значение при ремонте судовых механизмов?
2. Что такое допуск, отклонение, класс точности? Какие классы точности приняты в машиностроении?
3. Что называется посадкой? Каковы основные виды посадок?
4. Что такое система отверстий и система вала и в чем их различие?
5. Какое значение имеет чистота обработки (степень шероховатости) поверхностей деталей?
Основные понятия о допусках и посадках
Основные понятия о допусках и посадках
Производственный опыт показал, что задачу выбора оптимальной точности можно решить установлением для каждого размера детали (особенно для сопрягаемых ее размеров) пределов, в которых может колебаться ее действительный размер; при этом исходят из того, что узел, в который входит деталь, должен соответствовать своему назначению и не терять работоспособность в требуемых условиях функционирования с необходимым ресурсом.
Номинальным называют основной размер, получаемый из расчета на прочность, жесткость или выбираемый конструктивно и проставляемый на чертеже. Проще говоря, номинальный размер детали получен конструкторами и разработчиками расчетным путем (исходя из требований прочности, жесткости и т. п.) и указывается на чертеже детали в виде основного размера.
Номинальный размер соединения является общим для отверстия и вала, составляющих соединение. По номинальным размерам выполняют в том или ином масштабе чертежи деталей, сборочных единиц и приборов.
Посадки
Действительный зазор будет находиться между указанными пределами, т. е. между максимальным и минимальным зазором. Зазор необходим для обеспечения подвижности соединения и размещения смазки. Чем выше число оборотов и выше вязкость смазки, тем больше должен быть зазор.
В посадках с натягом так выбирают предельные размеры вала и отверстия, чтобы в сопряжении был гарантированный натяг, ограниченный минимальным и максимальным значениями – Nmax и Nmin :
Посадки в системе отверстия и системе вала
Посадки, установленные ЕСДП СЭВ, могут быть осуществлены по системам отверстия или вала.
На промышленных предприятиях в основном применяют систему отверстия, так как она требует меньшего количества режущего и измерительного инструмента, т. е. более экономична. Кроме того, технологически удобнее подгонять вал под отверстие, а не наоборот, поскольку удобнее производить обработку и контрольные измерения внешней поверхности, а не внутренней.
Систему вала, как правило, применяют для наружных колец шарикоподшипников и в тех случаях, когда на гладкий вал насаживают несколько деталей с различными посадками.
Квалитеты
В системе СЭВ для обозначения допусков с указанием квалитетов применяются следующие условные обозначения:
Графическое изображение допусков и посадок
Построение выполняется следующим образом.
От горизонтальной линии, условно изображающей поверхность детали при ее номинальном размере, откладывают предельные отклонения в произвольно выбранном масштабе. Обычно на схемах величины отклонений указывают в микронах, но можно строить поля допусков и в миллиметрах, если отклонения достаточно большие.
На схемах указывают номинальный D и предельные ( Dmax, Dmin, dmax, dmin ) размеры, предельные отклонения ( ES, EI, es, ei ) поля допусков и другие параметры.
Использование всех основных отклонений и квалитетов позволяет получить 490 полей допусков для валов и 489 для отверстий. Такие широкие возможности образования полей допусков позволяют применять ЕСДП в различных специальных случаях. Это является ее существенным достоинством. Однако на практике использование всех полей допусков неэкономично, так как вызовет чрезмерное разнообразие посадок и специальной технологической оснастки.
При разработке национальных систем допусков и посадок на базе систем ИСО из всего многообразия полей допусков отбирают только те поля, которые обеспечивают потребности промышленности страны и ее внешнеэкономические связи.
Поле допуска в ЕСДП СЭВ образуется сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. В соответствии с этим поле допуска обозначается буквой основного отклонения и номером квалитета, например 65f6; 65e11 — для вала; 65Р6; 65H7 — для отверстия.
Основные отклонения зависят от номинальных размеров деталей и остаются постоянными для всех квалитетов. Исключение составляют основные отклонения отверстий J, К, М, N и валов j и k, которые при одинаковых номинальных размерах, в разных квалитетах имеют различные значения. Поэтому на схемах поля допусков с отклонениями J, К, М, N, j, k, обычно разделены на части и показаны ступенчатыми.
Специфичны поля допусков типа js6, Js8, Js9 и т.д. Они фактически не имеют основного отклонения, поскольку расположены симметрично относительно нулевой линии. По определению основное отклонение – это отклонение ближайшее к нулевой линии. Значит, оба отклонения таких специфических полей допусков могут быть признаны основными, что недопустимо.
Допуски и посадки установлены для четырех диапазонов номинальных размеров:
Средний диапазон является наиболее важным, поскольку применяется значительно чаще.
Обозначение допусков на чертежах
Указания и обозначения на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей регламентируются ГОСТ 2.308-79, который предусматривает для этих целей специальные знаки и символы.
С основными положениями этого стандарта, используемыми знаками и символами для обозначения предельных отклонений, можно ознакомиться в этом документе (формат WORD, 400 кБ).
6 разновидностей инструментов для развертывания
Развертывание — это технологическая операция в слесарном деле, которая помогает получать чистые аккуратные отверстия в металлических изделиях и деталях. Целью операции являются калиброванные отверстия для валов, плунжеров. Развертыванием достигаются нужные размеры посадочных отверстий подшипников. ´Подшипники как сборочные узлы, обеспечивающие соединение различных блоков внутри механизмов и машин, требуют большой точности для посадочных сопряжений, часто с минимальным зазором. Есть понятие гарантированного зазора, он может быть реализован с помощью этой технологической операции.
Слесарные технологические операции по работе с отверстиями
Сверлят проходы в металле и других материалах с помощью сверлильного оборудования различного рода и размерности. Это вид механической обработки материалов методом резания под определенной направленностью граней инструмента. В результате появляются отверстия, которые отличаются по глубине проникновения и диаметру. Используются станки и ручное оборудование в виде механических, электрических дрелей, а также перфораторов. Эти инструменты не позволяют получать проходы в металле или иных материалах, отличающиеся большой точностью.
Поэтому дальше в работу включается зенкерование — этап получистой обработки стенок отверстия. Цилиндрические и конические проходы обрабатываются для получения более гладкой, качественной поверхности и, при необходимости, для увеличения диаметра. Наряду с зенкерованием имеется технологическая операция зенкования. Это обработка фаски, то есть края отверстия для большей гладкости и точности.
Растачивание проводится с помощью расточных резцов под заданные значения размеров. Инструменты для этого – металлорежущие станки, такие, как расточные, токарные, другие аналогичные.
Этап окончательной обработки заключается в точной обработке, калибровке отверстия под заданные параметры и допуски, прописанные в технической и нормативной документации к получаемым деталям и изделиям. Это и есть развертывание.
Инструменты для проведения операции развертывания
Этот вид работ предполагает применения специального инструмента, который носит соответствующее название. По внешнему виду развертка схожа с зенкером, работающем на предыдущей стадии обработки отверстий. Представляет собой инструмент цилиндрической или конической формы. Имеет множество лезвий – до 20 штук. Резание происходит за счет вращения.
Все параметры регулируются нормами и Государственными стандартами.
Квалитет как показатель точности
Достигается значение технологической точности в пределах 6-9 квалитета.
Эта величина оценивает допуски – разницу между самым большим и наиболее малым предельным значением отклонения от параметров, которые рассматриваются как номинальные размеры.
В машиностроительной продукции выделяются несколько видов размеров: номинальный, действительный, предельный. Предельные значения определяют возможность посадки – обеспечение адекватного соединения узлов и деталей.
Квалитет, от немецкого термина qualitat, который в свою очередь происходит от латинского qualitas – качество. Он определяет размеры допусков. Благодаря этому рассматривается как мера точности. Увеличение значения квалитета обозначает снижение точности и повышение допуска.
Квалитеты от 1 до 4 соответствуют производству калибров и контркалибров, речь идет об инструментах контроля.
Величины от 5 – до 12 задаются при изготовлении деталей, которые должны сопрягаться с другими деталями или блоками.
Параметры от 13 до 17 можно использовать для несопрягающихся изделий.
Существует таблица соответствий размеров отверстий в мм величине допусков в мкм при квалитете.
Для значений 6-9, которые предусмотрены для инструмента развертка, часть таблицы выглядит следующим образом:
Допуск в мкм при квалитете | |||||||||
01 | 0 | 1 | 2 | — | 8 | 9 | — | 17 | |
0,4 | 0,6 | 1 | 1,5 | — | 22 | 36 | — | 1500 |
В таблице указаны не все параметры. Пропуски допущены для демонстрации изменений. В реальной табл. показатели идут подряд.
Допуск размеров (IT) вычисляется по формуле:
IT, мкм= К*i |
К- квалитет или число единиц допуска, i – единица допуска (мкм) |
Шероховатость поверхности
Развертка характеризуется значениями Ra в диапазоне от 0, 32 до 1,25 мкм. Этот параметр определяет микрогеометрические особенности твердых тел. Он отражает, какое количество и качество неровностей есть на поверхности. Они должны находиться на небольшом расстоянии друг от друга.
Шероховатость поверхности существенным образом влияет на эксплуатационные свойства изделий и деталей. К этим свойствам относится износостойкость, противостояние истиранию, прочность, плотность соединений и другие.
Величина Ra вычисляется математическим способом как среднее арифметическое из замеров отклонений профиля поверхности, проведенных на площади, ограниченной базовой длиной.
Параметры должны определяться в соответствии с требованиями и правилами ИСО — Международной организации по стандартизации, International Organization for Standardization.
Разновидности инструментов для развертывания
Развертывание отверстий
Обработка отверстия разверткой проходит после рассверливания сразу, либо, после прохождения этапа зенкерования. Диаметр инструмента по кромкам лезвий должен создать ровно такое отверстие, которое соответствует необходимому по технологическому заданию. Для этого инструмент доводят до нужного размера путем заточки на станке – это правило для цельных вариантов, либо выставляют необходимые значения на регулируемой развертке.
Точность полученной поверхности связана не только с правильной подгонкой инструмента, но и с тем, какую выбирают смазочно-охлаждающую жидкость. Минеральные масла, пригодные для расточки стали, не подойдут для обработки изделий из бронзы или латуни.
Эти показатели предопределяют, какую выбрать скорость и частоту вращения шпинделя. Ось развертки должна строго совпадать с осью отверстия.