Что такое квалитет в машиностроении

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.

Знаки видов допусков форм и расположения поверхностей

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

Источник

Допуски разбиты на 19 квалитетов: 01,0,1,2,3,4. 17.

Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Всего предусмотрено 19 квалитетов (01 —самый высокий и 17 — самый низкий). Указанные стандарты СЭВ содержат ряд цифр, но указаний, в каких случаях, какой квалитет требуется, они не дают. Подобные указания приводятся конструкторами в чертежах в виде числового размера и условного обозначения поля допуска, состоящего из буквы и цифры (иногда двух букв и цифр).

Размер, для которого указывается поле допуска, обозначают числом, за которым следует буква латинского алфавита (прописная для отверстий и строчная для валов), указывающая положение поля допуска относительно нулевой линии, и цифра (две цифры), определяющая квалитет. Например,

30h6, ЗОН7, ЗОК10. В обозначение посадки входит номинальный размер, общий для сопрягаемых поверхностей (отверстия и вала) и поля допусков для каждого элемента, начиная с отверстия. Например, ЗОН7/g6, или

ЗОH7 =g6, или 40 Н7/g6.

Квалитеты

Допуски в каждом квалитете возрастают с увеличением номинальных размеров, но они соответствуют одному и тому же уровню точности, определяемому квалитетом (его порядковым номером).

Для данного номинального размера допуск для разных квалитетов неодинаков, так как каждый квалитет определяет необходимость применения тех или иных методов и средств обработки изделий.

Допуск квалитета условно обозначают прописными латинскими буквами ІТ с номером квалитета, например, ІТ6 — допуск 6-го квалитета. В дальнейшем под словом допуск понимается допуск системы. Квалитеты 01, 0 и 1 предусмотрены для оценки точности плоскопараллельных концевых мер длины, а квалитеты 2, 3 и 4 — для оценки гладких калибров-пробок и калибров-скоб. Размеры деталей высокоточных ответственных соединений, например подшипников качения, шеек коленчатых валов, деталей, соединяемых с подшипниками качения высоких классов точности, шпинделей прецизионных и точных металлорежущих станков и другие выполняют по 5-му и 6-му квалитетам. Квалитеты 7 и 8 являются наиболее распространенными. Они предусмотрены для размеров точных ответственных соединений в приборостроении и машиностроении, например деталей двигателей внутреннего сгорания, автомобилей, самолетов, металлорежущих станков, измерительных приборов. Размеры деталей тепловозов, паровых машин, подъемно-транспортных механизмов, полиграфических, текстильных и сельскохозяйственных машин преимущественно выполняют по 9-му квалитету. Квалитет 10 предназначен для размеров неответственных соединений, например для размеров деталей сельскохозяйственных машин, тракторов и вагонов. Размеры деталей, образующих неответственные соединения, в которых допустимы большие зазоры и их колебания, например размеры крышек, фланцев, деталей, полученных литьем или штамповкой, назначают по 11-му и 12-му квалитетам.

Квалитеты 13—17 предназначены для неответственных размеров деталей, не входящих в соединения с другими деталями, т. е. для свободных размеров, а также для межоперационных размеров.

Допуски в квалитетах 5—17 определяют по общей формуле:

где q — номер квалитета; а — безразмерный коэффициент, установленный для каждого квалитета и не за висящий от номинального размера (его называют “число единиц допуска”); і — единица допуска (мкм) — множитель, зависящий от номинального размера;

для размеров 1-500 мкм

(2)

для размеров св. 500 до 10 000 мм

(3)

(4)

При заданных квалитете и интервале номинальных размеров значение допуска постоянно для валов и отверстий (их поля допусков одинаковы). Начиная с 5-го квалитета, допуски при переходе к соседнему менее точному квалитету увеличиваются на 60% (знаменатель геометрической прогрессии равен 1,6). Через каждые пять квалитетов допуски увеличиваются в 10 раз. Например, для деталей номинальных размеров св. 1 до 3 мм допуск 5-го квалитета ІТ5 = 4 мкм ; через пять квалитетов он увеличивается в 10 раз, т. е. ІТ1О =.40 мкм и т. д.

Интервалы номинальных размеров в диапазонах св. 3 до 180 и св. 500 до 10000 мм в системах ОСТ и ЕСДП совпадают.

При переводе классов точности по ОСТ в квалитеты по ЕСДП необходимо знать следующее. Так как в системе ОСТ допуски подсчитывали по формулам, отличающихся от формул (2) и (3), то нет точного совпадения допусков по классам точности и квалитетам. Первоначально в системе ОСТ были установлены классы точности: 1; 2; 2a; 3; 3a; 4; 5; 7; 8; и 9. Позднее система ОСТ была дополнена более точными классами 10 и 11. В системе ОСТ допуски валов 1, 2 и 2а классов точности установлены меньшими, чем для отверстий тех же классов точности. Это связано с трудностью обработки отверстий по сравнения с валами.

ПОВЕРХНОСТИ ОТВЕРСТИЙ И ВАЛОВ В СИСТЕМЕ ОТВЕРСТИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛАССА ТОЧНОСТИ

Класс точности (квалитет)

Обозначение полей допусков

РАЗМЕРЫ, мм

1…3

3…6

6…10

10…18

18…30

30…50

50…80

80…120

120…180

180…260

260…360

360…500

500…630

630…1000

(6-7)

ОТВЕРСТИЕ

А

H7

Ra= =0,63

Ra=1,25

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

ВАЛ

Гр

u7

Ra=2,5

Rz=20

—

Пр

r6,s6

Ra=2,5

Rz=40

Г

n6

Ra=0,63

Ra=1,25

Ra=2,5

Rz=20

Н

k6

П

js6

С

h6

Ra=2,5

Rz=20

Д

g6

Rz=40

—

Х

f7

Ra=0,63

Ra=1,25

Л

e7

Ra=1,25

Ra=2,5

Rz=20

2a (7-8)

ОТВЕРСТИЕ

А2а

H8

Ra=1,25

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

ВАЛ

Пр2а

s7,u8

Ra= =0,63

Ra=1,25

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

(8-9)

ОТВЕРСТИЕ

A3

H8,H9

Ra= =1,25

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

Rz=80

ВАЛ

Пр23

u8

—

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

Rz=80

Пр13

x8,u8, s8

—

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

Rz=80

С3

h8, h9

Ra= =1,25

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

Rz=80

Х3

f9, e9, e8

Ra=2,5

Ш3

d9

Ra=2,5

Rz=20

Rz=40

(11)

ОТВЕРСТИЕ

A4

H11

Rz=20

Rz=40

Rz=80

ВАЛ

С4

h11

Х4

d11

Л4

b11, c11

Rz=20

Rz=40

Rz=80

Ш4

a11

(12)

ОТВЕРСТИЕ

A5

H12

Rz=40

Rz=80

Rz=160

ВАЛ

С5

h12

Rz=40

Rz=80

Rz=160

Х5

b12

7 (14)

ОТВЕРСТИЕ

A7

H14

Rz=80

Rz=160

Rz=320

Параметры и критерии шероховатости поверхности металлов, пластмасс и других материалов установлены ГОСТ 2789-73. Стандартом указаны шесть параметров шероховатости поверхности. Наиболее часто применяют лишь два:

Шероховатость поверхности при механических методах обработки

Обрабатыва- емые поверхности	Методы обработки	Параметры шероховатости
Rz	Ra	Rz
2,5	1,25	0,63	0,32	0,160	0,080	0,040	0,100
Наружные цилиндрические	Обтачивание	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Шлифование	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Притирка	Грубая
Средняя
Тонкая
Отделка абразивным полотном
Обкатывание роликом
Шлифование Суперфиниширование
Внутренние цилиндрические	Растачивание	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Сверление
Зенкерование	Черновое (по корке)
Чистовое
Развертывание	Нормальное
Точное
Тонкое
Протягивание
Внутреннее шлифование	Предварительное
Чистовое
Калибрование шариком
Притирка	Грубая
Средняя
Тонкая
Шлифование Притирка Хонингование	Нормальное
Зеркальное
Плоскости	Строгание	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Цилиндрическое фрезерование	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Торцовое фрезерование	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Торцовое точение	Предварительное
Чистовое
Тонкое
Плоское шлифование	Предварительное
Чистовое
Притирка	Грубая
Средняя
Тонкая

Отклонения формы и расположения поверхностей

Отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной (заданной чертежом) поверхности (профиля)

оценивается наибольшим расстоянием Д от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля) по нормали к ней.

Прилегающей поверхностью (профилем) на­зывается поверхность (профиль), имеющая форму номинальной поверх­ности (профиля), соприкасающаяся с реальной поверхностью (профи­лем) и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от

нее наиболее удаленной точки реальной поверхности (профиля) в пре­делах нормируемого участка имело минимальное значение.

ГОСТ 24642—81 устанавливает следующие отклонения формы по­верхностей

Отклонение от прямолинейности в плоскоскости т и. Частными видами этого отклонения являются выпуклость и вогнутость.

Выпуклость— отклонение от прямолинейности, при котором удаление точек реального профиля от прилегающей прямой уменьшается от края к середине (рис. 6, а)\

Вогнутость — отклонение от прямолинейности, при котором удаление точек реального профиля от прилегающей прямой увеличивается от края к середине (рис. 6б).

Отклонение от круглости. Частными видами этого отклонения являются овальность и огранка.

Овальность — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший d_m3X и наименьший d_mla диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях

Огранка — отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигур’ (рис. 6, е).

Отклонение профиля продольного сечения характеризует отклонение от прямолинейности и параллельности образующих. Частными видами этого отклонения являются конусоооразность, бочкообразность и седлообразность.

Конусообраность — отклонение профиля продольного сечения, при которое образующие прямолинейны, но не параллельны (рис. 7, а).

Бочкообразность — отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры увеличиваются от краев к середине сечения (рис. 7, б).

Седлообразность — отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уменьшаются от краев к середине сече­ния (рис. 7, в).

Отклонение расположения характеризует отклонение реального расположения рассматриваемого элемента (поверхности, линии, точки) от его номинального (заданного чертежом) расположения. Различают следующие отклонения расположения.

Отклонение от параллельности плоскостей — разность А—В (рис. 8, а) наибольшего и наименьшего расстояний между прилегающими плоскостями на заданной площади или длине.

Отклонение от параллельности прямых в плоскости — разность А—В (рис. 8, б) наибольшего и наимень­шего расстояний между прилегающими прямыми на заданной длине.

Отклонение от параллельности осей поверхностей вращения (или прямых в пространстве) — отклонение Да; (рис. 8, в) от параллельности проекций осей на их общую теоре­тическую плоскость, проходящую через одну ось и одну из точек дру­гой оси.

Перекос осей (или прямых в пространстве) — отклонение Ду (рис. 8, в) от параллельности проекций осей на плоскость, перпендику­лярную общей теоретической плоскости и проходящую через одну из осей.

Отклонение от параллельности оси поверхности вращения и плоскости — разность А—В (рис. 8, г) наибольшего и наименьшего расстояний между прилегаю­щей плоскостью и осью поверхности вращения на заданной длине.

Отклонение от перпендикулярности плоскостей, осей или оси и плоскости — отклонение Д (рис. 8, д) угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямого угла, выраженное в линейных единицах на заданной длине L.

Торцовое биение — разность Д (рис. 8, е) наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной торцовой поверхности, рас­положенных на окружности заданного диаметра, до плоскости, пер­пендикулярной базовой оси вращения. Если диаметр не задан, то торцевое биение определяется на наибольшем диаметре торцевой по­верхности.

Отклонение от соосности относительно базовой поверхности — наибольшее расстояние Д (рис. 8, ж) между осью рассматриваемой поверхности и осью базовой поверхности иа всей длине рассматриваемой поверхности или расстояние между этими осями в заданном сечении.

Отклонение от соосности относительно общей оси — наибольшее расстояние Д_х; Д₂ (рис. 8, з) от оси рас­сматриваемой поверхности до общей оси двух или нескольких номина­льно соосных поверхностей вращения в пределах длины рассматри­ваемой поверхности. За общую ось двух поверхностей принимается прямая, проходящая через эти оси в средних сечениях рассматривае­мых поверхностей.

Радиальное биение — разность Д=Л_тах—y4_min (рис. 8, и) наибольшего и наименьшего расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном этой оси.

Отклонение от пересечения — кратчайшее расстояние Д (рис. 8, к) между осями, номинально пересекающимися.

Отклонение от симметричности — наибольшее расстояние (рис. 8, л) между плоскостью симметрии (осью симметрии) рассматриваемой поверхности и плоскостью симметрии (осью симметрии) базовой поверхности.

Смещение оси (или плоскости симметрии) от номинального расположения — наибольшее расстояние Д (рис. 8, м) между действи­тельным и номинальным расположениями оси (или плоскости симмет­рии) по всей длине рассматриваемой поверхности.

Предельные отклонения формы и расположения поверхностей указывают на чертежах или в технических требованиях. При обозначении на чертеже данные о предельных отклонениях формы и расположения поверхностей указывают в прямоугольной рамке, разделенной на две или три части: в первой части помещают условное обозначение отклонения, во второй — предельное отклонение в миллиметрах и в третьей — буквенное обозначение базы или другой плоскости, к которой относится отклонение.

Нормы точности металлорежущих станков характеризуются наибольшими допускаемыми отклонениями формы и расположения поверхностей обрабатываемых заготовок. Под нормой точности станка следует понимать предельно достижимую точность изготовления детали при выполнении чистовых операций на новом станке или на станке, находящемся в эксплуатации непродолжительное время. Показатели точности, получаемые при различных видах обработки с учетом износа оборудования и приспособлений, погрешностей бази­рования и других факторов, обычно находятся ниже этих пределов и характеризуют экономически достижимую точность обработки. Экономически достижимая точность обработки поверхности определяется размером затрат, необходимых для применен ния данного способа обработки, которые не должны превышать затрат при любом другом способе, пригодном для обработки этой же поверхности. В качестве примеров можно привести данные о степени точности геометрической формы деталей при обработке на различных станках (табл. 1).

Точность формы и расположения поверхностей характеризуется предельными отклонениями, назначаемыми по ГОСТ 24643—81 при наличии особых требований, возникающих из условий работы, изготовления или измерения деталей. В остальных случаях отклонения формы и расположения поверхностей должны находиться в пределах поля допуска соответствующего размера.

— симметричные поверхности, сопрягаемые по прессовым посадкам,

Допуск размера взаимодействует также с точностью формы и расположения поверхностей. В справочной литературе имеются соответствующие таблицы.

Факторы, влияющие на точность обработки.

В процессе изготовления деталей в результате действия большого числа производственных факторов (колебания припусков заготовок, сил резания, износа инструмента и т. д.) на всех операциях и переходах возникают погрешности (размера, формы, расположения поверхностей относительно друг друга, механических свойств и др.). Поэтому изделия, выполненные по одному и тому же ТП, неизбежно отличаются друг от друга и от проектного „идеального» прототипа по всем характеристикам качества. Это явление называют рассеянием характеристик качества. Рассеяние любого параметра качества характеризуется полем рассеяния w, представляющим собой разность между максимальным и минимальным значениями данной характеристики из партии изделий, и практической кривой распределения (рассеяния) значений этой характеристики.

Некоторые производственные факторы по их воздействию на рассеяние характеристики качества (на образование суммарной погрешности) сопоставимы друг с другом, а их влияние каждого в отдельности невелико. Их трудно выявить и детерминировать, поэтому вклад таких факторов в погрешность изделия (операции) определяют статистически (поле рассеяния и кривую распределения). Погрешности, образованные под воздействием таких производственных факторов, называют случайными.

Наряду со случайно проявляющимися факторами имеются и такие, которые выделяются из общей массы производственных факторов своим доминирующим влиянием. Такие факторы образуют постоянные систематические погрешности характеристики качества, которые имеют одинаковое значение на каждом изделии партии или переменные систематические погрешности, значения которых на деталях различны, но изменения от детали к детали подчинены определенному закону.

Совокупное действие большого числа независимых факторов одного порядка величин, образующих случайные погрешности (поля рассеяния), изучается только на основе статистических законов путем обобщения опытных данных, составления соответствующих таблиц, диаграмм и т. д. Доминирующие производственные факторы можно идентифицировать, исследовать, рассчитать, возникновение погрешностей вследствие их действия предупредить при отладке ТО. Важно отметить, что разделение погрешностей на систематические и случайные весьма условно. Так, например, если вся партия заготовок обработана одним резцом, то погрешность установки резца является систематической погрешностью. Если же на протяжении обработки партии заготовок сменилось несколько резцов, то погрешность установки резца приобретает случайный характер и ее необходимо исследовать статистически.

Принципиальная зависимость между точностью изготовления деталей и их себестоимостью приведена на рис. 1.4. Высокая точность соответствует значительным затратам на обработку. По мере понижения требований к точности обработки затраты, а следовательно и себестоимость, снижаются (кривая ).

Рис. 1.4. Определение оптимальной точности изготовления деталей.

õ— величина допуска; õ6орт — оптимальный допуск; С — себестоимость, руб. / 1— себестоимость операций изготовления деталей; 2 — себестоимость сборочных операций; 3 — результирующая кривая себестоимости.

Источник