≡× МЕНЮ

• Радиаторы
• Отопление
• Газоснабжение
• Газопровод
• Водопровод

Квалитеты точности в машиностроении. Квалитеты точности в машиностроении Таблица предельных отклонений в системе отверстия

Изначально производство было единоличным делом. Один человек изготавливал какой-либо механизм от начала и до конца, не прибегая к посторонней помощи. Соединения подгонялись в индивидуальном порядке. На одной фабрике невозможно было найти 2 одинаковые детали. Так продолжалось вплоть до середины 18 века, пока люди не осознали эффективность разделения труда. Это дало большую производительность, но следом возник вопрос о взаимозаменяемости изделий. Для этого разработали систему нормирования уровней точности изготовления деталей. В ЕСДП установлены квалитеты (иначе степени точности).

Нормирование уровней точности

Разработка методов стандартизации производства — сюда входят допуски, посадки, квалитеты точности - осуществляется метрологическими службами. Прежде чем приступить непосредственно к их изучению, нужно понимать смысл слова «взаимозаменяемость». Что скрывается под этим определением?

Взаимозаменяемость — это свойство деталей собираться в единый узел и выполнять свои функции без проведения их механической обработки. Условно говоря, одна деталь изготавливается на одном заводе, другая на втором, и при этом они могут быть собраны на третьем и подходить друг к другу.

Целью такого разделения является повышение производительности, которое образуется в силу следующих причин:

• Развитие кооперирования и специализации. Чем более разнообразна номенклатура производства, тем больше времени необходимо для наладки оборудования под каждую конкретную деталь.
• Сокращение разновидностей инструмента. Меньшее количество типов инструмента также повышает эффективность изготовления механизмов. Происходит это по причине сокращения времени на его замену в процессе производства.

Понятие о допуске и квалитете

Понять физический смысл допуска без введения термина «размер» затруднительно. Размер — это физическая величина, характеризующая расстояние между двумя точками, лежащими на одной поверхности. В метрологии существуют следующие его разновидности:

• Действительный размер получается непосредственным измерением детали: линейкой, штангенциркулем и прочим мерительным инструментом.
• Номинальный размер показан непосредственно на чертеже. Он является идеальным с точки зрения точности, так что получение его в реальности является невозможным в силу наличия определенной погрешности оборудования.
• Отклонение — это разность между номинальным и действительным размерами.
• Нижнее предельное отклонение показывает разницу между наименьшим и номинальным размером.
• Верхнее предельное отклонение указывает разницу между наибольшим и номинальным размерами.

Для наглядности рассмотрим эти параметры на примере. Представим, имеется вал диаметром 14 мм. Технически определено, что он не потеряет своей работоспособности при точности его изготовления от 15 до 13 мм. В конструкторской документации это обозначается 〖∅14〗_(-1)^(+1).

Диаметр 14 является номинальным размером, «+1» - верхним предельным отклонением, а «-1» - нижним предельным отклонением. Тогда вычитание из верхнего предельного отклонения нижнего даст нам значение допуска вала. То есть в нашем случае он составит +1- (-1) = 2.

Все размеры допусков стандартизированы и объединены в группы - квалитеты. Иными словами, квалитет показывает точность изготовляемой детали. Всего существует 19 таких групп или классов. Схема их обозначения представлена определенной последовательностью чисел: 01, 00, 1, 2, 3...17. Чем точнее размер, тем меньший квалитет он имеет.

Таблица квалитета точности

Числовые значения допусков
Интервал номинальных размеров мм		Квалитет
		01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Св.	До	мкм													мм
	3	0.3	0.5	0.8	1.2	2	3	4	6	10	14	25	40	60	0.10	0.14	0.25	0.40	0.60	1.00	1.40
3	6	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	5	8	12	18	30	48	75	0.12	0.18	0.30	0.48	0.75	1.20	1.80
6	10	0.4	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	15	22	36	58	90	0.15	0.22	0.36	0.58	0.90	1.50	2.20
10	18	0.5	0.8	1.2	2	3	5	8	11	18	27	43	70	110	0.18	0.27	0.43	0.70	1.10	1.80	2.70
18	30	0.6	1	1.5	2.5	4	6	9	13	21	33	52	84	130	0.21	0.33	0.52	0.84	1.30	2.10	3.30
30	50	0.6	1	1.5	2.5	4	7	11	16	25	39	62	100	160	0.25	0.39	0.62	1.00	1.60	2.50	3.90
50	80	0.8	1.2	2	3	5	8	13	19	30	46	74	120	190	0.30	0.46	0.74	1.20	1.90	3.00	4.60
80	120	1	1.5	2.5	4	6	10	15	22	35	54	87	140	220	0.35	0.54	0.87	1.40	2.20	3.50	5.40
120	180	1.2	2	3.5	5	8	12	18	25	40	63	100	160	250	0.40	0.63	1.00	1.60	2.50	4.00	6.30
180	250	2	3	4.5	7	10	14	20	29	46	72	115	185	290	0.46	0.72	1.15	1.85	2.90	4.60	7.20
250	315	2.5	4	6	8	12	16	23	32	52	81	130	210	320	0.52	0.81	1.30	2.10	3.20	5.20	8.10
315	400	3	5	7	9	13	18	25	36	57	89	140	230	360	0.57	0.89	1.40	2.30	3.60	5.70	8.90
400	500	4	6	8	10	15	20	27	40	63	97	155	250	400	0.63	0.97	1.55	2.50	4.00	6.30	9.70
500	630	4.5	6	9	11	16	22	30	44	70	110	175	280	440	0.70	1.10	1.75	2.80	4.40	7.00	11.00
630	800	5	7	10	13	18	25	35	50	80	125	200	320	500	0.80	1.25	2.00	3.20	5.00	8.00	12.50
800	1000	5.5	8	11	15	21	29	40	56	90	140	230	360	560	0.90	1.40	2.30	3.60	5.60	9.00	14.00
1000	1250	6.5	9	13	18	24	34	46	66	105	165	260	420	660	1.05	1.65	2.60	4.20	6.60	10.50	16.50
1250	1600	8	11	15	21	29	40	54	78	125	195	310	500	780	1.25	1.95	3.10	5.00	7.80	12.50	19.50
1600	2000	9	13	18	25	35	48	65	92	150	230	370	600	920	1.50	2.30	3.70	6.00	9.20	15.00	23.00
2000	2500	11	15	22	30	41	57	77	110	175	280	440	700	1100	1.75	2.80	4.40	7.00	11.00	17.50	28.00
2500	3150	13	18	26	36	50	69	93	135	210	330	540	860	1350	2.10	3.30	5.40	8.60	13.50	21.00	33.00

Понятие посадки

До этого мы рассматривали точность одной детали, которая задавалось только допуском. А что будет с точностью при соединении нескольких деталей в один узел? Как они будут взаимодействовать друг с другом? И так, здесь необходимо ввести новый термин «посадка», который будет характеризовать расположение допусков деталей друг относительно друга.

Подбор посадок производится в системе вала и отверстия

Система вала — совокупность посадок, в которых величина зазора и натяга подбирается за счет изменения размера отверстия, а допуск вала остается неизменным. В системе отверстия все наоборот. Характер соединения определяется подбором размеров вала, допуск отверстия считается постоянным.

В машиностроении 90% продукции производится в системе отверстия. Причина этому служит боле сложный процесс изготовления отверстия с технологической точки зрения, по сравнению с валом. Система вала применяется при возникновении затруднений обработки наружной поверхности детали. Ярким примером этого являются шарики подшипника качения.

Все виды посадочных соединений регулируются стандартами и также имеют квалитеты точности. Целью такого разделения посадок на группы является повышение производительности за счет увеличения эффективности взаимозаменяемости.

Виды посадок

Тип посадки и ее квалитет точности выбирают, исходя из условий работы и способа сборки узла. В машиностроении разделяют следующие их разновидности:

• Посадки с зазором — соединения, которые гарантированно образуют зазор между поверхностью вала и отверстия. Обозначают их буквами латиницы: A, B…H. Они применяются в узлах, в которых детали «ходят» относительно друг друга и при центрировании поверхностей.
• Посадки с натягом — соединения, в которых допуск вала перекрывает допуск отверстия, в результате чего образуются дополнительные напряжения сжатия. Посадка с натягом относится к не разборным типам соединения. Они применяются в высоко нагруженных узлах, главным параметром которых является прочность. Это - крепление на вал уплотнительных металлических колец и седел клапанов головки блока цилиндров, установка крупных муфт и шпонок под шестеренок и т.д и т.п. Посадку вала на отверстие с натягом производят двумя способами. Наиболее простой из них это — запрессовывание. Вал центрируют по отверстию, а затем ставят под пресс. При большем натяге используют свойства металлов расширяться при воздействии на них повышенных температур и ссужаться при понижении температуры. Этот метод отличается большей точностью сопряжения поверхностей. Непосредственно перед соединением вал предварительно охлаждают, а отверстие нагревают. Далее производят установку деталей, которые по истечению некоторого времени возвращают свои прежние размеры, образуя тем самым нужную нам посадку с зазором.
• Переходные посадки. Предназначены для неподвижных соединений, которые часто подвержены разборке и сборке (например, при ремонте). По своей плотности они занимают промежуточное положение среди разновидностей посадок. Данные посадки имеют оптимальное соотношение точности и прочности соединения. На чертеже обозначаются буквами k, m, n, j. Ярким примером их применения является посадка внутренних колец подшипника на вал.

Обычно использование той или иной посадки указано в специальной технической литературе. Мы просто определяем тип соединения и выбираем нужный нам тип посадки и квалитет точности. Но стоит отметить, что в особо ответственных случаях стандартом предусмотрен индивидуальный подбор допуска сопрягаемых деталей. Производится этой с помощью специальных расчетов, указанных в соответствующих методологических пособиях.

Размеров на чертежах

Введение

В условиях массового производства важно обеспечить взаимозаменяемость одинаковых деталей. Взаимозаменяемость позволяет заменить сломавшуюся во время работы механизма деталь запасной. Новая деталь должна по своим размерам и форме точно соответствовать заменяемой.

Основным условием взаимозаменяемости является изготовление детали с определенной точностью. Какой должна быть точность изготовления детали, указывают на чертежах допустимыми предельными отклонениями.

Поверхности, по которым соединяются детали, называют сопрягаемыми . В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую поверхность и охватываемую. Наиболее распространены в машиностроении соединения с цилиндрическими и плоскими параллельными поверхностями. В цилиндрическом соединении поверхность отверстия охватывает поверхность вала (рис. 1, а). Охватывающую поверхность принято называть отверстие , охватывающую – вал . Эти же термины отверстие и вал условно применяют и для обозначения любых других нецилиндрическим охватывающим и охватываемым поверхностям (рис. 1, б).

Рис. 1. Пояснение терминов отверстие и вал

Посадка

Любая операция сборки деталей заключается в необходимости соединить или, как говорят, посадить одну деталь на другую. Отсюда в технике принято выражение посадка для обозначения характера соединения деталей.

Под термином посадка понимают степень подвижности собранных деталей относительно друг друга.

Различают три группы посадок: с зазором, с натягом и переходные.

Посадки с зазором

Зазором называют разность размеров отверстия D и вала d, если размер отверстия больше размера вала (рис. 2, а). Зазор обеспечивает свободное перемещение (вращение) вала в отверстии. Поэтому посадки с зазором называют подвижными посадками. Чем больше зазор, тем больше свобода в перемещении. Однако в действительности при конструировании машин с подвижными посадками выбирают такой зазор, при котором будет минимальным коэффициент трения вала и отверстия.

Рис. 2. Посадки

Посадки с натягом

Для этих посадок диаметр отверстия D меньше диаметра вала d (рис. 2, б). .Реально осуществить это соединение можно под прессом, при нагреве охватывающей детали (отверстия) и (или) охлаждении охватываемой (вала).

Посадки с натягом называют неподвижными посадками , так как взаимное перемещение соединяемых деталей исключено.

Переходные посадки

Переходными эти посадки названы потому, что до сборки вала и отверстия нельзя сказать, что будет в соединении – зазор или натяг. Это означает, что в переходных посадках диаметр отверстия D может быть меньше, больше или равен диаметру вала d (рис. 2, в).

Допуск размера. Поле допуска. Квалитет точности Основные понятия

Размеры на чертежах деталей оценивают количественно величину геометрических форм детали. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные (рис. 3).

Номинальный размер – это основной рассчитанный размер детали с учетом ее назначения и требуемой точности.

Номинальный размер соединения – это общий (одинаковый) размер для отверстия и вала, составляющих соединение. Номинальные размеры деталей и соединений выбирают не произвольно, а по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры». В реальном производстве при изготовлении деталей номинальные размеры не могут быть выдержаны и поэтому введено понятие действительных размеров.

Действительный размер – это размер, полученный при изготовлении детали. Он всегда отличается от номинального в большую или меньшую сторону. Допустимые пределы этих отклонений устанавливаются посредством предельных размеров.

Предельными размерами называют два граничных значения, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из этих значений называют наибольшим предельным размером , меньшее – наименьшим предельным размером . В повседневной практике на чертежах деталей предельные размеры принято указывать посредством отклонений от номинального.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность между предельными и номинальными размерами. Различают верхнее и нижнее отклонения. Верхнее отклонение – это алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером. Нижнее отклонение – это алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером.

Номинальный размер служит началом отсчета отклонений. Отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. В таблицах стандартов отклонения указывают в микрометрах (мкм). На чертежах отклонения принято указывать в миллиметрах (мм).

Действительное отклонение – это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Деталь считают годной, если действительной отклонение проверяемого размера находится между верхним и нижним отклонением.

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Под квалитетом понимают совокупность допусков, изменяющихся в зависимости от величины номинального размера. Установлено 19 квалитетов, соответствующих различным уровням точности изготовления детали. Для каждого квалитета построены ряды полей допуска

Поле допуска – это поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Все поля допуска для отверстий и валов обозначаются буквами латинского алфавита: для отверстий – прописными буквами (H, K, F, G и т. д.); для валов – строчными (h, k, f, g и т. д.).

Рис. 3. Пояснения к терминам

Единая система допусков и посадок (ЕСДП) для гладких элементов деталей (цилиндрических или ограниченных параллельными плоскостями) с номинальными размерами до 3150 мм установлена ГОСТ 25346-82 (СТ СЭВ 145-75) и ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75). Дальнейшее развитие ЕСДП получила в ГОСТ 25348-82 (СТ СЭВ 177-75) для размеров свыше 3150 мм и ГОСТ 25349-82 (СТ СЭВ 179-75).

ГОСТ 25346-82 (СТ СЭВ 145-75) устанавливает термины и определения в области допусков и посадок.

Размер - числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т. д.) в выбранных единицах.

Действительный размер - размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер. Наибольший предельный размер - больший из двух предельных размеров. Наименьший предельный размер - меньший из двух предельных размеров.

Номинальным называется размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений.

Верхнее предельное отклонение - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижнее предельное отклонение - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладывают вверх от нее, а отрицательные - вниз.

Допуск - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями.

Основное отклонение - одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии. В ЕСДП СЭВ основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

Отклонение обозначают одной или двумя буквами латинского алфавита: строчными для валов и прописными для отверстий, например, ES - верхнее отклонение отверстия; es - верхнее отклонение вала; EI - нижнее отклонение отверстия; ei - нижнее отклонение вала.

Обозначение поля допуска размера образуется сочетанием обозначения основного отклонения (одна или две буквы) и квалитета (одна или две цифры), которые записываются после номинального размера, например: 40g6; 0,2EF7.

Поля допусков неответственных размеров могут быть односторонними (для отверстий - Н; для валов - h) или симметричными (для отверстий - Js; для валов - js, для размеров, не относящихся к отверстиям и валам - ±IТ/2).

Квалитет (вместо ранее употреблявшегося термина класс точности) - ступень градации значений допусков системы. Каждый квалитет содержит ряд допусков, которые в системе допусков и посадок рассматриваются как соответствующие приблизительно одинаковой точности для всех номинальных размеров. Установлено 19 квалитетов: 01; 0; 1; 2; ...; 17, Квалитеты 01; 0; 1; ...; 5 предназначены преимущественно для калибров.

В таблице ниже приведено сопоставление квалитетов ЕСДП с классами точности ОСТ.(Никогда не видел чтобы применяли ОСТ)

Квалитет	Класс точности ост
	отверстие основное	вал основной
5	-	1
6	1	2
7	2
	-	2а
8	2а
	3
9	3
	3а
10	3а
11	4
12	5
13	5
	7
14	7
15	8
	9
16	9
	10
17	11

Допуски и посадки гладких цилиндрических элементов деталей

Вал - термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов детали.
Отверстие - термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов детали.
Сопоставление полей допусков ЕСДП и заме­няемых полей допусков ОСТ для отверстий и валов в си­стеме отверстия приведено в таблице 2 и 3, а для отверстий и валов в системе вала - в таблице 4 и 5. Сопоставление полей допусков неответственных размеров (с большими допусками) приведено в таблице 6.

Таблица3: предельные отклонения валов при размерах от 1 до 500 мм (система отверстия)

Поле допуска ЕСДП	Заменяемое поле допуска ОСТ	Поле допуска ЕСДП	Заменяемое поле допуска ОСТ
h3	С 07	k 4	Н 08
g3	Д 07	j s 4	П 08
h4	С 08	n5	Г 1
g4	Д 08	m5	Т 1
h5	С 1	k5	Н 1
g5	Д 1	j s 5	П 1
f6	Х 1	n6	Г
h6	С	m6	Т
g6	Д	k6	Н
f7	Х	j s 6	П
e8	Л	n7	Г 2а
d8	Ш	m7	Т 2а
c8	ТХ	k7	Н 2а
h7	С 2а	j s 7	П 2а
f8	Х 2а	n3	ПР2 07
h8; h9	С 3	m3	Пр1 07
f9; (e9)	Х 3	p4	Пр2 08
d9; (d10)	Ш 3	n4	Пр1 08
h10	С 3а	s5	Пр2 1
h11	С 4	r5	Пр1 1
d11	Х 4	u7	Гр
c11; b11	Л 4	r6; s6	Пр
b11; a11	Ш 4	p6; r6	Пл
h12	С 5	u8	Пр2 2а
b12	Х 5	s7	Пр1 2а
k3	Н 07	r8; x8; u8	Пр3 3
j s 3	П 07	x8; u8	Пр2 3
m4	Г 08	u8; s7	Пр1 3

Таблица4: предельные отклонения отверстий при размерах от 1 до 500 мм (система вала)

Поле допуска ЕСДП	Заменяемое поле допуска ОСТ	Поле допуска ЕСДП	Заменяемое поле допуска ОСТ
H4	С 08	M4	Г 08
G4	Д 08	K4	Н 08
H5	С 09	J s 4	П 08
G5	Д 09	M5	Г 09
H6	С 1	K5	Н 09
G6	Д 1	J s 5	П 09
F7	Х 1	N6	Г 1
H7	С	M6	Т 1
G7	Д	K6	Н 1
F8	Х	J s 6	П 1
E8	Л	N7	Г
D8	Ш	M7	Т
H8	С 2а	K7	Н
H8; H9	С 3	J s 7	П
(F9); E9	Х 3	N8	Г 2а
D9; (D10)	Ш 3	M8	Т 2а
H10	С 3а	K8	Н 2а
H11	С 4	J s 8	П 2а
D11	Х 4	N4	Пр1 08
C11; B11	Л 4	N5	Пр1 09
B11; A11	Ш 4	U8	Гр
H12	С 5	R7; S7	Пр
B12	Х 5	U8	Пр2 2а