Основные положения единой системы допусков и посадок (ЕСДП) на гладкие соединения

ЛЕКЦИЯ №4 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК (ЕСДП) НА ГЛАДКИЕ СОЕДИНЕНИЯ план лекции 4.1 Интервал размеров 4.2 Единица допуска 4.3 Ряды допусков 4.4 Ряд основных отклонений 4.5 Образование полей допусков 4.6 Образование посадок в ЕСДП 4.7 Нормальная температура Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и изделий с наименьшими затратами созданы системы допусков и посадок, представляющие собой совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и научных исследований и оформленных в виде национальных и международных стандартов. ЕСДП была разработана на основе системы ИСО (международной организации по стандартизации). В нашей стране система вошла в число действующих стандартов в 1977 году, заменив систему ОСТ. Диапазон номинальных размеров от 0 до 10 000 мм. Область размеров разбита на четыре диапазона: - до 1 мм; - от 1 мм до 500 мм - наиболее распространенный; - от 500 мм до 3150мм; - от 3150 мм до 10 000 мм. Общие положения системы допусков и посадок, а также ряды основных отклонений и допусков предусмотрены в ГОСТ 25346-89/ ГОСТ 25346 – 2013. Поля допусков и рекомендуемые посадки для размеров от 1 до 3150 мм регламентируются ГОСТ 25347 – 82/ ГОСТ 25347 – 2013. Любая система допусков и посадок строится по определенным признакам, к которым относятся: - интервалы размеров; - единица допуска; - ряды допусков; - ряды основных отклонений; - образование посадок; - нормальная температура. Рассмотрим некоторые из этих признаков применительно к наиболее распространенной системе, охватывающей размеры от 1 до 500 мм. 4.1 Интервал размеров Весь диапазон номинальных размеров от 1 до 500 мм разбит на 13 основных интервалов: - от 1 до 3 мм; - свыше 3 до 6 мм; - свыше 6 до 10 мм; - свыше 10 до 18 мм; - свыше 18 до 30 мм; - свыше 30 до 50 мм; - свыше 50 до 80 мм; - свыше 80 до 120 мм; - свыше 120 до 180 мм; - свыше 180 до 250 мм; - свыше 250 до 315 мм; - свыше 315 до 400 мм; - свыше 400 до 500 мм. А начиная с 10 мм, для посадок с большим колебанием зазоров или натягов установлены еще 2...3 промежуточных интервала. 4.2 Единица допуска I Единица допуска устанавливает закономерность изменения допуска с изменением размера. В пределах интервала величина допуска остается постоянной. И для квалитетов с 5 по 17 величина допуска высчитывается по формуле: IT = a (0,45 + 0,001D), где a - коэффициент, зависящий от номера квалитета точности. С увеличением номера квалитета точности коэффициент a увеличивается пропорционально величине = 1,6, то есть в 1.6 раза. Величина (0,45 + 0,001D) называется единицей допуска. D - среднегеометрическое значение размера в интервале, D = , мм Dmax и Dmin - граничные значения размеров в интервале. IT - допуск в мкм. 4.3 Ряды допусков Для нормирования различных уровней точности деталей, имеющих один номинальный размер, установлено 20 рядов допусков, называемых квалитетами. Квалитеты обозначаются порядковым номером, возрастающим с увеличением допуска: IT01; IT0; IT1; IT2;.......IT17; IT18, где IT - международный допуск. ПРИМЕР: IT8 - допуск ИСО по 8 квалитету. Квалитеты 01, 0, 1 устанавливают величины допусков концевых мер длины, т.е. регламентируют точность их изготовления. Квалитеты 2...7 регламентируют точность калибров и особо точных изделий. Квалитеты 5...12 регламентируют точность сопрягаемых размеров и размеров, входящих в размерные цепи. Квалитеты 12...17 регламентируют точность неответственных несопрягаемых размеров, размеров в грубых соединениях, а также размеры заготовок. 18 квалитет нормирует точность размеров деталей из пластмасс и древесины. Чем выше номер квалитета, тем больше допуск. По своей организации ЕСДП представляет собой набор полей допусков, которые служат исходным материалом для образования посадок. Каждое поле ЕСДП характеризуется двумя параметрами, не связанными между собой: 1 Величиной допуска IT; 2 Величиной основного отклонения . Величина допуска IT определяется номером квалитета и номинальным размером (рис. 26). Рисунок 26 - Графическое изображение основных отклонений  = EI - для полей выше нулевой линии;  = ES - для полей ниже нулевой линии. 4.4 Ряд основных отклонений Основное отклонение - это одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), меньшее по абсолютной величине, т.е. отклонение, которое расположено ближе к нулевой линии. Основное отклонение является координирующим параметром, определяющим положение поля допуска относительно нулевой линии. Основные отклонения в ЕСДП принято обозначать буквами латинского алфавита: большими - для отверстий, маленькими для валов. Для обозначения основных отклонений отверстий: A, B, C, D, E, F, G, H, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z. Для обозначения основных отклонений валов: a, b, c, d, e, f, g, h, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z. Каждая буква условно показывает на сколько и в какую сторону от нулевой линии отстоит ближайшая к ней граница поля допуска (рис. 27). Основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначаемым той же буквой. Общее правило определения основных отклонений отверстий выражается как EI = - es для A...H и ES = - ei для Js...Z. Но существуют исключения. Рисунок 27 - Схема расположения основных отклонений. Для одного и того же интервала номинальных размеров каждое основное отклонение остается постоянным, а меняется лишь величина допуска IT (рис. 28). Рисунок 28 - Графическое изображение полей допусков 4.5 Образование полей допусков Поля допусков образуются комбинированием основного отклонения и номера квалитета точности. ПРИМЕР: 40F7 40 - номинальный размер; F7 - поле допуска (поле допуска отверстия 7 - го квалитета точности с основным отклонением F). Комбинация буквы и цифры является своеобразным шифром, который позволяет в очень компактной форме задавать границы годности размеров. Зная шифр по таблице полей допусков ГОСТ 25347-82 можно отыскать величины предельных отклонений. ПРИМЕР: установить границы годности для поля допуска 36e7. По ГОСТ 25347 - 82 es = - 0,050 мм ei = - 0.075 мм dmax = dN + es = 36 + (- 0,050) = 36 - 0,050 = 35,950 мм dmin = dN + ei = 36 + (- 0,075) = 36 - 0,075 = 35,925 мм Единая система допусков и посадок позволяет создать около 500 полей допусков, как отверстий, так и валов. Такое многообразие полей является положительным явлением с точки зрения конструктора. Однако может привести к неоправданному увеличению ассортимента технологической оснастки. Из всего многообразия возможных сочетаний основных отклонений и квалитетов точности был произведен ограничительный отбор полей допусков, который подразделяется на: - поля допусков предпочтительного применения; - поля допусков основного отбора; - поля допусков дополнительного отбора. Конструкторам при проектировании предписывается использовать поля предпочтительного и основного отбора и лишь в исключительных, технически обоснованных случаях поля дополнительного отбора, причем такое решение должно быть обязательно согласовано с технологической службой предприятий. В случае необходимости разрешается создавать нестандартное поле допуска, то есть не вошедшее ни в один из выше перечисленных. ПРИМЕР: Определить предельные отклонения для нестандартного поля допуска детали, имеющего размер 2,2 А 13. Размер Основн. отклонение Допуск IT 13 1...3 +270 140 мкм Так как IT = ES - EI, то ES = IT + EI ES = 140 + 270 = + 410 мкм 4.6 Образование посадок в ЕСДП Образование посадок в ЕСДП образуется сочетанием полей допусков отверстия и вала. Произвольные сочетания полей допусков использовать ЗАПРЕЩАЕТСЯ. Системой ЕСДП узаконены два способа образования посадок: - в системе отверстия; - в системе вала. Как указывалось ранее, образование посадок в системе отверстия производится за счет сочетания различных полей допусков валов с основным отверстием H, нижнее отклонение которого равно нулю (EI = 0). В системе отверстия для одного номинального размера и одного квалитета точности предельные отклонения отверстия H остаются постоянными для всех посадок, а образование посадок идет за счет изменения предельных отклонений валов. Посадки обозначаются дробью, в числителе которой указывается поле допуска отверстия, а в знаменателе вала. Например: - посадка с зазором; - переходная посадка в системе отверстия; - посадка в системе отверстия по характеру с натягом. Основные отклонения валов от а до h обеспечивают посадки с гарантированным зазором, от js до n - переходную посадку и от p до z - посадку с гарантированным натягом (рис. 29). Для создания посадки в системе вала используют основной вал с верхним отклонением равным нулю (es = 0). Требуемый же характер посадки обеспечивается за счет изменения расположения поля допуска неосновного отверстия. Рисунок 29 - Образование посадок в системе отверстия В общем случае, если необходимо создать посадку в системе вала с зазором, то используют отверстия с основным отклонением от A до H; если необходимо создать посадку переходную, то используют отверстия с основными отклонениями от JS до N; если необходимо создать посадку с натягом, то используют отверстия с основными отклонениями от P до Z (рис.30). ПРИМЕР: - - посадка в системе вала, с зазором; - - переходная посадка в системе вала; - - посадка с натягом в системе вала. Рисунок 30 - Образование посадок в системе вала В машиностроении, по технологическим соображениям рекомендуется допуск отверстия назначать на один квалитет грубее допуска вала. Посадки в системе ЕСДП не являются обязательными, а лишь рекомендуемыми. В принципе, конструктор может сочетать любое отверстие с любым валом. Все специализированные заводы выпускают режущие инструменты и калибры для полей допусков предпочтительного применения, поэтому предприятия заинтересованы в том, чтобы конструкторы использовали поля допусков предпочтительного применения, и можно было использовать дешевый покупной инструмент. 4.7 Нормальная температура Во всех странах принята равной 200 C. В области малых размеров изменение температуры происходит более быстро (рис. 31). На предприятиях, где необходимо производить особо точные измерения, в измерительных лабораториях выдерживается температура 200 C. Специальные датчики, реагируя на изменение температуры, включают либо нагрев, либо охлаждение. Измерительные лаборатории находятся на глубине 9 м под землей. Рисунок 31 – График изменения размера в зависимости от температуры Температура детали и температура измерительного устройства должна быть одинаковой, что может быть достигнуто совместной выдержкой деталей и измерительного средства на чугунной плите (в одинаковых условиях). Под воздействием тепла руки контролера, в течении 15 мин размер скобы для проверки валов  175 мм изменяется на 8 мкм, а скобы для проверки валов 280 мм на 11мкм.