Учебное пособие: Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання
Примітка.
- Переважні посадки
Лекція №5
Тема: Взаємозамінність
гладких циліндричних з’єднань
5.1 Положення поля допусків за стандартом
ОСНОВНІ ВІДХИЛЕННЯ - граничні відхилення (верхнє або
нижнє), що визначають положення поля допуску щодо нульової лінії.
Для
всіх полів допусків, розташованих нижче 0 лінії, основним (найближчим) є верхнє
відхилення (es або ЕS). а для полів допусків,
розташованих вище 0 лінії - ei або EI – нижнє відхилення.
Усього
для валів й отворів передбачено по 28 рядів основних відхилень, які
позначаються однією або двома буквами латинського алфавіту – прописні для
отворів і рядкові - для валів.
Таблиця
1
Поля допусків отворів |
A |
B |
C |
D |
CD |
E |
EF |
F |
G |
FG |
H |
I |
IS |
K |
|
Поля допусків вала |
a |
b |
c |
d |
cd |
e |
ef |
f |
g |
fg |
h |
i |
is |
k |
|
Поля допусків отворів |
M |
N |
P |
R |
S |
T |
U |
Y |
X |
V |
Z |
ZA |
ZB |
ZC |
Поля допусків вала |
m |
n |
p |
r |
s |
t |
u |
y |
x |
v |
z |
za |
zb |
zc |
Основний
отвір позначається літерою Н (Е1 - О).
Основний
вал - h (es = 0).
Ряди
основних відхилень від А (а) до Н (h) призначені для утворення посадок із
зазором, від I (i) до N (n) - перехідних, і від P (p) до ZC (zс) - з
гарантованим натягом.
Для
кожного літерного позначення величина і знак основного відхилення, а також
допуск наведені в ДЕРЖСТАНДАРТі 25346-89.
Друге
(не основне) відхилення визначається із залежностей:
EI(ei) = ES(es) - Т або ES(es) =
EI(ei) + Т (рис. 1)
Рис.
1 Основні відхилення
Для
валів j й js й отворів J й JS поле допуску розташовується симетрично нульової
лінії. Основні відхилення, що позначаються однією і тією ж літерою, однакові за
величиною, але протилежні за знаком EI=-es для А-Н, ES = -ei для I-ZC.
Із
цього правила зроблене виключення для розмірів понад 3 мм для отворів J, К, М
та N з допусками по 3-8 квалітетам і для отворів від Р до ZC з допусками по 3-7
квалітетам, для яких застосовується правило:
ES=~-ei+Δ,
де - різниця між допуском
розглянутого квалітету і допуском найближчого більш точного квалітету.
ПОЛЕ
ДОПУСКУ В ЕСКД утворюється з’єднанням основного відхилення і квалітету:
для валів: h6, d10, s7, js5; для отворів: Н6, D10, S7,
JS5. За основним відхиленням і допуском визначається і друге граничне
відхилення, що обмежує дане поле допуску: EI(ei) = ES(es) - Т ES(es) = EI(ei)+T
.
Для
тих полів допусків, у яких основним відхиленням є верхнє, нижнє визначається:
для
вала: es = ei – Td;
для
отвору: ES = EI – TD.
Якщо
нижнє відхилення є основним, тоді:
для
вала: es = ei + Td;
для
отвору: ES = EI + TD.
5.2 Одиниця
допуску і квалітет
У
системі ІSО принципово допускаються будь-які з’єднання основних відхилень і
квалітетів. Теоретично для кожного з розмірів до 500 мм з’єднанням до 20
квалітетів і 28 основних відхилень можна утворити більш 520 полів допусків
валів і 518 полів допусків отворів. Величина основного відхилення для більшості
полів допусків не залежить від КВАЛІТЕТУ (ступеня точності) - це сукупність
допусків, що відповідають однаковому ступеню точності для всіх номінальних
розмірів.
Квалітет позначається порядковим номером, що зростає
зі збільшенням допуску. Всього передбачено20 квалітетів (01, 0, 1, 2, 3, ...,
18).
У
цих квалітетів стандартом передбачені посадки. Скорочено допуск по одному із
квалітетів позначається латинськими літерами, наприклад Н7.
Допуск
посадки IT = ai, де а - коефіцієнт, що залежить від квалітету, i - одиниця
допуску.
Практикою встановлено, що труднощі обробки в основному
виникають зі збільшенням розмірів деталей за законом кубічної параболи:
i
Тут
i - одиниця допуску для номінальних розмірів до 500 мм. D -
середньоарифметичний розмір всередині розглянутого інтервалу розмірів.
Так,
для 3 мм i = 0.55, а для 500 мм i = 3.89. Тобто величина допуску на
виготовлення розміру через i залежить від самого розміру. Для розмірів до 500
мм допуски у квалітетах від 01 до 4 визначені за формулами:
IT
01 = 0.3 +0,008 Ди,
де
Ди – середнє геометричне його граничних значень.
IТО
= 0,5 + 0,012 Ди
ITI
= 0,8 + 0,020 Ди
IT2
= ITI * IТЗ
IТЗ
= ITI * IТ3
IТ4=IТЗ
* IT5
За
цими формулами проводять розрахунок допусків і граничних відхилень для кожного
інтервалу номінальних розмірів.
Система
допусків та посадок поширюється на розміри до 40000 мм. Вказаний діапазон
розбитий на групи:
до
500 мм, 500 - 3150 мм, 3150 - 10000 мм, 10000 -40000 мм - всі вони розбиваються
на основні й проміжні інтервали.
Для
розмірів до 500 мм установлено 13 основних інтервалів (наприклад: від 10 до 18
мм). Проміжні інтервали введені для відхилень, що утворюють посадки з більшими
натягами і зазорами для одержання більш рівномірних зазорів і натягів. Проміжні
інтервали починаються з 10 мм (10-14 мм, 14-18 мм).
5.3 Система
похибок
Величина
допуску не зовсім повно характеризує точність обробки.
Основними
джерелами появи відхилень заданих розмірів і форми виробу є похибки:
-
розмірів;
-
геометричної
форми;
-
взаємного
розташування поверхонь;
-
пов'язані
із чистотою обробки (шорсткості):
Ці
4 групи похибок у процесі виготовлення виникають під дією ряду причин, серед
яких слід зазначити:
а)неточність
виготовлення устаткування (верстат, прес і т.д.);
б)неточність
виготовлення пристосувань для обробки, їхнє зношування;
в)пружні
деформації різальних інструментів, їхнє зношування, неточність виготовлення
інструмента, температурний вплив;
г)неоднорідність
матеріалу, пружні деформації, температурний вплив тощо. Це система технічних
похибок;
5
- виміру, включаючи похибки вимірювальних засобів;
6
- залежні від обраної технічної системи й режиму обробки;
7
- коливання припуску на механічну обробку тощо.
Похибки
при виготовленні деталей можна поділити на:
1)
систематичні
постійні (неправильно настроєний верстат);
2)
систематичні
змінні (зношування інструмента);
3)
випадкові
похибки.
Якщо
систематичні можуть бути виявлені і у ряді випадків усунуті в процесі
підготовки виробництва або виготовлення деталей, то виявлення випадкових похибок
вимагає вивчення.
Численні
досвіди показують, що випадкова похибка виготовлення дуже добре узгоджується із
законом нормального розподілу.
Рис. 2 Крива
Гауса
Крива
показує, що найбільше число - 68% всіх виготовлених деталей мають похибки,
близькі до середнього розміру, 27,4% деталей мають відхилення в межах від 1/3
до 2/3 допуску, і тільки незначна кількість деталей - 4,32% - має розміри,
близькі до найменших і найбільших граничних розмірів.
Нехай
X - випадкова величина
У-
щільність імовірності
σ
- середньоквадратичне відхилення X
За
законом Гауса:
Якщо
IT – допуск посадки, то площу, укладену між кривою й віссю X приймають за 1 або
за 100%.
Її
можна виразити через інтеграл:
, ,
dx=σdz
Беремо
половину площі:
- певний інтеграл функції Лапласа.
Його можна знайти в будь-якому інженерному довіднику: при z = 3, х = 3σ, 2x = 6σ:
f(3)~0,4987≈0,5
2f(3)≈1=100%
ВИСНОВОК:
для похибок, які підкоряються закону Гауса, за зону розсіювання дійсних
розмірів, що дорівнює допуску на виготовлення деталей, приймається зона +,
-3σ або 6σ. Імовірність цього близька до 100%. Вихід за зону
розсіювання становить усього 0.27%.
Приклад:
обробляється партія деталей 1000 шт, ІТ- відомий допуск посадки.
де
L - дійсний
розмір.
Визначимо
так названу залишкову похибку:
X=l1 - L
Згрупуємо
дійсні розміри за групами:
40,02
- nl;
40,02-40,01
- n2;
40,01-40,00
– n3;
ni
~ частота появи того самого розміру
Емпірична
крива:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|