Чому існує поняття толерантності та придатності? Усі виготовлені вироби, незалежно від того, наскільки складне обладнання використовується, скільки б не було докладено зусиль, їхні розміри та форма не можуть точно відповідати теоретичним значенням. Це прірва між ідеалом і реальністю!
Отже, як виконати вимоги щодо взаємозамінності деталей? Тобто серед партії частин або компонентів однакової специфікації будь-яка з них може відповідати заданим вимогам до продуктивності без будь-якого вибору чи додаткової модифікації. Це вимагає, щоб розміри виготовлених деталей були в межах допустимого діапазону допусків.
01
Терміни, пов’язані з толерантністю
При обробці деталей через вплив точності верстата, зносу інструменту, похибок вимірювань і т. д. неможливо абсолютно точно обробити розміри деталей. Щоб забезпечити взаємозамінність, похибка обробки розміру деталі повинна бути обмежена в певному діапазоні, а величина варіації розміру повинна бути визначена.
1) Основний розмір
Відповідно до міцності та структурних вимог до частини, розмір визначається під час проектування.
2) Фактичний розмір
Розміри, отримані шляхом вимірювання.
3) Граничний розмір
Два граничних значення для допустимої варіації розміру. Визначається виходячи з основного розміру. Більше з двох граничних значень називається максимальним граничним розміром; менший з них називається мінімальним граничним розміром.
4) Відхилення розміру (називається відхиленням)
Алгебраїчна різниця розміру мінус його базовий розмір. Розмірними відхиленнями є:
Верхнє відхилення=максимальний граничний розмір - базовий розмір
Нижнє відхилення=мінімальний граничний розмір - базовий розмір
Верхнє і нижнє відхилення разом називаються граничними відхиленнями, а верхнє і нижнє відхилення можуть бути позитивними, негативними або нульовими.
Національним стандартом встановлено, що кодове найменування верхнього відхилення отвору — ES, кодове найменування нижнього ухилу отвору — EI; кодове найменування верхнього відхилення вала es, а кодове найменування нижнього відхилення вала ei.
▲ Діаграма зон допуску
5) Допуск на розміри (скорочено допуск)
Дозволена кількість варіацій розміру.
Допуск розмірів=максимальний граничний розмір - мінімальний граничний розмір
= верхнє відхилення - нижнє відхилення
Оскільки максимальний граничний розмір завжди більший за мінімальний граничний розмір, тобто верхнє відхилення завжди більше ніж нижнє відхилення, тому допуск на розміри має бути позитивним значенням.
6) Діаграма нульової лінії, зони ПР і зон допуску
Нульова лінія - це опорна лінія, яка використовується для визначення відхилення на діаграмі зон допуску, тобто лінія нульового відхилення. Зазвичай нульова лінія позначає базовий розмір. Позначка «0», «плюс», «-» на лівому кінці нульової лінії, відхилення над нульовою лінією додатне; відхилення нижче нульової лінії негативне. Зона допуску — це область, визначена двома прямими лініями, що представляють верхнє та нижнє відхилення. Ширина та положення зони допуску є двома елементами, які складають зону допуску.
7) Стандартний допуск і стандартний ступінь допуску
Стандартні допуски — це будь-які допуски, перелічені в національних стандартах для визначення розміру зони допуску. Стандартний клас допуску - це клас, який визначає ступінь точності розмірів. Стандартні допуски поділяються на 20 класи, а саме IT01, IT0, IT1~IT18, які представляють стандартні допуски, а арабські цифри представляють стандартні класи допуску, серед яких клас IT01 є найвищим, класи знижуються в свою чергу та Оцінка IT18 є найнижчою. Для певного основного розміру, чим вищий стандартний рівень допуску, тим менше значення стандартного допуску та вища точність розміру.
8) Базове відхилення
Використовується для визначення верхнього або нижнього відхилення зони допуску відносно положення нульової лінії. Як правило, це стосується відхилення, близького до нульової лінії. Коли зона допуску знаходиться вище нульової лінії, основним відхиленням є нижнє відхилення. Коли зона допуску знаходиться нижче нульової лінії, основним відхиленням є верхнє відхилення.
Згідно з фактичними потребами, національний стандарт передбачає 28 різних основних відхилень для отвору та вала відповідно, як показано на малюнку нижче. Основні значення похибки отворів і валів можна знайти у відповідних таблицях.
▲ Основні ряди відхилень
З наведеного вище малюнка видно, що:
1) Основний код відхилення позначається латинськими літерами, велика літера представляє основний код відхилення, а мала літера представляє основний код відхилення осі. Оскільки основне відхилення використовується лише для позначення розміру зони допуску на малюнку, один кінець зони допуску малюється як отвір.
2) Відхилення від A~H є нижнім відхиленням, J~ZC є верхнім відхиленням, а верхнє та нижнє відхилення JS є плюс IT/2 та -IT/2 відповідно.
3) Базовим відхиленням осі є верхнє відхилення від a~h, нижнє відхилення від j~zc, а верхнє та нижнє відхилення js дорівнюють IT/2T та -IT/2 відповідно. Інше відхилення отворів і валів можна розрахувати за основним відхиленням і стандартним допуском.
02
Асоційовані терміни
У верстатній збірці співвідношення між зоною допуску отворів і валів однакового основного розміру і суміщених один з одним називають посадкою. Через різницю в фактичних розмірах отвору та вала після складання може виникнути «люфт» або «перешкода». У відповідності між отвором і валом алгебраїчна різниця, отримана шляхом віднімання розміру валу від розміру отвору, додатна, коли вона додатна, а коли вона від’ємна, це інтерференція.
(1) Типи координації
Посадки поділяються на три категорії відповідно до їх зазору або перешкоди:
картина
1) Підгонка зазору
Зона допуску отвору знаходиться над зоною зв’язку вала, і будь-яка пара отворів і вал збігаються з зазором (включаючи мінімальний нульовий зазор), як показано на малюнку a вище.
2) Інтерференційна посадка
Зона допуску отвору є нижчою за зону допуску вала, і будь-яка пара отворів і вал підбираються як посадка з перешкодами (включно з мінімальним нульовим зазором), як показано на малюнку b вище.
3) Переобладнання
Зона допуску отвору перекривається із зоною допуску вала, і будь-яка пара отворів і вал узгоджуються, що може мати зазор або посадку з натягом, як показано на малюнку c вище.
(2) Координаційна еталонна система
Національний стандарт передбачає дві системи порівняння, як показано на малюнку нижче.
картина
▲ Дві системи тестування
1) система базових отворів
Основне відхилення - це система, в якій зона допуску певного отвору та зона допуску вала основного відхилення є різновидом взаємодії, як показано на малюнку a. Тобто положення зони допуску отвору фіксується в посадці одного і того ж основного розміру, а різні посадки виходять шляхом зміни положення зони допуску вала. Отвір, зроблений базовим отвором, називається опорним отвором. Національний стандарт передбачає, що нижнє відхилення опорного отвору дорівнює нулю, а "Н" є основним кодом відхилення опорного отвору.
2) Система базового вала
Основне відхилення - це система, в якій зона допуску певного вала і зона допуску отворів з різними основними відхиленнями утворюють систему різноманітних посадок, як показано на малюнку б. Тобто положення зони допуску вала фіксується в посадці одного і того ж основного розміру, а різні посадки виходять шляхом зміни положення зони допуску отвору. Отвір, зроблений у центрі базового вала, називається втулкою опорного вала. Національний стандарт передбачає, що верхнє відхилення еталонного валу дорівнює нулю, а "h" є основним кодом відхилення еталонного валу.
З діаграми основного ряду відхилень видно, що:
У системі базових отворів опорний отвір H узгоджується з валом, a~h (загалом 11 типів) використовуються для посадки зазору; j~n (всього 5 типів) в основному використовуються для надмірної посадки; (n, p, r можуть бути надмірним або інтерференційним); p~zc (всього 12 типів) в основному використовуються для інтерференційної підгонки.
У базовій системі вала базова вісь h узгоджується з отвором, A~H (загалом 11 типів) використовуються для посадки зазору; J~N (всього 5 типів) в основному використовуються для надмірної посадки; (N, P, R можуть бути надмірним або інтерференційним); P~ZC (всього 12 типів) в основному використовуються для інтерференційної підгонки.
03
толерантність форми
Допуск форми стосується повної варіації, яка допускається формою одного фактичного елемента. Допуски форми виражаються в зонах допуску форми. Зона допуску форми включає чотири елементи, такі як форма, напрямок, положення та розмір зони допуску. До елементів допуску форми відносяться: прямолінійність, площинність, округлість, циліндричність, профіль лінії та профіль поверхні.
1) Прямота
Прямолінійність означає умову, що фактична форма прямих елементів на деталі зберігає ідеальну пряму лінію. Це те, що зазвичай називають площинністю. Допуск прямолінійності - це максимальна варіація, дозволена фактичною лінією до ідеальної лінії. Тобто, наведений на кресленні, він використовується для обмеження допустимого діапазону варіації фактичної похибки обробки лінії.
картина
▲Приклад шаблону 1: у даній площині зона допуску має бути областю між двома паралельними прямими лініями з відстанню 0,1 мм.
картина
▲Приклад шаблону 2: якщо перед значенням допуску додається позначка φ, зона допуску має бути в межах площі циліндричної поверхні з діаметром 0,08 мм.
2) Площинність
Під площинністю розуміється фактична форма плоского елемента деталі та умова збереження ідеальної площини. Це те, що зазвичай називають гладкістю. Допуск на площинність — це максимальна варіація, дозволена фактичною поверхнею до площини. Тобто, це наведено на кресленні для обмеження допустимого діапазону зміни фактичної похибки обробки поверхні.
картина
▲Приклад візерунка: зона допуску – це область між двома паралельними площинами з відстанню 0,08 мм.
3) Округлість
Округлість - це умова фактичної форми елемента, що представляє коло на частині, рівновіддаленій від його центру. Це зазвичай називають ступенем округлості. Допуск округлості — це максимальна варіація, дозволена фактичним колом до ідеального кола на тій самій ділянці. Тобто, заданий на кресленні, він використовується для обмеження допустимого діапазону зміни похибки обробки фактичного кола.
картина
▲Приклад шаблону: зона допуску має бути на одній нормальній ділянці, а різниця радіусів – це площа між двома концентричними колами зі значенням допуску 0,03 мм.
4) Циліндричність
Циліндричність означає, що кожна точка на контурі циліндричної поверхні деталі знаходиться на однаковій відстані від її осі. Допуск на циліндричність — це максимальна варіація, дозволена фактичною циліндричною поверхнею до ідеальної циліндричної поверхні. Тобто, наведений на кресленні, він використовується для обмеження допустимого діапазону зміни фактичної похибки обробки циліндричної поверхні.
картина
▲Приклад шаблону: зона допуску – це область між двома коаксіальними циліндричними поверхнями з різницею радіусів 0,1 мм.
5) Лінія профілю
Лінійний профіль - це умова, за якої крива будь-якої форми зберігає свою ідеальну форму на даній площині деталі. Допуск профілю лінії відноситься до допустимої варіації фактичної лінії контуру некруглої кривої. Тобто, наведений на кресленні, він використовується для обмеження допустимого діапазону зміни фактичної похибки обробки кривої.
картина
▲Приклад візерунка: зона допуску – це область між двома конвертами, які охоплюють серію кіл діаметром 0,04 мм. Центри кіл лежать на лініях теоретично правильної геометрії.
6) Профіль поверхні
Профіль поверхні - це умова, за якої будь-яка поверхня деталі зберігає свою ідеальну форму. Допуск профілю поверхні відноситься до допустимої варіації фактичної лінії контуру некруглої поверхні до ідеальної поверхні профілю. Тобто, наведене на кресленні, воно використовується для обмеження діапазону зміни фактичної похибки обробки поверхні.
картина
▲Приклад візерунка: зона допуску знаходиться між двома оболонками, що охоплюють ряд кульок діаметром 0,02 мм. Центри куль теоретично повинні розташовуватися на поверхні теоретично правильної геометричної форми.
04
толерантність позиції
Допуск положення відноситься до загальної величини варіації, дозволеної положенням пов’язаного фактичного елемента з базою даних.
(1) Допуск орієнтації
Допуск орієнтації стосується загальної величини варіації, дозволеної пов’язаною фактичною характеристикою бази даних у напрямку. Цей тип допуску включає три елементи: паралельність, перпендикулярність і нахил.
1) Паралелізм
Паралельність, яку зазвичай називають ступенем паралельності, вказує на умову, що виміряні фактичні елементи деталі знаходяться на однаковій відстані від бази даних. Допуск паралельності - це максимально допустима варіація між фактичним напрямком вимірюваного елемента та ідеальним напрямком, паралельним опорній точці.
картина
▲Приклад візерунка: якщо перед значенням допуску додається позначка φ, зона допуску знаходиться в межах циліндричної поверхні з опорним паралельним діаметром φ0,03 мм.
2) Вертикальність
Перпендикулярність, яку зазвичай називають ступенем ортогональності між двома елементами, означає, що вимірюваний елемент на деталі зберігає правильний кут 90 градусів по відношенню до базового елемента. Допуск на перпендикулярність — це максимальне дозволене відхилення між фактичним напрямком вимірюваного елемента та ідеальним напрямком, перпендикулярним до точки відліку.
картина
▲Пояснення до легенди: якщо перед зоною допуску додано позначку φ, то зона допуску перпендикулярна базовій площині та всередині циліндричної поверхні з діаметром 0,1 мм.
картина
▲ Умовні позначення: зона допуску має бути розташована між двома паралельними площинами на відстані 0,08 мм і перпендикулярно базовій лінії.
3) Нахил
Нахил — це правильна умова будь-якого заданого кута між взаємними орієнтаціями двох елементів на частині. Допуск на нахил — це максимальне дозволене відхилення між фактичною орієнтацією вимірюваного об’єкта та ідеальною орієнтацією під будь-яким заданим кутом до опорної точки.
картина
▲Пояснення до позначки: зона допуску виміряної осі – це область між двома паралельними площинами, відстань між якими становить 0,08 мм і які утворюють теоретичний кут 60 градусів із базовою площиною A.
картина
▲Пояснення до легенди: якщо перед значенням допуску додається позначка φ, зона допуску має бути розташована на циліндричній поверхні діаметром 0,1 мм. Зона допуску повинна бути паралельна площині B, перпендикулярній до бази A, і утворювати теоретично правильний кут 60 градусів з базою A.
(2) Допуск на позиціонування
Допуск на позиціонування – це загальна кількість варіацій, дозволених для положення пов’язаного фактичного об’єкта відносно бази даних. Цей вид допуску включає три елементи: ступінь положення, ступінь співвісності та ступінь симетрії.
1) Посадовий ступінь
Ступінь положення означає точний стан точок, ліній, поверхонь та інших елементів на деталі відносно їх ідеального положення. Допуск положення - це максимально допустиме відхилення фактичного положення вимірюваного елемента відносно ідеального положення.
картина
▲ Умовні позначення: коли перед зоною допуску додається позначка Sφ, то зона допуску – це внутрішня область кульки діаметром 0,3 мм. Положення центральної точки сферичної зони допуску є теоретично правильним розміром відносно опорних точок A, B і C.
2) Співвісність
Співвісність, широко відома як ступінь співвісності, означає, що виміряна вісь деталі знаходиться на одній прямій лінії відносно осі відліку. Допуск концентричності — це допустиме відхилення виміряної фактичної осі відносно опорної осі.
картина
▲Легенда допуску концентричності: коли позначено значення допуску, зона допуску – це область між циліндрами діаметром 0,08 мм. Вісь кругової зони допуску збігається з опорною точкою.
3) Симетрія
Ступінь симетрії означає, що два симетричні центральні елементи деталі зберігаються в одній центральній площині. Допуск симетрії — це величина відхилення, дозволена центральною площиною симетрії (або центральною лінією, віссю) фактичного елемента щодо ідеальної площини симетрії.
картина
▲Опис умовного позначення. Зона допуску – це область між двома паралельними площинами або прямими лініями з відстанню 0,08 мм і симетричним розташуванням відносно базової центральної площини або центральної лінії.
(3) Допуск до биття
Допуск до биття – це елемент допуску, який надається на основі конкретного методу виявлення. Допуск до биття можна розділити на кругове биття та повне биття.
1) Биття по колу
Кругове биття — це стан, за якого поверхня обертання на деталі зберігає фіксоване положення відносно опорної осі в межах визначеної площини вимірювання. Допуск кругового биття — це максимальна варіація, дозволена в межах обмеженого діапазону вимірювань, коли вимірюваний фактичний елемент обертається на повне коло навколо базової осі без осьового переміщення.
картина
▲ Пояснення 1: Зона допуску – це область між двома концентричними колами, перпендикулярними до будь-якої площини вимірювання, з різницею радіусів 0,1 мм, центри яких розташовані на одній базовій осі.
картина
▲ Легенда 2: Зона допуску – це область між двома колами з відстанню 0,1 мм на вимірювальному циліндрі в будь-якому радіальному положенні, співвісному з базовою точкою.
2) повне биття
Повне биття стосується величини биття вздовж усієї вимірюваної поверхні, коли деталь безперервно обертається навколо базової осі. Допуск повного биття — це максимальне допустиме биття, коли вимірюваний фактичний елемент безперервно обертається навколо базової осі, а індикатор рухається відносно свого ідеального контуру.
картина
▲ Пояснення 1: Зона допуску – це область між двома циліндричними поверхнями з різницею радіусів 0,1 мм і співвісними з опорною точкою.
картина
▲ Легенда 2: Зона допуску – це область між двома паралельними площинами з різницею радіусів 0,1 мм і перпендикулярними до базової точки.
Ось наступна таблиця, поспішайте забрати її~
