Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость - 1) возможность сборки узлов и машин из независимо изготовленных деталей, не требующих подгонки или подбора. 2) принцип нормирования требований к размерам элементов деталей, узлов, механизмов, используемый при конструировании, благодаря которому представляется возможным изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Виды взаимозаменяемости:

1. Полная взаимозаменяемость - детали и узлы полностью взаимозаменяемы (устанавливают при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулировок и подбора, т.е. только закрепляют).

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость - при сборке требуется установка детали, либо узла только с определёнными размерами (размерами определённой группы) - групповая взаимозаменяемость, или требуется дополнительная обработка одного из элементов детали.

2. Размерная (геометрическая) взаимозаменяемость - если в телевизоре сгорел кинескоп, то новый кинескоп устанавливают в старый корпус, на то же место (кинескоп обладает размерной взаимозаменяемостью).

Параметрическая взаимозаменяемость - распространяется на устройства, в которых эксплуатационные свойства характеризуются оптическими и др. немеханическими физическими параметрами.

3. Внешняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость по выходным данным узла: его присоединительным размерам и эксплуатационным параметрам (вышедший из строя подшипник можно заменить другим такого же типоразмера.

Внутренняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость деталей, входящих в узел, или узлов, входящих в изделие (шарики в подшипнике качения).

 

Размер (номинальный, предельный)

Размер - количественный признак предмета (как правило, в метрах).

Номинальный размер - размер, полученный в результате расчёта и округлённый до ближайшего размера из нормального ряда (63,83мм ® 65мм). Относительно этого размера определяются отклонения. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчётов на прочность, жёсткость и т.д., и выбирается из рядов предпочтительных чисел.

Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью.

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

 

Допуск размера. Поле допуска

Допуск размера - разность наибольшего и наименьшего предельных размеров, или алгебраическая разность верхнего и нижнего предельных отклонений (Т).

Допуск всегда > 0. Допуск на чертеже (в тексте) изображается в виде прямоугольника, высота которого в некотором масштабе соответствует величине допуска.

Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру. Поле допуска - зона, заключённая между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям.

Примеры: 1) . Т = 0.05мм.

2) . Т = - 0,07- (- 0,019) = 0,012мм.

Отклонения равные 0 не записываются на чертеже.

3) Æ . Т = +0.42-0 = +0.42мм.

4) Æ . Т = 0 - (0,072) = +0.072мм.

 

Если одно из отклонений размеров равно нулю, то допуск равен численному значению другого отклонения.

5) 150 1,5. Т = +1,5 - (- 1,5) = 3мм.

 

Исполнительный (истинный) размер

Истинный размер - размер, полученный в результате изготовления и значение которого нам неизвестно, хотя он и существует. К значению истинного размера мы приближаемся по мере повышения точности измерений, поэтому понятие "истинный размер" часто заменяют понятием "действительный размер", который близок к истинному в условиях поставленной цели.

Действительный размер

Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью. Он выявляется экспериментальным путём, и называется действительным, если он выявлен с допустимой погрешностью, которая определена какими-либо нормативными документами.

Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:

MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.

 

Вал. Отверстие

Вал - соединение двух деталей, охватываемое деталью.

Отверстие - соединение двух деталей, охватывающее деталь.

Номинальный размер отверстий и вала, а также поперечное сечение отверстий и вала одинаковы (поперечное сечение может быть любым).

Поле допуска отверстий и вала предпочтительно направлять в тело деталей.

 

Сопряжения вала и отверстия

Соединение отверстий с валами образует сопряжение (посадку). В зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смешения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определённую величину, а в других такой возможности нет.

Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в ней зазоров и натягов.

В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида: посадки с зазором, посадки с натягом, переходные посадки.

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

Кроме соединений с зазором или натягом имеются и соединения в одной части которых может возникнуть зазор, а в другой части - натяг.

 

9. Зазор, натяг, посадка, образование посадок

В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.

Кроме соединений с зазором или натягом имеются и соединения в одной части которых может возникнуть зазор, а в другой части - натяг.

ß

Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала. Натяг - разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. "До сборки" означает, что в результате сборки может происходить деформация сопрягаемых поверхностей, что может привести к изменению итогового характера посадки.

 

а) Зазор:

б) Натяг:

в) Переходная:

Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в ней зазоров и натягов.

1. Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. Поле допуска отверстия всегда расположено над полем допуска вала. Наименьший зазор может быть равен нулю. Наименьший зазор - при сопряжении наименьшего предельного размера отверстия с наибольшим предельным размером вала. Наибольший зазор - при сопряжении наибольшего предельного размера отверстия с наименьшим предельным размером вала.

2. Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наименьший предельный размер вала больше наибольшего предельного размера отверстия. Поле допуска вала всегда расположено над полем допуска отверстия. Наименьший натяг - при сопряжении наименьшего предельного размера вала с наибольшим предельным размером отверстия. Наибольший натяг - при сопряжении наибольшего предельного размера вала с наименьшим предельным размером отверстия.

3. Переходная посадка - посадка, при которой можно получить в соединении как зазор так и натяг в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. Поля допусков отверстий и валов перекрываются частично или полностью. Эти посадки характеризуются наибольшим натягом и наибольшим зазором.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для "свободных размеров". На чертеже для "свободных размеров" указаны только номинальные значения.

Допуск посадки

Рассмотрим переходную посадку: допуск посадки (допуск натяга или допуск зазора) для переходной посадки

T _N = T _S = N _MAX - N _MIN = S _MAX - S _MIN = (ES - EI) + (es - ei) = T _D + T _d,

где T _D и T _d - поля допусков отверстия и вала соответственно.

Аналогично для посадки с натягом, посадки с зазором определяются из рассмотрения предельных отклонений допуски натяга, допуски зазора (также равны T _D + T _d).

Таким образом, для любой посадки, независимо от её типа, допуск посадки есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

 

Квалитеты

Квалитет - совокупность допусков, соответствующих одному уровню точности для всех номинальных размеров.

IT - допуск второго отклонения. Величина допуска будет зависеть как от размера вала или отверстия, так и от точности обработки. Численное значение части допуска, которое зависит от размера, задаётся единицей допуска (i). Количество единиц допуска зависит от точности обработки и задаётся квалитетом.

Для механически обрабатываемых деталей предусмотрено 19 квалитетов:

01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, …, 17. Квалитет 01 - самый точный.

 

IT 5	IT 6	IT 7	IT 8	IT 9	IT 10	IT 11	IT 12
7i	10i	16i	25i	40i	64i	100i	160i
IT 13	IT 14	IT 15	IT 16	IT 17	IT 01	IT 0	IT 1
250i	400i	640i	1000i	1600i	0.3+0.008D	0.5+0.012D	0.8+0.020D

 

Допуски для квалитетов второго и четвёртого рассчитываются, как округлённые значения членов геометрической прогрессии от 1-ого по 5-ый квалитет.

При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для "свободных размеров". На чертеже для "свободных размеров" указаны только номинальные значения.

Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.

18-ый и 19-ый квалитет и допуски этих квалитетов используются только для неметаллических деталей или металлических деталей, не обработанных резанием.

 

Интервалы размеров

В системах допусков весь диапазон размеров разделён на интервалы. Интервалы подразделяются на основные и промежуточные. ЕСДП предусматривает 13 интервалов размеров в диапазоне до 500мм, в пределах которых значения допусков устанавливаются постоянными - основные интервалы. Эти интервалы используются для определения всех допусков системы и тех предельных отклонений, которые более плавно изменяются в зависимости от номинального размера. Для номинальных размеров свыше 10мм ведены промежуточные интервалы, которые делят каждый интервал на 2 или 3 интервала. Промежуточные интервалы ввели в связи с необходимостью учесть не только зависимость допуска от номинального размера, но и зависимость назначаемых предельных отклонений для некоторых посадок от номинальных размеров. Последнее число интервала относится к данному интервалу, а первое число к предыдущему.

Интервалы размеров включают в себя размеры, имеющие одинаковый допуск при одинаковой точности обработки. Для диапазона до 500мм назначены следующие интервалы:

· до 3 мм;

· св. 3 до 6 мм;

· св. 6 до 10 мм;

· св. 10 до 18 мм;

· св. 18 до 30 мм;

· св. 30 до 50 мм;

· ……………….

· св. 400 до 500 мм.

 

15. Принцип образования стандартного поля допуска

На схемах в условном масштабе откладывают предельные отклонения относительно нулевой линии - линии, соответствующей номинальному размеру. Обычно нулевую линию проводят горизонтально. Вверх от нулевой линии откладывают положительные отклонения, вниз - отрицательные. Линия верхнего отклонения всегда выше линии нижнего отклонения. Зона, заключённая между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям, называется полем допуска.

Поле допуска в ЕСДП образуется сочетанием основного отклонения (характеристика расположения) и квалитета (характеристика допуска). Условное обозначение поля допуска состоит из буквы основного отклонения и числа - номера квалитета: d11, h9 (поля допусков валов); P7, H7 (поля допусков отверстий). Обозначение поля допуска указывается после номинального размера элемента: 40h6, 40d10. В обоснованных случаях допускается обозначать поле допуска с основным отклонением H символом + IT, с основным отклонением h символом - IT, с отклонением js или JS символом , например: + IT14, - IT 14, .

По основному отклонению и допуску определяется второе предельное отклонение, ограничивающее данное поле допуска. Для тех полей допусков, у которых основным является верхнее отклонение, нижнее отклонение вычисляют по формулам:

для вала

ei = es - IT;

для отверстий

EI = ES - IT.

Если основное отклонение - нижнее, то верхнее отклонение вычисляют по этим же формулам.

 

Размерные цепи

Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и определяющих взаимное положение поверхностей или осей одной или нескольких деталей. Состоит из отдельных звеньев.

Звено – каждый из размеров образующих размерную цепь.

Цепь состоит из одного исходного (замыкающего) и одного или нескольких составляющих звеньев.

Классификация:

1) Область применения

- конструкторская – обеспечение точности при конструировании деталей

- технологическая - обеспечение точности при изготовлении деталей

- измерительная – измерение величин, характеризующих точность изделия.

2) Место в изделии

- детальная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали

- сборочная – определяет точность относительного положения поверхностей или осей одной детали, одной сборочной единицы.

3) Расположение деталей

- линейная – звенья цепи – линейные размеры, расположены на параллельных прямых

- угловая – звенья – угловые размеры, откл-я могут быть заданы в линейных величинах, отнесенных к условной длине или в градусах.

- плоская – звенья расположены произвольно водной или нескольких параллельных плавкостях.

- пространственная – звенья расположены произвольно в пространстве.

 

Исходное звено – звено, к которому предъявляются основные требования точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. Замыкающее звено не выполняется, а является результатом выполнения всех остальных звеньев.

Составляющее звено – звено, с изменением которого изменяется и замыкающее звено.

Составляющие звенья:

- уменьшающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ¯.

- увеличивающие – с ­ размера звена размер замыкающего звена ­.

 

Определение уменьшающих и увеличивающих звеньев можно провести применив правило обхода по контуру.

Исходному звену приписываем определенное направление. Далее все составляющие звенья обозначаются стрелками, начиная от звена, соседнего с исходным, и должны иметь один и тот же замкнутый поток направлений. Тогда звенья имеющие тоже направление, что и у исходного звена будут уменьшающими, а остальные – увеличивающими.

 

Сертификация производства.

Сертификация производств считается временным явлением, т.к. производится только в России, причём сертификация производств предшествует сертификации качества.

 

Понятие о взаимозаменяемости. Виды взаимозаменяемости

На взаимозаменяемость соединений оказывает влияние не только размер, но и точность геометрической формы, и точность геометрических элементов, образующих деталь.

Взаимозаменяемость - 1) возможность сборки узлов и машин из независимо изготовленных деталей, не требующих подгонки или подбора. 2) принцип нормирования требований к размерам элементов деталей, узлов, механизмов, используемый при конструировании, благодаря которому представляется возможным изготавливать их независимо и собирать или заменять без дополнительной обработки при соблюдении технических требований к изделию.

Взаимозаменяемость должна обеспечить функционирование изделия надлежащим образом.

Виды взаимозаменяемости:

1. Полная взаимозаменяемость - детали и узлы полностью взаимозаменяемы (устанавливают при сборке без дополнительных операций по обработке, без регулировок и подбора, т.е. только закрепляют).

Неполная (ограниченная) взаимозаменяемость - при сборке требуется установка детали, либо узла только с определёнными размерами (размерами определённой группы) - групповая взаимозаменяемость, или требуется дополнительная обработка одного из элементов детали.

2. Размерная (геометрическая) взаимозаменяемость - если в телевизоре сгорел кинескоп, то новый кинескоп устанавливают в старый корпус, на то же место (кинескоп обладает размерной взаимозаменяемостью).

Параметрическая взаимозаменяемость - распространяется на устройства, в которых эксплуатационные свойства характеризуются оптическими и др. немеханическими физическими параметрами.

3. Внешняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость по выходным данным узла: его присоединительным размерам и эксплуатационным параметрам (вышедший из строя подшипник можно заменить другим такого же типоразмера.

Внутренняя взаимозаменяемость - взаимозаменяемость деталей, входящих в узел, или узлов, входящих в изделие (шарики в подшипнике качения).