Особенности Единой системы допусков и посадок (ЕСДП)

Система допусков и посадок (СДП) – это совокупность (набор) числовых значений допусков, предельных отклонений, зазоров и натягов закономерно расположенных и установленных на основании экспериментальных исследований и передового производственного опыта.

ЕСДП (ГОСТ 25346-89) разработана на базе рекомендаций ИСО Р286‑62. Она охватывает два диапазона размеров: до 500 мми свыше 500 до 3150 мм.

С целью сокращения количества значений стандартных допусков диапазон размеров до 500 мм разбит на 13 интервалов размеров (табл. 6, ГОСТ 25346-89). В каждом интервале размеров допуск является одинаковым для всех размеров интервала.

При расчете значения стандартного допуска стандартизаторами ставилась задача учесть влияние размера заготовки на погрешность изготовления и измерения. Для решения этой задачи введено понятие «единица допуска» – i. В системе ЕСДП для размеров свыше 1 до 500 мм единица допуска рассчитана по формуле

.                             (1.25)

					влияние погрешности измерения
	влияние погрешности обработки

 

Единица допуска – база для расчета стандартных допусков. Она учитывает параболическую зависимость погрешности обработки от величины размера при основных методах обработки. Составная часть допуска 0,001 D учитывает влияние размера детали на погрешность измерения.

 

Стандартный допуск состоит из произведений набора а единиц i (рис. 1.6). Допуск в любом квалитете рассчитывают по формуле

Т = аi,                                            (1.26)

Рисунок – 1.6

где Т – стандартный допуск, мм; i – единица допуска, мм; а – коэффициент, равный числу единиц допуска, зависящий от квалитета и характеризующий уровень точности.

Стандартные допуски систематизированы в виде 20 рядов точности (квалитетов, табл. 6 ГОСТ 25346-89). Каждый ряд точности имеет свой числовой индекс:    

точность убывает

01; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; … 18 – квалитеты (ряды точности).

						самый грубый ряд
	самый точный ряд
			допуск увеличивается

 

Стандартный допуск обозначают в технической документации буквами IT (international tolérаnce) и числовым индексом квалитета, например:

IT 5 – допуск в пятом квалитете.

В каждом ряду точности допуск изменяется в зависимости от номинального размера, однако это изменение соответствует одному и тому же уровню точности, предусмотренному квалитетом. Под квалитетом понимают совокупность допусков изменяющихся в диапазоне размеров, например до 500 мм, но характеризуемых постоянной относительной точностью (определяемой коэффициентом а) для всех номинальных размеров данного диапазона.

Стандартизация допусков не решает проблему стандартизации зазоров и натягов, которые зависят от взаимного расположения полей допусков сопрягаемых деталей. Например, если мы изготовили валы в одном и том же квалитете (IT 5), но с разным расположением поля допуска относительно номинального размера (рис. 1.7), то при сборке их с одним и тем же отверстием получим различные виды посадок.

 

Стандартизаторы приняли считать, что поле допуска на схеме можно задать двумя параметрами (рис. 1.8):

1) допуск Т (табл.6 ГОСТ 25346-89);

2) основное отклонение ∆ (табл. 7, 8 ГОСТ 25346-89).

За основное отклонение ∆ (рис. 1.8) было принято расстояние от номинального размера до ближайшей границы поля допуска, например, для случая симметричного поля допуска (см. рис. 1.7, а) основное отклонение равно ±19 мкм, для случаев (см. рис. 1.7, б, в) оно равно 0.

Независимое нормирование значения допуска Т и расположения ∆ поля допуска относительно номинального размера позволило стандартизировать предельные отклонения отверстия ES и EI, вала es и ei, зазоры и натяги.

 

Каждое основное отклонение обозначается буквой латинского алфавита: прописной – для отверстий, строчной – для валов:

A, B, C, D…H…Z – основные отклонения отверстий;

a, b, c, d…h…z – основные отклонения валов.

Основные отклонения служат для образования полей допусков деталей:

Н = 0 – для образования поля допуска основного отверстия;

h = 0 – для образования поля допуска основного вала.

– для образования полей допусков посадок с зазором;

От А до Н

от а до h

	– для образования полей допусков переходных посадок;

J _s, K, M, N

J _s, k, m, n

 

– для образования полей допусков посадок с натягом.

от P до Z

от p до z

Основное отклонение Р (р) может образовывать поля допусков переходных посадок, например, в шпоночном соединении. Образование переходной посадки с основным отклонением P зависит от соотношения квалитетов сопрягаемых деталей (вала и отверстия).

Поле допуска детали образуется комбинированием одного из основных отклонений с одним из квалитетов, например:

F 10, F 8, H 8, J _s 7 и т.д. – поля допусков отверстий;

f 10, f 8, h 8, j _s 7и т.д. – поля допусков валов.

При полном комбинировании 20 квалитетов и 28 основных отклонений можно образовать 560 полей допусков отверстий и столько же для валов. Такое обилие полей допусков не способствует унификации. Для ограничения числа полей допусков и предельных отклонений введен ограничительный стандарт ГОСТ 25347-82. Рекомендуемые поля допусков рассортированы на поля допусков предпочтительного и ограничительного применения. Поля допусков и посадки предпочтительного применения обведены в таблицах стандарта жирной рамкой.

Посадка по ЕСДП записывается дробью:

Посадка = .

Например, посадки для гладких соединений:  и т. д.

ЕСДП имеет две системы посадок:

система посадок основного отверстия;

система посадок основного вала.

Понятие системы посадок основного отверстия и основного вала ЕСДП обычно вызывает у студентов затруднение. Раскрыть содержание этих понятий можно с помощью следующего примера.

Предположим, что необходимо спроектировать некоторое количество, допустим, 10 соединений одинакового номинального размера, но с разными зазорами и натягами (см. рис. 1.8) при сборке.

Можно принять различные схемы простановки предельных отклонений на чертежах вала и отверстия (рис. 1.9).

Вариант 1. Все 10 отверстий изготовить с одинаковыми предельными отклонениями (ES, EI = const), а требуемые зазоры или натяги при сборке обеспечить за счет 10 валов с различными предельными отклонениями (es и ei – переменные).

При изготовлении отверстия по первому варианту в 6 квалитете можно использовать, например, три размерных режущих инструмента:

один типоразмер сверла;

один типоразмер зенкера;

один типоразмер развертки.

    Валы с различными предельными отклонениями можно проточить или прошлифовать без дополнительных затрат одним резцом или шлифовальным кругом.

 

Рисунок 1.9 – Проектные вал и отверстие

 

    Вариант 2. Все 10 валов изготовить с одинаковыми предельными отклонениями (es и ei = const), а требуемые зазоры или натяги при сборке обеспечить за счет изготовления 10 отверстий с различными предельными отклонениями (ES и EI – переменные).

    При изготовлении отверстий по второму варианту потребуются следующие инструменты:

    сверло – один типоразмер;

    зенкер – 2÷3 типоразмера;

    развертка – 10 типоразмеров.

    Очевидно, что при одном и том же результате сборки, но при различных вариантах обработки, определяемых схемой простановки предельных отклонений на чертежах, будут иметь место различные затраты на режущий и измерительный инструмент. Лучший результат получим при простановке предельных отклонений по первому варианту.

    Таким образом, конструктор на стадии проектирования изделия, выбрав правильную схему простановки предельных отклонений на чертежах, может существенно уменьшить затраты на механическую обработку.

    В связи с рассмотренным выше примером в промышленности применяют две схемы простановки предельных отклонений на чертежах – это две системы допусков и посадок:

    система посадок основного отверстия (вариант 1);

    система посадок основного вала (вариант 2).

    В системе посадок основного отверстия за основную деталь принимают отверстие с полями допусков Н 5, Н 6, Н 7 и т.д. В этой системе не основной деталью являются валы, например: g 6, f 7, a 11, f 8 и т.д.

    Посадки в системе отверстия:  и т.д. Внешним признаком системы отверстия в условном обозначении посадки является наличие основного отклонения Н. Анализ посадок в системе основного отверстия позволяет сделать следующие выводы:

1) поле допуска основного отверстия – Н 7, Н 8 и т.д. – не влияет на тип посадки;

2) тип посадки зависит от вида основного отклонения неосновной детали – вала: f 8, g 6, j _s 7, t 6 и т.д., то есть  и  – посадки с зазором (по f и g); – переходная посадка (по j _s); – посадка с натягом (по t).

Посадки в системе отверстия рекомендуются для предпочтительного применения.

В системе посадок основного вала за основную деталь (вариант 2) принят вал с полем допусков h 5, h 6, h 7 и т.д. Неосновной деталью в системе вала являются отверстия, например: G 7, A 11, J _s 7 и т. д.

Посадки в системе основного вала:

 и т.д.

Внешним признаком системы основного вала в условном обозначении посадки является наличие основного отклонения h.

Анализ приведенных выше посадок в системе основного вала позволяет сделать следующие выводы:

1) тип посадки не зависит от поля допуска основного вала;

2) тип посадки можно установить по виду основного отклонения неосновной детали – отверстия, например:  и – посадки с зазором (по F и G);  – переходная посадка (по J _s); – посадка с натягом (по Т).

Система посадок основного вала в международной практике применяется в известных случаях:

1) применение валов при сборке из проката;

2) посадки подшипников качения по наружному кольцу;

3) соединения, когда вал сопрягается в сборочной единице одновременно с несколькими отверстиями и различными посадками.

Посадки в системе отверстия и вала, записанные в таблицах стандарта [19] жирным шрифтом, рекомендуются для предпочтительного применения, а остальные – для ограниченного применения. Допускается также применение посадок, не относящихся ни к системе вала, ни к системе отверстия («внесистемные»), например:  и другие [6, с. 253]. Такие посадки позволяют получить при сборке увеличенные зазоры или натяги при малых размерах сопрягаемых деталей, к примеру, в шлицевых соединениях или в посадках с натягом.

Особенностью ЕСДП является то, что допуски, отклонения, зазоры и натяги, установленные по ГОСТ 25347-82, относятся к деталям, размеры которых определены при температуре 20 °С. Если при эксплуатации изделий температура нагрева влияет на характер посадки в соединениях, то конструктор должен это учесть на стадии проектирования при выборе посадок.