Kāpēc pastāv tolerances un piemērotības jēdzieni?
Visa ražotā produkcija, lai cik precīza būtu iekārta un lai kā mēs censtos, izmērs un forma nevar pilnībā atbilst teorētiskajām skaitliskajām prasībām. Tā ir plaisa starp ideālu un realitāti!
Tātad, kā izpildīt detaļu aizvietojamības prasības? Tas nozīmē, ka jebkura no vienas un tās pašas specifikācijas detaļu vai komponentu partijas var atbilst norādītajām veiktspējas prasībām bez atlases vai papildu modifikācijām. Tas prasa, lai ražošanas daļu izmēri būtu pieļaujamās pielaides diapazonā.
01
Termini, kas saistīti ar toleranci
Detaļu apstrādes laikā darbgaldu precizitātes, instrumenta nodiluma, mērījumu kļūdu uc ietekmes dēļ nav iespējams pilnīgi precīzi apstrādāt detaļu izmērus. Lai nodrošinātu savstarpēju aizstājamību, detaļu izmēru apstrādes kļūda jāierobežo līdz noteiktam diapazonam un jānorāda izmēru variācijas apjoms.
bilde
1) Pamata izmērs
Izmēri tiek noteikti projektēšanas laikā, pamatojoties uz detaļas stiprības un konstrukcijas prasībām.
2) Faktiskais izmērs
Izmēri, kas iegūti ar mērījumu.
3) Ekstrēms izmērs
Divi ierobežojumi pieļaujamajām izmēra izmaiņām. To nosaka, pamatojoties uz pamata izmēru. Lielāko no divām robežvērtībām sauc par maksimālo robežlielumu; mazāko sauc par minimālo robežlielumu.
4) Izmēru novirze (saukta par novirzi)
Algebriskā starpība, kas iegūta, atņemot noteiktu lielumu no tā bāzes lieluma. Izmēru novirzes ietver:
Augšējā novirze=maksimālais ierobežojuma lielums — pamata izmērs
Apakšējā novirze=minimālais ierobežojums — pamata izmērs
Augšējās un apakšējās novirzes kopā sauc par robežnovirzēm, un augšējās un apakšējās novirzes var būt pozitīvas, negatīvas vai nulle.
Nacionālie standarti nosaka, ka urbuma augšējais novirzes kods ir ES, urbuma apakšējais novirzes kods ir EI; vārpstas augšējais novirzes kods ir es, bet apakšējais vārpstas novirzes kods ir ei.
bilde
▲ Pielaides zonas diagramma
5) Izmēru pielaide (saukta par pielaidi)
Atļautas izmēru izmaiņas.
Izmēru pielaide=maksimālais ierobežojuma izmērs — minimālais ierobežojuma izmērs
=augšējā novirze-zemākā novirze
Tā kā maksimālais robežlielums vienmēr ir lielāks par minimālo robežlielumu, tas ir, augšējā novirze vienmēr ir lielāka par apakšējo novirzi, izmēru pielaidei jābūt pozitīvai.
6) Nulles līnija, PR zona un pielaides zonas diagramma
Nulles līnija ir atskaites līnija, ko izmanto, lai noteiktu novirzi pielaides zonas diagrammā, tas ir, nulles novirzes līniju. Parasti nulles līnija apzīmē pamata izmēru. Atzīmējiet "0", "+" un "-" nulles līnijas kreisajā galā. Novirze virs nulles līnijas ir pozitīva; novirze zem nulles līnijas ir negatīva. Pielaides zona ir apgabals, ko ierobežo divas taisnas līnijas, kas attēlo augšējās un apakšējās novirzes. Pielaides zonas platums un novietojums ir divi elementi, kas veido pielaides zonu.
7) Standarta pielaide un standarta pielaides pakāpe
Standarta pielaide ir jebkura pielaide, kas norādīta valsts standartos, lai noteiktu pielaides zonas lielumu. Standarta pielaides līmeņi ir līmeņi, kas nosaka izmēru precizitāti. Standarta pielaides ir sadalītas 20 līmeņos, proti, IT01, IT0, IT1 ~ IT18, kas atspoguļo standarta pielaides. Arābu cipari apzīmē standarta pielaides līmeņus. Starp tiem IT01 līmenis ir augstākais, līmeņi secīgi samazinās, bet IT18 līmenis ir viszemākais. Noteiktam pamatizmēram, jo augstāks ir standarta pielaides līmenis, jo mazāka ir standarta pielaides vērtība un lielāka izmēra precizitāte.
8) Pamatnovirze
Izmanto, lai noteiktu pielaides zonas augšējo vai apakšējo novirzi attiecībā pret nulles līnijas pozīciju. Parasti attiecas uz novirzi tuvu nulles līnijai. Ja pielaides zona ir virs nulles līnijas, pamata novirze ir zemākā novirze. Ja pielaides zona ir zem nulles līnijas, pamata novirze ir augšējā novirze.
Atbilstoši faktiskajām vajadzībām valsts standarts nosaka 28 dažādas pamata novirzes caurumiem un vārpstām, kā parādīts attēlā zemāk. Caurumu un šahtu pamatnoviržu vērtības var atrast attiecīgajās tabulās.
bilde
▲ Pamatnoviržu rindas
Kā redzams no iepriekšējā attēla:
1) Pamatnovirzes kods ir attēlots ar latīņu burtiem, lielie burti apzīmē pamata novirzes kodu, un mazie burti apzīmē ass pamata novirzes kodu. Tā kā pamata novirze attēlā atspoguļo tikai pielaides zonas lielumu, viens pielaides zonas gals tiek uzzīmēts kā atvere.
2) Šī novirze ir no A līdz H kā apakšējā novirze, J līdz ZC kā augšējā novirze, un JS augšējā un apakšējā novirze ir attiecīgi +IT/2 un -IT/2.
3) Ass pamata novirze no a līdz h ir augšējā novirze, j līdz zc ir apakšējā novirze, un js augšējā un apakšējā novirze ir attiecīgi +IT/2T un -IT/2. Citu cauruma un vārpstas novirzi var aprēķināt no pamatnovirzes un standarta pielaides.
02
Ar koordināciju saistītā terminoloģija
Mašīnas montāžā attiecības starp to urbumu un vārpstu pielaides zonām, kurām ir vienāds pamatizmērs un kuras ir apvienotas savā starpā, sauc par saderību. Tā kā cauruma un vārpstas faktiskie izmēri ir atšķirīgi, pēc montāžas var rasties "atstarpes" vai "traucējumi". Pielāgojumā starp caurumu un vārpstu algebriskā atšķirība, kas iegūta, atņemot vārpstas izmēru no cauruma lieluma, ir atstarpe, ja tā ir pozitīva vērtība, un traucējumi, ja tā ir negatīva vērtība.
(1) Koordinācijas veidi
Fits ir sadalīts trīs kategorijās atkarībā no atstarpēm vai traucējumiem:
bilde
1) Klīrenss
Cauruma pielaides zona atrodas virs vārpstas PR zonas. Jebkurš caurumu pāris, kas atbilst vārpstai, būs piemērots ar atstarpi (ieskaitot minimālo atstarpi nulle), kā parādīts A attēlā iepriekš.
2) Interferences fit
Cauruma pielaides zona atrodas zem vārpstas pielaides zonas. Jebkurš caurumu pāris, kas atbilst vārpstai, ir piemērots ar traucējumiem (ieskaitot minimālo atstarpi nulles līmenī), kā parādīts iepriekš b attēlā.
3) Pārmērīga sadarbība
Caurumu pielaides zonas pārklājas ar vārpstas pielaides zonām. Ja kāds caurumu pāris sakrīt ar vārpstu, var būt sprauga vai traucējošs savienojums, kā parādīts c attēlā iepriekš.
(2) Koordinēta etalonu sistēma
Nacionālie standarti nosaka divas etalonu sistēmas, kā parādīts attēlā zemāk.
bilde
▲ Divas etalonu sistēmas
1) Pamata caurumu sistēma
Cauruma pielaides zona ar noteiktu pamatnovirzi un vārpstas pielaides zona ar pamata novirzi veido saskaņošanas sistēmu, kā parādīts a attēlā. Tas ir, saderībā ar vienādiem pamatizmēriem urbuma tolerances zonas pozīcija ir fiksēta, un, mainot vārpstas pielaides zonas pozīciju, tiek iegūti dažādi pielāgojumi. Caurumu, kas izveidots no pamata cauruma, sauc par bāzes caurumu. Valsts standarts nosaka, ka nulles punkta cauruma zemākā novirze ir nulle, un "H" ir atsauces punkta cauruma pamata novirzes kods.
2) Pamata vārpstas sistēma
Vārpstas pielaides zona ar noteiktu pamatnovirzi un cauruma pielaides zona ar dažādām pamatnovirzēm veido dažādu saderību sistēmu, kā parādīts b attēlā. Tas ir, savienojumā ar vienādiem pamatizmēriem vārpstas pielaides zonas pozīcija ir fiksēta, un, mainot urbuma pielaides zonas pozīciju, tiek iegūti dažādi pielāgojumi. Pamatnes vārpstā izurbto caurumu sauc par pamatnes uzmavu. Valsts standarts nosaka, ka pamata vārpstas augšējā novirze ir nulle, un "h" ir pamata vārpstas novirzes pamatkods.
To var redzēt no pamata noviržu sērijas diagrammas:
Pamata caurumu sistēmā atskaites caurums H atbilst vārpstai, a~h (kopā 11 veidi) tiek izmantoti klīrensa pielāgošanai; j~n (kopā 5 veidi) galvenokārt tiek izmantoti pārmērīgai piestiprināšanai; (n, p, r var būt pārāk pieguļošs) vai interferences fit); p~zc (kopā 12 veidi) galvenokārt tiek izmantoti traucējumu fit.
Pamata vārpstas sistēmā nulles ass h atbilst caurumam. A~H (kopā 11 veidi) tiek izmantoti klīrensa pielāgošanai; J~N (kopā 5 veidi) galvenokārt tiek izmantoti pārmērīgai piestiprināšanai; (N, P un R var būt pārāk piemēroti. vai traucējoši piemēroti); P~ZC (kopā 12 tipi) galvenokārt tiek izmantoti traucējumu fit.
03
Formas tolerance
Formas pielaide attiecas uz kopējo pieļaujamo variāciju apjomu viena faktiskā objekta formā. Formas pielaide tiek izteikta formas pielaides zonās. Formas pielaides zonā ietilpst četri elementi: pielaides zonas forma, virziens, novietojums un izmērs. Formas pielaides elementi ietver 6 vienumus: taisnums, plakanums, apaļums, cilindriskums, līnijas profils, virsmas profils utt.
1) Taisnums
Taisnums attiecas uz nosacījumu, ka daļas taisnās līnijas elementu faktiskā forma saglabā ideālu taisnu līniju. Tas ir tas, ko parasti sauc par taisnumu. Taisnuma pielaide ir maksimālā pieļaujamā faktiskās līnijas novirze no ideālas taisnes. Tas ir, zīmējumā norādītais tiek izmantots, lai ierobežotu faktiskās līnijas apstrādes kļūdas pieļaujamo variāciju diapazonu.
bilde
▲ 1. parauga piemērs: dotajā plaknē pielaides zonai jāatrodas apgabalā starp divām paralēlām taisnēm ar attālumu 0,1 mm.
bilde
▲ 2. parauga piemērs: pirms pielaides vērtības pievienojiet atzīmi φ, un pielaides zonai ir jāatrodas cilindriskās virsmas laukumā ar diametru 0,08 mm.
2) Plakanums
Plakanums attiecas uz detaļas plaknes elementu faktisko formu un ideālas plaknes saglabāšanas stāvokli. Tas ir tas, ko parasti sauc par plakanumu. Līdzenuma pielaide ir maksimālā pieļaujamā faktiskās virsmas novirze no līdzenas virsmas. Tas ir, zīmējumā ir norādīts, lai ierobežotu faktiskās virsmas apstrādes kļūdas pieļaujamo variāciju diapazonu.
bilde
▲ Raksta piemērs: pielaides zona ir laukums starp divām paralēlām plaknēm, kuru attālums ir 0,08 mm.
3) apaļums
Apaļums attiecas uz apļa elementu faktisko formu daļā, kas atrodas vienādā attālumā no tās centra. To parasti sauc par apaļuma pakāpi. Apaļuma pielaide ir maksimālā pieļaujamā faktiskā apļa novirze no ideālā apļa tajā pašā šķērsgriezumā. Tas ir, zīmējumā ir norādīts, lai ierobežotu faktiskās apļa apstrādes kļūdas pieļaujamo variāciju diapazonu.
bilde
▲ Modeļa piemērs: pielaides zonai ir jāatrodas tajā pašā parastajā sadaļā, un rādiusa atšķirība ir laukums starp diviem koncentriskiem apļiem ar pielaides vērtību 0,03 mm.
4) Cilindrisms
Cilindrisms nozīmē, ka visi punkti uz detaļas cilindriskās virsmas kontūras atrodas vienādā attālumā no tās ass. Cilindriskuma pielaide ir maksimālā pieļaujamā novirze no faktiskās cilindriskās virsmas līdz ideālai cilindriskai virsmai. Tas ir, zīmējumā norādītais tiek izmantots, lai ierobežotu faktiskās cilindriskās virsmas apstrādes kļūdas pieļaujamo variāciju diapazonu.
bilde
▲ Modeļa piemērs: pielaides zona ir laukums starp divām koaksiālām cilindriskām virsmām ar rādiusa starpību 0,1 mm.
5) Līnijas profils
Līnijas profils attiecas uz nosacījumu, ka jebkura jebkuras formas līkne saglabā savu ideālo formu noteiktā detaļas plaknē. Līnijas profila pielaide attiecas uz neapaļas līknes faktiskās kontūras pieļaujamo variāciju. Tas ir, zīmējumā norādītais tiek izmantots, lai ierobežotu faktiskās līknes apstrādes kļūdas pieļaujamo variāciju diapazonu.
bilde
▲ Modeļa piemērs: pielaides zona ir laukums starp divām aploksnes līnijām, kas aptver virkni apļu ar diametru 0,04 mm. Apļu centri atrodas uz līnijām ar teorētiski pareizām ģeometriskām formām.
6) Virsmas kontūra
Virsmas kontūra attiecas uz stāvokli, kurā patvaļīgas formas virsma uz detaļas saglabā savu ideālo formu. Virsmas kontūras pielaide attiecas uz neapļveida virsmas faktisko kontūrlīniju un pieļaujamo novirzi no ideālās kontūras virsmas. Tas ir, zīmējumā norādītais tiek izmantots, lai ierobežotu faktiskās virsmas apstrādes kļūdas variācijas diapazonu.
bilde
▲ Raksta piemērs: pielaides zona atrodas starp divām aploksnes līnijām, kas aptver vairākas bumbiņas ar diametru 0,02 mm. Bumbiņu centriem teorētiski jāatrodas uz teorētiski pareizās ģeometriskās formas virsmas.
04
pozīcijas tolerance
Pozīcijas pielaide attiecas uz kopējo pieļaujamo izmaiņu apjomu no atsauces punkta saistītā faktiskā objekta pozīcijā.
(1) Orientācijas tolerance
Orientācijas pielaide attiecas uz kopējo izmaiņu apjomu, ko saistītie faktiskie elementi pieļauj atskaites punkta virzienā. Šāda veida pielaide ietver trīs vienumus: paralēlisms, perpendikularitāte un slīpums.
1) Paralēlisms
Paralēlisms, ko parasti sauc par paralēlisma pakāpi, norāda, ka faktiskie elementi, kas tiek izmērīti daļā, paliek vienādā attālumā no atskaites punkta. Paralēlitātes pielaide ir maksimālā pieļaujamā variācija starp izmērītā elementa faktisko virzienu un ideālo virzienu, kas ir paralēls atskaites punktam.
bilde
▲ Zīmējuma piemērs: ja atzīme φ tiek pievienota pirms pielaides vērtības, pielaides zona atrodas cilindriskajā virsmā ar atskaites paralēlo diametru φ0,03 mm.
2) Vertikālisms
Perpendikularitāte, ko parasti sauc par ortogonalitātes pakāpi starp diviem elementiem, norāda, ka izmērītais detaļas elements saglabā pareizu 90 grādu leņķi attiecībā pret bāzes elementu. Vertikalitātes pielaide ir maksimālā pieļaujamā novirze starp mērītā objekta faktisko virzienu un ideālo virzienu, kas ir perpendikulārs atskaites punktam.
bilde
▲Ilustrācija: ja atzīme φ tiek pievienota pirms pielaides zonas, pielaides zona ir perpendikulāra cilindriskajai virsmai ar atskaites diametru 0,1 mm.
bilde
▲Leģenda: pielaides zonai jāatrodas starp divām paralēlām plaknēm, kas ir 0,08 mm attālumā viena no otras un ir perpendikulāras atskaites līnijai.
3) Slīpums
Slīpums attiecas uz pareizu stāvokli, kurā tiek uzturēts kāds dots leņķis starp divu elementu relatīvajiem virzieniem uz detaļas. Slīpuma pielaide ir maksimālā pieļaujamā atšķirība starp izmērītā objekta faktisko orientāciju un tā ideālo orientāciju jebkurā noteiktā leņķī pret atskaites punktu.
bilde
▲ Attēls: izmērītās ass pielaides zona ir laukums starp divām paralēlām plaknēm ar pielaides vērtību 0,08 mm un teorētisko leņķi 60 grādi ar nulles plakni A.
bilde
▲Ilustrācija: pirms pielaides vērtības pievienojiet atzīmi φ, tad pielaides zonai jāatrodas cilindriskā virsmā ar diametru 0,1 mm. Pielaides zonai jābūt paralēlai plaknei B, kas ir perpendikulāra atskaites punktam A, un teorētiski pareizā 60 grādu leņķī pret atskaites punktu A.
(2) Pozicionēšanas pielaide
Pozicionēšanas pielaide ir kopējās pieļaujamās izmaiņas saistītā faktiskā objekta pozīcijā attiecībā pret atskaites punktu. Šāda veida pielaide ietver trīs vienumus: pozīcija, koaksialitāte un simetrija.
1) Atrašanās vieta
Pozīcija attiecas uz punktu, līniju, virsmu un citu elementu precizitāti attiecībā pret to ideālo stāvokli. Pozicionālā pielaide ir maksimālā pieļaujamā izmērītā elementa faktiskā stāvokļa variācija attiecībā pret tā ideālo pozīciju.
bilde
▲Ilustrācija: ja pirms pielaides zonas tiek pievienota atzīme Sφ, pielaides zona ir laukums lodītes iekšpusē ar diametru 0,3 mm. Lodes pielaides zonas centra punkta pozīcija ir teorētiski pareizais izmērs attiecībā pret atskaites punktiem A, B un C.
2) Koaksialitāte
Koaksialitāte, ko parasti sauc par koaksialitāti, norāda, ka daļas izmērītā ass paliek uz tās pašas taisnes attiecībā pret atskaites asi. Koaksialitātes pielaide ir faktiskās mērītās ass pieļaujamās izmaiņas attiecībā pret atskaites asi.
bilde
▲ Koaksialitātes pielaides leģenda: ja ir atzīmēta pielaides vērtība, pielaides zona ir laukums starp cilindriem, kuru diametrs ir 0,08 mm. Apļveida pielaides zonas ass sakrīt ar atskaites punktu.
3) Simetrija
Simetrija attiecas uz stāvokli, kurā divi simetriski centra elementi uz daļas paliek vienā centrālajā plaknē. Simetrijas pielaide ir faktiskā objekta simetrijas centra plaknes (vai viduslīnijas, ass) pieļaujamā novirze no ideālās simetrijas plaknes.
bilde
▲ Apzīmējumi: pielaides zona ir laukums starp divām paralēlām plaknēm vai taisnēm, kuru attālums ir 0,08 mm un kas ir simetrisks izvietojums attiecībā pret nulles punkta vidusplakni vai viduslīniju.
(3) Izskrējiena tolerance
Izskrējiena tolerance ir pielaides vienums, kas tiek piešķirts, pamatojoties uz īpašu noteikšanas metodi. Iztukšošanas toleranci var iedalīt apļveida izskrējienā un pilnīgā izskrējienā.
1) Apļa lēciens
Apļveida izskrējiens nozīmē, ka detaļas apgriezienu virsma saglabā fiksētu pozīciju attiecībā pret nulles asi ierobežotā mērīšanas plaknē. Apļveida noplūdes pielaide ir maksimālā pieļaujamā novirze ierobežotā mērījumu diapazonā, kad faktiskais izmērāmais elements griežas ap atskaites asi pilnā apgriezienā bez aksiālas kustības.
bilde
▲ 1. leģenda: pielaides zona ir laukums starp diviem koncentriskiem apļiem, kas ir perpendikulāri jebkurai mērījumu plaknei, kuru rādiusa atšķirība ir 0,1 mm, un apļa centrs atrodas uz vienas un tās pašas atskaites ass.
bilde
▲ 2. leģenda: pielaides zona ir laukums starp diviem apļiem ar attālumu 0,1 mm uz mērcilindra virsmas jebkurā rādiusa pozīcijā, kas ir koaksiāla ar atskaites punktu.
2) Pilns sitiens
Kopējais noskrējiens attiecas uz noskrējienu pa visu izmērīto virsmu, kad daļa nepārtraukti griežas ap atskaites asi. Kopējā noplūdes pielaide ir maksimālais pieļaujamais noplūdes apjoms, kad faktiskais izmērāmais elements nepārtraukti griežas ap nulles asi, kamēr indikators pārvietojas attiecībā pret savu ideālo kontūru.
