Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

Раздел седьмой

ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Г л а в а XXII

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

§ 88. Общие принципы и экономическая эффективность взаимозаменяемости

Современное конструирование, производство и ремонт машин основываются на использовании принципа взаи­ мозаменяемости деталей, узлов и агрегатов.

Взаимозаменяемостью называют совокупность свойств деталей (узлов, агрегатов), обеспечивающих воз­ можность их использования при сборке или ремонте без дополнительной обработки и подгонки при условии вы­ полнения ими функции в соответствии с заданными тех­ ническими условиями.

Взаимозаменяемость, при которой любую деталь ма­ шины можно заменить другой одноименной деталью без дополнительной обработки и подгонки, называется пол­ ной (например, пальцы и звенья гусениц тракторов). При ограниченной взаимозаменяемости для улучшения каче­ ства соединения сопрягаемые детали предварительно сортируют на несколько групп (обычно на три группы) и после этого собирают узел машины (например, порш­ ни и гильзы тракторного двигателя).

Впервые в мире взаимозаменяемость была использо­ вана в России на Тульском оружейном заводе в 1761 г. при производстве стрелкового вооружения, но только после Великой Октябрьской социалистической револю­ ции этот метод получил распространение в общем ма­ шиностроении.

В настоящее .время принцип взаимозаменяемости внедрен по всему технологическому циклу, начиная от

•исходного сырья и кончая готовыми .машинами, и исполь­ зуется при проектировании новых машин, что позволяет в широких масштабах осуществлять специализацию и кооперирование предприятий. Например, Харьковский тракторный завод снабжают комплектующими изделия­

235

ми к трактору свыше 60 заводов. Это дает огромную эко­ номию труда и средств 'благодаря применению более производительного специализированного оборудования, комплексной механизации и автоматизации производст­

венных процессов.

В условиях сельскохозяйственного производства взаи­ мозаменяемость деталей и узлов приобретает особо важ­ ное значение при эксплуатации и ремонте машин, та« как позволяет быстро заменить деталь, вышедшую из строя у работающих в поле машин, вдали от ремонтных мастерских. Ремонт сельскохозяйственной техники в ста­ ционарных условиях таклее экономически эффективен только при использовании взаимозаменяемых запасных частей, изготовленных на специализированных заводах или восстановленных в централизованном порядке. Про­ водимая в настоящее время специализация ремонтных предприятий и организация централизованного восста­ новления изношенных деталей, узлов и агрегатов позво­ ляют в еще большей мере использовать преимущества взаимозаменяемости при ремонте машин.

Использование принципа взаимозаменяемости осно­ вывается на системе допусков и .посадок, которая уста­ навливает степень точности изготовления деталей.

§ 89. Основные понятия теории допусков

Поверхности двух деталей (охватывающая и охватывае­ мая), по которым происходит их соединение при сборке, называют сопрягаемыми. У гладких цилиндрических и конических сопряжений охватывающую поверхность на­ зывают отверстием (А), а охватываемую — валом (В). Сопряженные детали (вал и отверстие) имеют общий номинальный размер (d) соединения.

Номинальный размер устанавливают расчетами или выбирают по конструктивным соображениям и округля­ ют до ближайшего размера из рядов нормальных диа­ метров и длин, предусмотренных ГОСТ 6636—69.

Использование номинальных размеров, округленных до нормальных, имеет большое народнохозяйственное значение — оно ведет к снижению себестоимости продук­ ции, так как сокращаются разновидности применяемого режущего и измерительного инструмента.

В процессе изготовления детали любой размер ее мо­ жет быть выполнен с различной точностью

236

Действительный размер dA— это размер обработай-

ной детали, полученный в результате измерения с допу­

дельным размером dmin.

Предельные размеры в таблицах стандартов заданы величинами отклонений (верхним и нижним) от .номи­ нального размера.

Верхним предельным отклонением (ВО) называется алгебраическая разность между наибольшим предель­ ным dmах и номинальным d размерами:

в о =

Нижним предельным отклонением (НО) называется алгебраическая разность между наименьшим предель­ ным d m in и номинальным d размерами: HO = d m in — d.

237

Отклонение будет положительным, если размер боль­ ше номинального, если размер меньше номинального — отрицательным.

Допуском размера б называется разность между на­ ибольшим и наименьшим предельными размерами (или между верхним и нижним предельными отклонени­ ями) I б =:::^шах — ^min= ВО — НО.

Допуск размера — всегда положительная величина. При графическом изображении допусков отклонения размеров откладывают от нулевой линии, которая соот­ ветствует номинальному размеру, положительные откло­

нения — вверх, а отрицательные — вниз.

Интервал значений размеров, ограниченный предель­ ными размерами, называется полем допуска.

На рис. 100 приведена схема полного и упрощенного графического изображения полей допусков отверстия и вала с обозначением всех элементов .по ГОСТ 7713—62.

На схеме (рис. 100,6) поля допусков отверстия и .ва­ ла показаны зонами между линиями, которые соответст­ вуют верхним и нижним отклонениям отверстия и вала.

Годными являются все детали, размеры которых ук­ ладываются в поле допуска.

§ 90. Точность обработки

Одной из характерных особенностей современного ма­ шиностроения является точность обработки, под кото­ рой понимают степень приближения размеров, формы и взаимного расположения обработанных поверхностей детали к номинальным значениям, заданным в рабочем чертеже. Невозможно абсолютно точно изготовить де­ таль, так как в процессе обработки возникают те или иные погрешности в размерах поверхностей, в их форме и взаимном расположении поверхностей.

ность, бочкообразность, седлообразность, изогнутость). Взаимное расположение поверхностей деталей может быть: непараллельным, с радиальным и торцовым бие­

нием, со смещением осей (несоосность) и др. 'Погрешности размеров (обычно и формы поверхно­

стей) деталей после их обработки должны быть в пре­ делах допуска на размер. В случае необходимости в

238

технических требованиях чертежа даются специальные указания .на допустимые отклонения во взаимном рас­ положении поверхностей, а иногда >и их формы.

Для обеспечения требуемой точности обработки, не­

обходимо знать источники возникновения погрешностей. Погрешности обработки могут возникать из-за .не­ точного изготовления или износа инструмента, приепо-

А<5оw ^тах d/nin

г

Рис. 101. Отклонения формы цилиндра:

а — овалыносгь; б — огранка; в — некруглость; г — конусность; д — бочкообразность; е —седлообразность; ж — изогнутость

переменными). Например, при обработке отверстия не­ точно изготовленной разверткой неизбежна постоянная

339

действием усилия резания. В процессе измерения дета­ лей возникают погрешности, которые вызываются де­ формацией измерительного инструмента и ошибками при измерении.

При установке режущих инструментов и настройке станка на заданный размер возникают погрешности, не­ избежные но всех случаях механической обработки.

Неизбежные в производственных условиях колеба­ ния размеров заготовок, механических свойств их и ра­ нее перечисленные факторы в процессе механической обработки вызывают случайные погрешности.

Допустимые погрешности изготовления детали ха­ рактеризуются классом точности в системе ГОСТа.

§ 91. Единица допуска и классы точности

Точность обработки зависит от размеров обрабатывае­ мой детали, поэтому в общесоюзной системе допусков и посадок величина допуска б определяется как произве­

тавления громоздких таблиц. Поскольку величина еди­ ницы допуска лишь приближенно отражает зависимость точности обработки от диаметра, величина допуска подсчитывается для интервала диаметров. Для наибо­ лее распространенных диаметров свыше 1 до 500 мм ОСТ предусматривает 12 интервалов диаметров.

В этом диапазоне диаметров единица допуска опре­

деляется по формуле i='0‘5}/~dcp мкм, где dcp— среднее арифметическое значение интервала диаметров, мм.

Значения единицы допуска для каждого интервала диаметров, вычисленные по этой формуле, получаются

240