Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Разработка технологического процесса ковки

       

Общие понятия о допусках на обработку деталей

В современном машиностроении и приборостроении огромную роль играют вопросы обеспечения необходимой точности Изготовляемых деталей и их взаимозаменяемости.

Под точностью изготовления понимают степень приближения действительных значений геометрических, физических и других параметров изделий к заданным (расчетным) значениям.

Взаимозаменяемость — это свойство изделий, изготовленных независимо друг от друга, позволяющее заменять их аналогичными изделиями без дополнительной слесарной пригонки и регулировки с соблюдением эксплуатационных требований к работе механизмов. Детали должны быть взаимозаменяемы не только по геометрическим размерам, но также по физическим и другим параметрам качества. К физическим параметрам относятся, например, твердость и пластичность материала, электрические и магнитные свойства и др. Но получить у всех деталей в данной партии одинаковые значения параметров, равные заданным, практически невозможно из-за производственных погрешностей, возникающих вследствие упругих деформаций, износа оборудования и инструмента, неоднородности материала обрабатываемых заготовок, а также различных внешних условий, квалификации рабочих и т. п. Погрешности возникают и в процессе самих измерений.

При ручной ковке основными источниками появления отклонений от заданных размеров и формы у поковок являются: неточность температуры нагрева заготовки; охлаждение последней (подстывание); изношенность измерительного и контрольного инструмента; неточность температуры окончания ковки и др. В связи с этим на рабочих чертежах указывают допустимые отклонения (допуски) размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, а в технических условиях — допустимые отклонения других параметров качества.

Понятие о допусках и посадках рассмотрим на примере цилиндрических деталей. В соединении двух входящих друг в друга деталей различают охватывающую и охватываемую поверхности. Например, в случае соединения двух цилиндрических деталей (рис. 7.2, а) охватывающая поверхность детали 2 называется отверстием, охватываемая 1 — валом. Если соединяются две детали по плоским поверхностям (рис. 7.2, б), название ’’отверстие”относится к детали 2, в которую вставлена деталь 1, называемая условно ’’валом”.

Рис. 7.2. Соединение по цилиндрическим (а) и плоским (б) поверхностям, примеры обозначения допусков (в, г)

Разрабатывая сборочную единицу машины, конструктор устанавливает размеры входящих в эту сборочную единицу деталей. Например, исходя из условий работы вала, он определяет его диаметр. Этот размер (диаметр), общий для вала и отверстая, называется номинальным и является основным размером, проставляемым на чертеже. Поскольку при изготовлении детали вследствие погрешностей обработки невозможно получить в точности указанный размер, устанавливают не одно значение размера, а два — наибольшее и наименьшее, называемые предельными размерами. Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском на обработку или сокращенно — допуском; этой величиной определяется заранее разрешенная погрешность обработки. При контроле продукции все детали, размеры которых лежат в поле допуска, будут считаться годными.

Контроль размеров деталей выполняют, измеряя последние с помощью контрольно-измерительных приборов и инструмента. При измерениях также возможны погрешности, называемые погрешностями измерения. Причинами этих погрешностей являются неточность самого измерительного инструмента, его изношенность, колебания температуры инструмента, низкая квалификация рабочего и др. Очевидно, что погрешность измерения должна быть значительно меньше погрешности обработки. Размер детали, определенный в результате измерения с допустимой погрешностью, называется действительным.

Чтобы установить годность и взаимозаменяемость детали, необходимо ее изготовить с заданными допусками, а для контроля нужно правильно выбрать измерительное средство (например, при допуске 0,01 мм нельзя применять штангенциркуль с точностью измерения 0,1 мм) .

Допуски на обработку указываются на чертеже детали в виде двух отклонений от номинального размера, являющегося началом отсчета. Верхнее отклонение (ВО) — это разность между наибольшим предельным и номинальным размерами, нижнее отклонение (НО) — разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

На рис. 7.2, в, г показаны размеры деталей с отклонениями; номинальный размер деталей равен 60 мм. Для отверстия (рис. 7.2, в) : ВО = = + 0,03 мм, НО = 0 (на чертеже не указывается) ; Анб =60,00 + 0,03 = 60,03 мм, Лнм равен номинальному, т. е. Лнм = 60 , 00 мм; допуск на размер отверстия σА = Лнб - Анм = 60,03 — 60,00 = 0,03 мм или σА =ВО — НО =0,03 - 0=0,03 мм.

Аналогично, для вала (рис. 7.2, г) : ВО = - 0,03 мм, НО = - 0.06мм; Ан6 = 60,00 — 0,03 = 59,97 мм, Анм = 60,00 — 0,06 = 59,94 мм; допуск на размер вала σВ = Лнб - Лнм = 59,97 — 59,94 = 0,03 мм или σВ = ВО-НО =-0,03 - (-0,06) =0,03 мм.

При разработке машины конструктор стремится к тому, чтобы допуски на размеры деталей были наименьшими, так как чем точнее детали, тем выше надежность функционирования машины, ее производительность и долговечность. Однако практика изготовления взаимозаменяемых деталей показывает, что чем меньше допуск, тем сложнее и дороже процесс обработки и контроля (на рис. 7.3 показан график зависимости стоимости обработки от допуска). Производственники стремятся увеличить допуски, так как изготовление деталей с большими допусками не требует точного оборудования и оснастки, дорогих и сложных средств контроля, а также высокой квалификации обслуживающего персонала. В связи с вышеизложенным назначение допусков должно быть строго обосновано с технической и экономической точек зрения.

Рис. 7.3. График зависимости стоимости обработки от допуска

Если размер отверстия больше соединяемого с ним размера вала, то в соединении образуется зазор, если меньше — натяг. Характер соединения двух деталей, зависящий от наличия зазора или натяга, полученных при сборке сборочной единицы (узла) , называется посадкой. Посадки бывают трех видов: подвижная, характеризующаяся наличием гарантированного зазора между деталями, неподвижная, обеспечивающая определенный натяг в соединении, и переходная.

При переходной посадке детали имеют такие размеры, что только в процессе сборки выясняется вид соединения — с зазором или с натягом. Объясняется это тем, что при таком виде посадки отклонения размеров отверстия и вала перекрывают друг друга.

Детали, изготовленные по подвижной посадке (см. рис. 7.2, в, г), образуют при сборке зазор: если вал имеет наибольший предельный размер Внб = 59,97 мм, а отверстие — наименьший предельный размер Анм = 60,00 мм, соединение получится с наименьшим зазором, равным 0,03 мм; если же взять деталь с отверстием, имеющим размер Анб = 60,03 мм, а вал с размером Внм = 59,94 мм, то соединение будет иметь максимальный зазор, равный 0,09 мм.

На рис. 7.4, а . .. в показаны эскизы соединений и схемы трех видов посадок. На этих схемах нулевая линия 0—0 соответствует номинальному размеру. От нулевой линии вверх откладывают положительные отклонения, вниз — отрицательные. Поля допусков для рассматриваемых посадок изображены на рисунке в виде прямоугольников.

Рис. 7.4. Схемы посадок: а - подвижной, б - неподвижной, в - переходной

Посадки, в которых зазоры и натяги образуются при соединении различных валов с основным отверстием, называются посадками в системе отверстия. И наоборот, при соединении различных отверстий с основным валом получаются посадки в системе вала. Чаще применяют систему отверстия, так как в этом случае для образования нескольких различных посадок одного и того же номинального размера требуется меньше размерных инструментов, чем в системе вала. Систему вала применяют при необходимости получения на гладком валу нескольких различных посадок, при изготовлении валов из пруткового материала без дополнительной обработки, для посадки наружных колец подшипников качения, штифтов и других стандартных изделий с охватываемыми соединительными размерами.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru