Модуль 2 Теоретические основы конструкторской точности

Тема 2. 1 Взаимозаменяемость. ГОСТ 6449. Древесина и древесные материалы. Допуски и посадки

1 Взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц.

2 Экономическая эффективность взаимозаменяемости в деревообработке.

3 Основные понятия ГОСТ 6449-82: номинальный размер, допустимые отклонения, допустимые размеры, допуск, поле допуска, квалитет, посадки с зазором, с натягом, переходные.

Под взаимозаменяемостью понимается сумма взаимозаменяемых условий, при которых достигается такая точность обработки, когда каждая деталь может входить в сопрягаемую без дополнительной подгонки. При этом качество сопряжения в процессе эксплуатации должно соответствовать заданным нормам.

Взаимозаменяемость определяется двумя факторами: технологическим и эксплуатационным. Первый связан со способом обработки и сборки деталей, второй предусматривает соответствие изделий в процессе эксплуатации определенным техническим условиям.

Для осуществления взаимозаменяемости необходимы следующие условия:

- правильная и проверенная на практике система допусков и посадок;

- соответствующее проектирование изделий с обозначенными на чертежах допусками и посадками;

- наличие оборудования, обеспечивающего данную точность обработки;

- наличие необходимого режущего и контрольно-измерительного инструмента.

Знание теории допусков и посадок необходимо каждому конструктору и технологу. Правильное применение системы допусков и посадок оказывает значительное влияние на качество и стоимость изготовляемых изделий и составляет основу крупносерийного производства. Поэтому конструктору при проектировании необходимо уметь правильно назначить допуски на детали и сборочные единицы. Технолог должен хорошо изучить систему допусков и посадок, чтобы уметь выбрать наиболее совершенные технологические процессы обработки деталей и сборки всего изделия.

Различают взаимозаменяемость полную и ограниченную. При полной деталь или сборочная единица устанавливаются на место без дополнительных операций по подгонке и подбору. При ограниченной - в процессе сборки требуется подбор, но без дополнительной механической обработки. Подбор может производиться по размерам и влажности на несколько групп в пределах заданного колебания. Например, после сушке влажность древесины может находиться в пределах 5-10 % и если гнездо будет сделано в детали с 5%-ой влажностью, а шип с 10%-ой, то при достижения эксплуатационной влажности сопряжения может быть ослаблено. Поэтому производится подбор по влажности с условием последующего упрочнения, а не ослабления сопряжения. Но сборка с предварительным подбором используется при изготовлении особо ответственных изделий и должна быть экономически обоснованной, т.к. требует дополнительных затрат. Для достижения взаимозаменяемости был разработан и введен в действие ГОСТ 6449 Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски и посадки.

Основные положения, термины, определения и обозначения устанавливаются стандартом. Он устанавливает номинальный и действительный размер.

Размер, установленный измерением с допустимой погрешностью, называется действительным. Он ограничивается наибольшим А_max и наименьшим А_min предельными размерами. Номинальным А_н является размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Верхнее отклонение D₂ представляет алгебраическую разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижнее отклонение- алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Допуск d - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами А_max-A_min=d или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями D₂-(-D₁)=D₁+D₂=d.

В ГОСТе 6449.1 за основную принята система отверстия, а система вала, т.е. Шип, является присоединительной. Таким образом, зазор или натяг образуется за счет принятого отклонения на вал при определенном отклонении размера отверстия для данного номинального размера.

ГОСТом 6449.1 Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки установлено 9 квалитетов: 10,11…18, допуски по которым обозначаются соответственно: IT10, IT11… IT18. Квалитетом называется совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Для высокоточных ответственных соединений, влияющих на эксплуатационные показатели изделий (например, некоторые соединения механики клавишных инструментов и т.п.) применяют:

11 и 12 квалитеты для размеров 1-500 мм;

10 и 11 квалитеты – свыше 500 мм.

Для ответственных соединений, от которых зависит качество изделий (например, в конструкциях мебельных изделий, футляров для радио- и телеаппаратуры, корпусов клавишных музыкальных инструментов), применяют:

12 и 13 квалитеты для размеров 1-500 мм;

11 и 12 квалитеты для размеров свыше 500 мм.

Для менее ответственных соединений (например, в некоторых соединений, товарных вагонов, сельскохозяйственных машин и т.п.), применяют:

14 и 15 квалитеты для размеров 1-500 мм;

13 и14 квалитеты для размеров свыше 500 мм.

ГОСТом 6449-82 установлено два основных отклонения отверстий и одиннадцать основных отклонений валов с определенными буквенными обозначениями:

H, J_S- отверстий;

a, d, c, y, j_s, k, t, y, z_a, z_c, z_e-валов.

Числовые значения допусков для девяти квалитетов, а также основных отклонений отверстий и валов даются в ГОСТ 6449.1.

Предельные отклонения отверстий и валов могут иметь буквенные или цифровые обозначения.

Обозначение поля допуска состоит из обозначения основного отклонения и номера соответствующего квалитета.

При числовых обозначениях верхнее и нижнее отклонение поля допуска следует указывать одно под другим. Отклонение, равное нулю, на чертеже не проставляется. При одинаковых абсолютных величинах верхнего и нижнего отклонений проставляется общая величина со знаком ±. Отклонение сопрягаемых размеров деталей в собранном виде обозначаются в виде дроби: в числителе - отверстия, в знаменателе - вала.

Допуски на угловые размеры из древесины и древесных материалов нормируется ГОСТ 6449.2 Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски углов.

Величину угловых допусков устанавливают в зависимости от длины меньшей из сторон, образующих угол. Допуски углов могут быть расположены в плюс, в минус или симметрично относительно номинального угла. В зависимости от величины угловых допусков для деревообработки устанавливают 7 степеней точности, от 11 до 17: АТ11…АТ17.

Приняты следующие обозначения допусков:

АТ – допуск угла (разность между наибольшим и наименьшим предельными углами);

АТ'_a - округленное значение допуска угла в градусах, минутах, секундах.

АТ_h – допуск угла, выраженный отрезком на перпендикуляре к стороне угла, противолежащем углу АТ'_a на расстояние L₁ от вершины угла.

Эти данные берутся из таблицы в зависимости от L₁ и степени точности.

Углы можно замерить: угломером с нониусом и оптическим угломером; поверочным угольником 90⁰ и набором щупов; специальным индикаторным угломером.

Если замер ведется угольником и щупом, то величину отклонения угла Da от его номинального значения 90⁰ вычисляют по формуле:

,

где P – толщина щупа, мм;

H – база измерения, мм.

ГОСТ 6449.3 Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски формы и расположения поверхностей устанавливает виды отклонений и допусков формы и расположения поверхности, а также числовые значения допусков.

Допуски плоскостности, прямолинейности, цилиндричности, параллельности, наклона, соосности, симметричности и пересечения осей устанавливаются в зависимости номинальных размеров и степени точности.

Установлено в деревообработке 11 степеней точности – от 10 до 20. Выбор степени точности производится в зависимости от конструкции изделия, а также технических требований предъявляемых к изделию – есть в ГОСТ рекомендации по выбору степени точности: для мебельных и столярно-строительных изделий; для брусков, рамок, щитов, а также по видам допусков.

ГОСТ 6449.4. – 82 «Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей» распространяется на детали и сборочные единицы, которые соединяются болтами, винтами, круглыми шипами и другими крепежными деталями, у которых оси отверстий для крепежных деталей расположенных параллельно, и устанавливает допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей.

Допуски расположения осей отверстий для крепежных деталей устанавливаются:

- позиционными допусками осей отверстий;

- предельными отклонениями размеров, координирующих оси отверстий.

Различают:

Позиционное отклонение – наибольшие расстояние между реальным расположением элемента (его центра, оси) и его номинальным расположением.

Допуск в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение позиционного отклонения элемента.

Допуски назначаются в зависимости от типа соединения крепежными деталями: А, В, С.

В ГОСТ 6449.5 Изделия из древесины и других материалов. Неуказанные предельные отклонения отмечается, что предельные отклонения линейных и угловых размеров, допуски формы и расположения поверхности не указываются на чертеже числовыми значениями, а оговариваются общей надписью.

Контрольные вопросы:

1 Дать определение понятий точности и взаимозаменяемости.

2 Что является теоретической основой взаимозаменяемости деталей?

3 Какую структуру имеет ГОСТ 6449-82 Древесина и древесные материалы. Допуски и посадки?

4 Назвать виды отклонений формы и расположения поверхностей?

5 Когда на чертежах проставляют неуказанные отклонения и допуски?