Единая система допусков и посадок (есдп)

Виды допусков расположения

Соблюдение всех размеров, разрешённых отклонений, указанных на рабочих чертежах, определяет качественную и долговечную работу собранного агрегата. С этой целью задают допуски расположения. Они определяют взаимное ориентирование и расстояния между отдельными плоскостями соседних деталей. К ним относятся следующие параметры:

• параллельности и перпендикулярности;
• угла наклона образованного поверхностями двух соседних деталей;
• соосности (стабильность расстояний между валами);
• пересечение осей;
• симметричности (степень сохранения симметрии одной части детали относительно другой).

Допуск расположения необходим при сборке отдельных деталей устанавливаемых в готовый агрегат. Его делят на две категории: зависимый и независимый.

Отклонения и допуски расположения

От точного места взаимного расположения отдельных деталей зависит его правильное и длительное функционирование. Обеспечение правильности сборки определяет допуск расположения. Он устанавливает приемлемое ограничение параметров соседних поверхностей. Это ограничение задаётся специально выделенным полем. Отклонения расположения соседних поверхностей могут быть независимы друг от друга.

Суммарные допуски

Все виды разрешённых отклонений, указываются для конкретной части изделия. Отмеченные данные суммируются. Полученный результат называется суммарным допуском. К нему относятся:

• параметры различных биений (радиального, торцового);
• результирующие характеристики формы обработанной заготовки.

Итоговое значение определяется как расположение контрольных точек вдоль заданной прямой или линии более высокого порядка.

Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики

Линейные размеры, углы, качество поверхности, свойства материала, технические характеристики указываются:

1. в виде числового значения допуска;
2. в виде двух предельных отклонений между которыми находится действительный размер (∅30−,11+,31,  50+,2,  60∘±3′{\displaystyle \varnothing 30_{-0,11}^{+0,31},\ ~50^{+0,2},\ ~60^{\circ }\pm 3′}) ;
3. сочетанием букв (буквы) основного отклонения и номера (∅40H7,  20k6,  36JS7{\displaystyle \varnothing 40H7,\ ~20k6,\ ~36JS7});
4. в виде наибольшего и наименьшего предельных значений;
5. знаком «больше или равно» (≥{\displaystyle \geq }) или «меньше или равно» (≤{\displaystyle \leq });
6. процентом.

Для устранения излишнего многообразия числовые величины рекомендуют приводить в соответствие (например, округлять расчетные значения) с предпочтительными числами. На основе рядов предпочтительных чисел разработаны ряды нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69).

Нормальные линейные размеры, мм:

Поля допусков для посадок

Для каждой выше описанной группы есть ряд полей допусков в соответствии с которыми изготовляют группу сопряжения вал — отверстие. Каждое отдельно взятое поле допуска решает свою определенную задачу в определенной области промышленности, поэтому их так много. Ниже приведена картинка видов полей допусков:

Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами, а валов — строчными.

Для образования посадки вал — отверстие существует правило. Смысл этого правила следующий — основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначенной той же буквой.

Общие положения

В крупносерийном производстве каждая деталь изготовлена с заранее заданной степенью точности. Изготовить их с полностью одинаковыми характеристиками практически невозможно. Поэтому предусмотрена стройная система разрешённых изменений в реальных классах точности.

Каждый параметр обозначается на чертеже. Указанный размер допуска отражает численную характеристику разрешённого зазора, место размещения на изделии. По правилам размещение области, к которой относится допуск, ориентируется относительно так называемой нулевой линии. По этому показателю допуски бывают:

• симметричными и ассиметричными (разрешённое отклонение допускается с одной или обеих сторон относительно выбранной нулевой линии);
• выше или ниже заданной нормали;
• с заданной величиной смещения в требуемом направлении.

Посадкой называют параметр, который указывает допустимую точность при соединении отдельных деталей в цельный агрегат. Он задаётся установленными зазорами или натягами.

Их делят на три утверждённых типа:

• заранее предусмотренным зазором;
• допустимым натягом;
• переходного типа.

Во всех случаях допуском посадки считается величина, которая рассчитывается как разность между большим и наименьшим значением допустимого зазора. Вся существующая система классифицируется по следующим признакам:

• основания системы – это допуски отверстий и валов;
• классам точности (их подразделяют на 19 квалитетов);
• величине предусмотренных натягов.

Под допусками для отверстий понимают совокупность разрешённых значений с одинаковыми квалитетами.  Для них устанавливаются предельно допустимые размеры отверстий. Вариация величины посадок достигается благодаря изменению предельных размеров вала. В системе вала перечисленные параметры изменяются в обратном порядке. Предельный размер вала сохраняет постоянство для различных посадок, а происходит изменение предельных размеров отверстия.

В системе допусков и посадок номера квалитетов являются показателями точности обработки. С возрастанием порядкового номера допуск размера увеличивается. Все размеры разделены на определённое количество интервалов. Величина каждого интервала равна трём миллиметрам. Линейка этих интервалов начинается с размера от 1 до 3 мм, затем от 3 до 6 мм и так далее. Для каждого интервала уже установлен свой усреднённый геометрический размер и обозначение. Он определяется по границам интервала. Для них определены квалитеты от пятого до семнадцатого. Чем меньше номер квалитета, тем обработка считается более точной.

Все рассчитанные параметры сведены в таблицы. Основными документами, которые систематизируют эти показатели, и правила их обозначения являются:

• ЕСДП расшифровывается как единая система допусков и посадок — установлена ГОСТ 25347-82;
• ОНВ закреплены в стандарте 25346-89 (основные нормы взаимозаменяемости устанавливают возможности по замене одних изделий аналогичными);
• ЕСКД единая система конструкторской документации объединяет все требования к оформлению и документов и нанесению обозначений — подробно изложена в стандарте 2.001-2013;
• Стандарты различного уровня и назначения: государственные ведомственные, отраслевые;
• Технические условия (применяются как нормы изготовления узкоспециальных деталей).

ЕСДП применяется для регламентирования всех параметров. ОНВ позволяет точно определить зазоры в деталях сложной конфигурации. Например, шпоночных или шлицевых соединениях, резьбы, зубчатых передач и так далее.

Каждый размер должен указываться в каждой из документаций:

• на всех видах чертежей;
• эскизах конструкций;
• технологических картах;
• дополнительных графических изображениях (пояснительных записках, набросках).

Правильно выбранные параметры  отклонений составляют основу технологических процессов. Неотступное следование утверждённым стандартам позволяет разработать и изготовить надёжный и долговечный агрегат.

Допуски формы

Этот вид разрешённых отклонений вызван неточностями обработки, которые происходят из-за реальных возможностей обрабатывающего оборудования.

К ним относятся:

• прямолинейности;
• плоскости;
• не совпадения формы окружности (к ним относятся: круглости; допуск овальности);
• изменение формы цилиндра — допуск цилиндричности.

К первой категории относятся следующие отклонения:

• формы обработанной поверхности (нарушается плоскостная картина, изменяется величина радиуса выточенного вала, нарушается геометрия фигур имеющих плоские грани);
• нарушается параллельность и перпендикулярное расположение поверхностей между собой или соседними деталями;
• проявляется разная шероховатость по длине, поперечному сечению, окружности.

Оценка величины параметров производится сравнением номинальной поверхности (обозначенной на чертеже) и реальной (полученной на станках заданного класса точности). Полученные отклонения и позволяют рассчитать величину требуемого допуска.

Изменение величины радиуса готового изделия по отношению к заданному на чертеже, называется нарушение круглости. Для предотвращения возможных негативных последствий при эксплуатации вводят допуск круглости. При рассмотрении детали в одной из плоскостей определяют необходимый допуск профиля продольного сечения.

Характер взаимного искривления расположения плоскостей подразделяется на следующие виды:

• общей параллельности (сравнивается с линией направленной вдоль поверхности);
• перпендикулярности и пересечения осей (проверяется сохранение прямого угла на всём протяжении поверхностей);
• наклона;
• симметрии (по отношению к выбранной оси).

Допуск плоскостности определяет величину разрешённого отклонения от обозначенного уровня. Основной характеристикой служит так называемое поле допуска. Его обозначают в выбранной области, которая расположена между плоскостями, для которых необходимо соблюдать строгие параметры параллельности. Расстояние до поверхности определяется существующими стандартами. Контроль отклонения этих параметров от заданных на чертеже обозначается на профилограмме.

Квалитет

Квалитет (в русском от нем. Qualität, которое от лат. qualitas — качество) — характеристика точности изготовления изделия (детали), определяющая значения допусков.

Квалитет является мерой точности. С увеличением квалитета допуск увеличивается, а точность понижается.

• Допуск по квалитету обозначается буквами IT с указанием номера квалитета, например IT8 — допуск по 8-му квалитету.
  • Квалитеты с 01 до 4-го используются для изготовления калибров и контркалибров.
  • Квалитеты от 5-го до 12-го применяют для изготовления деталей, образующих сопряжения — относительные положения составных частей изделия, характеризуемые соприкосновением их поверхностей или зазором между ними, заданными конструкторской документацией. Примером таких сопряжений могут быть, ГЦС — гладкие цилиндрические соединения).
  • Квалитеты от 13-го до 17-го используют для параметров деталей, не образующих сопряжений и не оказывающих определяющего влияния.
• Основная закономерность построения допусков размеров (допуск обозначается IT = International tolerance),
  • IT, мкм = K * i,
  • где K — квалитет (число единиц допуска), i — единица допуска, мкм.
• На диаметры от 1 до 500 мм единица допуска функционально связана с номинальным размером i=0.45D3+0.001D{\displaystyle i=0.45{\sqrt{D}}+0.001D}, мкм.
• Соответствующие значения допуска регламентируются стандартом на допуски и посадки (Limits and Fits) ISO 286-1:2010, а также ГОСТ 25346-89..

Значение допусков для размеров основного отверстия до 500 мм:

Допуски расположения

Эта категория характеристик объединяет разрешённые интервалы изменения следующих геометрических параметров:

• перпендикулярности (должны строго соблюдаться угловые характеристики между плоскостями);
• параллельности (расстояние между отдельными элементами сохраняется в пределах разрешённых изменений на протяжении всей поверхности);
• соосности;
• наклона;
• симметричности;
• пересечения осей.

Кроме перечисленных параметров к этой категории относится так называемый  позиционный допуск. Он устанавливается для деталей, имеющих несколько отверстий, из которых в дальнейшем будет собран агрегат.  Размеры позиционного допуска отражаются между центрирующими отверстиями. Его обозначают при помощи специального знака в виде окружности, которая пересекается небольшим отрезком. Он может располагаться горизонтально или вертикально.

В современных деталях существует большое количество вариантов отклонения от параллельности. Это могут быть отклонения параллельности между плоскостями, отдельными поверхностями или целой группой, меду отверстиями. Оценка допуска параллельности производится с использованием специальной базы. Знаками допусков расположения элементов, для которых необходимо проверять параллельность служит набор специальных графических изображений. Проверка параллельности позволяет определить величину угла отклонения одной плоскости от другой.

Суммарные допуски формы и расположения

Каждый из этих параметров объединяет в себе оба допустимых отклонения. Они возникают в результате одновременного проявления изменения геометрической формы и появления неровности (шероховатости) обработанной поверхности. Поэтому используя математическую терминологию, говорят, что предел, к которому должна  стремиться  разница между эталоном и реальным изделием считается суммарным допуском формы и расположения. Характер изменений определяется методом сравнения с выбранными базовыми объектами. В качестве таких объектов выбирают проверенные конструкции или поверхностями, которые могут считаться эталонами, например, различные калибры.

Такие допуски делятся на следующие категории:

• Биений. К ним относятся: радиальное, торцевое, в заранее заданном направлении;
• Всей формы поверхности.

Каждый из этих категорий имеет свое обозначение. Допуск полного биения обозначается двумя наклонными стрелками в форме объединённых снизу векторов, направленных от левого нижнего угла в правый верхний. Сравнение форм производиться в результате совмещения обеих поверхностей.

Это поле имеет заданные геометрические размеры. Оно ориентировано относительно выбранной базы так, чтобы можно было проверить параллельность расположения. Примеры суммарного допуска обозначают, на сколько возможно изменение параметров, не приводящих к быстрому выходу из строя агрегата. Особенно это актуально для подвижных соединений

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Допуски расположения
осей отверстий для крепежных деталей назначают в зависимости от типа соединения
крепежными деталями, зазора для прохода крепежных деталей и коэффициента
использования этого зазора для компенсации отклонений расположения осей.

1.2. Соединения крепежными
деталями подразделяются на типы А и В (черт. );

А — зазоры для прохода
крепежных деталей предусмотрены в обеих соединяемых деталях, например,
соединения болтами, заклепками;

В — зазоры для прохода
крепежных деталей предусмотрены лишь в одной из соединяемых деталей. К типу В
откосятся, например, соединения винтами, шпильками.

S_min — наименьший зазор между
отверстиями и крепежной деталью

Черт. 1

1.3. Допуски расположения
осей сквозных гладких отверстий в соединениях типов А и В рекомендуется
назначать зависимыми, если применение зависимых допусков не приводит к
нарушению прочности детали или нарушению требований к внешнему виду детали.

Допуски расположения осей
резьбовых отверстий в соединениях типа В рекомендуется назначать зависимыми для
малонагруженных винтов и независимыми для шпилек и тяжелонагруженных винтов.
При зависимых допусках расположения осей резьбовых отверстий минимальное
значение допуска расположения может быть превышено на величину, соответствующую
отклонению действительного приведенного среднего диаметра внутренней резьбы от
наименьшего предельного среднего диаметра.

1.4. Кроме метода расчета на
максимум-минимум и основанных на этом методе таблиц, приведенных в настоящем
приложении, можно применять другие методы расчета допусков расположения осей
отверстий для крепежных деталей, в частности, с учетом вероятностных
характеристик.

Отличие допусков от квалитетов

Отличия все же есть. Допуски — это теоретические отклонения, поле погрешности в пределах которого нужно изготовить вал — отверстие, в зависимости от назначения, размера вала и отверстия. Квалитет же  — это степень точности изготовления сопрягаемых поверхностей вал — отверстие, это фактические отклонения, зависящее от станка или метода доведения поверхности сопрягаемых деталей до конечной стадии.

Например. Нужно изготовить вал и посадочное место под него — отверстие с полем допуска H8 и h8 соответственно с учетом всех факторов, таких как диаметр вала и отверстия, условия работы, материал изделий. Диаметр вала и отверстия возьмем 21мм. При допуска H8 поле допуска 0 +33мкм и h8 + -33мкм. для того чтобы попасть в это поле допуска нужно выбрать квалитет или класс точности изготовления. Учтем что при изготовлении нап станке неравномерность изготовления детали может отклоняться как в положительную, так и в отрицательную сторону, поэтому с учетом поля допуска H8 и h8 был 33/2 = 16,5мкм. Данному значению соответствуют все квалитеты по 6 включительно. Следовательно выбираем станок и способ обработки такой, который позволяет добиться класса точности соответствующий 6 квалитету.

Нанесение обозначений допусков

Все обозначения допусков и посадок стандартизированы и приведены в государственных стандартах. Графические обозначения подчиняются общим правилам и располагаются на отдельных элементах чертежей. К таким элементам относятся четыре вида линий:

• выносные;
• их полки;
• размерные (этот способ используется в случае нехватки свободного пространства).

Условные обозначения допусков формы и расположения приведены в ГОСТ 2.308-2011.  Стандарт систематизирует перечень обозначений применяемых для задания отклонений формы и расположения. В нём приведены разрешённые обозначения, разработанные для изделий самой сложной формы. Этими символами обозначают характер отклонений.

Обозначение размера производиться размещением соответствующего текста в отведённых местах. Вместе с текстом (обычно это заглавные буквы, аббревиатура с добавлением цифр) используют специальные знаки. Текстовое описание используют, когда необходимо более подробное пояснение требований, предъявляемых к качеству обработки данной поверхности. В это обозначение входит наименование, характеризующее предусмотренное отклонение. Значение параметров приводится в миллиметрах. Для оценки параллельности смежных поверхностей указывают так называемые базы. В качестве баз выбирают:

• общие оси (их располагают в горизонтальном или вертикальном направлении);
• оси симметрии всей конструкции;
• различные элементы, способствующие определить условия параллельности.

Все элементы имеют свои обозначения. Для выделения параметров их размещают в рамках. Каждая из них делиться на несколько прямоугольников. В первом располагают символ, обозначающий вид параметра. Во втором, числом обозначают его величину, в третьем тип базовой поверхности.

В отдельных случаях, когда стандартом не предусмотрен необходимый символ разрешается применять текстовое пояснение. Обозначенная информация должна полностью описывать характер и величину отклонения. В случае повторения одинаковых параметров стандарт допускает в обозначении указывать символ один раз в соответствующей рамке. От неё проводится соответствующая соединительная линия к каждому элементу детали, где необходимо применить  этот допуск.