§ 8. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Взаимозаменяемость деталей. Выпуск велосипедов, мотоцик­лов, тракторов, автомобилей, электродвигателей, швейных и дру­гих машин осуществляется на отечественных заводах в таких больших размерах и такими темпами, когда счет времени обра­ботки и сборки ведется не только минутами, но и секундами. Детали этих машин должны быть изготовлены точно по черте­жам и техническим условиям так, чтобы при сборке они под­ходили одна к другой без слесарной подгонки, что сокращает время на сборку и удешевляет себестоимость изделия. Важно также, чтобы при ремонте машины новая деталь, заменяющая изношенную, могла быть установлена на ее место без подгонки. Детали, удовлетворяющие таким требованиям, называются взаимозаменяемыми. Взаимозаменяемость — свойство деталей занимать свои места в узлах и изделиях без предварительного подбора или подгонки по месту.

Сопряжение деталей. Две детали, подвижно или неподвижно соединяемые друг с другом, называют сопрягаемыми. Размеры, по которым происходит соединение этих деталей, называют сопрягаемыми размерами. Размеры, по которым не происходит соединения деталей, называют свободными размерами. Приме­ром сопрягаемых размеров может служить наружный диаметр фрезерной оправки и соответствующий ему диаметр отверстия в насадной фрезе, диаметр шейки оправки и соответствующий ему диаметр отверстия в подшипнике подвески. Примером сво­бодных размеров может служить наружный диаметр установоч­ных колец фрезерной оправки, длина фрезерной оправки, ширина цилиндрической фрезы.

Сопрягаемые детали должны быть выполнены взаимозаменя­емыми.

Понятие о точности обработки. Изготовить партию взаимо­заменяемых деталей абсолютно одинакового размера невозможно,

так как на точность обработки влияют неточность и из­нос станка, износ фрезы, неточности при установке и закрепле­нии заготовки и другие причины. Как правило, все детали данной партии при обработке имеют отклонения от заданных размеров и формы. Но величины этих отклонений должны быть назна­чены таким образом, чтобы сопрягаемые размеры могли обеспе­чить сборку деталей без подгонки, т. е. чтобы детали были взаимозаменяемыми.

Конструкторы изделий при назначении величины допускае­мых отклонений на сопрягаемые детали руководствуются

уста­новленными государством стандартами — ГОСТ. Ниже вкратце излагаются основные понятия о допусках и предельных

откло­нениях, вытекающих из ГОСТ 7713—55.

Понятие о допуске и предельных отклонениях. Величина до­пустимых отклонений указывается в чертежах детали со знаками плюс или минус.

Знак минус показывает, что деталь может быть изготовлена с отклонением в меньшую сторону; знак плюс показывает, что деталь может быть изготовлена с отклонением в большую сто­рону. Например, поставленный в чертеже бруска размер 10 (- 0,1 мм) показывает, что брусок может быть отфрезерован так, чтобы после обработки его размер лежал в пределах между 10 мм и 9,9 мм. Точно так же поставленный в чертеже размер паза 10+^0,2 мм показывает, что паз может быть отфрезерован так, чтобы после обработки его размер лежал в пределах между 10 мм и 10,2 мм.

Поставленный в чертеже размер 10 _+0,2 -0,1 мм показывает, что обработанная деталь будет годной, если ее размер состав­ляет не менее 9,9 мм и не более 10,2 мм, т. е. лежит в этих пределах.

Номинальным размером называется основной расчетный раз­мер, от которого исходят при назначении отклонений.

Если в чер­теже указан размер 10 _{+0,2 -0,1 мм}, то размер 10 мм называется номинальным.

Действительным размером называется размер, полученный измерением обработанной детали.

Размеры, между которыми может находиться действительный размер годной детали, называются предельными. Действительныи размер детали с размерами 10_од мм может лежать в пре­делах 10 + 0,2= 10,2 мм и 10 — 0,1 =9,9 мм. Больший размер назы­вается наибольшим предельным размером, а меньший — наи­меньшим предельным размером.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском размера.

Пример 1. Требуется обработать в детали паз с предельными размерами 50 мм и 50,05 мм. Определить допуск размера паза.

Допуск = 50,05 — 50 = 0,05 мм.

Паз будет считаться годным, если действительный размер будет лежать между 50,05 и 50 мм.

Верхним предельным отклонением называется разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером.

Нижним предельным отклонением называется разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером.

Допуск можно также определить как разность между верх­ним и нижним предельными отклонениями.

Действительным отклонением называется разность между действительным и номинальным размерами.

При графическом изображении допусков отклонения разме­ров откладываются от линии, соответствующей номинальному размеру и называемой нулевой линией; положительные откло­нения откладываются вверх от нулевой линии, а отрицательные вниз.

На рис. 4 графически показаны наибольший и наименьший предельные размеры, верхние и нижние предельные отклонения и допуски для двух пазов и двух брусков одного номинального размера. В середине рис. 4 изображены паз и брусок, имеющие положительные отклонения размера, которые отложены вверх от нулевой линии; по краям рис. 4 изображены паз и брусок, имеющие отрицательные отклонения размера, которые отложены вниз от нулевой линии.

Пример 2. При фрезеровании бруска шириной 50 мм получился действительный размер 49,95 мм. Определить наибольший и наименьший пре­дельные размеры, верхнее, нижнее и действительное отклонение, допуск раз­мера бруска.

Наибольший предельный размер 50 + 0,1 = 50,1 мм.

Наименьший предельный размер 50 — 0,2=49,8 мм.

Наибольшее верхнее отклонение 50,1 —50=0,1 мм.

Наибольшее нижнее отклонение 49,8 — 50= —0,2 мм.

Действительное отклонение 49,95 — 50= —0,05 мм.

Допуск размера бруска 50,1 — 49,8 = 0,3 мм или 0,1 — (—0,2) =0,3 мм.

Зазоры и натяги. Если брусок с размерами грани 10 мм

посадить в паз с размерами 10 мм, то в соединении бруска с пазом получится зазор, и брусок можно будет передвигать вдоль паза. Такая посадка (сопряжение двух деталей) назы­вается свободной. Наибольший зазор в этом случае составит 0,3 мм, а наименьший будет равен 0,1 мм.

Если же размер бруска будет 10,5 мм, а паза 10 мм, то брусок не войдет свободно в паз и его придется вставлять с силой или запрессовывать. В соединении получится натяг или отрицательный зазор, наименьшая величина которого равна 0,1 мм, а наибольшая 0,3 мм. Такая посадка называется не­подвижной, так как брусок нельзя будет передвигать вдоль паза.

Таким образом, можно сделать следующие заключения.

Зазором называется положительная разность между разме­ром паза и размером бруска, обеспечивающая свободу их дви­жения друг относительно друга.

Натягом называется отрицательная разность между разме­ром паза и размером бруска (размер бруска больше размера паза), которая после посадки бруска в паз создает неподвижное их соединение.

Посадки. Посадкой называется характер соединения сопря­гаемых деталей, определяемый разностью между размерами паза и бруска, создающей большую или меньшую свободу (зазор или натяг) их относительного перемещения или степень сопро­тивления взаимному перемещению. В зависимости от наличия в сопряжении бруска и паза зазора или натяга различают посадки с зазором, с натягом и переходные.

Посадками с зазором, или свободными, называют такие по­садки, при которых обеспечивается возможность относительного перемещения сопряженных деталей во время работы. В зависи­мости от величины зазора степень относительного перемещения деталей, сопряженных свободной посадкой, может быть различ­ной. Для вращения шпинделя фрезерного станка в подшипниках зазор должен быть меньшим и, следовательно, посадка более тугой, чем для посадки колец на фрезерную оправку.

Посадками с натягом, или неподвижными, называют посадки, при которых во время работы не должно происходить пере­мещения сопряженных деталей относительно друг друга. В за­висимости от величины натяга степень свободы сопряженных деталей неподвижной посадки может быть различной. Так, по­садку шейки вала в кольцо шарикоподшипника производят с меньшим натягом, чем посадку колеса железнодорожного вагона на шейку оси.