Спочатку провадження було одноосібною справою. Одна людина виготовляла якийсь механізм від початку і до кінця, не вдаючись до сторонньої допомоги. З'єднання підганяли в індивідуальному порядку. На одній фабриці неможливо було знайти дві однакові деталі. Так тривало до середини 18 століття, доки люди не усвідомили ефективність поділу праці. Це дало велику продуктивність, але слідом виникло питання про взаємозамінність виробів. І тому розробили систему нормування рівнів точності виготовлення деталей. У ЄСДП встановлені квалітети (інакше ступеня точності).

Нормування рівнів точності

Розробка методів стандартизації виробництва – сюди входять допуски, посадки, квалітети точності – здійснюється метрологічними службами. Перш ніж розпочати безпосередньо їх вивчення, треба розуміти сенс слова «взаємозамінність». Що ховається під цим визначенням?

Взаємозамінність - це властивість деталей збиратися в єдиний вузол і виконувати свої функції без проведення їх механічної обробки. Умовно кажучи, одна деталь виготовляється на одному заводі, інша на другому, і при цьому вони можуть бути зібрані на третьому та підходити один до одного.

Метою такого поділу є підвищення продуктивності, яке утворюється з наступних причин:

• Розвиток кооперування та спеціалізації. Чим різноманітніша номенклатура виробництва, тим більше часу необхідно налагодити устаткування під кожну конкретну деталь.
• Скорочення різновидів інструменту. Найменша кількість типів інструменту також підвищує ефективність виготовлення механізмів. Відбувається це через скорочення часу на його заміну у процесі виробництва.

Поняття про допуск та квалітети

Зрозуміти фізичний сенс допуску без запровадження терміну «розмір» важко. Розмір - це фізична величина, що характеризує відстань між двома точками, що лежать на одній поверхні. У метрології існують такі його різновиди:

• Справжній розмір виходить безпосереднім виміром деталі: лінійкою, штангенциркулем та іншим вимірювальним інструментом.
• Номінальний розмір показаний безпосередньо на кресленні. Він є ідеальним з погляду точності, отже отримання їх у реальності неможливе через наявність певної похибки устаткування.
• Відхилення - це різниця між номінальним та дійсним розмірами.
• Нижнє граничне відхилення показує різницю між найменшим та номінальним розміром.
• Верхнє граничне відхилення вказує на різницю між найбільшим і номінальним розмірами.

Для наочності розглянемо ці параметри з прикладу. Припустимо, є вал діаметром 14 мм. Технічно визначено, що він не втратить своєї працездатності при точності виготовлення від 15 до 13 мм. У конструкторській документації це позначається “14” (-1) ^ (+1).

Діаметр 14 є номінальним розміром, +1 - верхнім граничним відхиленням, а -1 - нижнім граничним відхиленням. Тоді віднімання з верхнього граничного відхилення нижнього дасть нам значення допуску валу. Тобто в нашому випадку він становитиме +1-(-1) = 2.

Усі розміри допусків стандартизовані та об'єднані у групи - квалітети. Іншими словами, квалитет показує точність деталі, що виготовляється. Усього існує 19 таких груп чи класів. Схема їхнього позначення представлена ​​певною послідовністю чисел: 01, 00, 1, 2, 3...17. Чим точніше розмір, тим менший квалітет має.

Таблиця квалітету точності

Поняття посадки

До цього ми розглядали точність однієї деталі, яка задавалася лише допуском. А що буде з точністю при поєднанні кількох деталей в один вузол? Як вони взаємодіятимуть один з одним? І тут необхідно ввести новий термін «посадка», який характеризуватиме розташування допусків деталей друг щодо друга.

Підбір посадок проводиться в системі валу та отвору

Система валу - сукупність посадок, в яких величина зазору і натягу підбирається за рахунок зміни розміру отвору, а допуск валу залишається незмінним. У системі отвори все навпаки. Характер з'єднання визначається підбором розмірів валу, допуск отвору вважається незмінним.

У машинобудуванні 90% продукції виробляється у системі отвори. Причина цього є складніший процес виготовлення отвору з технологічної точки зору, порівняно з валом. Система валу застосовується у разі труднощів обробки зовнішньої поверхні деталі. Яскравим прикладом цього є кульки підшипника кочення.

Усі види посадкових з'єднань регулюються стандартами і мають квалітети точності. Метою такого поділу посадок на групи є підвищення продуктивності за рахунок збільшення ефективності взаємозамінності.

Види посадок

Тип посадки та її кваліфікація точності вибирають, виходячи з умов роботи та способу складання вузла. У машинобудуванні поділяють такі їх різновиди:

• Посадки із зазором – з'єднання, які гарантовано утворюють зазор між поверхнею валу та отвори. Позначають їх літерами латиниці: A, B…H. Вони використовуються у вузлах, у яких деталі «ходять» щодо один одного і при центруванні поверхонь.
• Посадки з натягом - з'єднання, в яких допуск валу перекриває допуск отвору, внаслідок чого утворюється додаткова напруга стиснення. Посадка з натягом відноситься до нерозбірних типів з'єднання. Вони використовуються у високо навантажених вузлах, основним параметром яких є міцність. Це - кріплення на вал ущільнювальних металевих кілець і сідел клапанів головки блоку циліндрів, встановлення великих муфт і шпонок під шестірень тощо. Посадку валу на отвір з натягом роблять двома способами. Найпростіший із них це — запресовування. Вал центрують отвором, а потім ставлять під прес. При більшому натягу використовують властивості металів розширюватися при дії на них підвищених температур і позичатися при зниженні температури. Цей метод відрізняється більшою точністю поєднання поверхонь. Безпосередньо перед з'єднанням вал попередньо охолоджують, а отвір нагрівають. Далі проводять установку деталей, які після деякого часу повертають свої колишні розміри, утворюючи тим самим потрібну нам посадку із зазором.
• Перехідні посадки. Призначені для нерухомих з'єднань, які часто піддаються розбиранню та збиранню (наприклад, при ремонті). За щільністю вони займають проміжне положення серед різновидів посадок. Дані посадки мають оптимальне співвідношення точності та міцності з'єднання. На кресленні позначаються літерами k, m, n, j. Яскравим прикладом їх застосування є посадка внутрішніх кілець підшипника на вал.

Зазвичай використання тієї чи іншої посадки зазначено у спеціальній технічній літературі. Ми просто визначаємо тип з'єднання та вибираємо потрібний нам тип посадки та кваліфікація точності. Але варто зазначити, що в особливо відповідальних випадках стандартом передбачено індивідуальний підбір допуску деталей, що сполучаються. Виготовляється за допомогою спеціальних розрахунків, зазначених у відповідних методологічних посібниках.

На головну

розділ четвертий

Допуски та посадки.
Вимірювальний інструмент

Розділ IX

Допуски та посадки

1. Поняття про взаємозамінність деталей

На сучасних заводах верстати, автомобілі, трактори та інші машини виготовляються не одиницями і навіть не десятками та сотнями, а тисячами. При таких розмірах виробництва дуже важливо, щоб кожна деталь машини при складанні точно підходила до свого місця без будь-якої додаткової слюсарної підгонки. Не менш важливо, щоб будь-яка деталь, що надходить на складання, допускала заміну її іншого одного з нею призначення без жодної шкоди для роботи всієї готової машини. Деталі, що задовольняють такі умови, називають взаємозамінними.

Взаємозамінність деталей- це властивість деталей займати свої місця у вузлах та виробах без будь-якого попереднього підбору або підгонки за місцем та виконувати свої функції відповідно до приписаних технічних умов.

2. Поєднання деталей

Дві деталі, що рухомо або нерухомо з'єднуються один з одним, називають сполучними. Розмір, за яким відбувається з'єднання цих деталей, називають розміром, що сполучається. Розміри, за якими не відбувається з'єднання деталей, називають вільнимирозмірами. Прикладом розмірів, що сполучаються може служити діаметр валу і відповідний діаметр отвору в шківі; прикладом вільних розмірів може бути зовнішній діаметршківа.

Для отримання взаємозамінності розміри деталей, що сполучаються, повинні бути точно виконані. Однак така обробка складна і не завжди є доцільною. Тому техніка знайшла спосіб отримувати взаємозамінні деталі під час роботи з наближеною точністю. Цей спосіб полягає в тому, що для різних умовроботи деталі встановлюють допустимі відхилення її розмірів, при яких все ж таки можлива бездоганна робота деталі в машині. Ці відхилення, розраховані для різних умов роботи деталі, побудовані у певній системі, яка називається системою допусків.

3. Поняття про допуски

Характеристика розмірів. Розрахунковий розмір деталі, що проставляється на кресленні, від якого відраховуються відхилення, називається номінальним розміром. Зазвичай номінальні розміри виражаються у міліметрах.

Розмір деталі, фактично отриманий під час обробки, називається дійсним розміром.

Розміри, між якими може коливатися дійсний розмір деталі, називаються граничними. З них більший розмір називається найбільшим граничним розміром, а менший - найменшим граничним розміром.

Відхиленнямназивається різниця між граничним та номінальним розмірами деталі. На кресленні відхилення позначаються зазвичай числовими величинами за номінального розміру, причому верхнє відхилення вказується вище, а нижнє - нижче.

Наприклад, у розмірі номінальним розміром є 30, а відхиленнями будуть +0,15 та -0,1.

Різниця між найбільшим граничним та номінальним розмірами називається верхнім відхиленням, а різниця між найменшим граничним та номінальним розмірами - нижнім відхиленням. Наприклад, розмір валу дорівнює . В цьому випадку найбільший граничний розмір буде:

30+0,15 = 30,15 мм;

верхнє відхилення складе

30,15 – 30,0 = 0,15 мм;

найменший граничний розмір буде:

30+0,1 = 30,1 мм;

нижнє відхилення складе

30,1 – 30,0 = 0,1 мм.

Допуск на виготовлення. Різниця між найбільшим та найменшим граничними розмірами називається допуском. Наприклад, для розміру валу допуск дорівнюватиме різниці граничних розмірів, тобто.
30,15 – 29,9 = 0,25 мм.

4. Зазори та натяги

Якщо деталь з отвором насадити на вал з діаметром , тобто з діаметром за всіх умов менше діаметра отвору, то в з'єднанні валу з отвором обов'язково вийде проміжок, як це показано на рис. 70. У цьому випадку посадка називається рухливий, тому що вал зможе вільно обертатися в отворі. Якщо ж розмір валу буде тобто завжди більший за розмір отвору (рис. 71), то при з'єднанні вал потрібно запресувати в отвір і тоді в з'єднанні вийде натяг.

На підставі викладеного можна зробити наступний висновок:
зазором називають різницю між дійсними розмірами отвору та валу, коли отвір більше валу;
натягом називають різницю між дійсними розмірами валу та отвори, коли вал більше отвору.

5. Посадки та класи точності

Посадки. Посадки поділяються на рухомі та нерухомі. Нижче наводимо найбільш застосовувані посадки, причому у дужках даються їх скорочені позначення.

Класи точності. З практики відомо, що, наприклад, деталі сільськогосподарських та дорожніх машин без шкоди для їх роботи можуть бути виготовлені менш точно, ніж деталі токарних верстатів, автомобілів, вимірювальних приладів. У зв'язку з цим у машинобудуванні деталі різних машин виготовляються за десятьма різними класами точності. П'ять із них більш точні: 1-й, 2-й, 2а, 3-й, За; два менш точні: 4-й та 5-й; три інші - грубі: 7-й, 8-й та 9-й.

Щоб знати, за яким класом точності потрібно виготовити деталь, на кресленнях поруч із літерою, що позначає посадку, ставиться цифра, що вказує клас точності. Наприклад, 4 означає: ковзна посадка 4-го класу точності; Х 3 – ходова посадка 3-го класу точності; П – щільна посадка 2-го класу точності. Для всіх посадок 2-го класу цифра 2 не ставиться, оскільки цей клас точності застосовується особливо широко.

6. Система отвору та система валу

Розрізняють дві системи розташування допусків - систему отвору та систему валу.

Система отвору (рис. 72) характеризується тим, що в ній для всіх посадок однієї і тієї ж ступеня точності (одного класу), віднесених до одного і того ж номінального діаметру, отвір має постійні граничні відхилення, різноманітність посадок виходить за рахунок зміни граничних відхиленьвалу.

Система валу (рис. 73) характеризується тим, що в ній для всіх посадок однієї і тієї ж ступеня точності (одного класу), віднесених до одного і того ж номінального діаметру, вал має постійні граничні відхилення, різноманітність посадок в цій системі здійснюється за рахунок зміни граничних відхилень отвору.

На кресленнях систему отвору позначають літерою А, а систему валу - літерою В. Якщо отвір виготовляється за системою отвору, то в номінального розміру ставлять літеру А з цифрою, що відповідає класу точності. Наприклад, 30А 3 означає, що отвір має бути оброблено системою отвору 3-го класу точності, а 30А - по системі отвору 2-го класу точності. Якщо отвір обробляється за системою валу, то в номінального розміру ставлять позначення посадки і відповідного класу точності. Наприклад, отвір 30С4 означає, що отвір потрібно обробити з граничними відхиленнями по системі валу, по ковзній посадці 4-го класу точності. У тому випадку, коли вал виготовляється за системою валу, ставлять літеру і відповідний клас точності. Наприклад, 30В 3 означатиме обробку валу по системі валу 3-го класу точності, а 30В - за системою валу 2-го класу точності.

У машинобудуванні систему отвору застосовують частіше, ніж систему валу, оскільки це пов'язано з меншими витратами на інструмент та оснащення. Наприклад, для обробки отвору даного номінального діаметра при системі отвору для всіх посадок одного класу потрібна тільки одна розгортка і для вимірювання отвору - одна / гранична пробка, а при системі валу для кожної посадки в межах одного класу потрібна окрема розгортка і гранична окрема пробка.

7. Таблиці відхилень

Для визначення та призначення класів точності, посадок та величини допусків користуються спеціальними довідковими таблицями. Так як допустимі відхилення є зазвичай дуже малими величинами, те, щоб не писати зайвих нулів, у таблицях допусків їх позначають у тисячних частках міліметра, які називаються мікронами; один мікрон дорівнює 0,001 мм.

Як приклад наведено таблицю 2-го класу точності для системи отвору (табл. 7).

У першій графі таблиці дані номінальні діаметри, у другій графі - відхилення отвору в мікронах. В інших графах наводяться різні посадки з відповідними відхиленнями. Знак плюс показує, що відхилення додається до номінального розміру, а мінус - що відхилення віднімається з номінального розміру.

Як приклад визначимо посадку руху у системі отвору 2-го класу точності для з'єднання валу з отвором номінального діаметра 70 мм.

Номінальний діаметр 70 лежить між розмірами 50-80, вміщеними в першій графі табл. 7. У другій графі знаходимо відповідні відхилення отвору. Отже, максимальний граничний розмір отвору буде 70,030 мм, а менший 70 мм, оскільки нижнє відхилення дорівнює нулю.

У графі «Посадка руху» проти розміру від 50 до 80 зазначено відхилення для валу. Отже, найбільший граничний розмір валу 70-0,012 = 69,988 мм, а найменший граничний розмір 70-0,032 = 69,968 мм.

Таблиця 7

Граничні відхилення отвору та валу для системи отвору за 2-м класом точності
(За ОСТ 1012). Розміри у мікронах (1 мк = 0,001 мм)

Контрольні питання 1. Що називається взаємозамінністю деталей у машинобудуванні?
2. Навіщо призначають допустимі відхилення розмірів деталей?
3. Що таке номінальний, граничний та дійсний розміри?
4. Чи може граничний розмір дорівнювати номінальному?
5. Що називається допуском і як визначити допуск?
6. Що називається верхнім та нижнім відхиленнями?
7. Що називається зазором та натягом? Навіщо передбачаються у поєднанні двох деталей зазор і натяг?
8. Які бувають посадки та як їх позначають на кресленнях?
9. Перерахуйте класи точності.
10. Скільки посадок має 2 клас точності?
11. Чим відрізняється система отвору від системи валу?
12. Чи змінюватимуться граничні відхилення отвору для різних посадок у системі отвору?
13. Чи змінюватимуться граничні відхилення валу для різних посадок у системі отвору?
14. Чому у машинобудуванні система отвору застосовується частіше, ніж система валу?
15. Як проставляються на кресленнях умовні позначеннявідхилень у розмірах отвору, якщо деталі виконуються у системі отвору?
16. У яких одиницях зазначені відхилення у таблицях?
17. Визначте, користуючись табл. 7, відхилення та допуск на виготовлення валу з номінальним діаметром 50 мм; 75 мм; 90мм.

Розділ X

Вимірювальний інструмент

Для вимірювання та перевірки розмірів деталей токарю доводиться скористатися різними вимірювальними інструментами. Для не дуже точних вимірювань користуються вимірювальними лінійками, кронциркулями та нутромірами, а для більш точних – штангенциркулями, мікрометрами, калібрами тощо.

1. Вимірювальна лінійка. Кронциркулі. Нутромір

Вимірювальна лінійка(Мал. 74) служить для вимірювання довжини деталей і уступів на них. Найбільш поширені сталеві лінійки довжиною від 150 до 300 мм із міліметровими поділками.

Довжину вимірюють, безпосередньо прикладаючи лінійку до деталі, що обробляється. Початок поділів або нульовий штрих поєднують з одним з кінців деталі, що вимірюється і потім відраховують штрих, на який припадає другий кінець деталі.

Можлива точність вимірів за допомогою лінійки 0,25-0,5 мм.

Кронциркуль (рис. 75 а) - найбільш простий інструмент для грубих вимірювань зовнішніх розмірів оброблюваних деталей. Кронциркуль складається з двох вигнутих ніжок, які сидять на одній осі і можуть обертатися навколо неї. Розвівши ніжки кронциркуля трохи більше вимірюваного розміру, легким постукуванням про деталь, що вимірюється, або який-небудь твердий предмет зрушують їх так, щоб вони впритул торкалися зовнішніх поверхонь вимірюваної деталі. Спосіб перенесення розміру з вимірюваної деталі вимірювальну лінійку показаний на рис. 76.

На рис. 75, 6 показаний пружинний кронциркуль. Його встановлюють на розмір за допомогою гвинта та гайки з дрібним різьбленням.

Пружинний кронциркуль дещо зручніший за простий, оскільки зберігає встановлений розмір.

Нутромір. Для грубих вимірів внутрішніх розмірівслужить нутромір, зображений на рис. 77 а, а також пружинний нутромір (рис. 77, б). Влаштування нутроміра подібне пристроєм кронциркуля; подібно також і вимір цими інструментами. Замість нутроміра можна користуватися кронциркулем, заводячи його ніжки одна за одною, як показано на рис. 77, ст.

Точність вимірювання кронциркулем та нутроміром можна довести до 0,25 мм.

2. Штангенциркуль з точністю відліку 0,1 мм

Точність вимірювання вимірювальною лінійкою, кронциркулем, нутроміром, як зазначалося, вбирається у 0,25 мм. Точнішим інструментом є штангенциркуль (рис. 78), яким можна вимірювати як зовнішні, так і внутрішні розміри оброблюваних деталей. При роботі на токарному верстаті штангенциркуль використовується також для вимірювання глибини виточення або уступу.

Штангенциркуль складається із сталевої штанги (лінійки) 5 з поділками і губок 1, 2, 3 і 8. Губки 1 і 2 складають одне ціле з лінійкою, а губки 8 і 3 - одне ціле з рамкою 7, що ковзає по лінійці. За допомогою гвинта 4 можна закріпити рамку на лінійці у будь-якому положенні.

Для вимірювання зовнішніх поверхонь служать губки 1 і 8, для вимірювання внутрішніх поверхонь-губки 2 і 3, а для вимірювання глибини виточення - стрижень 6, пов'язаний з рамкою 7.

На рамці 7 є шкала зі штрихами для відліку дробових часток міліметра, звана ноніусом. Ноніус дозволяє проводити вимірювання з точністю 0,1 мм (десятковий ноніус), а більш точних штангенциркулях - з точністю 0,05 і 0,02 мм.

Влаштування ноніуса. Розглянемо, яким чином проводиться відлік ноніуса у штангенциркуля з точністю 0,1 мм. Шкала ноніуса (рис. 79) розділена на десять рівних частин і займає довжину, рівну дев'яти поділів шкали лінійки, або 9 мм. Отже, один поділ ноніуса становить 0,9 мм, тобто він коротший за кожен поділ лінійки на 0,1 мм.

Якщо зімкнути впритул губки штангенциркуля, то нульовий штрих ноніуса точно співпадатиме з нульовим штрихом лінійки. Інші штрихи ноніуса, крім останнього, такого збігу не матимуть: перший штрих ноніуса не дійде до першого штриха лінійки на 0,1 мм; другий штрих ноніуса не дійде до другого штриха лінійки на 0,2 мм; третій штрих ноніуса не дійде до третього штриха лінійки на 0,3 мм і т. д. Десятий штрих ноніуса точно співпадатиме з дев'ятим штрихом лінійки.

Якщо зрушити рамку таким чином, щоб перший штрих ноніуса (не рахуючи нульового) збігся з першим штрихом лінійки, між губками штангенциркуля вийде зазор, рівний 0,1 мм. При збігу другого штриха ноніуса з другим штрихом лінійки зазор між губками вже складе 0,2 мм, при збігу третього штриха ноніуса з третім штрихом лінійки зазор буде 0,3 мм і т. д. Отже, той штрих або штрихом лінійки, показує число десятих часток міліметра.

При вимірі штангенциркулем спочатку відраховують ціле число міліметрів, про що судять за положенням, що займається нульовим штрихом ноніуса, а потім дивляться, з яким штрихом ноніуса збігся штрих вимірювальної лінійки, і визначають десяті частки міліметра.

На рис. 79 б показано положення ноніуса при вимірюванні деталі діаметром 6,5 мм. Дійсно, нульовий штрих ноніуса знаходиться між шостим і сьомим штрихами вимірювальної лінійки, і, отже, діаметр деталі дорівнює 6 мм плюс показання ноніуса. Далі ми бачимо, що з одним із штрихів лінійки збігся п'ятий штрих ноніуса, що відповідає 0,5 мм, тому діаметр деталі складе 6 + 0,5 = 6,5 мм.

3. Штангенглибиномір

Для вимірювання глибини витоків і канавок, а також для визначення правильного положення уступів по довжині валика є спеціальний інструмент, званий штангенглибиноміром(Рис. 80). Пристрій штангенглибиноміру подібний до пристрою штангенциркуля. Лінійка 1 вільно переміщається в рамці 2 і закріплюється в ній у потрібному положенні за допомогою гвинта 4. Лінійка 1 має міліметрову шкалу, за якою за допомогою ноніуса 3, що є на рамці 2, визначається глибина виточення або канавки, як показано на рис. 80. Відлік ноніуса ведеться так само, як і при вимірюванні штангенциркулем.

4. Прецизійний штангенциркуль

Для робіт, що виконуються з більшою точністю, ніж досі розглянуті, застосовують прецизійний(т. е. точний) штангенциркуль.

На рис. 81 зображено прецизійний штангенциркуль заводу ім. Воскова, що має вимірювальну лінійку завдовжки 300 мм та ноніус.

Довжина шкали ноніуса (рис. 82 а) дорівнює 49 поділам вимірювальної лінійки, що становить 49 мм. Ці 49 мм точно розділені на 50 частин, кожна з яких дорівнює 0,98 мм. Так як один поділ вимірювальної лінійки дорівнює 1 мм, а один поділ ноніуса дорівнює 0,98 мм, то можна сказати, що кожен поділ ноніуса коротший за кожен поділ вимірювальної лінійки на 1,00-0,98 = 0,02 мм. Ця величина 0,02 мм означає ту точність, яку може забезпечити ноніус аналізованого прецизійного штангенциркуляпри вимірі деталей.

При вимірі прецизійним штангенциркулем до кількості цілих міліметрів, яке пройдено нульовим штрихом ноніуса, треба додавати стільки сотих часток міліметра, скільки покаже штрих ноніуса, що збігся зі штрихом вимірювальної лінійки. Наприклад (див. рис. 82 б), по лінійці штангенциркуля нульовий штрих ноніуса пройшов 12 мм, а його 12-й штрих збігся з одним із штрихів вимірювальної лінійки. Так як збіг 12-го штриха ноніуса означає 0,02 х 12 = 0,24 мм, вимірюваний розмір дорівнює 12,0 + 0,24 = 12,24 мм.

На рис. 83 зображено прецизійний штангенциркуль заводу «Калібр» з точністю відліку 0,05 мм.

Довжина ноніусної шкали цього штангенциркуля, що дорівнює 39 мм, розділена на 20 рівних частин, кожна з яких приймається за п'ять. Тому проти п'ятого штриха ноніуса стоїть цифра 25, проти десятого - 50 тощо. Довжина кожного поділу ноніуса дорівнює

З рис. 83 видно, що при зімкнутих впритул губках штангенциркуля тільки нульовий і останній штрихиноніуса збігаються зі штрихами лінійки; інші ж штрихи ноніуса такого збігу не матимуть.

Якщо зрушити рамку 3 до збігу першого штриха ноніуса з другим штрихом лінійки, між вимірювальними поверхнями губок штангенциркуля вийде зазор, рівний 2-1,95 = = 0,05 мм. При збігу другого штриха ноніуса з четвертим штрихом лінійки зазор між вимірювальними поверхнями губок дорівнюватиме 4-2 X 1,95 = 4 - 3,9 = 0,1 мм. При збігу третього штриха ноніуса з наступним штрихом лінійки зазор становитиме 0,15 мм.

Відлік на даному штангенциркулі ведеться подібно до викладеного вище.

Прецизійний штангенциркуль (рис. 81 та 83) складається з лінійки 1 з губками 6 та 7. На лінійці нанесені поділки. По лінійці 1 може пересуватися рамка 3 з губками 5 і 8. До рамки пригвинчений ноніус 4. Для грубих вимірювань пересувають рамку 3 лінійці 1 і після закріплення гвинтом 9 роблять відлік. Для точних вимірювань користуються мікрометричною подачею рамки 3, що складається з гвинта і гайки 2 і затиску 10. Затиснувши гвинт 10, обертанням гайки 2 подають мікрометричним гвинтом рамку 3 до зіткнення щільного губки 8 або 5 з вимірюваною деталлю, після чого .

5. Мікрометр

Мікрометр (рис. 84) застосовується для точного вимірювання діаметра, довжини та товщини оброблюваної деталі та дає точність відліку в 0,01 мм. Вимірювана деталь розташовується між нерухомою п'ятою 2 і мікрометричним гвинтом (шпинделем) 3. обертанням барабана 6 шпиндель видаляється або наближається до п'яти.

Для того щоб при обертанні барабана не могло статися занадто сильного натискання шпинделем на деталь, що вимірювається, є запобіжна головка 7 з тріскачкою. Повертаючи головку 7, ми висуватимемо шпиндель 3 і підтискатимемо деталь до п'яти 2. Коли це підтиснення виявиться достатнім, при подальшому обертанні головки її храповичок буде прослизати і буде чути звук тріскачки. Після цього припиняють обертання головки, закріплюють за допомогою повороту кільця затискного (стопора) 4 отримане розкриття мікрометра і роблять відлік.

Для виробництва відліків на стеблі 5, що становить одне ціле зі скобою 1 мікрометра, нанесена шкала з міліметровими поділками, розділеними навпіл. Барабан 6 має скошену фаску, розділену по колу на 50 рівних частин. Штрихи від 0 до 50 через кожні п'ять поділів позначені цифрами. При нульовому положенні, тобто при дотику п'яти зі шпинделем, нульовий штрих на фасці барабана 6 збігається з нульовим штрихом на стеблі 5.

Механізм мікрометра влаштований таким чином, що при повному обігу барабана шпиндель 3 переміститься на 05 мм. Отже, якщо повернути барабан не так на повний оборот, т. е. не так на 50 поділів, але в одне розподіл, чи частина обороту, то шпиндель переміститься на Це і є точність відліку мікрометра. При відліках спочатку дивляться, скільки цілих міліметрів або цілих з половиною міліметрів відкрив барабан на стеблі, потім до цього додають число сотих часток міліметра, яке збіглося з лінією на стеблі.

На рис. 84 праворуч показаний розмір, знятий мікрометром при вимірі деталі; необхідно зробити відлік. Барабан відкрив 16 цілих поділів (половинку не відкрито) на шкалі стебла. З лінією стебла збігся сьомий штрих фаски; отже, матимемо ще 0,07 мм. Повний відлік дорівнює 16+0,07=16,07 мм.

На рис. 85 показано кілька вимірювань мікрометром.

Слід пам'ятати, що мікрометр – точний інструмент, що вимагає дбайливого відношення; тому, коли шпиндель злегка торкнувся поверхні вимірюваної деталі, не слід більше обертати барабан, а для подальшого переміщення шпинделя обертати головку 7 (рис. 84), поки не буде звук тріскачки.

6. Нутроміри

Нутроміри (штихмаси) служать для точних вимірів внутрішніх розмірів деталей. Існують нутроміри постійні та розсувні.

Постійний або жорсткий, нутромір (рис. 86) являє собою металевий стрижень з вимірювальними кінцями, що мають кульову поверхню. Відстань між ними дорівнює діаметру отвору, що вимірювається. Щоб виключити вплив тепла руки, що тримає нутромір, на його фактичний розмір, нутромір постачають державкою (рукояткою).

Для вимірювання внутрішніх розмірів з точністю до 0,01 мм застосовуються мікрометричні нутромери. Пристрій їх подібний до пристрою мікрометра для зовнішніх вимірювань.

Головка мікрометричного нутроміра (рис. 87) складається з гільзи 3 і 4 барабана, з'єднаного з мікрометричним гвинтом; крок гвинта 0,5 мм, перебіг 13 мм. У гільзі міститься стопор 2 і п'ята/з вимірювальною поверхнею. Утримуючи гільзу та обертаючи барабан, можна змінювати відстань між вимірювальними поверхнями нутроміра. Відліки роблять, як у мікрометра.

Межі вимірів головки штихмаса – від 50 до 63 мм. Для вимірювання великих діаметрів(До 1500 мм) на головку нагвинчують подовжувачі 5.

7. Граничні вимірювальні інструменти

При серійному виготовленні деталей з припущень застосування універсальних вимірювальних інструментів (штангенциркуль, мікрометр, мікрометричний нутромір) недоцільно, оскільки вимірювання цими інструментами є порівняно складною та тривалою операцією. Точність їх часто недостатня, крім того, результат виміру залежить від уміння працівника.

Для перевірки, чи знаходяться розміри деталей у точно встановлених межах, користуються спеціальним інструментом - граничними калібрами. Калібри для перевірки валів називаються скобами, а для перевірки отворів - пробками.

Вимірювання граничними скобами. Двостороння гранична скоба(Мал. 88) має дві пари вимірювальних щік. Відстань між щоками однієї сторони дорівнює найменшому граничному розміру, а інший - найбільшому граничному розміру деталі. Якщо вал, що вимірюється, проходить у велику сторону скоби, отже, його розмір не перевищує допустимого, а якщо ні, - значить розмір його занадто великий. Якщо ж вал проходить також і в меншу сторону скоби, це означає, що його діаметр занадто малий, тобто менше допустимого. Такий вал є шлюбом.

Сторона скоби з меншим розміром називається непрохідний(таврується «НЕ»), протилежна сторона з великим розміром - прохідний(Таймається «ПР»). Вал визнається придатним, якщо скоба, що опускається на нього прохідною стороною, ковзає вниз під впливом своєї ваги (рис. 88), а непрохідна сторона не знаходить на вал.

Для вимірювання валів великого діаметразамість двосторонніх скоб застосовують односторонні (рис. 89), у яких обидві пари вимірювальних поверхонь лежать одна за одною. Передніми вимірювальними поверхнями такої скоби перевіряють найбільший діаметр деталі, що допускається, а задніми - найменший. Ці скоби мають меншу вагу і значно прискорюють процес контролю, тому що для вимірювання достатньо один раз накласти скобу.

На рис. 90 показано регульована гранична скоба, у якої при зношуванні можна шляхом перестановки вимірювальних штифтів відновити правильні розміри. Крім того, скобу можна відрегулювати для заданих розмірів і таким чином невеликим набором скоб перевірити велику кількість розмірів.

Для перестановки новий розмір потрібно послабити стопорні гвинти 1 на лівій ніжці, відповідно пересунути вимірювальні штифти 2 і 3 і знову закріпити гвинти 1.

Широке поширення мають плоскі граничні скоби(рис. 91), що виготовляються з листової сталі.

Вимірювання граничними пробками. Циліндричний граничний калібр-пробка(рис. 92) складається з прохідної пробки 1, непрохідної пробки 3 і рукоятки 2. Прохідна пробка (ПР) має діаметр, рівний найменшому допустимому розміру отвору, а непрохідна пробка (НЕ) - найбільшому. Якщо пробка «ПР» проходить, а пробка «НЕ» не проходить, то діаметр отвору більший за найменший граничний і менший за найбільший, тобто лежить у допустимих межах. Прохідна пробка має більшу довжину, ніж непрохідна.

На рис. 93 показано вимірювання отвору граничною пробкою на токарному верстаті. Прохідна сторона повинна легко проходити крізь отвір. Якщо ж і непрохідна сторона входить в отвір, деталь бракують.

Циліндричні калібри-пробки для великих діаметрів незручні внаслідок їхньої великої ваги. У цих випадках користуються двома плоскими калібрами-пробками (рис. 94), з яких один має розмір, що дорівнює найбільшому, а другий - найменшому допускається. Прохідна сторона має більшу ширину, ніж пепрохідна.

На рис. 95 показано регульована гранична пробка. Її можна відрегулювати для декількох розмірів так само, як граничну скобу, що регулюється, або відновити правильний розмірзношених вимірювальних поверхонь.

8. Рейсмаси та індикатори

Рейсмас. Для точної перевірки правильності встановлення деталі в чотирикулачковому патроні, на косинці тощо застосовують рейсмас.

За допомогою рейсмасу можна проводити також розмітку центрових отворів у торцях деталі.

Найпростіший рейсмас показано на рис. 96, а. Він складається з масивної плитки з точно обробленою нижньою площиною і стрижня, яким пересувається повзушка з голкою-креслцем.

Рейсмас досконалішої конструкції, показаний на рис. 96, б. Голка 3 рейсмасу за допомогою шарніра 1 і хомута 4 може бути підведена вістрям до поверхні, що перевіряється. Точна установка здійснюється гвинтом 2.

Індикатор. Для контролю точності обробки на металорізальних верстатах, перевірки обробленої деталі на овальність, конусність, для перевірки точності верстата застосовують індикатор.

Індикатор (рис. 97) має металевий корпус 6 у формі годинника, в якому укладено механізм приладу. Через корпус індикатора проходить стрижень 3 з наконечником, що виступає назовні, завжди знаходиться під впливом пружини. Якщо натиснути на стрижень знизу вгору, він переміститься в осьовому напрямку і при цьому поверне стрілку 5, яка пересунеться по циферблату, що має шкалу 100 поділів, кожне з яких відповідає переміщенню стрижня на 1/100 мм. При переміщенні стрижня 1 мм стрілка 5 зробить по циферблату повний оборот. Для відліку цілих обертів слугує стрілка 4.

При вимірах індикатор завжди має бути жорстко закріплений щодо вихідної вимірювальної поверхні. На рис. 97 а зображена універсальна стійка для кріплення індикатора. Індикатор 6 за допомогою стрижнів 2 і 1 муфт 7 і 8 закріплюють на вертикальному стрижні 9. Стрижень 9 укріплюється в пазу призми 11 12 гайкою 10 з накаткою.

Для вимірювання відхилення деталі від заданого розміру підводять до неї наконечник індикатора до зіткнення з поверхнею, що вимірювається, і помічають початкове показання стрілок 5 і 4 (див. рис. 97, б) на циферблаті. Потім переміщають індикатор щодо вимірюваної поверхні або поверхню, що вимірюється відносно індикатора.

Відхилення стрілки 5 від початкового положення покаже величину опуклості (впадини) в сотих частках міліметра, а відхилення стрілки 4-в цілих міліметрах.

На рис. 98 показаний приклад використання індикатора для перевірки збігу центрів передньої та задньої бабок токарного верстата. Для більш точної перевірки слід встановити між центрами точний шліфований валик, а у різцетримачі - індикатор. Підвівши кнопку індикатора до поверхні валика праворуч і помітивши показ стрілки індикатора, переміщують вручну супорт з індикатором вздовж валика. Різниця відхилень стрілки індикатора в крайніх положеннях валика покаже, яку величину слід пересунути в поперечному напрямку корпус задньої бабки.

За допомогою індикатора можна перевірити торцеву поверхню деталі, обробленої на верстаті. Індикатор закріплюють у різцетримачі замість різця і переміщають разом з різцетримачем у поперечному напрямку так, щоб гудзик індикатора торкався поверхні, що перевіряється. Відхилення стрілки індикатора покаже величину биття торцевої площини.

Контрольні питання 1. З яких деталей складається штангенциркуль із точністю 0,1 мм?
2. Як влаштований ноніус штангенциркуля з точністю 0,1 мм?
3. Встановіть на штангенциркулі розміри: 25,6 мм; 30,8 мм; 45,9мм.
4. Скільки поділів має ноніус прецизійного штангенциркуля з точністю 0,05 мм? Те саме, з точністю 0,02 мм? Чому дорівнює довжина одного поділу ноніуса? Як прочитати свідчення ноніуса?
5. Встановіть за прецизійним штангенциркулем розміри: 35,75 мм; 50,05 мм; 60,55 мм; 75 мм.
6. З яких деталей складається мікрометр?
7. Чому дорівнює крок гвинта мікрометра?
8. Як роблять відлік виміру по мікрометру?
9. Встановіть за мікрометром розміри: 15,45 мм; 30,5 мм; 50,55мм.
10. У яких випадках застосовують нутромери?
11. Навіщо застосовують граничні калібри?
12. Яке призначення прохідної та непрохідної сторін граничних калібрів?
13. Які конструкції граничних скоб вам відомі?
14. Як перевіряти правильність розміру граничною пробкою? Граничною скобою?
15. Навіщо служить індикатор? Як ним користуватися?
16. Як влаштований рейсмас і навіщо його застосовують?

Розмірів на кресленнях

Вступ

В умовах масового виробництва важливо забезпечити взаємозамінність однакових деталей. Взаємозамінність дозволяє замінити деталь запасний, що зламалася під час роботи механізму. Нова деталь повинна за своїми розмірами та формою точно відповідати замінній.

Основною умовою взаємозамінності є виготовлення деталі з певною точністю. Якою має бути точність виготовлення деталі, вказують на кресленнях допустимими відхиленнями.

Поверхні, якими з'єднуються деталі, називають сполучними . У поєднанні двох деталей, що входять одна в іншу, розрізняють поверхню, що охоплює, і охоплювану. Найбільш поширені в машинобудуванні з'єднання з циліндричними та плоскими паралельними поверхнями. У циліндричному з'єднанні поверхня отвору охоплює поверхню валу (рис. 1, а). Охоплюючу поверхню прийнято називати отвір , що охоплює – вал . Ці ж терміни отвір і вал умовно застосовують і для позначення будь-яких інших нециліндричних поверхонь, що охоплюють і охоплюються (рис. 1, б).

Мал. 1. Пояснення термінів отвір і вал

Посадка

Будь-яка операція складання деталей полягає в необхідності з'єднати або, як то кажуть, посадитиодну деталь на іншу. Звідси в техніці прийнято вираз посадка для позначення характеру сполуки деталей.

Під терміном посадка розуміють ступінь рухливості зібраних деталей щодо один одного.

Розрізняють три групи посадок: із зазором, із натягом та перехідні.

Посадки із зазором

Зазором називають різницю розмірів отвору D і валу d, якщо розмір отвору більший за розмір валу (рис. 2, а). Зазор забезпечує вільне переміщення (обертання) валу в отворі. Тому посадки із зазором називають рухомими посадками. Чим більший зазор, тим більша свобода у переміщенні. Однак насправді при конструюванні машин з рухомими посадками вибирають такий зазор, при якому буде мінімальним коефіцієнт тертя валу та отвору.

Мал. 2. Посадки

Посадки з натягом

Для цих посадок діаметр отвору D менший за діаметр вала d (рис. 2, б). .Реально здійснити це з'єднання можна під пресом, при нагріванні охоплюючої деталі (отвори) та (або) охолодженні охоплюваної (валу).

Посадки з натягом називають нерухомими посадками , оскільки взаємне переміщення деталей, що з'єднуються, виключено.

Перехідні посадки

Перехідними ці посадки названі тому, що до складання валу та отвору не можна сказати, що буде в з'єднанні – зазор чи натяг. Це означає, що в перехідних посадках діаметр отвору D може бути меншим, більшим або дорівнює діаметру валу d (рис. 2, в).

Допуск розміру. Поле допуску. Квалітет точності Основні поняття

Розміри на кресленнях деталей кількісно оцінюють величину геометричних форм деталі. Розміри поділяють на номінальні, дійсні та граничні (рис. 3).

Номінальний розмір – це основний розрахований розмір деталі з урахуванням її призначення та необхідної точності.

Номінальний розмір з'єднання це загальний (однаковий) розмір для отвору та валу, що становлять з'єднання. Номінальні розміри деталей та з'єднань вибирають не довільно, а згідно з ГОСТ 6636-69 «Нормальні лінійні розміри». У реальному виробництві під час виготовлення деталей номінальні розміри неможливо знайти витримані і тому запроваджено поняття дійсних розмірів.

Справжній розмір – це розмір, отриманий під час виготовлення деталі. Він завжди відрізняється від номінального у більший чи менший бік. Допустимі межі цих відхилень встановлюються за допомогою граничних розмірів.

Граничними розмірами називають два граничних значення, між якими має бути дійсний розмір. Більше з цих значень називають найбільшим граничним розміром, менше – найменшим граничним розміром. У повсякденній практиці на кресленнях деталей граничні розміри прийнято вказувати у вигляді відхилень від номінального.

Граничне відхилення – це різниця алгебри між граничними і номінальними розмірами. Розрізняють верхнє та нижнє відхилення. Верхнє відхилення– це різниця алгебри між найбільшим граничним розміром і номінальним розміром. Нижнє відхилення– це різниця алгебри між найменшим граничним розміром і номінальним розміром.

Номінальний розмір є початком відліку відхилень. Відхилення можуть бути позитивними, негативними та рівними нулю. У таблицях стандартів відхилення вказують у мікрометрах (мкм). На кресленнях відхилення прийнято вказувати на міліметрах (мм).

Справжнє відхилення – це різниця алгебри між дійсним і номінальним розмірами. Деталь вважають придатною, якщо дійсною відхилення розміру, що перевіряється, знаходиться між верхнім і нижнім відхиленням.

Допуск розміру - це різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами або абсолютна величина різниці алгебри між верхнім і нижнім відхиленнями.

Під квалітетом розуміють сукупність допусків, що змінюються в залежності від величини номінального розміру. Встановлено 19 квалітетів, які відповідають різним рівням точності виготовлення деталі. Для кожного квалітету побудовано ряди полів допуску

Поле допуску – це поле, обмежене верхнім та нижнім відхиленнями. Усі поля допуску для отворів та валів позначаються літерами латинського алфавіту: для отворів – великими літерами (H, K, F, G тощо); для валів – малими (h, k, f, g тощо).

Мал. 3. Пояснення до термінів

Квалітетискладають основу чинної на сьогоднішній день системи допусків та посадок. Квалітетиявляє собою певну сукупність допусків, які стосовно всіх номінальних розмірів відповідають одному і тому ж ступеню точності.

Таким чином, можна сказати, що саме квалітети визначається те, наскільки точно виготовлено виріб в цілому або його окремі деталі. Назва цього технічного терміна походить від слова « qualitas», що латиною означає « якість».

Сукупність тих допусків, які всім номінальних розміріввідповідають тому самому рівню точності, називається системою квалитетов.

Стандартом встановлено 20 квалітетів – 01, 0, 1, 2...18 . Зі зростанням номера квалітету допуск збільшується, тобто точність зменшується. Квалітети від 01 до 5 призначені переважно для калібрів. Для посадок передбачені квалітети з 5-го до 12-го.

Сукупність допусків та посадок, яка створена на підставі теоретичних досліджень та експериментальних досліджень, а також побудована на основі практичного досвіду, називається системою допусків та посадок. Основним її призначенням є вибір таких варіантів допусків та посадок для типових зчленувань різних деталей машин та обладнання, які мінімально необхідні, але цілком достатні.

Основу стандартизації вимірювальних засобів та різальних інструментівскладають саме найбільш оптимальні градації допусків та посадок. Крім того, завдяки їм досягається взаємозамінність різних деталей машин та обладнання, а також підвищення якості готової продукції.

Для оформлення єдиної системи допусків та посадок використовуються таблиці. Вони вказуються обгрунтовані значення граничних відхилень для різних номінальних розмірів.

При конструюванні різних машин та механізмів розробники виходять з того, що всі деталі повинні відповідати вимогам можливості повторюваності, застосовності та взаємозамінності, а також бути уніфікованими та відповідати прийнятим стандартам. Одним із найбільш раціональних способів виконання всіх цих умов є застосування на етапі проектування максимально великої кількостітаких складових частин, випуск яких вже освоєно промисловістю. Це дозволяє, до того ж, суттєво скоротити терміни розробки та витрати на неї. При цьому необхідно забезпечувати високу точність комплектуючих виробів, вузлів і деталей, що взаємозамінюються, в частині їх відповідності геометричним параметрам.

За допомогою такого технічного методу, як модульне компонування, що є одним із способів стандартизації, вдається ефективно забезпечити взаємозамінність вузлів, деталей та агрегатів. Крім цього, вона суттєво полегшує ремонт, що серйозно спрощує роботу відповідного персоналу (особливо у складних умовах), та дозволяє організувати постачання запасних частин.

Сучасне промислове виробництвоорієнтовано, головним чином, масовий випуск виробів. Однією з його обов'язкових умов є своєчасне надходження на складальний конвеєр таких компонентів готових виробів, які для їх монтажу не вимагають додаткового припасування. Крім цього, має бути забезпечена така взаємозамінність, яка не відбивається на функціональних та інших характеристиках готової продукції.