Kodėl egzistuoja tolerancijos ir tinkamumo sąvokos?
Visi gaminami gaminiai, kad ir kokia preciziška būtų įranga ir kad ir kaip besistengtume, dydis ir forma negali visiškai atitikti teorinių skaitinių reikalavimų. Tai yra atotrūkis tarp idealo ir realybės!
Taigi, kaip įvykdyti dalių pakeičiamumo reikalavimus? Tai reiškia, kad bet kuri iš tos pačios specifikacijos dalių arba komponentų partijos gali atitikti nurodytus veikimo reikalavimus be jokio pasirinkimo ar papildomų pakeitimų. Tam reikia, kad gamybinių dalių matmenys atitiktų leistiną nuokrypį.
01
Su tolerancija susiję terminai
Detalių apdirbimo metu dėl staklių tikslumo įtakos, įrankių nusidėvėjimo, matavimo paklaidų ir pan., neįmanoma visiškai tiksliai apdoroti detalių matmenų. Siekiant užtikrinti pakeičiamumą, detalės matmenų apdirbimo paklaida turi būti apribota iki tam tikro diapazono ir nurodytas matmenų kitimo dydis.
paveikslėlį
1) Pagrindinis dydis
Matmenys nustatomi projektuojant, atsižvelgiant į detalės stiprumą ir konstrukcinius reikalavimus.
2) Faktinis dydis
Matmenys gauti matuojant.
3) Ekstremalus dydis
Dvi leistino dydžio svyravimo ribos. Jis nustatomas pagal pagrindinį dydį. Didesnė iš dviejų ribinių verčių vadinama didžiausiu ribiniu dydžiu; mažesnis vadinamas minimaliu ribiniu dydžiu.
4) Matmenų nuokrypis (vadinamas nuokrypiu)
Algebrinis skirtumas, gautas atėmus tam tikrą dydį iš jo bazinio dydžio. Matmenų nukrypimai apima:
Viršutinis nuokrypis=didžiausias ribos dydis – pagrindinis dydis
Apatinis nuokrypis=minimalus dydis – pagrindinis dydis
Viršutinis ir apatinis nuokrypis bendrai vadinami ribiniais nuokrypiais, o viršutinis ir apatinis nuokrypis gali būti teigiamas, neigiamas arba nulinis.
Nacionaliniai standartai numato, kad viršutinis skylės nuokrypio kodas yra ES, apatinis skylės nuokrypio kodas yra EI; veleno viršutinis nuokrypio kodas yra es, o apatinis veleno nuokrypio kodas yra ei.
paveikslėlį
▲ Tolerancijos zonos diagrama
5) Matmenų tolerancija (vadinama tolerancija)
Leidžiami matmenų kitimai.
Matmenų tolerancija=didžiausias ribinis dydis – minimalus ribinis dydis
=viršutinis nuokrypis – apatinis nuokrypis
Kadangi didžiausias ribinis dydis visada yra didesnis nei minimalus ribinis dydis, tai yra, viršutinis nuokrypis visada yra didesnis už apatinį nuokrypį, matmenų paklaida turi būti teigiama.
6) Nulinė linija, PR zona ir tolerancijos zonos diagrama
Nulinė linija yra atskaitos linija, naudojama nustatyti nuokrypį tolerancijos zonos diagramoje, ty nulinio nuokrypio liniją. Paprastai nulinė linija reiškia pagrindinį dydį. Pažymėkite „0“, „+“ ir „-“ kairėje nulinės eilutės gale. Nuokrypis virš nulio linijos yra teigiamas; nuokrypis žemiau nulio linijos yra neigiamas. Tolerancijos zona yra sritis, kurią riboja dvi tiesios linijos, žyminčios viršutinį ir apatinį nuokrypius. Tolerancijos zonos plotis ir padėtis yra du elementai, kurie sudaro tolerancijos zoną.
7) Standartinė tolerancija ir standartinė tolerancijos klasė
Standartinė tolerancija yra bet kokia leistina nuokrypa, nurodyta nacionaliniuose standartuose, siekiant nustatyti tolerancijos zonos dydį. Standartiniai tolerancijos lygiai yra lygiai, lemiantys matmenų tikslumą. Standartiniai leistini nuokrypiai skirstomi į 20 lygius, būtent IT01, IT0, IT1~IT18, kurie atitinka standartinius leistinus nuokrypius. Arabiški skaitmenys reiškia standartinius tolerancijos lygius. Tarp jų IT01 lygis yra aukščiausias, lygiai mažėja eilės tvarka, o IT18 lygis yra žemiausias. Tam tikram baziniam dydžiui, kuo aukštesnis standartinis tolerancijos lygis, tuo mažesnė standartinė tolerancijos vertė ir tuo didesnis dydžio tikslumas.
8) Pagrindinis nuokrypis
Naudojamas viršutiniam arba apatiniam tolerancijos zonos nuokrypiui nuo nulinės linijos padėties nustatyti. Paprastai reiškia nuokrypį, artimą nulinei linijai. Kai tolerancijos zona yra virš nulinės linijos, pagrindinis nuokrypis yra mažesnis. Kai tolerancijos zona yra žemiau nulinės linijos, pagrindinis nuokrypis yra viršutinis nuokrypis.
Pagal faktinius poreikius nacionalinis standartas numato 28 skirtingus pagrindinius skylių ir velenų nuokrypius, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Pagrindinius skylių ir velenų nuokrypių dydžius galima rasti atitinkamose lentelėse.
paveikslėlį
▲ Pagrindinės nuokrypių eilutės
Kaip matyti iš aukščiau esančio paveikslo:
1) Pagrindinis nuokrypio kodas žymimas lotyniškomis raidėmis, didžiosios raidės – pagrindinio nuokrypio kodą, o mažosios raidės – pagrindinį ašies nuokrypio kodą. Kadangi pagrindinis nuokrypis paveiksle parodo tik leistinos nuokrypos zonos dydį, vienas tolerancijos zonos galas nupieštas kaip anga.
2) Šis nuokrypis yra nuo A iki H kaip apatinis nuokrypis, J iki ZC kaip viršutinis nuokrypis, o viršutinis ir apatinis JS nuokrypis yra atitinkamai +IT/2 ir -IT/2.
3) Pagrindinis ašies nuokrypis nuo a iki h yra viršutinis nuokrypis, nuo j iki zc yra apatinis nuokrypis, o viršutinis ir apatinis js nuokrypis yra atitinkamai +IT/2T ir -IT/2. Kitas angos ir veleno nuokrypis gali būti apskaičiuojamas pagal pagrindinį nuokrypį ir standartinį nuokrypį.
02
Su koordinavimu susijusi terminija
Surenkant mašiną, ryšys tarp vienodo pagrindinio dydžio skylių ir velenų tolerancijos zonų, kurios yra sujungtos viena su kita, vadinamas tinkamu. Kadangi tikrieji skylės ir veleno matmenys skiriasi, po surinkimo gali atsirasti „tarpų“ arba „trukdžių“. Tvirtinimo tarp skylės ir veleno atveju algebrinis skirtumas, gautas atėmus veleno dydį iš skylės dydžio, yra tarpas, kai jis yra teigiamas, ir trukdis, kai jis yra neigiamas.
(1) Koordinavimo rūšys
Pritaikymai skirstomi į tris kategorijas pagal tarpų ar trukdžių skirtumą:
paveikslėlį
1) Tinkamumas
Skylės tolerancijos zona yra virš veleno PR zonos. Bet kuri skylių pora, atitinkanti veleną, bus tinkama su tarpeliu (įskaitant mažiausią nulinį tarpą), kaip parodyta aukščiau esančiame A paveiksle.
2) Interferencinis pritaikymas
Skylės tolerancijos zona yra žemiau veleno tolerancijos zonos. Bet kuri skylių pora, atitinkanti veleną, yra suderinama su trukdžiais (įskaitant minimalų atstumą nuliui), kaip parodyta aukščiau esančiame b paveiksle.
3) Per didelis bendradarbiavimas
Skylių tolerancijos zonos sutampa su veleno tolerancijos zonomis. Jei kuri nors skylių pora sutampa su velenu, gali būti tarpas arba kliūtis, kaip parodyta aukščiau esančiame c paveikslėlyje.
(2) Koordinuota lyginamoji sistema
Nacionaliniai standartai numato dvi lyginamąsias sistemas, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.
paveikslėlį
▲ Dvi etaloninės sistemos
1) Pagrindinė skylių sistema
Skylės tolerancijos zona su tam tikru pagrindiniu nuokrypiu ir veleno tolerancijos zona su pagrindiniu nuokrypiu sudaro suderinimo sistemą, kaip parodyta a paveiksle. Tai reiškia, kad tų pačių pagrindinių matmenų montavime skylės tolerancijos zonos padėtis yra fiksuota, o keičiant veleno tolerancijos zonos padėtį gaunami skirtingi sutapimai. Skylė, padaryta iš pagrindinės skylės, vadinama atskaitos anga. Nacionalinis standartas numato, kad apatinis atskaitos taško angos nuokrypis yra lygus nuliui, o „H“ yra pagrindinis atskaitos taško angos nuokrypio kodas.
2) Pagrindinė veleno sistema
Veleno tolerancijos zona su tam tikru pagrindiniu nuokrypiu ir skylės su skirtingais pagrindiniais nuokrypiais tolerancijos zona sudaro įvairių sujungimų sistemą, kaip parodyta b paveiksle. Tai reiškia, kad sujungus su vienodais pagrindiniais matmenimis, veleno tolerancijos zonos padėtis yra fiksuota, o keičiant skylės tolerancijos zonos padėtį gaunami skirtingi sutapimai. Pagrindo velene išgręžta skylė vadinama pagrindine mova. Nacionalinis standartas numato, kad pagrindinio veleno viršutinis nuokrypis yra lygus nuliui, o „h“ yra pagrindinis pagrindinio veleno nuokrypio kodas.
Tai matyti iš pagrindinių nuokrypių eilučių diagramos:
Pagrindinėje angų sistemoje etaloninė anga H atitinka veleną, a~h (iš viso 11 tipų) naudojama tarpiniam pritaikymui; j~n (iš viso 5 tipai) daugiausia naudojami permontuojant; (n, p, r gali būti per daug pritaikyta) arba trukdžių pritaikymas); p~zc (iš viso 12 tipų) daugiausia naudojami trukdžių pritaikymui.
Pagrindinėje velenų sistemoje atskaitos taško ašis h sutampa su skyle. A~H (iš viso 11 tipų) naudojami tarpiniam pritaikymui; J~N (iš viso 5 tipai) daugiausia naudojami permontuojant; (N, P ir R gali būti per daug pritaikyti. arba trukdžių pritaikymas); P~ZC (iš viso 12 tipų) daugiausia naudojami trukdžių pritaikymui.
03
Formos tolerancija
Formos tolerancija reiškia bendrą leistiną vienos tikrosios ypatybės formos variacijų kiekį. Formos tolerancija išreiškiama formos tolerancijos zonomis. Formos tolerancijos zoną sudaro keturi elementai: forma, kryptis, padėtis ir tolerancijos zonos dydis. Formos tolerancijos elementus sudaro 6 elementai: tiesumas, lygumas, apvalumas, cilindriškumas, linijos profilis, paviršiaus profilis ir kt.
1) Tiesumas
Tiesumas reiškia sąlygą, kad tikroji dalies tiesių linijų elementų forma išlaiko idealią tiesią liniją. Tai yra tai, kas paprastai vadinama tiesumu. Tiesumo tolerancija yra didžiausias leistinas tikrosios linijos pokytis nuo idealios tiesės. Tai reiškia, kad tai, kas nurodyta brėžinyje, naudojama apriboti leistiną tikrosios linijos apdorojimo klaidos diapazoną.
paveikslėlį
▲1 modelio pavyzdys: tam tikroje plokštumoje tolerancijos zona turi būti srityje tarp dviejų lygiagrečių tiesių, kurių atstumas yra 0,1 mm.
paveikslėlį
▲ 2 modelio pavyzdys: pridėkite ženklą φ prieš tolerancijos vertę ir leistinoji zona turi būti cilindrinio paviršiaus, kurio skersmuo yra 0,08 mm, srityje.
2) Plokštumas
Plokštumas reiškia tikrąją detalės plokščių elementų formą ir idealios plokštumos išlaikymo būklę. Tai paprastai vadinama plokštumu. Lygumo tolerancija yra didžiausias leistinas tikrojo paviršiaus pokytis nuo lygaus paviršiaus. Tai yra, brėžinyje nurodyta, kad būtų apribotas tikrosios paviršiaus apdirbimo klaidos leistinas kitimo diapazonas.
paveikslėlį
▲Rašto pavyzdys: tolerancijos zona yra sritis tarp dviejų lygiagrečių plokštumų, kurių atstumas yra 0,08 mm.
3) Apvalumas
Apvalumas reiškia tikrąją apskritimo elementų formą dalyje, vienodu atstumu nuo jos centro. Tai paprastai vadinama apvalumo laipsniu. Apvalumo tolerancija yra didžiausias leistinas tikrojo apskritimo pokytis nuo idealaus apskritimo tame pačiame skerspjūvyje. Tai yra, brėžinyje nurodyta, kad apribotų leistiną tikrosios apskritimo apdorojimo klaidos diapazoną.
paveikslėlį
▲Rašto pavyzdys: tolerancijos zona turi būti toje pačioje normalioje atkarpoje, o spindulio skirtumas yra plotas tarp dviejų koncentrinių apskritimų, kurių tolerancijos vertė yra 0,03 mm.
4) Cilindriškumas
Cilindriškumas reiškia, kad visi detalės cilindrinio paviršiaus kontūro taškai yra vienodu atstumu nuo jos ašies. Cilindriškumo tolerancija yra didžiausias leistinas skirtumas nuo tikrojo cilindrinio paviršiaus iki idealaus cilindrinio paviršiaus. Tai yra, tai, kas nurodyta brėžinyje, naudojama apriboti leistiną tikrosios cilindrinio paviršiaus apdirbimo paklaidos diapazoną.
paveikslėlį
▲Rašto pavyzdys: tolerancijos zona yra sritis tarp dviejų bendraašių cilindrinių paviršių, kurių spindulių skirtumas yra 0,1 mm.
5) Linijos profilis
Linijinis profilis reiškia sąlygą, kad bet kokios formos kreivė išlaiko idealią formą tam tikroje detalės plokštumoje. Linijos profilio tolerancija reiškia leistiną tikrojo ne apskrito kreivės kontūro kitimą. Tai reiškia, kad tai, kas nurodyta brėžinyje, naudojama apriboti leistiną tikrosios kreivės apdorojimo klaidos diapazoną.
paveikslėlį
▲Rašto pavyzdys: tolerancijos zona yra sritis tarp dviejų apvalkalo linijų, apgaubiančių 0,04 mm skersmens apskritimų seriją. Apskritimų centrai yra ant tiesių su teoriškai teisingomis geometrinėmis figūromis.
6) Paviršiaus kontūras
Paviršiaus kontūras reiškia būklę, kai savavališkos formos dalies paviršius išlaiko idealią formą. Paviršiaus kontūro tolerancija reiškia tikrąją neapvalaus paviršiaus kontūro liniją ir leistiną nuokrypį nuo idealaus kontūrinio paviršiaus. Tai reiškia, kad tai, kas nurodyta brėžinyje, naudojama apriboti tikrosios paviršiaus apdirbimo klaidos kitimo diapazoną.
paveikslėlį
▲Rašto pavyzdys: tolerancijos zona yra tarp dviejų apvalkalo linijų, apgaubiančių 0,02 mm skersmens rutuliukų seriją. Teoriškai rutuliukų centrai turėtų būti ant teoriškai teisingos geometrinės formos paviršiaus.
04
pozicijos tolerancija
Padėties tolerancija reiškia bendrą leistiną nukrypimo nuo atskaitos taško kiekį susijusio faktinio objekto padėtyje.
(1) Orientacijos tolerancija
Orientacijos tolerancija reiškia bendrą pokyčių, kuriuos leidžia susiję faktiniai elementai nulinio taško kryptimi, kiekį. Šis tolerancijos tipas apima tris elementus: lygiagretumą, statmenumą ir polinkį.
1) Lygiagretumas
Lygiagretumas, paprastai žinomas kaip lygiagretumo laipsnis, rodo, kad faktiniai detalės matuojami elementai lieka vienodu atstumu nuo atskaitos taško. Lygiagretumo tolerancija yra didžiausias leistinas skirtumas tarp tikrosios išmatuoto elemento krypties ir idealios krypties, lygiagrečios atskaitos taškui.
paveikslėlį
▲Brėžinio pavyzdys: jei ženklas φ pridedamas prieš leistinos nuokrypos vertę, tolerancijos zona yra cilindriniame paviršiuje, kurio atskaitos lygiagretus skersmuo yra φ0,03 mm.
2) Vertikalumas
Statmenumas, paprastai žinomas kaip dviejų elementų ortogonalumo laipsnis, rodo, kad išmatuotas elementas išlaiko teisingą 90 laipsnių kampą nulinio taško elemento atžvilgiu. Vertikalumo tolerancija yra didžiausias leistinas skirtumas tarp tikrosios matuojamo objekto krypties ir idealios krypties, kuri yra statmena atskaitos taškui.
paveikslėlį
▲ Iliustracija: jei ženklas φ pridedamas prieš leistinos nuokrypos zoną, tolerancijos zona yra statmena cilindriniam paviršiui, kurio atskaitos skersmuo yra 0,1 mm.
paveikslėlį
▲ Legenda: tolerancijos zona turi būti tarp dviejų lygiagrečių plokštumų, kurios yra 0,08 mm atstumu ir statmenos atskaitos linijai.
3) Polinkis
Pasvirimas reiškia teisingą sąlygą išlaikyti bet kokį nurodytą kampą tarp dviejų elementų santykinių krypčių. Nuolydžio tolerancija yra didžiausias leistinas svyravimo dydis tarp tikrosios matuojamo objekto orientacijos ir idealios jo orientacijos bet kuriuo kampu į atskaitos tašką.
paveikslėlį
▲ Iliustracija: išmatuotos ašies tolerancijos zona yra plotas tarp dviejų lygiagrečių plokštumų, kurių tolerancijos vertė yra 0,08 mm, o teorinis kampas yra 60 laipsnių su atskaitos plokštuma A.
paveikslėlį
▲Iliustracija: prieš tolerancijos vertę pridėkite ženklą φ, tada tolerancijos zona turi būti cilindriniame paviršiuje, kurio skersmuo yra 0,1 mm. Tolerancijos zona turi būti lygiagreti plokštumai B, statmenai atskaitos taškui A, ir teoriškai teisingu 60 laipsnių kampu su atskaitos tašku A.
(2) Padėties nustatymo tolerancija
Padėties nustatymo tolerancija yra bendras leistinas susijusios faktinės ypatybės padėties, palyginti su atskaitos tašku, kitimo dydis. Šis tolerancijos tipas apima tris elementus: padėtį, koaksialumą ir simetriją.
1) Vieta
Padėtis reiškia dalių, linijų, paviršių ir kitų elementų tikslumą, palyginti su jų idealia padėtimi. Padėties tolerancija yra didžiausias leistinas faktinės išmatuoto elemento padėties pokytis, palyginti su jo idealia padėtimi.
paveikslėlį
▲ Iliustracija: Kai ženklas Sφ pridedamas prieš leistinos nuokrypos zoną, tolerancijos zona yra rutulio viduje esanti sritis, kurios skersmuo yra 0,3 mm. Rutulio tolerancijos zonos centro taško padėtis yra teoriškai teisingas dydis, palyginti su atskaitos taškais A, B ir C.
2) bendraašiškumas
Koaksialumas, paprastai žinomas kaip koaksialumas, rodo, kad išmatuota dalies ašis yra toje pačioje tiesėje, palyginti su atskaitos ašimi. Bendraašiumo tolerancija yra leistinas tikrosios matuojamos ašies pokytis atskaitos ašies atžvilgiu.
paveikslėlį
▲Koaksialumo tolerancijos legenda: kai pažymėta tolerancijos vertė, tolerancijos zona yra sritis tarp cilindrų, kurių skersmuo yra 0,08 mm. Apvalios tolerancijos zonos ašis sutampa su atskaitos tašku.
3) Simetrija
Simetrija reiškia būseną, kai du simetriški centriniai elementai lieka toje pačioje centrinėje plokštumoje. Simetrijos tolerancija yra leistinas tikrojo požymio simetrijos centrinės plokštumos (arba vidurio linijos, ašies) pokytis nuo idealios simetrijos plokštumos.
paveikslėlį
▲ Legenda: tolerancijos zona yra plotas tarp dviejų lygiagrečių plokštumų arba tiesių, kurių atstumas yra 0,08 mm ir simetriškas nulinio taško vidurio plokštumos arba vidurio linijos atžvilgiu.
(3) Nukrypimo nuokrypis
Bėgimo tolerancija yra tolerancijos elementas, pateikiamas remiantis konkrečiu aptikimo metodu. Bėgimo tolerancija gali būti suskirstyta į apskritą ir visišką išbėgimą.
1) Šuolis ratu
Apvalus išbėgimas reiškia, kad dalies sukimosi paviršius išlaiko fiksuotą padėtį atskaitos ašies atžvilgiu ribotoje matavimo plokštumoje. Apskrito nubėgimo tolerancija yra didžiausias leistinas pokytis ribotame matavimo diapazone, kai tikrasis matuojamas elementas sukasi aplink atskaitos ašį ir sukasi visą apsisukimą be ašinio judėjimo.
paveikslėlį
▲ 1 legenda: tolerancijos zona yra sritis tarp dviejų koncentrinių apskritimų, kurie yra statmeni bet kuriai matavimo plokštumai, kurių spindulio skirtumas yra 0,1 mm, o apskritimo centras yra toje pačioje atskaitos ašyje.
paveikslėlį
▲ 2 paaiškinimas: Tolerancijos zona yra plotas tarp dviejų apskritimų, kurių atstumas yra 0,1 mm matavimo cilindro paviršiuje bet kurioje spindulio padėtyje, kuri yra bendraašius su atskaitos tašku.
2) Pilnas ritmas
Bendras nutekėjimas reiškia išbėgimą visame išmatuotame paviršiuje, kai dalis nuolat sukasi aplink atskaitos ašį. Bendra nutekėjimo tolerancija yra didžiausias leidžiamas nutekėjimo dydis, kai tikrasis matuojamas elementas nuolat sukasi aplink nulinės ašį, o indikatorius juda idealaus kontūro atžvilgiu.
