De ce există concepte de toleranță și potrivire?
Toate produsele fabricate, oricât de precis ar fi echipamentul și oricât am încerca, dimensiunea și forma nu pot îndeplini pe deplin cerințele numerice teoretice. Acesta este decalajul dintre ideal și realitate!
Deci, cum să îndepliniți cerințele de interschimbabilitate ale pieselor? Adică, oricare dintr-un lot de piese sau componente ale aceleiași specificații poate îndeplini cerințele de performanță specificate fără nicio selecție sau modificări suplimentare. Acest lucru necesită ca dimensiunile pieselor de producție să fie în intervalul de toleranță permis.
01
Termeni legati de toleranta
În timpul prelucrării pieselor, din cauza influenței preciziei mașinii-unelte, uzurii sculelor, erorilor de măsurare etc., este imposibil să se prelucreze dimensiunile pieselor cu absolut exactitate. Pentru a asigura interschimbabilitatea, eroarea de prelucrare a dimensiunilor piesei trebuie limitată la un anumit interval și trebuie specificată cantitatea de variație dimensională.
imagine
1) Mărimea de bază
Dimensiunile sunt determinate în timpul proiectării în funcție de rezistența și cerințele structurale ale piesei.
2) Dimensiunea reală
Dimensiuni obtinute prin masurare.
3) Dimensiuni extreme
Două limite pentru variația admisă a dimensiunii. Se determină pe baza mărimii de bază. Cea mai mare dintre cele două valori limită se numește dimensiunea limită maximă; cea mai mică se numește dimensiunea limită minimă.
4) Abatere dimensională (denumită abatere)
Diferența algebrică obținută prin scăderea unei anumite dimensiuni din mărimea ei de bază. Abaterile dimensionale includ:
Abaterea superioară=dimensiune limită maximă - dimensiune de bază
Abatere inferioară=dimensiune limită minimă - dimensiune de bază
Abaterile superioare și inferioare sunt numite colectiv abateri limită, iar abaterile superioare și inferioare pot fi pozitive, negative sau zero.
Standardele naționale prevăd că codul de abatere superior al găurii este ES, codul de abatere inferior al găurii este EI; codul de abatere superior al arborelui este es, iar codul de abatere inferior al arborelui este ei.
imagine
▲ Diagrama zonei de toleranță
5) Toleranță dimensională (denumită toleranță)
Variația dimensiunilor permisă.
Toleranță dimensională=dimensiune limită maximă - dimensiune limită minimă
=abatere superioară-abatere inferioară
Deoarece dimensiunea limită maximă este întotdeauna mai mare decât dimensiunea limită minimă, adică abaterea superioară este întotdeauna mai mare decât abaterea inferioară, toleranța dimensională trebuie să fie pozitivă.
6) Linia zero, zona PR și diagrama zonei de toleranță
Linia zero este o linie de referință utilizată pentru a determina abaterea în diagrama zonei de toleranță, adică linia deviației zero. De obicei, linia zero reprezintă dimensiunea de bază. Marcați „0”, „+” și „-” la capătul din stânga liniei zero. Abaterea deasupra liniei zero este pozitivă; abaterea de sub linia zero este negativă. Zona de toleranță este o zonă delimitată de două linii drepte reprezentând abaterile superioare și inferioare. Lățimea și poziția zonei de toleranță sunt cele două elemente care constituie zona de toleranță.
7) Toleranță standard și grad de toleranță standard
Toleranța standard este orice toleranță enumerată în standardele naționale pentru a determina dimensiunea zonei de toleranță. Nivelurile de toleranță standard sunt niveluri care determină precizia dimensiunilor. Toleranțele standard sunt împărțite în 20 niveluri și anume IT01, IT0, IT1~IT18, care reprezintă toleranțe standard. Cifrele arabe reprezintă niveluri de toleranță standard. Dintre acestea, nivelul IT01 este cel mai ridicat, nivelurile scad în ordine, iar nivelul IT18 este cel mai scăzut. Pentru o anumită dimensiune de bază, cu cât nivelul de toleranță standard este mai mare, cu atât valoarea toleranței standard este mai mică și cu atât precizia dimensiunii este mai mare.
8) Abaterea de bază
Folosit pentru a determina abaterea superioară sau inferioară a zonei de toleranță față de poziția liniei zero. În general, se referă la abaterea aproape de linia zero. Când zona de toleranță este deasupra liniei zero, abaterea de bază este abaterea inferioară. Când zona de toleranță este sub linia zero, abaterea de bază este abaterea superioară.
În funcție de nevoile reale, standardul național prevede 28 de abateri de bază diferite pentru găuri și arbori, așa cum se arată în figura de mai jos. Valorile de bază ale abaterii ale găurilor și arborilor pot fi găsite din tabelele relevante.
imagine
▲ Seria de abateri de bază
După cum se poate observa din figura de mai sus:
1) Codul de abatere de bază este reprezentat de litere latine, majusculele reprezintă codul de abatere de bază, iar literele mici reprezintă codul de abatere de bază al axei. Deoarece abaterea de bază din figură reprezintă doar dimensiunea zonei de toleranță, un capăt al zonei de toleranță este desenat ca deschidere.
2) Această abatere este de la A la H ca abatere inferioară, J la ZC ca abatere superioară, iar abaterile superioare și inferioare ale JS sunt +IT/2 și respectiv -IT/2.
3) Abaterea de bază a axei de la a la h este abaterea superioară, j la zc este abaterea inferioară, iar abaterile superioare și inferioare ale lui js sunt +IT/2T și respectiv -IT/2. O altă abatere a găurii și a arborelui poate fi calculată din abaterea de bază și toleranța standard.
02
Terminologie legată de coordonare
În asamblarea mașinii, relația dintre zonele de toleranță ale găurilor și arborilor care au aceeași dimensiune de bază și sunt combinate între ele se numește potrivire. Deoarece dimensiunile reale ale găurii și arborelui sunt diferite, după asamblare pot apărea „goluri” sau „interferențe”. În potrivirea dintre gaură și arbore, diferența algebrică obținută prin scăderea dimensiunii arborelui din dimensiunea găurii este un decalaj atunci când este o valoare pozitivă și interferență când este o valoare negativă.
(1) Tipuri de coordonare
Potrivirile sunt împărțite în trei categorii în funcție de diferența de goluri sau interferențe:
imagine
1) Se potrivește
Zona de toleranță a găurii este deasupra zonei PR a arborelui. Orice pereche de găuri care se potrivesc cu arborele se va potrivi cu un spațiu (inclusiv un spațiu minim de zero), așa cum se arată în Figura A de mai sus.
2) Potrivire prin interferență
Zona de toleranță a găurii este sub zona de toleranță a arborelui. Orice pereche de găuri care se potrivește cu arborele se potrivește cu interferență (inclusiv un spațiu minim de zero), așa cum se arată în Figura b de mai sus.
3) Supracooperare
Zonele de toleranță ale găurilor se suprapun cu zonele de toleranță ale arborelui. Dacă vreo pereche de găuri se potrivește cu arborele, poate exista un spațiu sau o potrivire prin interferență, așa cum se arată în Figura c de mai sus.
(2) Sistem coordonat de referință
Standardele naționale prevăd două sisteme de referință, așa cum se arată în figura de mai jos.
imagine
▲ Două sisteme de referință
1) Sistem de bază de găuri
Zona de toleranță a găurii cu o anumită abatere de bază și zona de toleranță a arborelui cu abaterea de bază constituie un sistem de potrivire, așa cum se arată în figura a. Adică, într-o potrivire cu aceleași dimensiuni de bază, poziția zonei de toleranță a găurii este fixă și se obțin potriviri diferite prin schimbarea poziției zonei de toleranță a arborelui. Gaura făcută din gaura de bază se numește gaura de referință. Standardul național prevede că abaterea inferioară a găurii de referință este zero, iar „H” este codul de abatere de bază a găurii de referință.
2) Sistem de arbore de bază
Zona de toleranță a arborelui cu o anumită abatere de bază și zona de toleranță a găurii cu diferite abateri de bază constituie un sistem de diferite potriviri, așa cum se arată în figura b. Adică, într-o potrivire cu aceleași dimensiuni de bază, poziția zonei de toleranță a arborelui este fixă și se obțin potriviri diferite prin schimbarea poziției zonei de toleranță a găurii. Orificiul găurit în arborele de bază se numește manșon de bază. Standardul național prevede că abaterea superioară a arborelui de bază este zero, iar „h” este codul de abatere de bază a arborelui de bază.
Poate fi văzut din graficul seriei de abateri de bază:
În sistemul de găuri de bază, orificiul de referință H se potrivește cu arborele, a~h (11 tipuri în total) sunt utilizate pentru potrivirea liberă; j~n (5 tipuri în total) sunt utilizate în principal pentru supra-montare; (n, p, r pot fi supraadaptate) sau potrivire prin interferență); p~zc (12 tipuri în total) sunt utilizate în principal pentru potrivirea prin interferență.
În sistemul de arbore de bază, axa de referință h se potrivește cu gaura. A~H (11 tipuri în total) sunt utilizate pentru potrivirea liberă; J~N (5 tipuri în total) sunt utilizate în principal pentru supramontare; (N, P și R pot fi supraadaptate sau potrivire prin interferență); P~ZC (12 tipuri în total) sunt utilizate în principal pentru potrivirea prin interferență.
03
Toleranta la forma
Toleranța de formă se referă la cantitatea totală de variație permisă în forma unei singure caracteristici reale. Toleranța de formă este exprimată în zone de toleranță de formă. Zona de toleranță a formei include patru elemente: forma, direcția, poziția și dimensiunea zonei de toleranță. Elementele de toleranță la formă includ 6 elemente: dreptate, planeitate, rotunjime, cilindricitate, profil de linie, profil de suprafață etc.
1) Corectitudine
Rectitudinea se referă la condiția ca forma reală a elementelor de linie dreaptă de pe piesă să mențină o linie dreaptă ideală. Aceasta este ceea ce este denumit în mod obișnuit dreptate. Toleranța de dreptate este variația maximă admisă a unei linii reale față de o linie dreaptă ideală. Adică, ceea ce este dat pe desen este utilizat pentru a limita intervalul de variație permis al erorii reale de procesare a liniei.
imagine
▲ Exemplul de model 1: Într-un plan dat, zona de toleranță trebuie să fie în zona dintre două linii drepte paralele cu o distanță de 0.1mm.
imagine
▲ Exemplul de model 2: Adăugați marcajul φ înainte de valoarea toleranței, iar zona de toleranță trebuie să se afle în zona suprafeței cilindrice cu un diametru de 0,08 mm.
2) Planeitatea
Planeitatea se referă la forma reală a elementelor plane ale piesei și la starea de menținere a unui plan ideal. Aceasta este ceea ce se numește în mod obișnuit planeitate. Toleranța la planeitate este variația maximă admisă a unei suprafețe reale față de o suprafață plană. Adică, este dat pe desen pentru a limita intervalul de variație permis al erorii reale de prelucrare a suprafeței.
imagine
▲ Exemplu de model: zona de toleranță este aria dintre două plane paralele distanță de 0,08 mm.
3) Rotunzime
Rotunjimea se referă la forma reală a elementelor unui cerc pe o parte, echidistant de centrul acesteia. Acesta este denumit în mod obișnuit gradul de rotunjime. Toleranța de rotunjime este variația maximă admisă a cercului real față de cercul ideal pe aceeași secțiune transversală. Adică, este dat pe desen pentru a limita intervalul de variație permis al erorii reale de procesare a cercului.
imagine
▲ Exemplu de model: zona de toleranță trebuie să fie pe aceeași secțiune normală, iar diferența de rază este aria dintre două cercuri concentrice cu o valoare de toleranță de 0,03 mm.
4) Cilindricitate
Cilindricitatea înseamnă că toate punctele de pe conturul suprafeței cilindrice ale piesei sunt echidistante de axa acesteia. Toleranța cilindrică este variația maximă admisă de la o suprafață cilindrică reală la o suprafață cilindrică ideală. Adică, ceea ce este dat pe desen este utilizat pentru a limita intervalul de variație permis al erorii reale de prelucrare a suprafeței cilindrice.
imagine
▲ Exemplu de model: zona de toleranță este zona dintre două suprafețe cilindrice coaxiale cu o diferență de rază de 0,1 mm.
5) Profil de linie
Profilul de linie se referă la condiția ca orice curbă de orice formă să își mențină forma ideală pe un plan dat al piesei. Toleranța profilului de linie se referă la variația permisă a conturului real al unei curbe necirculare. Adică, ceea ce este dat pe desen este utilizat pentru a limita intervalul de variație permis al erorii reale de procesare a curbei.
imagine
▲ Exemplu de model: zona de toleranță este zona dintre două linii de plic care învăluie o serie de cercuri cu un diametru de 0,04 mm. Centrele cercurilor se află pe linii cu forme geometrice corecte teoretic.
6) Conturul suprafeței
Conturul suprafeței se referă la condiția în care o suprafață de formă arbitrară a unei piese își menține forma ideală. Toleranța conturului suprafeței se referă la linia de contur reală a unei suprafețe necirculare și la variația permisă față de suprafața ideală de contur. Adică, ceea ce este dat pe desen este utilizat pentru a limita intervalul de variație a erorii reale de prelucrare a suprafeței.
imagine
▲ Exemplu de model: zona de toleranță se află între două linii de plic care învăluie o serie de bile cu un diametru de 0,02 mm. Centrele bilelor ar trebui, teoretic, să fie amplasate pe suprafața formei geometrice corecte teoretic.
04
toleranta de pozitie
Toleranța de poziție se referă la cantitatea totală de variație permisă de la datum în poziția caracteristicii reale asociate.
(1) Toleranță de orientare
Toleranța de orientare se referă la cantitatea totală de modificare permisă în direcția datei de către elementele reale asociate. Acest tip de toleranță include trei elemente: paralelism, perpendicularitate și înclinare.
1) Paralelism
Paralelismul, cunoscut în mod obișnuit ca grad de paralelism, indică faptul că elementele efective măsurate pe piesă rămân echidistante de date. Toleranța la paralelism este variația maximă admisă între direcția reală a elementului măsurat și direcția ideală paralelă cu data.
imagine
▲ Exemplu de desen: Dacă semnul φ este adăugat înaintea valorii de toleranță, zona de toleranță se află în interiorul suprafeței cilindrice cu un diametru paralel de referință de φ0,03mm.
2) Verticalitatea
Perpendicularitatea, cunoscută în mod obișnuit ca gradul de ortogonalitate între două elemente, indică faptul că elementul măsurat pe piesă menține un unghi corect de 90 de grade față de elementul de referință. Toleranța la verticalitate este cantitatea maximă de variație permisă între direcția reală a caracteristicii măsurate și direcția ideală care este perpendiculară pe data.
imagine
▲ Ilustrație: Dacă marcajul φ este adăugat înaintea zonei de toleranță, zona de toleranță este perpendiculară pe suprafața cilindrică cu un diametru de referință de 0.1mm.
imagine
▲Legendă: zona de toleranță trebuie să fie situată între două plane paralele care sunt distanțate de 0,08 mm și perpendiculare pe linia de referință.
3) Înclinație
Înclinarea se referă la condiția corectă de menținere a oricărui unghi dat între direcțiile relative ale două elemente dintr-o piesă. Toleranța pantei este cantitatea maximă de variație permisă între orientarea reală a caracteristicii măsurate și orientarea sa ideală la orice unghi dat față de datum.
imagine
▲ Ilustrație: zona de toleranță a axei măsurate este aria dintre două plane paralele cu o valoare de toleranță de 0,08 mm și un unghi teoretic de 60 de grade cu planul de referință A.
imagine
▲Ilustrație: Adăugați marcajul φ înaintea valorii de toleranță, apoi zona de toleranță trebuie să fie situată într-o suprafață cilindrice cu un diametru de 0.1mm. Zona de toleranță trebuie să fie paralelă cu planul B perpendicular pe data A și la un unghi teoretic corect de 60 de grade față de data A.
(2) Toleranta de pozitionare
Toleranța de poziționare este cantitatea totală de variație permisă în poziția caracteristicii reale asociate față de datum. Acest tip de toleranță include trei elemente: poziție, coaxialitate și simetrie.
1) Locația
Poziția se referă la precizia punctelor, liniilor, suprafețelor și altor elemente de pe piesă în raport cu pozițiile lor ideale. Toleranța de poziție este variația maximă admisă a poziției efective a elementului măsurat în raport cu poziția ideală.
imagine
▲Ilustrație: Când marca Sφ este adăugată înaintea zonei de toleranță, zona de toleranță este zona din interiorul mingii cu un diametru de 0.3mm. Poziția punctului central al zonei de toleranță a mingii este dimensiunea corectă teoretic în raport cu datele A, B și C.
2) Coaxialitate
Coaxialitatea, cunoscută în mod obișnuit ca coaxialitate, indică faptul că axa măsurată pe piesă rămâne pe aceeași linie dreaptă în raport cu axa de referință. Toleranța de coaxialitate este variația permisă a axei reale care este măsurată în raport cu axa de referință.
imagine
▲ Legenda toleranței coaxialității: când este marcată valoarea toleranței, zona de toleranță este zona dintre cilindri cu un diametru de 0.08mm. Axa zonei de toleranță circulară coincide cu data.
3) Simetrie
Simetria se referă la starea în care cele două elemente centrale simetrice ale piesei rămân în același plan central. Toleranța de simetrie este variația permisă a planului central de simetrie (sau a liniei centrale, axa) caracteristicii reale față de planul de simetrie ideal.
imagine
▲ Legendă: zona de toleranță este aria dintre două plane paralele sau linii drepte cu o distanță de 0,08 mm și aranjare simetrică față de planul central sau linia centrală de referință.
(3) Toleranță de curgere
Toleranța de runout este un element de toleranță dat pe baza unei metode de detectare specifice. Toleranța de curățare poate fi împărțită în curățare circulară și runout totală.
1) Salt în cerc
Curățarea circulară înseamnă că suprafața de revoluție a piesei menține o poziție fixă față de axa de referință într-un plan de măsurare limitat. Toleranța de curgere circulară este variația maximă permisă într-un interval limitat de măsurare atunci când elementul efectiv măsurat se rotește în jurul axei de referință pentru o rotație completă fără mișcare axială.
imagine
▲ Legenda 1: Zona de toleranță este aria dintre două cercuri concentrice care sunt perpendiculare pe orice plan de măsurare, au o diferență de rază de 0,1 mm și au centrul cercului pe aceeași axă de referință.
imagine
▲ Legenda 2: Zona de toleranță este aria dintre două cercuri cu o distanță de 0.1mm pe suprafața cilindrului de măsurare la orice poziție de rază coaxială cu data.
2) ritm complet
Denivelarea totală se referă la deformarea de-a lungul întregii suprafețe măsurate atunci când piesa se rotește continuu în jurul axei de referință. Toleranța totală de deformare este cantitatea maximă de curățare permisă atunci când elementul efectiv măsurat se rotește continuu în jurul axei de referință în timp ce indicatorul se mișcă în raport cu conturul său ideal.
