Точность изготовлений деталей машин

Детали машин в процессе изготовления и ремонта должны быть обработаны с точностью, определяемой условиями эксплуатации. Точность обработки деталей при одном и том же размере характеризуется величиной допуска на обработку.

Таким образом, под точностью изготовления детали следует понимать величину допуска, установленного для данной детали.

Выдержать точно заданный размер детали трудно и экономически нецелесообразно. Поэтому при изготовлении и ремонте деталей указывают наибольший и наименьший размеры, при соблюдении которых деталь будет удовлетворять условиям эксплуатации.

Так, например, при изготовлении гильз цилиндров трактора ДТ-54 наибольший внутренний диаметр гильзы равен 125,09 мм, а наименьший 125,01 мм. Действительный размер годной детали должен находиться в пределах указанных размеров.

Наибольший и наименьший допускаемые размеры деталей носят название предельных размеров.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами детали называется допуском на обработку.

Для приведенного случая величина допуска равна 125,09-125,01=0,08 мм, а точность обработки — 0,08 мм.На чертежах предельные размеры обычно не пишут в абсолютном выражении. Удобнее записывать один, так называемый номинальный размер (основной — расчетный), и при нем цифрами (предельными отклонениями) указать отличие предельных размеров от номинального.

Предельное отклонение представляет собой разность предельного и номинального размеров; разность между наибольшим предельным размером и номинальным называется верхним отклонением, а разность между наименьшим предельным размером и номинальным — нижним отклонением. Если предельный размер больше номинального (разность положительна), отклонение имеет знак плюс.
Если предельный размер равен номинальному (разность равна нулю), отклонение равно нулю, которое обычно на чертеже не указывается.Если же предельный размер меньше номинального (разность отрицательна), отклонение имеет знак минус.

При ремонте номинальный размер не всегда округляют до целых миллиметров. Если износы деталей незначительны, принимают переходы между ремонтными размерами менее 1 мм. Например, переход между ремонтными размерами поршневых пальцев двигателя КДМ—46 равен 0,3 мм.

Номинальный размер увеличенного пальца равен 60,3 мм, а уменьшенного 59,7 мм.Предельные отклонения, а следовательно, и допуски у обрабатываемых под ремонтный размер деталей сохраняются; изменяются же номинальный и предельные размеры.Если при номинале записано только одно отклонение и при этом со знаком «+», то это означает, что с номиналом совпадает наименьший предельный размер (нижнее отклонение = О).

Если при номинале будет только одно отклонение, но со знаком «—», то это значит, что наибольший предельный размер равен номинальному.
В соединении одна деталь сопрягается с другой. Например, шатунная шейка коленчатого вала сопрягается с подшипником, шейка распределительного вала со втулкой, втулка с гнездом блока и т. д. Сопрягаемая деталь называется «валом», если ее охватывает вторая деталь, называемая «отверстием». Например, в сопряжении поршневой палец — втулка верхней головки шатуна палец будет являться валом, а втулка — отверстием; втулка в сопряжении с верхней головкой шатуна будет являться валом, а верхняя головка шатуна — отверстием.
При соединении вала с отверстием, имеющим больший размер, чем размер вала, между ними остается промежуток, называемый зазором. Зазором называется оложительная разность между диаметром отверстия и диаметром вала.

Зная предельные размеры отверстия и вала, можно заранее определить и предельные зазоры (наибольший и наименьший).Наибольший зазор равен разности между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала.Наименьший зазор равен разности между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.В практике ремонта часто встречаются сопряжения, сборку которых можно вести только с помощью винтовых приспособлений или пресса.

В этих случаях вал имеет больший размер, чем отверстие, и в сопряжении будет иметь место натяг.Натягом называется положительная разность между размером вала и размером отверстия.Наибольший натяг в сопряжении равен разности между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия.

Наименьший натяг равен разности между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия.В зависимости от задаваемых размеров валов и отверстий можно получать самые различные по своему характеру сопряжения.Характер соединения двух деталей называется посылкой. В зависимости от размеров поступающих на сборку деталей будет в определенных пределах колебаться и зазор (или натяг). Величина колебания зазора (разности между наибольшим и наименьшим зазорами) называется допуском зазора.
В неподвижных сопряжениях разность между наибольшим и наименьшим натягами является допуском натяга.Допуск зазора (или натяга) называют также допуском посадки.
Посадки делятся на подвижные и неподвижные. Подвижные посадки характеризуются величиной зазора, неподвижные — величиной натяга.
Неподвижные посадки подразделяются на прессовые и переходные. В прессовых посадках размер вала всегда больше размера отверстия, т. е. в сопряжении всегда имеет место натяг. В переходных посадках разность между размером вала и размером отверстия сравнительно невелика, и при этом расположение допусков таково, что могут быть как небольшие натяги, так и небольшие зазоры.
Каждая посадка имеет определенное название и условное обозначение:

а) неподвижные

Гр — горячая

Пр — прессовая

Пл — легкопрессовая

Г — глухая

Т — тугая

Н — напряженная

П — плотная

б) подвижные

С — скользящая

Д — движения

X — ходовая

Ш — широкоходовая

Если изготовить валы (отверстия) по одному размеру и соединить их с отверстиями (валами) различных размеров, можно получить при сборке различные посадки; чтобы не было большого разнообразия в расположении отклонений для получения различных посадок, разработаны и стандартизованы таблицы, с помощью которых можно подобрать необходимую посадку. ГОСТом приняты две системы: система вала и система отверстия. В таблицах системы вала для валов указаны предельные размеры, которые остаются постоянными для всех посадок. Различные посадки достигаются выбором соответствующих предельных размеров для отверстий.
Таким образом, система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности, отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры вала остаются постоянными. В системе вала номинальный размер совпадает с наибольшим предельным размером вала.

В таблицах же системы отверстия для отверстий указаны предельные размеры, которые остаются постоянными для всех посадок.Различные посадки в этом случае достигаются выбором соответствующих предельных размеров валов.
В системе отверстия наименьший предельный размер отверстия всегда совпадает с номиналом.

В зависимости от требований, предъявляемых к деталям, необходима та или другая степень или класс точности на изготовление этих деталей. Имеется 10 классов точности: 1, 2, 2а, 3, За, 4, 5, 7, 8, 9.

Самый точный — 1-й класс. По 7, 8, 9-му классам точности назначают допуски на свободные размеры, так как посадок в этих классах нет.

Кроме цифровых обозначений размеров деталей, как это было указано на рисунке 4, размеры деталей и посадки обозначаются и условно. В этих обозначениях принято отклонения отверстия в системе отверстия обозначать буквой А с индексом соответствующего класса.Например, 90А означает отверстие третьего класса точности с номинальным диаметром 90 мм, выполняемое по системе отверстия.

Отклонения вала в системе вала обозначаются буквой В. Например, 60В обозначает вал второго класса точности (индекс 2 второго класса точности не пишется) с номинальным диаметром в 0 мм, выполняемого в системе вала.
Отклонения размеров деталей в сборочных чертежах обозначаются в виде дроби. В числителе приводится отклонение отверстия, а в знаменателе — вала. Например, 55 А/Н — обозначает напряженную посадку в системе отверстия при точности второго класса и номинальном диаметре соединения, равном 55 мм.

При ремонте деталей необходимо применять соответствующие инструменты и технологические процессы для окончательной механической обработки, соответствующие тому классу точности, по какому должна выполняться деталь.
Во всех случаях ремонтник должен добиваться соблюдения нормальных посадок в ремонтируемых сопряжениях, установленных заводом-изготовителем.
При изготовлении и ремонте деталей стоимость их в значительной степени зависит от точности, т. е. от величины допуска на обработку. Чем меньше допуск на изготовление деталей, тем более сложные и дорогие технологические процессы приходится применять. Для удешевления производства и ремонта деталей в некоторых случаях применяется селективная сборка. При этом детали изготовляются в пределах более широкого допуска, затем сортируются на группы.

Например, цилиндры двигателя Д— 54 обрабатывают на заводе в пределах допуска, равного 0,08 мм, и сортируют на четыре группы.
Вследствие такой сортировки точность деталей в каждой группе равна 0,02 мм. Кроме рассмотренных выше допусков на размеры деталей, устанавливаются также допуски на другие показатели. Например, устанавливается допуск на вес деталей (поршни и шатуны), допуски на увеличение зазоров и уменьшение натягов в сопряжениях в процессе эксплуатации. Допускаемые изменения размеров деталей, зазоров или натягов в процессе эксплуатации называются эксплуатационными допусками.
Типовой технологией установлены допустимые износы деталей (зазоры и натяги), при которых разрешается постановка деталей без ремонта. Допустимые износы, при которых детали можно использовать без ремонта, установлены в результате наблюдений за работой машины в процессе эксплуатации. Поставленные без ремонта детали должны обеспечивать нормальную эксплуатацию машин до следующего ремонта, т. е. нормальную межремонтную выработку.