Разработка и оформление конструкторской документации. Зависимые и независимые допуски расположения Что такое зависимый допуск расположения
Допуски расположения могут быть зависимыми и независимыми.
Независимый допуск расположения – это допуск, значение которого постоянно для всей совокупности элементов детали и не зависит от действительных размеров этих элементов. Если на чертеже нет никаких указаний, то допуск расположения считается независимым.
Независимые допуски назначают в том случае, если кроме собираемости требуется обеспечить надлежащее функционирование изделия (равномерный зазор, герметичность).
Примеры независимых допусков:
1. допуски расположения посадочных мест деталей, соединяемых с подшипниками качения;
2. допуски расположения осей отверстий под штифты, устанавливаемые по переходной посадке.
Допуски параллельности и наклона всегда являются независимыми. Остальные допуски расположения могут быть как зависимыми, так и независимыми.
Зависимый допуск – это допуск, указываемый на чертеже в виде значения, которое можно увеличивать на значение, зависящее от отклонения действительного размера элемента от предела максимума материала ( − для вала; − для отверстия).
Основные особенности зависимых допусков:
1. относятся только к валам и отверстиям;
2. на чертеже указывается минимальное значение допуска;
3. это минимальное значение относится к элементам, действительные размеры которых равны пределу максимума материала;
4. допускается увеличивать это минимальное значение допуска на величину отклонения действительного размера элемента от предела максимума материала;
5. назначаются только для обеспечения собираемости изделий;
6. зависимый допуск, указываемый на чертеже, может быть равен нулю. Это означает, что отклонение расположения допускается только для деталей, действительные размеры которых отличаются от предела максимума материала.
Зависимый допуск:
Если действительные размеры элементов деталей отличаются от предела максимума материала ( ; ), то детали соберутся и при бóльших значениях отклонения расположения, чем указано на чертеже. В той мере, в которой используется допуск на изготовление, в такой же мере может быть увеличен допуск расположения. Часть допуска на изготовление отдается на компенсацию погрешности расположения. Так как допуск расположения определяет расположение двух элементов, то величина зависимого допуска может зависеть от:
1. действительного размера базового элемента;
2. действительного размера нормируемого элемента;
3. действительных размеров обоих элементов.
Если зависимый допуск зависит от действительного размера только одного элемента (базового или нормируемого), то его величина определяется по формуле:
где − значение зависимого допуска, указанного на чертеже; , − отклонения действительного размера элемента от предела максимума материала.
Если зависимый допуск зависит от действительных размеров двух элементов, то:
При полном использовании допусков на изготовление элементов, когда действительные размеры равны предела минимума материала ( , ), получают предельное значение зависимого допуска:
, (4)
, (5)
Таким образом, зависимый допуск можно представить в виде суммы двух составляющих:
, (7)
где − постоянна величина зависимого допуска (минимальное значение, указываемое на чертеже); − переменная часть зависимого допуска (зависит от отклонения действительного размера от предела максимума материала).
Зависимый допуск – допуск расположения поверхностей, числовое значение которого может изменяться в зависимости от действительных размеров рассматриваемого и/или базового элементов. В обозначение зависимого допуска входят условный знак допуска расположения, указание на радиусное или диаметральное представление допуска, значение постоянной части допуска, указание на то, что допуск зависимый (буква М в кружочке). Если буква М в кружочке стоит после значения допуска, допуск зависит от действительных размеров рассматриваемого элемента. Если буква М в кружочке стоит после обозначения базы, допуск зависит от действительных размеров базового элемента. Если буква М в кружочке стоит после значения допуска и такое же обозначение стоит после обозначения базы, допуск зависит от действительных размеров рассматриваемого и базового элементов.
Назначение зависимого допуска означает, что нормируемое отклонение может выходить за пределы поля допуска, ограниченного постоянной частью допуска, если такое отклонение будет компенсировано отличием действительных размеров рассматриваемого и/или базового элементов от предела максимума материала (например, увеличением диаметра отверстия или уменьшением диаметра вала). На рис. 3.20 показано как задаются зависимые позиционные допуски осей двух отверстий платы относительно базовой плоскости А. Допуски зависимые, зависящие от действительных размеров рассматриваемых элементов, постоянная часть допуска задана в радиусном выражении и равна 10 мкм. Однако оси отверстий годной детали могут сместиться от номинального положения более чем на 10 мкм, если такое смещение будет компенсировано увеличением отверстия вплоть до его наибольшего предельного размера.
Заключение о годности в этом случае дают с учетом действительного размера отверстия, поскольку смещение его оси от номинального расположения не может быть больше приращения действительного размера по сравнению с наименьшим предельным размером.
Рис. 3.20. Нормирование зависимых позиционных допусков
Иллюстрация, показывающая возможность сборки сопрягаемых деталей при смещении оси левого отверстия платы от номинального расположения, представлена на рис. 3.21. Оси отверстия и штифта могут быть смещены на половину приращения диаметра отверстия без ущерба для сборки.
Из примера понятно, что зависимые допуски предназначены для увеличения выхода годных деталей за счет повышения собираемости деталей, действительные размеры которых смещаются в сторону минимума материала детали.
Ясно также, что для заключения о годности в данном случае необходимо выполнить измерения расположения осей отверстий и их диаметров, а затем рассчитать значение компенсируемого смещения осей и только после этого можно дать корректное заключение о годности.
В крупносерийном и массовом производстве комплексный контроль рабочим проходным калибром дает однозначный ответ на вопрос о собираемости деталей. Для заключения о годности дополнительно потребуется также контроль размеров отверстий непроходными калибрами.
Рис. 3.21. Компенсация смещения оси отверстия увеличением
действительного размера отверстия
«Выступающее поле допуска» нормируют для элемента ограниченной протяженности, назначая его на продолжение прилегающего элемента, который не является элементом детали, но имеет важное значение для работы конструкции в сборе. Например, отверстие в плите штатива (рис. 3.22) должно быть перпендикулярно его основанию, а поскольку в него запрессовывают колонку, допуск перпендикулярности желательно назначить на рабочей длине колонки штатива.
Рис. 3.22. Нормирование выступающего допуска перпендикулярности
Отклонения расположения поверхностей и координирующих размеров, а также отклонение размеров (диаметры, ширины и т. д.) могут проявляться как совместно, так и независимо друг от друга. Взаимное их влияние возможно как в процессе изготовления, так и в процессе контроля. Поэтому принято рассматривать независимые и зависимые допуски расположения поверхностей и координирующих размеров.
Независимый допуск – допуск взаимного расположения или формы, числовое значение которого постоянно и не зависит от действительных размеров рассматриваемых поверхностей или профилей.
Зависимый допуск расположения или формы – это переменный допуск, минимальное значение которого указывается в чертеже или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера поверхности детали от предела максимума материала (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия). Для обозначения зависимого допуска после его числового значения в рамке пишут букву М в кружочке à.
Согласно ГОСТ Р 50056-92 установлены понятия – минимальное и максимальное значение зависимого допуска.
Минимальное значение зависимого допуска – числовое значение зависимого допуска, когда рассматриваемый (нормированный) элемент и (или) база имеют размеры, равные пределу максимума материала.
Минимальное значение зависимого допуска может быть равным нулю. В этом случае отклонения расположения допускаются в пределах поля допуска размера элемента. При нулевом зависимом допуске расположения допуск размера является суммарным допуском размера и расположения.
Максимальное значение зависимого допуска – числовое значение зависимого допуска, когда рассматриваемый элемент и (или) база имеют размеры, равные пределу минимума материала.
Зависимые допуски назначаются только для элементов (их осей или плоскостей симметрии), представляющих собой отверстия или валы.
Существуют следующие зависимые допуски формы:
– допуск прямолинейности оси цилиндрической поверхности;
– допуск плоскостности поверхности симметрии плоских элементов.
Зависимые допуски взаимного расположения:
– допуск перпендикулярности оси или плоскости симметрии относительно плоскости или оси;
– допуск наклона оси или плоскости симметрии относительно плоскости или оси;
– допуск соосности;
– допуск симметричности;
– допуск пересечения осей;
– позиционный допуск оси или плоскости симметрии.
Зависимые допуски координирующих размеров:
– допуск расстояния между плоскостью и осью или плоскостью симметрии;
– допуск расстояния между осями (плоскостями симметрии) двух элементов.
Зависимые допуски расположения назначают главным образом в случаях, когда необходимо обеспечить собираемость деталей, сопрягающихся одновременно по нескольким поверхностям с заданными зазорами или натягами. Применение зависимых допусков формы и расположения удешевляет изготовление и упрощает приемку продукции.
Числовое значение зависимого допуска может быть связано:
1) с действительными размерами рассматриваемого элемента;
2) с действительными размерами базового элемента;
3) с действительными размерами и базового и рассматриваемого элементов.
При обозначении зависимого допуска на чертежах по ГОСТ 2.308-79 используется значок à.
Если зависимый допуск связан с действительным размером рассматриваемого элемента, условный знак указывается после числового значения допуска.
Если зависимый допуск связан с действительным размером базового элемента, условный знак указывается после буквенного обозначения базы.
Если зависимый допуск связан с действительным размером рассматриваемого элемента и размерами базового элемента, то знак à указывается дважды после числового значения допуска и после буквенного обозначения базы.
Зависимые допуски обычно контролируют комплексными калибрами, являющимися прототипами сопрягаемых деталей. Эти калибры только проходные и гарантируют беспригоночную сборку изделий. Комплексные калибры достаточно сложны и дороги в изготовлении, поэтому применение зависимого допуска целесообразно только в серийном и массовом производстве.
Независимым допуском расположения осей отверстий называется допуск, числовое значение которого постоянно для большого количества одноименных деталей (например, партии деталей) и не зависит от действительного размера (диаметра) отверстия или (а может быть ”и“) от размера базы. Если на чертеже нет никаких указаний, то допуск считается независимым.
Смысл приведенного понятия сводится к тому, что при независимом допуске при измерении необходимо определить погрешность расположения таким образом, чтобы значение размера (диаметра) отверстия не влияло на значение отклонения расположения.
На ранее приведенных рисунках допуски расположения являются независимыми, т.е. межцентровые расстояния должны быть выдержаны в пределах допусков, заданных позиционными отклонениями, либо – предельными отклонениями и не зависят, от того, каковы действительные диаметры отверстий (но, безусловно, отверстия, в свою очередь, должны быть изготовлены в пределах своих допустимых размеров).
Зависимый допуск расположения – допуск, указываемый на чертеже или в других технических документах в виде минимального значения, которое допускается превышать на значение, зависящее от отклонения действительного размера рассматриваемого элемента (отверстия) или (и) базы от предела максимума материала, т.е. для отверстия от наименьшего предельного размера отверстия.
Зависимый допуск расположения выделяется символом М,
стоящим рядом с допуском расположения или (и) с базой.
Полное значение зависимого допуска расположения определяется по формуле:
,
где – минимальное значение допуска, указываемое в чертеже (постоянная для всех деталей часть зависимого допуска);
|
|
– дополнительное значение допуска, зависящее от действительных размеров отверстий.
Если отверстие будет изготовлено с максимальным размером (диаметром), то будет максимальным и определится, как
, ,
где – допуск отверстия.
Интерпретируя вышеуказанное, можно утверждать, что минимальный гарантированный зазор для прохождения крепежной детали, может быть увеличен (что происходит при отклонениях действительных размеров сопрягаемых элементов от проходных пределов), при этом становится допустимым и соответственно увеличенное отклонение расположения, разрешаемое зависимым допуском.
Вышесказанное поясним на конкретных примерах.
На рис. 7, а позиционный допуск расположения независимый (на чертеже нет никаких указаний). Это означает, что центр отверстия ø10Н12 должен находиться в пределах круга диаметром 0,1мм и не входить за пределы, несмотря на то, каков действительный диаметр отверстия.
На рис. 7, б позиционный допуск зависимый (на это указывает символ М рядом с допуском расположения). Это означает, что минимальное значение допуска расположения равно 0,1 мм (при диаметре отверстия ).
При увеличении диаметра отверстия допуск расположения можно увеличивать (за счет образующегося зазора в соединении). Максимальное значение допуска расположения может быть, когда отверстие будет изготовлено на верхнем предельном размере, т.е. когда = 10,15 мм. В итоге
,
и тогда , т.е. центр отверстия ø 10Н12 может находиться в круге диаметром 0,25 мм.
5.Числовые значения допусков
расположения отверстий
Для соединения (рис. 1, а, тип А) в обеих соединяемых пластинах 1 и 2 предусмотрены сквозные отверстия под проход крепежа. Для соединения типа Б – сквозные отверстия только в 1-й пластине. Диаметральный зазор между крепежом и отверстием в пластине должен гарантировать свободное прохождение болта (заклепки) в отверстие, чтобы обеспечить собираемость. Гарантия может быть достигнута, когда действительный размер отверстия будет получен близким к минимальному предельному размеру отверстия , а вал (болт, заклепки) – к максимальному предельному размеру (обычно , где d – номинальный размер болта). Разница между размерами и – это минимальный зазор, являющийся гарантированным, так как при большем зазоре, чем собираемость тем более будет обеспечена. Минимальный диаметральный зазор и берется в качестве позиционного допуска расположения отверстий, причем:
– для соединений типа А: ;
– для соединений типа Б: (зазор только в одной пластине).
Здесь Т – основной позиционный допуск в диаметральном выражении (удвоенное предельное смещение от номинального расположения по ГОСТ 14140-81).
Для стандартных крепежных деталей существуют разработанные таблицы с диаметрами сквозных отверстий под них и соответствующие им наименьшие (гарантированные) зазоры (ГОСТ 11284-75). Одна из таких таблиц приведена в приложении 1.
2. При постановке размеров, “лесенкой” с привязкой к сборочной базе:
Для соединений типа А – 
;
Для соединений типа Б – 
.
В приложении 2 “Перерасчет позиционных допусков на предельные отклонения размеров, координирующих оси отверстий. Система прямоугольных координат” по ГОСТ 14140-81 приведены числовые значения предельных отклонений в зависимости от заданного позиционного допуска для некоторых схем простановки размеров.
В приложении 3 приведены примеры перевода позиционных допусков в предельные отклонения для некоторых схем простановки размеров с обозначениями допусков на чертежах.
Допуски расположения или формы, устанавливаемые для валов или отверстий, могут быть зависимыми и независимыми.
Зависимым называется допуск формы или расположения, минимальное значение которого указывается в чертежах или технических требованиях и которое допускается превышать на величину, соответствующую отклонению действительного размера детали от проходного предела (наибольшего предельного размера вала или наименьшего предельного размера отверстия):
Т зав = Т min +T доп,
где Т min - минимальная часть допуска, связанная при расчете с допустимым зазором. ; Т доп - дополнительная часть допуска, зависящая от действительных размеров рассматриваемых поверхностей.
Зависимые допуски расположения устанавливаются для деталей, которые сопрягаются с контрдеталями одновременно по двум и более поверхностям и для которых требования взаимозаменяемости сводятся к обеспечению собираемости, т. е. возможности соединения деталей по всем сопрягаемым поверхностям. Зависимые допуски связаны с зазорами между сопрягаемыми поверхностями, и предельные отклонения их должны быть в соответствии с наименьшим предельным размером охватывающей поверхности (отверстий) и наибольшим предельным размером охватываемой поверхности (валов). Зависимые допуски обычно контролируют комплексными калибрами, являющимися прототипами сопрягаемых деталей. Эти калибры всегда проходные, что гарантирует беспригоночную сборку изделий.
Пример. На рис. 2.22 показана деталь с отверстиями разных размеров Æ20 +0,1 и Æ30 +0,2 с допуском на соосность Т min = 0,1 мм. Дополнительная часть допуска определится по выражению Т доп = D1 дейст – D1 min + D2 дейст – D2 min .
При наибольших значениях действительных размеров отверстий Т доп max = 30,2 –30 + 20,1 –20 = 0,3. При этом Т зав max = 0,1 + 0,3 = 0,4.
Рис. 2.22. Зависимый допуск соосности отверстий
Независимым называют допуск расположения (формы), числовое значение которого постоянно для всей совокупности деталей, изготовляемых по данному чертежу, и не зависит от поверхностей. Например, когда необходимо выдержать соосность посадочных гнезд под подшипники качения, ограничить колебание межосевых расстояний в корпусах редукторов и т. п., следует контролировать собственно расположение осей поверхностей.
Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей .
Согласно ГОСТ 24643 - 81 для каждого вида допуска формы и расположения поверхностей установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков от одной степени к другой изменяются с коэффициентом возрастания 1,6. В зависимости от соотношения между допуском размера и допусками формы или расположения устанавливают следующие уровни относительной геометрической точности: А – нормальная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 60 % допуска размера); В – повышенная относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 40 %. допуска размера); С – высокая относительная геометрическая точность (допуски формы или расположения составляют примерно 25 % допуска размера).
Допуски формы цилиндрических поверхностей, соответствующие уровням А, В и С, составляют примерно 30, 20 и 12 % допуска размера, так как допуск формы ограничивает отклонение радиуса, а допуск размера - отклонение диаметра поверхности. Допуски формы и расположения можно ограничивать полем допуска размера. Эти допуски указывают только тогда, когда по функциональным или технологическим причинам они должны быть меньше допусков размера или неуказанных допусков по ГОСТ 25670 - 83.
