Основные понятия о размерах и отклонениях от них. Понятие о размерах и отклонениях
Размер - количественный признак предмета (как правило, в метрах).
Номинальный размер - размер, полученный в результате расчёта и округлённый до ближайшего размера из нормального ряда (63,83мм ® 65мм). Относительно этого размера определяются отклонения. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчётов на прочность, жёсткость и т.д., и выбирается из рядов предпочтительных чисел.
Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью.
MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.
Предельные отклонения размеров
Предельное отклонение - алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.
Верхнее отклонение размера - алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным размером (ВО = 65.25-65 = +0.25мм):
· es - верхнее отклонение вала (es = d MAX - d H = ei + IT);
· ES - верхнее отклонение отверстия (ES = D MAX - D H = EI + IT), где IT - допуск.
Нижнее отклонение размера - алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным размером (НО = 64.90-65 = - 0.10мм):
· ei - нижнее отклонение вала (ei = d MIN - d H = - ES);
· EI - нижнее отклонение отверстия (EI = D MIN - D H = - es).
Чертёжный размер: .
Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками:
Для металлических деталей, обработанных резанием, не указаны предельные отклонения линейных размеров (кроме радиуса закруглений и фасок). Назначаются либо по квалитетам, либо по условным классам точности:
IT 12 - точный;
IT 14 - средний;
IT 16 - грубый;
IT 17 - очень грубый.
Условные классы подразумевают использование округлённого допуска размера (t).
На чертежах указание допусков грубых размеров может быть выполнено так:
| Размеры валов | Размеры отверстий | Прочие | ||
| круглое | остальные | круглое | остальные | |
| - IT | + IT | |||
| - t | + t | |||
| - IT | + IT |
На чертежах предельные отклонения свободных размеров не проставляются, точность свободных размеров указывается надписью: "Размеры с неуказанными допусками выполнить: отв. по Н14, валы по h14, прочие ."
Допуск размера. Поле допуска
Допуск размера - разность наибольшего и наименьшего предельных размеров, или алгебраическая разность верхнего и нижнего предельных отклонений (Т).
Допуск всегда > 0. Допуск на чертеже (в тексте) изображается в виде прямоугольника, высота которого в некотором масштабе соответствует величине допуска.
Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру. Поле допуска - зона, заключённая между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям.
Примеры: 1) . Т = 0.05мм.
2) . Т = - 0,07- (- 0,019) = 0,012мм.
Отклонения равные 0 не записываются на чертеже.
3) Æ . Т = +0.42-0 = +0.42мм.
4) Æ . Т = 0 - (0,072) = +0.072мм.
Если одно из отклонений размеров равно нулю, то допуск равен численному значению другого отклонения.
5) 150 1,5. Т = +1,5 - (- 1,5) = 3мм.
Исполнительный (истинный) размер
Истинный размер - размер, полученный в результате изготовления и значение которого нам неизвестно, хотя он и существует. К значению истинного размера мы приближаемся по мере повышения точности измерений, поэтому понятие "истинный размер" часто заменяют понятием "действительный размер", который близок к истинному в условиях поставленной цели.
Действительный размер
Действительный размер - размер, полученный при обработке и измерении деталей с определённой погрешностью. Он выявляется экспериментальным путём, и называется действительным, если он выявлен с допустимой погрешностью, которая определена какими-либо нормативными документами.
Наибольший предельный размер и наименьший предельный размер ограничивают действительные размеры годных деталей:
MAX: 65.25 мм; MIN: 64.90 мм.
Вал. Отверстие
Вал - соединение двух деталей, охватываемое деталью.
Отверстие - соединение двух деталей, охватывающее деталь.
Номинальный размер отверстий и вала, а также поперечное сечение отверстий и вала одинаковы (поперечное сечение может быть любым).
Поле допуска отверстий и вала предпочтительно направлять в тело деталей.
Сопряжения вала и отверстия
Соединение отверстий с валами образует сопряжение (посадку). В зависимости от размеров соединяемых валов и отверстий они могут после сборки иметь различную степень свободы относительного взаимного смешения. В одних случаях после соединения одна деталь может смещаться относительно другой на определённую величину, а в других такой возможности нет.
Посадка
В зависимости от возможности относительного перемещения сопрягаемых деталей или степени сопротивления их взаимному смещению посадки разделяют на три вида: посадки с зазором, посадки с натягом, переходные посадки.
9. Зазор, натяг, посадка, образование посадок
В зависимости от действительных размеров отверстий и вала в соединении может возникать зазор, когда размер отверстия превышает размер вала. Если перед сборкой соединения размер вала превышает размер отверстия, то в соединении возникает натяг.
Кроме соединений с зазором или натягом имеются и соединения в одной части которых может возникнуть зазор, а в другой части - натяг.
Зазор - разность между размерами отверстия и вала до сборки, если размер отверстия больше размера вала. Натяг - разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. "До сборки" означает, что в результате сборки может происходить деформация сопрягаемых поверхностей, что может привести к изменению итогового характера посадки.
в) Переходная:
Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями получающихся в ней зазоров и натягов.
1. Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. Поле допуска отверстия всегда расположено над полем допуска вала. Наименьший зазор может быть равен нулю. Наименьший зазор - при сопряжении наименьшего предельного размера отверстия с наибольшим предельным размером вала. Наибольший зазор - при сопряжении наибольшего предельного размера отверстия с наименьшим предельным размером вала.
2. Посадка с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наименьший предельный размер вала больше наибольшего предельного размера отверстия. Поле допуска вала всегда расположено над полем допуска отверстия. Наименьший натяг - при сопряжении наименьшего предельного размера вала с наибольшим предельным размером отверстия. Наибольший натяг - при сопряжении наибольшего предельного размера вала с наименьшим предельным размером отверстия.
3. Переходная посадка - посадка, при которой можно получить в соединении как зазор так и натяг в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. Поля допусков отверстий и валов перекрываются частично или полностью. Эти посадки характеризуются наибольшим натягом и наибольшим зазором.
Для образования посадок в системе ЕСДП используются поля допусков валов с 6-ого по 11-ый квалитет, поля допусков отверстий с 6-ого по 11-ый квалитет. В редких случаях используются валы и отверстия 12-ого квалитета. Посадки в точных квалитетах по 5-ый квалитет включительно не образуются, а размеры отверстий и валов с 12-ого по 17-ый квалитет не используются для образования посадок, а используются как детали со свободными размерами.
При образовании посадок поступают так: для точных посадок, т.е. используется отверстие не грубее 7-ого квалитета, вал берётся на квалитет точнее. В грубых квалитетах (с 8-ого по 11-ый) квалитет отверстия и вала берётся одинаковым. В квалитетах, начиная с 12-ого, посадки не образуются, и эти квалитеты используются для "свободных размеров". На чертеже для "свободных размеров" указаны только номинальные значения.
1. Визуальный контроль
Визуальным контролем называется контроль, который проводится путем осмотра объекта невооруженным глазом или с применением несложных оптических средств: зеркал и луп.
При визуальном контроле оператор должен обнаружить невооруженным глазом дефект типа трещины или точки коррозии размером 0,1 мм и более.
Зеркала применяются для осмотра труднодоступных мест. Их основная функция - изменение угла зрения. Очень удобны зеркала с переменным углом наклона.
Лупы применяются для увеличения разрешающей способности глаза, т.е. позволяют рассмотреть более мелкие детали объекта контроля.
2. Измерительный контроль
Задача измерительного контроля
- установление соответствия требованиям нормативной документации численного значения контролируемых параметров.
Элементы измерительного контроля могут присутствовать в любом методе неразрушающего или разрушающего контроля.
2.1. Понятия и термины, используемые при измерительном контроле
Размер, указанный в чертеже, называется номинальный размер.
Поскольку никакое изделие не может быть изготовлено абсолютно точно, в чертежах указываются также предельные размеры
изделия, при которых не будет нарушаться работоспособность конструкции: наибольший предельный размер и наименьший предельный размер.
Разность между предельным и номинальным размерами называется отклонением.
Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхнее предельное отклонение.
Разность между наименьшим предельным и номинальным размерами называется нижнее предельное отклонение.
Как правило, в чертеже указывается номинальный размер плюс-минус отклонение.
Интервал между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется полем допуска.
Если мы измерили величину диаметра готовой детали и получили значение, например, 19.8 мм, то мы говорим, что оно находится в поле допуска.
Измерительный контроль должен подтвердить или опровергнуть то, что истинный размер изделия не выходит за пределы поля допуска, а истинный размер дефекта не превышает наибольший предельный размер.
Это задача может быть решена двумя путями.
Первый путь - это определение истинного размера измерением, которое выполняется с применением измерительных приборов.
Второй путь - это оценка интервала, внутри которого лежит истинный размер. Это делается с применением измерительных инструментов - калибров (шаблонов и щупов).
Шаблон предназначен для контроля геометрических размеров и отклонений.
Щуп предназначен для контроля зазоров.
Измерением называется определение численного значения физической величины опытным путем с использованием специальных технических средств в установленных единицах измерения.
Измерительным прибором называется средство измерения, которое позволяет определить численное значение физической величины в установленных единицах измерения.
Измерительным инструментом (калибром) называется бесшкальное техническое средство, предназначенное для контроля размеров и отклонений геометрической формы.
2.2. Ошибки измерения
Чтобы подчеркнуть, что результат измерений и истинный размер - не одно и то же, принято численное значение величины, полученное как результат процедуры измерения, называть действительный размер .
Несовпадение истинного и действительного размеров или отклонение действительного размера от истинного называется ошибкой или погрешностью измерения . Слова ошибка и погрешность - синонимы.
Ошибка, обусловленная свойствами самого средства измерения, несовершенством его изготовления называется систематической ошибкой. Она постоянная при всех измерениях, проводимых данным прибором, или может изменяться по определенному закону при изменении условий измерения.
Чем точнее средство измерения, тем ближе действительное значение к истинному значению, тем выше класс точности средства измерения.
Класс точности измерительного прибора - это величина систематической ошибки, вносимой данным прибором при измерении, выраженная в процентах от шкалы прибора.
Рассмотри пример. Амперметр имеет предел измерений 100 А, цена деления шкалы 1 А, класс точности 2. Систематическая ошибка, вносимая при измерении, вычисляется так: 2 0,01 100 = 2 (А).
Представим, что мы провели измерение силы тока и получили результат (действительное значение) 58 А. Правильная запись результата измерения выглядит так:
58 2 (А) и означает, что истинное значение силы тока лежит в интервале от 56 до 60 А.. Ничего более точного мы не имеем права утверждать, поскольку точность в нашем случае ограничена классом точности использованного прибора.
Ошибки, вызванные воздействием разнообразных мешающих факторов, называются случайными. Т.е. сказываются различные случайные факторы. Пылинка села, на деталь масло попало, у микрометра имеется люфт и т.п. Это воздействие случайных причин приводит к тому, что мы получаем разброс значений.
2.3. Допустимая погрешность измерения
Выполняя измерение, т.е. стараясь определить истинный размер объекта контроля, мы на самом деле с большей или меньшей надежностью определяем интервал, в котором находится истинный размер. Ширина этого интервала, равная удвоенной суммарной ошибке измерения (систематической плюс случайной), зависит от точности средства измерения и количества выполняемых измерений.
Существует критерий, который ограничивает ширину этого интервала, и которым руководствуются при выборе средства измерения и необходимого количества измерений.
Этот критерий называется допустимая погрешность измерения. По ГОСТ 8.051 допустимая погрешность измерений не должна превышать 25-30% допуска.
2.4. Обеспечение единства измерений
Существует государственная поверка и калибровка (ведомственная поверка) средств измерений.
Процедура поверки состоит в сравнении показаний поверяемого средства измерения с показаниями образцового средства измерения более высокого класса точности и на основании этого установление пригодности прибора к использованию. Поверка проводится после изготовления, после ремонта и периодически. Срок периодической поверхности указывается в паспорте средства измерения.
По результатам поверки выдается Свидетельство о поверке установленного государственного образца, в котором отражается факт исправности и приводятся сведения о погрешности средства измерения.
2.5 Линейки
Цена деления линейки 1 мм. Практически погрешность (систематическая ошибка) принимается равной половине цены деления шкалы, т.е. о, 5 мм. В том случае, когда начало шкалы жестко совмещено с измеряемым объектом, например, при измерении глубины уступа, пример правильной записи действительного размера, полученного с использованием линейки: 18,5 0,5 (мм).
Если жесткого совмещения нет, возникает погрешность за счет совмещения начала и конца отсчета, в этом случае практическая погрешность принимается равной цене деления шкалы, т.е. 1 мм. Результат измерения мы должны при этом записать так: 18 1 (мм).
3. Параметры шероховатости поверхности
Параметры шероховатости поверхности регламентирует ГОСТ 2789-73. Следует различать понятия «шероховатость» и «волнистость». ГОСТ 2789-73 дает следующие определения:
Шероховатость поверхности - это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.
Волнистость поверхности - это совокупность неровностей поверхности с относительно большими шагами на участке, превышающем базовую длину.
Колчков В.И.
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ и НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ.
М.:
Учебное пособие, 2009
2. Основные положения взаимозаменяемости по геометрическим параметрам (Подробнее )
Детали машин и других изделий ограничены замкнутыми поверхностями, обычно комбинированными из участков цилиндрических, конических, сферических, плоских и других простых поверхностей. Различают номинальные геометрические поверхности , имеющие предписанные чертежом формы и размеры без неровностей и отклонений, и действительные (реальные) поверхности , полученные в результате обработки деталей, размеры которых определены путем измерения с допустимой погрешностью.
Аналогично различают номинальный и действительный профили , номинальное и действительное расположение поверхностей и осей. Под профилем понимается линия пересечения (или контур сечения) поверхности плоскостью, ориентированной в заданном направлении.Действительные поверхности и профили отличаются от номинальных поверхностей.
В России действуют Единая система допусков и посадок (ЕСДП) и Основные нормы взаимозаменяемости, базирующиеся на стандартах и рекомендациях ИСО. ЕСДП распространяется на допуски размеров гладких (ограниченных цилиндрическими и плоскими поверхностями) элементов деталей и на посадки, образуемые при соединении этих деталей.Основные нормы взаимозаменяемости содержат системы допусков и посадок на резьбы, зубчатые передачи, конуса и другие детали и соединения общего назначения.
2.1. Размеры и предельные отклонения
При конструировании определяются размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основе результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены размеры и точность, необходимые для изготовления детали и её контроля и обеспечения взаимозаменяемости.
Основные термины и определения в этой области установлены ГОСТ 25346-89 "Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений".
Размер
- это числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения.
По назначению различают размеры, определяющие величину и форму детали, координирующие, сборочные, габаритные и монтажные размеры.
При описании реальной поверхности детали используют понятие текущего размера - переменный радиус-вектор, величина и направление которого изменяется в зависимости от расположения точек реального профиля.
Размеры могут быть номинальные, действительные и предельные.
- Номинальный размер - размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений. Номинальный размер определяется, исходя из функционального назначения детали или узла, на основе кинематических, динамических, прочностных и других расчетов или выбирается из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений. Значения размеров, полученные расчётом округляются (как правило, в большую сторону) до стандартного значения, взятого из (ГОСТ 6636-69) и указываются на чертеже.
- Действительный размер - размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.
- Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер детали. Наибольший предельный размер - больший из двух предельных размеров, меньший - наименьший предельный размер. Предельные размеры устанавливают допускаемый диапазон размеров годной детали .
Действительный размер годной детали должен находиться между наибольшим и наименьшим предельными значениями размера.
ГОСТ 25346 - 89 устанавливает понятия проходного и непроходного пределов размера .
Проходной предел - термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует максимальному количеству материала, а именно верхнему пределу для вала и нижнему пределу для отверстия (при применении предельных контрольных калибров речь идет о предельном размере, проверяемом проходным калибром).
Непроходной предел
- термин, применяемый к тому из двух предельных размеров, который соответствует минимальному количеству материала, а именно нижнему пределу для вала и верхнему пределу для отверстия (при применении предельных калибров контрольных речь идет о предельном размере, проверяемом непроходным калибром).
Отклонение
(E
) - это алгебраическая разность между действительным, предельным или текущим размером и соответствующим номинальным размером.
Действительное отклонение
(Er
) - это алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.
Предельное отклонение
- это алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.
Верхнее предельное отклонение
(Es
) - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами.
Нижнее предельное отклонение
(Ei
) - алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.
Отклонения могут быть положительными или отрицательными. На чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляют в миллиметрах без указания единицы измерения .
Предельные отклонения в таблицах указывают в микрометрах . Отклонения равные по абсолютной величине указывают одной цифрой со знаком плюс-минус, например 60 ±0,2; 120° ±20°. Отклонение, равное нулю, на чертежах не проставляют. В этом случае проставляют только одно отклонение - положительное на месте верхнего или отрицательное на месте нижнего предельного отклонения. Примеры обозначений требований к точности изделий можно посмотреть
Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях. Достичь заданной точности – значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.
Точность размеров – это степень приближения действительных значений размеров деталей машин к размерам, заданным на чертеже.
На рабочих чертежах деталей проставляют в первую очередь номинальные размеры.
Номинальный размер – это основной размер, определенный исходя из функционального назначения детали и служащий началом отсчета отклонений. Общий для отверстия и вала, составляющих соединение, номинальный размер, называется номинальным размером соединения /1/.
Есть и другое определение номинального размера. Номинальный размер – это размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений /2/.
D – обозначение номинального размера отверстия;
d – обозначение номинального размера вала.
Обработать деталь точно по номинальному размеру практически невозможно из-за многочисленных погрешностей, влияющих на процесс обработки. Размеры обработанной детали отличаются от заданного номинального размера, поэтому их ограничивают двумя предельно допустимыми размерами, один из которых (больший) называется наибольшим предельным размером , а другой (меньший) наименьшим предельным размером .
В расчетах используются следующие обозначения:
Dmax – наибольший предельный размер отверстия;
Dmin – наименьший предельный размер отверстия;
dmax – наибольший предельный размер вала;
dmin – наименьший предельный размер вала.
Действительный размер – размер, полученный в результате измерения с допустимой погрешностью. Например:
Dд – действительный размер отверстия;
dд – действительный размер вала.
Деталь является годной, если ее действительный размер больше наименьшего предельного размера, но не превосходит наибольшего предельного размера , т.е.
Dmin ≤ Dд ≤ Dmax – условие годности деталей типа «отверстие»;
dmin ≤ dд ≤ dmax – условие годности деталей типа «вал».
На чертежах вместо предельных размеров рядом с номинальным размером указывают два предельных отклонения – верхнее и нижнее.
Верхнее отклонение размера – это алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Например:
ES = Dmax – D – верхнее отклонение отверстия;
es = dmax – d – верхнее отклонение вала.
Нижнее отклонение размера – это алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Например:
EI = Dmin – D – нижнее отклонение отверстия;
ei = dmin – d – нижнее отклонение вала.
Отклонения бывают положительными, отрицательными и равными нулю. Отклонения, равные нулю, в обозначении не указываются. На чертежах номинальные и предельные линейные размеры и их отклонения проставляют в миллиметрах без указания единицы физической величины /3/.
Пример
1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ; 6) .
1) dmax = d + es = 24 + (+0,015) = 24,015 мм;
dmin = d + ei = 24 + (+0,002) = 24,002 мм;
2) dmax = d + es = 40 + (- 0,025) = 39,975 мм;
dmin = d + ei = 40 + (- 0,050) = 39,950 мм;
3) Dmax = D + ES = 32 + (+0,007) = 32,007 мм;
Dmin = D + EI = 32 + (- 0,018) = 31,982 мм;
4) Dmax = D + ES = 12 + (+0,027) = 12,027 мм;
Dmin = D + EI = 12 + 0 = 12 мм;
5) dmax = d + es = 78 + 0 = 78 мм;
dmin = d + ei = 78 + (- 0,046) = 77,954 мм;
6) dmax = d + es = 100 + (+0,5) = 100,5 мм;
d min = d + ei = 100 + (- 0,5) = 99,5 мм.
Метрологической практикой установлено, что изготовить абсолютно точно размеры детали невозможно, да и нет необходимости иметь всегда очень точное значение размера обработанной детали.
Надо помнить, что чем точнее должен быть обработан размер, тем дороже производство. Видимо, не следует особо объяснять, что в разных механизмах и машинах есть детали, которые должны быть обработаны особенно тщательно, и есть детали, для которых не требуется тщательного изготовления. Поэтому и возникает необходимость говорить о точности размеров.
Как и в каждом деле, в отношении точности размеров существует ряд понятий и определений, которые необходимы, чтобы говорить на одном языке и короче выражать свои мысли.
Рассмотрим ряд практически используемых определений и понятий размеров и их отклонений.
Размер - числовое значение физической величины, полученное в результате измерения характеристики или параметра объекта (процесса) в выбранных единицах измерения. В большинстве случаев он представляет собой разность состояний объекта или процесса по выбранному параметру, характеристике, показателю во времени по сравнению с мерой, эталоном истинным или действительным значением физической величины.
Действительный размер - размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Размер только тогда называется действительным, когда он измеряется с погрешностью, которая может быть допущена каким-либо нормативным документом. Данный термин относится к случаю, когда измерение производится с целью определения годности размеров объекта или процесса определенным требованиям. Когда же такие требования не установлены и измерения производятся не с целью приемки продукции, иногда используется термин измеренный размер, т.е. размер, полученный по результатам измерения, вместо термина «действительный размер». В этом случае точность измерения выбирается в зависимости от поставленной цели перед измерением.
Истинный размер - размер, полученный в результате обработки, изготовления, значение которого нам неизвестно, хотя он и существует, так как невозможно измерить совершенно без погрешности. Поэтому понятие «истинный размер» заменяется понятием «действительный размер», которое близко к истинному в условиях поставленной цели.
Предельные размеры - это предельно допустимые размеры, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер. Из этого определения видно, что когда необходимо изготовить деталь, то ее размер должен задаваться двумя значениями, т.е. допустимыми значениями. И эти два значения имеют название наибольший предельный размер - больший из двух предельных размеров и наименьший предельный размер - меньший из двух предельных размеров. У годной детали размер должен находиться между этими предельными размерами. Однако указывать требования к точности изготовления двумя значениями размеров очень неудобно при оформлении чертежей, хотя в США так задается размер. Поэтому в большинстве стран мира используются понятия «номинальный размер», «отклонения» и «допуск».
Номинальный размер - размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений. Размер, который указан на чертеже, и является номинальным. Номинальный размер определяется конструктором в результате расчетов габаритных размеров или на прочность, или на жесткость, или с учетом конструктивных и технологических соображений.
Однако нельзя брать за номинальный любой размер, который получился при расчете.
Необходимо запомнить, что экономическая эффективность метрологического обеспечения достигается тогда, когда представляется возможность обойтись небольшой номенклатурой размеров без ухудшения качества. Так, если представить себе, что конструктор будет ставить на чертеже любой номинальный размер, например размер отверстий, тогда практически невозможно будет выпускать сверла централизованно на инструментальных заводах, так как будет бесконечное множество размеров сверл.
В связи с этим в промышленности используются понятия предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел, т.е. значения, до которых должны округляться расчетные значения. Обычно округляют до ближайшего большего. Такой подход дает возможность сократить количество типоразмеров деталей и узлов, количество режущего инструмента и другой технологической и контрольной оснастки.
Ряды предпочтительных чисел во всем мире приняты одинаковые и представляют собой геометрические прогрессии со знаменателями Ш; “VWVW 4 VlO, которые приблизительно равны 1,6; 1,25; 1,12; 1,06 (геометрическая прогрессия - это ряд чисел, в которых каждое последующее число получается умножением предыдущего на одно и то же число - знаменатель прогрессии). Эти ряды условно названы R5; RIO; R20; R40.
Предпочтительные числа широко используются в стандартизации, когда необходимо установить ряд значений нормируемых параметров или свойств в определенных диапазонах. Номинальные значения линейных размеров в существующих стандартах также берутся из указанных рядов предпочтительных чисел с определенным округлением. Например, по R5 (знаменатель 1,6) берутся значения 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630 и т.д.
Отклонение - алгебраическая разность между предельным и действительным, т.е. измеренным, размерами. Следовательно, под отклонением следует понимать, насколько размер отличается от допустимого значения при нормировании требований или по результатам измерения.
Поскольку при нормировании по допустимым отклонениям существуют два предельных размера - наибольший и наименьший, то приняты термины верхнее и нижнее отклонения при нормировании допускаемых отклонений, т.е. указаний требований в пределах допуска на размер. Верхнее отклонение - алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижнее отклонение - алгебраическая разность между действительным и наименьшим предельным размерами при нормировании по величине допуска.
Особенность отклонений заключается в том, что они всегда имеют знак или плюс, или минус. Указание в определении об алгебраической разности показывает, что оба отклонения, т.е. и верхнее, и нижнее, могут иметь плюсовые значения, т.е. наибольший и наименьший предельные размеры будут больше номинального, или минусовые значения (оба меньше номинального), или верхнее отклонение может иметь плюсовое, а нижнее - минусовое отклонение.
В то же время могут быть случаи, когда верхнее отклонение больше номинального, тогда отклонение примет знак плюс, а нежнее отклонение меньше номинального, тогда оно имеет знак минус.
Верхнее отклонение обозначают ES у отверстий и es у валов, а иногда - ВО.
Нижнее отклонение обозначают EI у отверстий, ei у валов или же - НО.
Допуск (обычно обозначается Т) - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Особенностью допуска является то, что он не имеет знака. Это как бы зона значений размеров, между которыми должен находиться действительный размер, т.е. размер годной детали.
Синонимы этого термина могут быть следующими: «допустимое значение», «размеры», «характеристика», «параметры».
Если мы говорим о допуске в 10 мкм, то это значит, что в партии годных могут быть детали, размеры которых в предельном случае отличаются друг от друга не более 10 мкм.
Понятие допуска очень важно и используется в качестве критерия точности изготовления деталей. Чем меньше допуск, тем точнее будет изготовлена деталь. Чем допуск больше, тем грубее деталь. Но в то же время, чем меньше допуск, тем труднее, сложнее и отсюда дороже изготовление деталей; чем допуски больше, тем проще и дешевле изготовить деталь. Вот и имеется в определенной мере противоречие между разработчиками и изготовителями. Разработчики хотят, чтобы допуски были малыми (точнее будет изделие), а изготовители хотят, чтобы допуски были большими (легче изготавливать).
Поэтому выбор допуска должен быть обоснован. Во всех случаях, где есть возможность, следует использовать большие допуски, так как это экономически выгодно для производства, но при условии, чтобы качество выпускаемой продукции не ухудшалось.
Очень часто наравне с термином «допуск» и вместо него (не совсем верно) употребляют термин «поле допуска», поскольку, как было сказано выше, допуск - это зона (поле), в пределах которой находятся размеры годной детали.
Поле допуска, или поле допустимого значения, - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера.