Свободные и сопрягаемые размеры.

Две детали, подвижно или неподвижно соединяемые друг с другом, называют сопрягаемыми. Размер, по которому происходит соединение этих деталей, называют сопрягаемым размером. Размеры, по которым не происходит соединения деталей, называют свободными размерами. Примером сопрягаемых размеров может служить диаметр вала и соответствующий диаметр отверстия в шкиве; примером свободных размеров может служить наружный диаметр шкива.

Допуски свободных размеров - допуски размеров поверхностей, непосредственно не влияющих на характер соединения.
Если допуски свободных размеров на чертеже проставлены, то легко определить, какой размер в данной подетальной цепи является замыкающим. Если же в данном конструкторском бюро принято не проставлять на чертежах допуски свободных размеров, то один из размеров подетальной цепи, включающей несколько свободных размеров, не должен быть проставлен. Именно этот непроставленный размер и рассматривается как замыкающий, допуск на который должен быть равен сумме допусков остальных размеров цепи.

Если допуски свободных размеров на чертеже проставлены, то легко определить, какой размер в данной подетальной цепи является замыкающим, так как этот размер, как указывалось выше, должен быть оставлен без допуска и может быть проставлен или не проставлен.
Если допуски свободных размеров не регламентированы нормалями или техническими условиями на изделие, тo в чертежах должны быть даны все необходимые указания о точности их выполнения. Как правило, допуски свободных размеров свыше 1 мм должны назначаться в плюс (+) для охватывающих размеров ( отверстий) и в минус ( -) для охватываемых размеров.

Упротнение крупной упорной резьбы чеканкой вибрирующим роликом. Такая технология позволяет упрочнять окончательно обработанную резьбу, причем изменения внутреннего диаметра укладываются в допуски свободного размера.

Точность выполнения свободных размеров лишь в известной мере не влияет на качество детали, вследствие чего допуски свободных размеров не должны превышать определенных пределов и не должны быть меньше экономически целесообразной величины.

Между тем возросший технический уровень промышленности и условия кооперации производств требуют от чертежа предельной ясности, исключающей возможность возникновения в производстве каких-либо вопросов и произвольных толкований чертежа. Поэтому наиболее целесообразно регламентировать допуски свободных размеров ведомственными нормалями (до разработки государственного стандарта), включив в них и правила выполнения неоговариваемых в чертежах безразмерных элементов деталей.

Если допуски свободных размеров на чертеже проставлены, то легко определить, какой размер в данной подетальной цепи является замыкающим. Если же в данном конструкторском бюро принято не проставлять на чертежах допуски свободных размеров, то один из размеров подетальной цепи, включающей несколько свободных размеров, не должен быть проставлен. Именно этот непроставленный размер и рассматривается как замыкающий, допуск на который должен быть равен сумме допусков остальных размеров цепи.

Для получения взаимозаменяемости сопрягаемые размеры деталей должны быть точно выполнены. Однако такая обработка сложна и не всегда целесообразна. Поэтому техника нашла способ получать взаимозаменяемые детали при работе с приближенной точностью. Этот способ заключается в том, что для различных условий работы детали устанавливают допустимые отклонения ее размеров, при которых все же возможна безукоризненная работа детали в машине. Эти отклонения, рассчитанные для различных условий работы детали, построены в определенной системе, которая называется системой допусков.

Для этого, исходя из характера производства на основе ГОСТов, разрабатываются ограничительные стандарты предприятия.

Собираемые заготовки могут иметь сопрягаемые размеры и свободные, т. е. несопрягаемые, размеры. Например, соединение шеек шпинделя с подшипниками характеризуется сопрягаемыми размерами, а размер по длине шпинделя является свободным.

Основные положения системы допусков и посадок для гладких деталей определены ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88).

В соединении двух деталей, входящих одна в другую (сопрягаемых), различают охватывающие и охватываемые поверхности. Наиболее характерной и простой охватывающей поверхностью является отверстие, а охватываемой - вал (в дальнейшем диаметры отверстия обозначены буквой D,а диаметры валов - d).Названия «отверстие» и «вал» условно применимы также к другим охватывающим и охватываемым поверхностям (например, шпоночным соединениям и др.).

Размер, взятый из ряда нормальных размеров, является основным номинальным размером (D,d).В соединениях номинальный размер является общим для отверстия и вала (D= d).

Точность обработки.

Обеспечение заданной точности детали - основное требование к технологическому процессу. Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали требованиям чертежа и технических условий. Точность детали слагается из точности выполнения размеров, формы, относительного положения поверхностей детали и шероховатости поверхностей.

Под точностью формы поверхности понимают степень соответствия ее размеров в осевом и поперечном сечениях геометрической форме. При разработке технологического процесса изготовления детали для обеспечения требуемой точности обработки приходится учитывать причины, вызывающие погрешности обработки.

Основными причинами погрешностей обработки на токарных станках являются:

- недостаточная точность и жесткость станка;

- неточность изготовления и недостаточная жесткость режущего и вспомогательного инструмента;

- погрешности установки заготовки на станке и ее деформация при зажиме или под действием усилий резания и нагрева;

- погрешности в процессе измерения и др.

На рисунке 1.2.3: а) - заготовка до установки на станке, б) - после закрепления в трех кулачковом патроне, в) - после обработки и г) - после снятия со станка.

Рисунок 1.2.3. Заготовки на станке и ее деормация при зажиме.

Рисунок1.2.4 Деформация детали.

В процессе обработки система СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь) станка деформируется под действием сил резания. Например, передний центр может сместиться относительно оси 00 ненагруженного станка на величину h1 (смотри рисунок 1.2.4), а задний - на величину h2. Деталь при этом прогнется на величину h3, а суппорт с резцом сместится на величину h4. Эти деформации на практике могут проявляться как совместно, так и в отдельности и в результате могут привести к отклонениям формы делали от цилиндричной.

Для выполнения точностных требований, предъявляемых к готовой детали, последовательность технологических операций назначают, исходя из следующих соображений:

1. Сначала производят черновую обработку заготовки, при которой удаляются наибольшие слои металла. Это позволяет выявить дефекты заготовки и снять с нее внутренние напряжения, вызывающие деформации.

Все операции черновой обработки требуют значительных сил резания, значительно влияющих на точность окончательно обработанной поверхности; поэтому их следует выполнять до операций чистовой обработки.

2. Обработку поверхностей, на которых возможные дефекты заготовок недопустимы, следует выполнять в начале технологического процесса при выполнении черновых операций.

3. Следует в первую очередь обрабатывать поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жесткость заготовки.

4. Чистовые операции надо выполнять в конце обработки, так как при этом уменьшается возможность повреждения уже обработанных поверхностей.

5. Поверхности детали, связанные между собой точным относительным расположением, необходимо обрабатывать с одной установки и в одной рабочей позиции.

При обработке штучных заготовок необходимая точность размеров достигается снятием припуска при последовательных проходах. Перед каждым проходом обрабатываемую поверхность детали измеряют и определяют величину припуска, а затем назначают величину подачи инструмента. Так повторяют до тех пор, пока фактический размер обрабатываемой поверхности не войдет в пределы допуска на размер по чертежу. При обработке партии деталей описанным методом обрабатывают только первую деталь, а затем фиксируют взаимное положение механизмов станка и производят обработку остальных деталей партии.

Чем выше требования к точности детали, тем выше требования к металлорежущему станку, режущему и вспомогательному инструменту, точности измерения, квалификации рабочего и т. д., т. е. получение более высокой точности обработки требует более высоких затрат времени и труда.

Рисунок 1.2.5. Точность изготовления.

Поэтому различают экономическую и достижимую точность обработки.

Экономическая точность обработки - понятие условное, определяющее возможность выбора способа обработки деталей с необходимой точностью при минимальных затратах времени и труда. На рисунке справа приведена зависимость стоимости обработки детали от точности ее изготовления.

Достижимая точность - максимальная точность, которая может быть достигнута при обработке детали рабочим высокой квалификации в условиях производства, предназначенных для обработки деталей с заданной точностью. Сравнением экономической и достижимой точности определяют совершенство технологического процесса обработки детали.