Основні правила проставляння розмірів і допусків на робочих кресленнях деталей

Рис. 2. До вибору варіанта проставлення на кресленні розмірів деталей механізму: а - схеми механізму та його найкоротшого складального розмірного ланцюга; б, в - варіанти проставлення розмірів вала 2; г, д - варіанти проставлення розмірів для втулки 3; е, є - варіанти проставлення розмірів для корпусу 1; ж, з - складальні розмірні ланцюги

Правило 2. Проставлення на кресленні розмірів деталей повинно забезпечувати одержання найкоротших складальних ланцюгів механізму, в яких число складових ланок дорівнює числу з'єднуваних деталей. Наприклад, нормальна робота механізму (легкість обертання шестерні), (рис. 2, а) забезпечується наявністю певного зазору S між упорними площинами вала 2 і торцями втулок 3. Розміри деталей механізму можуть бути задані по-різному. Іноді важко визначити, як доцільніше проставляти розміри деталей. Це дозволяє зробити аналіз складальних розмірних ланцюгів. Наприклад, при проставленні розмірів за варіантом 1 (рис. 2, б, г, е, ж) розмірний ланцюг, що виражає сумарну похибку зазору К, включає чотири складових ланки: А₄, В₂, С₁ і В₂. За варіантом 2 (рис. 2, в, д, є, з) кількість розмірів, що впливають на значення зазору К, збільшується до десяти: А₃, А₅, А₆, В₁, В₃, С₂, С₃, С₄, В₃ і В₁. Якщо припустити для порівняння однакову точність виконання всіх розмірів ланцюга, наприклад, за 11-м квалітетом точності, і виконати розрахунок за методом максимуму-мінімуму, то зазор К при заданих в механізмі номінальних розмірах у першому випадку складає 0,4, а у другому - 1,64 мм. В розглянутому прикладі проставлення розмірів деталей за варіантом 1 забезпечує принцип найкоротших ланцюгів - число складових ланок дорівнює числу з'єднуваних деталей вузла.

Правило 3. Кількість розмірів на кресленні повинно бути достатнім для виготовлення та контролю деталі.

Рис. 3. Схема стакана з різними варіантами проставлення його поздовжніх розмірів

Для кожної деталі існує цілком визначене число розмірів, що складають її повну розмірну характеристику. Можна по-різному змінювати проставлення розмірів, але завжди необхідна кількість їх для даної конкретної деталі є постійною. Наприклад, для стакана (рис. 3) існує дев'ять варіантів проставлення його осьових лінійних розмірів. Як видно з рисунка, при всіх варіантах число розмірів (осьових і діаметральних), які повністю визначають форму стакана, залишається незмінними і дорівнює семи.

Правило 4. Кожний розмір потрібно давати на кресленні лише один раз.

Правило 5. Ланцюг розмірів на кресленні деталі не повинен бути замкненим.

Розміри на кресленні деталі складають подетальний розмірний ланцюг. Складові розміри цього ланцюга одержують на певних технологічних переходах (операціях). Замикальний розмір визначається в результаті виконання всіх технологічних переходів. В цьому розмірі накопичуються похибки складових розмірів, що виникають при виготовленні деталі. Тому як замикальний вибирають найменш відповідальний розмір деталі, який на кресленні не проставляють, і подетальний розмірний ланцюг залишається незамкненим.

Якщо замикальною ланкою є габаритний розмір, то його показують на кресленні як довідковий (див. рис. 1, б, розмір 170 мм). Довідкові розміри при виготовленні деталі не контролюють.

Правило 6. Проставлення розмірів повинно бути таким, щоб при виготовленні деталі найбільш точний її розмір мав найменшу накопичену похибку. Для цього застосовують ланцюговий, координатний і комбінований методи проставлення розмірів.

При ланцюговому методі розміри проставляють послідовно - ланцюгом (рис. 4, а, розміри А₁-А₄). При такому проставленні похибка, що одержується на кожному розмірі, не залежить від похибок попередніх розмірів, що є основною перевагою цього методу. Тому його застосовують при проставленні розмірів на міжосьових відстанях, в ступінчастих деталях, де потрібно одержати розміри ділянок між уступами та ін.

Рис. 4. Схеми розмірних ланцюгів, що побудовані з використанням різних методів нанесення розмірів

Точність сумарних розмірів В₁-В₃, які є замикальними ланками відповідних розмірних ланцюгів, визначається сумою похибок ланок, що входять в розмірний ланцюг:

w_В1--=--w_А1--+--w_А2;------w_В2--=--w_В1--+--w_А3--=--w_А1--+--w_А2--+--w_А3;

_--w_В3--=--w_В2--+--w_А4--=--w_А1--+--w_А2--+--w_А3--+--w_А4.

При координатному методі розміри проставляють від однієї бази (рис. 4, б). Тому точність будь-якого з координатних розмірів А₁-А₄ не залежить від точності виконання інших розмірів. Цим методом користуються, коли необхідно точно розташувати елементи деталі відносно однієї бази. Недолік методу - деяке збільшення похибки розмірів В₁-В₃ між сусідніми елементами (в даному прикладі між осями отворів).

Комбінований метод проставлення розмірів представляє собою поєднання ланцюгового і координатного методів (рис. 4, в). Його використовують для зменшення похибки більш відповідальних розмірів.

Правило 7. При проставленні розмірів потрібно враховувати характер виробництва і технологію оборобки деталі.

Методи задання розмірів на кресленнях впливають на технологічність конструкції, оскільки креслення накладає певні умови на технологічний процес і навпаки. Зокрема, між заданням розмірів на кресленні та послідовністю обробки деталей існує певний взаємозв'язок.

Метод взаємної координації поверхонь також істотно визначає тип різального інструменту, засоби вимірювання, конструкцію пристроїв і, головним чином, можливість роботи на налагодженому обладнанні. Так, координація дна паза від технологічної бази деталі 3 розмір А на рис. 5 визначає можливість роботи за налагодженням, тоді як задання розміру Б паза від верхньої площини відповідає роботі за методом пробних ходів з виконанням розміру за промірами.

Рис. 5. Схема до визначення координації дна паза

При обробці вала на універсальному токарному верстаті технологічною базою є центрові отвори. Спочатку обробляють вал з одного боку, безпосередньо витримуючи розміри А₁-А₄ (рис. 6, а), потім отримують розміри А₅-А₇ (рис. 6, б). На рис. 6, в показані розміри вала, що відповідають даній технології. При обробці валів на токарних верстатах з ЧПК технологічною базою є центрові отвори і лівий торець вала. Після чорнового точіння вал обробляють з одного кінця, витримуючи розміри А₁, А₂ (рис. 6, г). Обробляючи вал з другого кінця, отримують розміри А₃-А₆ (рис. 6, д). Розміри вала, що відповідають описаній технології, показані на рис. 6, е.

Обробку валів часто виконують на токарних гідрокопіювальних напівавтоматах. Технологічною базою в даному випадку є центрові отвори і лівий торець вала. При обробці кінця вала отримують розміри А₁ і А₂ (рис. 6, є), другого - А₃, А₄-А₆ (рис. 6, ж). Осьові розміри вала, що відповідають даній технології, показані на рис. 6, з. Різне проставлення розмірів вала визначається відмінами технології його обробки.

Правило 8. На кресленнях розміри повинні бути проставлені так, щоб вони могли бути безпосередньо виконані в процесі обробки деталі без зміни баз і перерахунку допусків.

При будь-якій попередньо заданій на кресленні системі розмірів в процесі розробки технологічних операцій чи їх здійсненні бази проставлення розмірів можуть бути змінені у відповідності з прийнятим методом обробки деталі і технологічними базами. Проте за необхідності збереження заданих на кресленні допусків це неминуче призводить до зменшення допусків на обробку. Більш технологічним є проставлення розмірів на кресленнях, яке передбачає умови технологічного процесу і тим самим виключає необхідність обробляти деталі за суттєво зменшеними технологічними допусками.

Рис. 6. До нанесення розмірів вала при різних схемах його обробки

Правило 9. Розміри, що визначають відстані між необроблюваними поверхнями, повинні замикатись між собою, утворюючи окремі (що не включають в себе інших розмірів) подетальні ланцюги.

Для деталей, що мають необроблювані поверхні, розрізняють дві системи розмірів: вихідної заготовки - сукупність розмірів, що зв'язують необроблювані поверхні; деталі - сукупність розмірів, що зв'язують оброблювані поверхні. У зв'язку з цим розміри, які визначають геометричні параметри таких деталей, можуть бути трьох видів: ті, що зв'язують дві необроблювані, дві оброблювані поверхні та оброблювану поверхню з необроблюваною.

Розміри першого виду утворюють систему розмірів вихідної заготовки, другого - систему розмірів деталі, третього - координують ці дві системи одну відносно другої.

Побудова кожної з вказаних систем підкоряється загальним, раніше викладеним принципам проставлення розмірів. При проставленні розмірів третього виду необхідно також враховувати послідовність різних стадій виготовлення деталі.

Системи розмірів необроблюваних і оброблюваних поверхонь повинні бути зв'язані одним розміром по кожній з координатних осей. Зв'язувати розмірами оброблювану і необроблювану поверхні допускається лише в тому випадку, коли остання є базою механічної обробки.

На рис. 7 показані різні варіанти проставлення розмірів на схемі виливаної деталі. Проставлення розмірів на рис. 7, а невірне, оскільки відстань між оброблюваними поверхнями, зв'язаними з необроблюваними сумою розмірів 15, 175 і 10 мм, в цьому випадку коливається в широких межах у зв'язку з коливанням розмірів необроблюваних поверхонь. Така ж помилка допущена на рис. 7, б, де відстань між оброблюваними поверхнями задана сумою розмірів (85 і 15 мм).

Рис. 7. До простановки розмірів на кресленнях литих деталей:

При проставленні розмірів у відповідності з рис. 7, в, відстань між оброблюваними поверхнями (200 мм) витримується в необхідних межах (в межах допуску на механічну обробку). Помилка полягає в тому, що необроблювані поверхні зв'язані з суміжними оброблюваними (розміри 15 і 10 мм). Витримати таку координацію практично неможливо. Положення необроблюваних поверхонь коливається в межах точності лиття, а з ним коливається і відстань до оброблюваних площин. На рис. 7, г, помилка збільшується тим, що товщина горизонтальної стінки (задана в попередніх випадках безпосередньо розміром 5 мм) визначається висотою внутрішньої порожнини, заданої відносно оброблюваної нижньої поверхні (розмір 185 мм). Таким чином, вводиться ще одне джерело похибки і товщина стінки буде коливатись в широких межах. При проставленні розмірів, згідно з рис. 7, д, положення нижньої оброблюваної поверхні задане двома розмірами від необроблюваних поверхонь деталі (розміри 190 і 15 мм). Витримати таку координацію практично неможливо. Рис. 7, є відповідає правильному проставленню розмірів. В цьому випадку за чорнову базу вибрано необроблювану поверхню фланця. З нею розміром 15 мм зв'язана база механічної обробки. З останньою розміром 200 мм зв'язана оброблювана верхня поверхня. Верхня необроблювана поверхня координується від ливарної бази (розмір 175 мм), а від верхньої поверхні - товщина верхньої стінки (розмір 5 мм). Відстань між верхніми оброблюваною та необроблюваною поверхнями стає замикальною ланкою розмірного ланцюга і служить компенсатором відхилень розташування поверхонь, отриманих литтям. Приклади правильного проставлення розмірів на схемах виливаних деталей наведені на рис. 7, ж-і.

Правило 10. Кожна оброблювана поверхня деталі може бути зв'язана розміром не більше, ніж з однією необроблюваною поверхнею. Це підтверджує приклад деталі, зображеної на рис. 8. Деталь виготовляється з виливка, причому механічній обробці піддається крім отворів поверхні 1, 3, і поверхня 2 під головки болтів. Аналіз проставлення розмірів на схемі деталі (рис. 8, а) показує, що внаслідок порушення правила 10 неможливо встановити, яку з необроблюваних поверхонь потрібно прийняти за технологічну базу при обробці поверхні 1, оскільки вона зв'язана з ними трьома розмірами (20; 100; 108 мм).

креслення деталь уніфікація ливарний

Рис. 8. До проставлення розмірів на кресленнях деталі з необроблюваними поверхнями

Це призводить до невірного висновку про те, що отримувана при литті товщина стінки 8 мм (не показана на схемі) є замикальною ланкою подетального ланцюга, складовими ланками якого служать розміри 100 і 108 мм, що отримуються при механічній обробці.

При проставленні розмірів у відповідності з правилами 9 і 10 (рис. 8, б) за технологічну базу для обробки поверхні 1 потрібно використати протилежну їй поверхню фланця, тобто обробляти поверхню 1 за розміром 20. В цьому випадку товщина стінки 8 мм створює подетальний ланцюг з розмірами 88 і 80 мм, що зв'язують необроблювані поверхні. Розмір 80 на схемі не показаний, тобто він є замикальним. Такий варіант проставлення розмірів є найбільш раціональним.

Для забезпечення уніфікації та агрегатування виробів числові значення розмірів повинні бути узгоджені з числами найкращого застосування. Для досягнення взаємозамінності, уніфікації різального і вимірювального інструментів, підвищення технологічності конструкції при виконанні розмірних розрахунків необхідно застосовувати нормальні значення кутів і довжин (згідно з державними стандартами) і стандартні відхилення полів допусків.

Використана література

1. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Под ред. А.Ф. Горбацевича. - Минск: Высшая школа, 1983. - 288 с.

2. Размерный анализ конструкций: Справочник / Под общ. ред. С.Г. Бондаренко. - К.: Техніка, 1989. - 150 с.

Размещено на Allbest.ru