Proč existují pojmy tolerance a fit?
Všechny vyráběné produkty, bez ohledu na to, jak přesné je vybavení, a ať se snažíme sebevíc, velikost a tvar nemohou plně vyhovět teoretickým numerickým požadavkům. To je propast mezi ideálem a realitou!
Jak tedy splnit požadavky na zaměnitelnost dílů? To znamená, že kterýkoli ze série dílů nebo komponent stejné specifikace může splňovat specifikované požadavky na výkon bez jakéhokoli výběru nebo dodatečných úprav. To vyžaduje, aby rozměry výrobních dílů byly v povoleném rozsahu tolerance.
01
Pojmy související s tolerancí
Při zpracování dílů vlivem přesnosti obráběcího stroje, opotřebení nástroje, chyb měření apod. nelze absolutně přesně zpracovat rozměry dílů. Aby byla zajištěna zaměnitelnost, musí být chyba obrábění rozměrů součástí omezena na určitý rozsah a musí být specifikována velikost odchylky rozměrů.
obrázek
1) Základní velikost
Rozměry jsou určeny při návrhu na základě pevnostních a konstrukčních požadavků součásti.
2) Skutečná velikost
Rozměry získané měřením.
3) Extrémní velikost
Dva limity pro povolené odchylky velikosti. Určuje se na základě základní velikosti. Větší z těchto dvou limitních hodnot se nazývá maximální limitní velikost; menší se nazývá minimální limitní velikost.
4) Rozměrová odchylka (označovaná jako odchylka)
Algebraický rozdíl získaný odečtením určité velikosti od základní velikosti. Mezi rozměrové odchylky patří:
Horní odchylka=maximální limitní velikost - základní velikost
Dolní odchylka=minimální limitní velikost – základní velikost
Horní a dolní odchylky se souhrnně nazývají mezní odchylky a horní a dolní odchylky mohou být kladné, záporné nebo nulové.
Národní normy stanoví, že horní kód odchylky otvoru je ES, dolní kód odchylky otvoru je EI; horní kód odchylky hřídele je es a dolní kód odchylky hřídele je ei.
obrázek
▲ Diagram toleranční zóny
5) Rozměrová tolerance (označovaná jako tolerance)
Povolené odchylky rozměrů.
Tolerance rozměrů=maximální limitní velikost – minimální limitní velikost
=horní odchylka-dolní odchylka
Protože maximální mezní velikost je vždy větší než minimální mezní velikost, to znamená, že horní odchylka je vždy větší než dolní odchylka, musí být rozměrová tolerance kladná.
6) Diagram nulové čáry, PR zóny a toleranční zóny
Nulová čára je referenční čára používaná k určení odchylky v diagramu toleranční zóny, tedy čára nulové odchylky. Obvykle nulová čára představuje základní velikost. Označte "0", "+" a "-" na levém konci nulového řádku. Odchylka nad nulovou čarou je kladná; odchylka pod nulovou čarou je záporná. Toleranční zóna je oblast ohraničená dvěma přímkami představujícími horní a dolní odchylky. Šířka a poloha toleranční zóny jsou dva prvky, které tvoří toleranční zónu.
7) Standardní tolerance a standardní stupeň tolerance
Standardní tolerance je jakákoli tolerance uvedená v národních normách pro určení velikosti toleranční zóny. Standardní úrovně tolerance jsou úrovně, které určují přesnost rozměrů. Standardní tolerance jsou rozděleny do 2 0 úrovní, a to IT01, IT0, IT1~IT18, které představují standardní tolerance. Arabské číslice představují standardní úrovně tolerance. Mezi nimi je nejvyšší úroveň IT01, úrovně v pořadí klesají a úroveň IT18 je nejnižší. Pro určitou základní velikost platí, že čím vyšší je úroveň standardní tolerance, tím menší je hodnota standardní tolerance a tím vyšší je přesnost velikosti.
8) Základní odchylka
Používá se k určení horní nebo dolní odchylky toleranční zóny vzhledem k poloze nulové čáry. Obecně se týká odchylky blízko nulové čáry. Když je toleranční pásmo nad nulovou čarou, základní odchylka je dolní odchylka. Když je toleranční pásmo pod nulovou čarou, základní odchylka je horní odchylka.
Podle skutečných potřeb stanoví národní norma 28 různých základních odchylek pro otvory a hřídele, jak je znázorněno na obrázku níže. Základní hodnoty odchylek děr a hřídelí lze zjistit z příslušných tabulek.
obrázek
▲ Základní řada odchylek
Jak je vidět z výše uvedeného obrázku:
1) Základní kód odchylky je reprezentován latinkou, velká písmena představují základní kód odchylky a malá písmena představují základní kód odchylky osy. Protože základní odchylka na obrázku představuje pouze velikost toleranční zóny, je jeden konec toleranční zóny nakreslen jako otvor.
2) Tato odchylka je od A do H jako dolní odchylka, od J do ZC jako horní odchylka a horní a dolní odchylka JS jsou +IT/2 a -IT/2.
3) Základní odchylka osy od a do h je horní odchylka, j až zc je dolní odchylka a horní a dolní odchylka js jsou +IT/2T a -IT/2. Další odchylku otvoru a hřídele lze vypočítat ze základní odchylky a standardní tolerance.
02
Terminologie související s koordinací
Při montáži stroje se vztah mezi tolerančními zónami otvorů a hřídelí, které mají stejnou základní velikost a jsou vzájemně kombinovány, nazývá lícování. Vzhledem k tomu, že skutečné rozměry otvoru a hřídele jsou různé, mohou po montáži vzniknout „mezery“ nebo „interference“. Při uložení mezi dírou a hřídelí je algebraický rozdíl získaný odečtením velikosti hřídele od velikosti díry mezerou, pokud je kladná, a interferencí, pokud je záporná.
(1) Typy koordinace
Fitinky jsou rozděleny do tří kategorií podle rozdílu v mezerách nebo interferenci:
obrázek
1) Uložení vůle
Toleranční zóna otvoru je nad PR zónou hřídele. Jakýkoli pár otvorů, které odpovídají hřídeli, se stanou lícovanými s mezerou (včetně minimální mezery nula), jak je znázorněno na obrázku A výše.
2) Interferenční uložení
Toleranční pásmo otvoru je pod toleranční zónou hřídele. Jakýkoli pár otvorů, které odpovídají hřídeli, je lícovaný s přesahem (včetně minimální vůle nula), jak je znázorněno na obrázku b výše.
3) Nadměrná spolupráce
Toleranční zóny otvorů se překrývají s tolerančními zónami hřídele. Pokud se kterýkoli pár otvorů shoduje s hřídelí, může tam být mezera nebo přesah, jak je znázorněno na obrázku c výše.
(2) Koordinovaný systém referenčních hodnot
Národní standardy stanovují dva referenční systémy, jak ukazuje obrázek níže.
obrázek
▲Dva srovnávací systémy
1) Základní systém otvorů
Toleranční pásmo otvoru s určitou základní odchylkou a toleranční pásmo hřídele se základní odchylkou tvoří systém přizpůsobení, jak je znázorněno na obrázku a. To znamená, že při uložení se stejnými základními rozměry je poloha toleranční zóny otvoru pevná a změnou polohy toleranční zóny hřídele se získá různé lícování. Otvor ze základního otvoru se nazývá pomocný otvor. Národní norma stanoví, že spodní odchylka referenčního otvoru je nula a "H" je kód základní odchylky referenčního otvoru.
2) Základní hřídelový systém
Toleranční pásmo hřídele s určitou základní odchylkou a toleranční pásmo otvoru s různými základními odchylkami tvoří systém různých uložení, jak je znázorněno na obrázku b. Obr. To znamená, že v uložení se stejnými základními rozměry je poloha toleranční zóny hřídele pevná a změnou polohy toleranční zóny díry se získají různé lícování. Otvor vyvrtaný v základním hřídeli se nazývá základní pouzdro. Národní norma stanoví, že horní odchylka základního hřídele je nulová a "h" je kód základní odchylky základního hřídele.
Je to vidět z grafu základních řad odchylek:
V základním systému otvorů se referenční otvor H shoduje s hřídelí, pro uložení s vůlí se používá a~h (celkem 11 typů); j~n (celkem 5 typů) se používají hlavně pro přepasování; (n, p, r mohou být přesazené) nebo s přesahem); p~zc (celkem 12 typů) se používají hlavně pro uložení s přesahem.
V základním hřídelovém systému lícuje vztažná osa h s dírou. A~H (celkem 11 typů) se používají pro uložení s vůlí; J~N (celkem 5 typů) se používají hlavně pro překrytí; (N, P a R mohou být s přesahem nebo s přesahem); P~ZC (celkem 12 typů) se používají hlavně pro uložení s přesahem.
03
Tvarová tolerance
Tolerance tvaru se týká celkového množství povolených odchylek tvaru jednoho skutečného prvku. Tvarová tolerance je vyjádřena v zónách tvarové tolerance. Zóna tolerance tvaru zahrnuje čtyři prvky: tvar, směr, polohu a velikost toleranční zóny. Položky tvarové tolerance zahrnují 6 položek: přímost, rovinnost, kulatost, válcovitost, profil čáry, profil povrchu atd.
1) Přímost
Přímost označuje podmínku, že skutečný tvar prvků přímky na součásti zachovává ideální přímku. To je to, co se běžně nazývá přímost. Tolerance přímosti je maximální povolená odchylka skutečné přímky od ideální přímky. To znamená, že to, co je uvedeno na výkresu, se používá k omezení povoleného rozsahu odchylek skutečné chyby zpracování řádku.
obrázek
▲Příklad vzoru 1: V dané rovině musí být toleranční zóna v oblasti mezi dvěma rovnoběžnými přímkami se vzdáleností 0,1 mm.
obrázek
▲Příklad vzoru 2: Přidejte značku φ před hodnotu tolerance a toleranční zóna se musí nacházet v oblasti válcové plochy o průměru 0,08 mm.
2) Rovinnost
Rovinnost označuje skutečný tvar rovinných prvků součásti a podmínku zachování ideální roviny. To je to, co se běžně nazývá plochost. Tolerance rovinnosti je maximální povolená odchylka skutečného povrchu od rovného povrchu. To znamená, že je uveden na výkrese, aby se omezil přípustný rozsah odchylek skutečné chyby zpracování povrchu.
obrázek
▲Příklad vzoru: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma rovnoběžnými rovinami 0,08 mm od sebe.
3) Kulatost
Kulatost odkazuje na skutečný tvar prvků kruhu na součásti, stejně vzdálené od jeho středu. To se běžně označuje jako stupeň kulatosti. Tolerance kruhovitosti je maximální povolená odchylka skutečné kružnice od ideální kružnice na stejném průřezu. To znamená, že je uveden na výkresu, aby omezil přípustný rozsah odchylky skutečné chyby zpracování kruhu.
obrázek
▲Příklad vzoru: Toleranční zóna musí být na stejném normálním řezu a rozdíl poloměrů je oblast mezi dvěma soustřednými kružnicemi s hodnotou tolerance 0,03 mm.
4) Válcovitost
Válcovitost znamená, že všechny body na obrysu válcové plochy součásti jsou stejně vzdálené od její osy. Tolerance válcovitosti je maximální povolená odchylka od skutečné válcové plochy k ideální válcové ploše. To znamená, že to, co je uvedeno na výkresu, se používá k omezení přípustného variačního rozsahu skutečné chyby obrábění válcové plochy.
obrázek
▲Příklad vzoru: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma souosými válcovými plochami s rozdílem poloměrů 0,1 mm.
5) Profil čáry
Profil čáry označuje stav, kdy si jakákoli křivka jakéhokoli tvaru zachová svůj ideální tvar v dané rovině součásti. Tolerance profilu čáry se týká přípustné odchylky skutečného obrysu nekruhové křivky. To znamená, že to, co je uvedeno na výkresu, se používá k omezení povoleného variačního rozsahu skutečné chyby zpracování křivky.
obrázek
▲Příklad vzoru: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma obálkami, které obklopují sérii kružnic o průměru 0,04 mm. Středy kružnic leží na přímkách s teoreticky správnými geometrickými tvary.
6) Obrys povrchu
Konturou povrchu se rozumí stav, ve kterém si povrch libovolného tvaru na součásti zachovává svůj ideální tvar. Tolerance obrysu povrchu se týká skutečné obrysové linie nekruhového povrchu a přípustné odchylky od ideálního obrysového povrchu. To znamená, že to, co je uvedeno na výkresu, se používá k omezení variačního rozsahu skutečné chyby zpracování povrchu.
obrázek
▲Příklad vzoru: Toleranční zóna je mezi dvěma obálkami, které obklopují řadu kuliček o průměru 0,02 mm. Středy kuliček by se teoreticky měly nacházet na povrchu teoreticky správného geometrického tvaru.
04
tolerance polohy
Tolerance polohy se vztahuje k celkové velikosti povolené odchylky od počátku v poloze souvisejícího skutečného prvku.
(1) Tolerance orientace
Tolerance orientace se vztahuje k celkové velikosti změny povolené ve směru základny souvisejícími skutečnými prvky. Tento typ tolerance zahrnuje tři položky: rovnoběžnost, kolmost a sklon.
1) Paralelnost
Rovnoběžnost, běžně známá jako stupeň rovnoběžnosti, označuje, že skutečné prvky měřené na součásti zůstávají ve stejné vzdálenosti od počátku. Tolerance rovnoběžnosti je maximální povolená odchylka mezi skutečným směrem měřeného prvku a ideálním směrem rovnoběžným s nulovým bodem.
obrázek
▲Příklad výkresu: Pokud je před hodnotu tolerance přidána značka φ, je toleranční zóna uvnitř válcové plochy s referenčním rovnoběžným průměrem φ0,03 mm.
2) Vertikalita
Kolmost, běžně známá jako stupeň ortogonality mezi dvěma prvky, označuje, že měřený prvek na součásti udržuje správný úhel 90 stupňů vzhledem k prvku základny. Tolerance svislosti je maximální povolená velikost odchylky mezi skutečným směrem měřeného prvku a ideálním směrem, který je kolmý k základně.
obrázek
▲Obrázek: Pokud je před toleranční zónu přidána značka φ, je toleranční zóna kolmá k válcové ploše s průměrem základny 0,1 mm.
obrázek
▲Legenda: Toleranční zóna musí být umístěna mezi dvěma rovnoběžnými rovinami, které jsou od sebe vzdáleny 0,08 mm a jsou kolmé k referenční čáře.
3) Sklon
Sklon se týká správného stavu udržování libovolného daného úhlu mezi relativními směry dvou prvků na součásti. Tolerance sklonu je maximální povolená velikost odchylky mezi skutečnou orientací měřeného prvku a jeho ideální orientací v jakémkoli daném úhlu k základně.
obrázek
▲Obrázek: Toleranční zóna měřené osy je oblast mezi dvěma rovnoběžnými rovinami s hodnotou tolerance 0,08 mm a teoretickým úhlem 60 stupňů s referenční rovinou A.
obrázek
▲Ilustrace: Přidejte značku φ před hodnotu tolerance, pak se toleranční zóna musí nacházet ve válcové ploše o průměru 0,1 mm. Toleranční zóna by měla být rovnoběžná s rovinou B kolmou k nule A a v teoreticky správném úhlu 60 stupňů k nule A.
(2) Tolerance polohy
Tolerance umístění je celková velikost povolených odchylek v poloze souvisejícího skutečného prvku vzhledem k základně. Tento typ tolerance zahrnuje tři položky: polohu, souosost a symetrii.
1) Umístění
Poloha se týká přesnosti bodů, čar, povrchů a dalších prvků na součásti vzhledem k jejich ideální poloze. Tolerance polohy je maximální povolená odchylka skutečné polohy měřeného prvku vzhledem k jeho ideální poloze.
obrázek
▲Obrázek: Když se před toleranční zónu přidá značka Sφ, toleranční zóna je oblast uvnitř koule o průměru 0,3 mm. Poloha středu toleranční zóny kuličky je teoreticky správná velikost vzhledem k nulovým bodům A, B a C.
2) Souosost
Koaxiálnost, běžně známá jako koaxiálnost, označuje, že měřená osa na součásti zůstává na stejné přímce vzhledem k referenční ose. Tolerance souososti je přípustná odchylka skutečné měřené osy vzhledem k referenční ose.
obrázek
▲Legenda tolerance souososti: Když je označena hodnota tolerance, toleranční zóna je oblast mezi válci o průměru 0,08 mm. Osa kruhové toleranční zóny se shoduje s nulovým bodem.
3) Symetrie
Symetrie se týká stavu, kdy dva symetrické středové prvky na součásti zůstávají ve stejné středové rovině. Tolerance symetrie je přípustná odchylka středové roviny symetrie (nebo středové osy, osy) skutečného prvku od ideální roviny symetrie.
obrázek
▲ Legenda: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma rovnoběžnými rovinami nebo přímkami se vzdáleností 0,08 mm a symetrickým uspořádáním vzhledem k pomocné středové rovině nebo středové čáře.
(3) Tolerance házení
Tolerance házení je toleranční položka daná na základě specifické detekční metody. Toleranci házení lze rozdělit na kruhové házení a celkové házení.
1) Kruhový skok
Kruhové házení znamená, že rotační povrch součásti si udržuje pevnou polohu vzhledem k referenční ose v omezené rovině měření. Tolerance kruhového házení je maximální povolená odchylka v omezeném rozsahu měření, když se skutečný měřený prvek otáčí kolem referenční osy po celou otáčku bez axiálního pohybu.
obrázek
▲ Legenda 1: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma soustřednými kružnicemi, které jsou kolmé k jakékoli rovině měření, mají rozdíl poloměrů 0,1 mm a mají střed kruhu na stejné referenční ose.
obrázek
▲ Legenda 2: Toleranční zóna je oblast mezi dvěma kružnicemi se vzdáleností 0,1 mm na povrchu měřicího válce v libovolné poloze poloměru koaxiálně s počátkem.
2) Plný rytmus
Celkové házení se týká házení podél celého měřeného povrchu, když se díl nepřetržitě otáčí kolem referenční osy. Celková tolerance házení je maximální povolená velikost házení, když se aktuální měřený prvek nepřetržitě otáčí kolem základní osy, zatímco se indikátor pohybuje vzhledem ke svému ideálnímu obrysu.
