Все мы слышали истории о прохождении через руки операторов станка чертежей деталей, в которых указаны до смешного жесткие допуски. Мы знаем, что выдерживать жесткие допуски труднее, и мы знаем, что тем дороже изготовление детали, чем жестче допуски. В этой статье я расскажу исходя из каких соображений стоит выбирать посадку при проектировании узлов изделий.

В Единой системе допусков и посадок (ЕСДП) стандартизованы поля допусков, а посадки не имеют стандартных наименований.

Однако любые посадки, образованные с применением стандартных полей допусков, являются стандартными. Рекомендуемые посадки образуются только в системах основного отверстия или основного вала. Следует отдавать предпочтение рекомендуемым посадкам (см. ГОСТ 25347-82), при этом в первую очередь - предпочтительным.

Посадка – характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки. Посадку обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска отверстия, а в знаменателе – обозначение поля допуска вала. Поле допуска обозначают сочетанием буквы (букв) основного отклонения и порядкового номера квалитета:

• g7
• js6
• H8
• Н11

Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Допуски по квалитетам обозначают сочетанием прописных букв IT с порядковым номером квалитета:

• IT02 – квалитет 02
• IT07 – седьмой квалитет
• IT14 – четырнадцатый квалитет

Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита:

• A...ZС – прописными для отверстий
• a...zс – строчными для валов

Перед выбором посадки необходимо определить: o характер сопряжения (подвижное или неподвижное); o основные конструктивные требования, предъявляемые к сопряжению (скорость относительного перемещения деталей, компенсация погрешностей монтажа, необходимость центрирования сопрягаемых деталей или величина и характер нагрузок, передаваемых сопряжением).

После выбора вида посадки необходимо решить вопрос о точности выполнения сопряжения. При этом не следует забывать, что излишне высокая точность выполнения обработки деталей ведет к значительным и неоправданным затратам при их изготовлении.

Черновую обработку выполняют в большом диапазоне точности 12—16-го квалитетов, шероховатость поверхности Rа 100…25 мкм.

Получистовую обработку обычно назначают для заготовок, у которых при черновой обработке не снят весь припуск, а также для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования. Точность этой обработки — 11 —12-й квалитеты, шероховатость поверхности Rа 50.. 12,5 мкм.

Чистовую обработку применяют в виде разовой для заготовок, полученных точными методами (высокоточным литьем, точной штамповкой и др.). Иногда ее включают в технологический процесс как промежуточную под последующую точную или отделочную обработку. Точность чистовой обработки — 8 — 11-й квалитеты, шероховатость поверхности Rа 12,5… 2,5 мкм.

Тонкая обработка окончательно формирует высокую точность поверхностей заготовки, ее выполняют при весьма малых подачах. Точность чистовой обработки — 5 — 7-й квалитеты, шероховатость поверхности обработанной заготовки из стали Rа 2,5…0,63 мкм.

Отделочную обработку в основном применяют для обеспечения заданной шероховатости поверхности заготовки, на точность последней влияния она почти не оказывает. Финишная обработка делится на два основных способа: механический или химический, которые в свою очередь подразделяются на абразивно-экструзионную операцию, виброабразивную операцию, дорнирование, химико-механическую операцию, хонингование, электролитно-плазменную полировку. Ее выполняют, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки, что обеспечивает при различных методах и обрабатываемых материалах получение шероховатости поверхности Rа 0,63 ..0,16 мкм.

Начиная с черновой обработки, изготовление детали стоит примерно в два раза дороже, и в четыре раза больше, чтобы довести ее до чистовой. Отделочная обработка Rа 0,63 ..0,012 мкм , будет стоить в 24 раза дороже!

Выбор квалитета зависит:

• от точностных требований непосредственно к сопряжению;
• от типа выбранной посадки, например, при применении переходных посадок изменение квалитета незначительно;
• от точности, обусловленной эксплуатационным назначением механизма или машины в целом, особенно это относится к ответственным сопряжениям, например, точность сопряжения деталей в коробке скоростей прецизионного станка с ЧПУ может значительно отличаться от точности посадок аналогичных деталей в коробке скоростей автотранспорта.

В общих чертах можно указать на следующее применение квалитетов.

Квалитеты 4-й и 5-й применяются сравнительно редко, в особо точных соединениях, требующих высокой однородности зазора или натяга (приборные подшипники в корпусах и на валах, высокоточные зубчатые колеса на валах и оправках в измерительных приборах).

Квалитеты 6-й и 7-й применяются для ответственных соединений в механизмах, где к посадкам предъявляются высокие требования в отношении определенности зазоров и натягов для обеспечения точности перемещений, плавного хода, герметичности соединения, механической прочности сопрягаемых деталей, а также для обеспечения точной сборки деталей (подшипники качения нормальной точности в корпусах и на валах, зубчатые колеса высокой и средней точности на валах, подшипники скольжения и т.п.).

Квалитеты 8-й и 9-й применяются для посадок при относительно меньших требованиях к однородности зазоров или натягов и для посадок, обеспечивающих среднюю точность сборки (посадки с зазором для компенсации погрешностей формы и расположения сопрягаемых поверхностей, опоры скольжения средней точности, посадки с большими натягами).

Квалитет 10-й применяется в посадках с зазором и в тех же случаях, что и 9-й, если условия эксплуатации допускают некоторое увеличение колебания зазоров в соединениях.

Квалитеты 11-й и 12-й применяются в соединениях, где необходимы большие зазоры и допустимы их значительные колебания (грубая сборка). Эти квалитеты распространены в неответственных соединениях машин (крышки, фланцы, дистанционные кольца и т.п.).

Допуски по 12-18-му квалитетам характеризуют несопрягаемые или сопрягаемые размеры относительно низкой точности. Многократно повторяющиеся предельные отклонения в этих квалитетах разрешается не указывать у размеров, а оговаривать общей записью в технических требованиях, х, например: ― Общие допуски по ГОСТ 30893.1: Н14, h14, ± IТ14/2.

В этой записи Н14 означает неуказанные предельные отклонения для отверстий, h14 – для валов, ±IТ14/2 - предельные отклонения для размеров, не относящимся ни к отверстиям, ни к валам, назначенные по точному, среднему, грубому или очень грубому классам точности.

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. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала. Посадки с нулевым гарантированным зазором типа Н/h («скольжения») применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительное продольное перемещение деталей или поворот их относительно друг друга с небольшой скоростью, например, при установочных или регулировочных перемещениях. При сравнительно низких требованиях к точности можно использовать посадку H11/h11, при более высоких - H8/h7 или H7/h6.

Посадки с наименьшим гарантированным зазором («движения») используют для обеспечения точного вращения деталей с небольшой скоростью. К таким посадкам относятся посадки типа H/g или G/h. В опорах скольжения, работающих при средних скоростях, применяют посадки с несколько большим гарантированным зазором, например, H7/f7 или H8/f8.

При сравнительно невысоких требованиях к точности вращения и относительно высоких скоростях в опорах скольжения используют так называемые «ходовые» и «широкоходовые» посадки типа Н7/е8, Н8/е8. Такие же посадки применяют в направляющих скольжения, обеспечивающих свободное перемещение деталей, а для создания разъемных неподвижных соединений (например, крышка - корпус), при наличии требования легкой сборки и разборки, можно использовать более грубые посадки, такие как Е9/h8, H8/d9, H9/d9, а при отсутствии требований к точности центрирования - посадку H11/d11.

Посадка с натягом – посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала. Все посадки с гарантированными натягами используют для передачи крутящих моментов или осевых сил либо для неразъемных соединений деталей, которые должны препятствовать относительному перемещению соединяемых деталей под действием крутящих моментов или осевых сил.

В справочных материалах рекомендуются следующие посадки в порядке возрастания гарантированного натяга: «легкопрессовые», «среднепрессовые», «тяжелые прессовые» и «усиленные прессовые». К посадкам с минимальным гарантированным натягом («легкопрессовым») относят посадки H7/p6, H7/r6, P7/h6 и ряд других. Их используют в соединениях, передающих без дополнительных элементов крепления крутящий момент, который не превышает 1/4 предельного крутящего момента (наибольшего момента, передаваемого соответствующим валом).

Посадки с умеренным гарантированным натягом («среднепрессовые») обеспечивают наименьшее значение относительного натяга (отношение натяга в сопряжении к номинальному диаметру сопряжения) до 0,5 мкм/мм. Такие посадки применяют в соединениях, без дополнительных элементов крепления передающих крутящий момент до 1/2 предельного значения . К среднепрессовым посадкам относят H7/s6, H7/s7, S7/h6 и ряд других.

Посадки с большим гарантированным натягом («тяжелые прессовые»; дают наименьший относительный гарантированный натяг до 1 мкм/мм и при достаточной площади сопрягаемых поверхностей образуют соединения, равнопрочные валу. К таким посадкам относят сопряжения H7/t6, H7/u7, T7/h6 и т. д.

Посадки с наибольшими гарантированными натягами («усиленные прессовые», обеспечивающие относительные натяги более 1 мкм/мм) дают равнопрочные валу соединения. Для таких посадок используют сочетания полей допусков H8/х8 и H8/z8.

Переходные посадки, как правило, применяют для центрирования сопрягаемых деталей. Иногда для этих целей применяют посадки с нулевым гарантированным зазором (типа H/h), однако в таких сопряжениях максимальный зазор может оказаться слишком большим. Уменьшить максимальные зазоры можно за счет ужесточения допусков (вариант экономически невыгодный) или за счет сближения дальних отклонений при сохранении значений допусков. В этом случае поля допусков начинают перекрываться, появляется вероятность получения при сборке посадок с натягом. Вероятность появления натягов тем больше, чем выше по отношению к полю допуска отверстия расположено поле допуска вала. Одновременно растут предельные значения максимальных натягов, повышается точность центрирования деталей, но усложняются условия их сборки. Если сопряжения с зазором можно собирать без применения слесарного инструмента, то при сборке деталей с большой вероятностью натягов в сопряжении требуются или специальный инструмент, или даже прессовое оборудование.

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично. Переходные посадки можно разделить на три группы: посадки с преимущественными зазорами («плотные»), посадки с примерно равной вероятностью зазоров и натягов («напряженные») и посадки с преимущественными натягами («глухие»).

«Плотные» посадки обеспечивают довольно высокую точность центрирования и используются для сопряжений с валами зубчатых колес, шкивов, полумуфт и т. д. Типы посадок с преимущественными зазорами: H7/js6, H8/js7, Js7/h6 и др. Как правило, детали собираются в соединения без применения слесарного инструмента.

«Напряженные» посадки образуются при использовании сочетаний полей допусков с большей степенью перекрытия, например: H7/k6, H8/k7, K7/h6 и и т. д. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей и могут использоваться в условиях вибрационных или динамических нагрузок. Для сборки и разборки таких соединений необходимо применение слесарного инструмента.

«Глухие» посадки практически всегда обеспечивают натяги в соединениях, и для их сборки могут использоваться нагревательные, холодильные установки или прессы. Это посадки H7/n6, N6/h5, N7/h6 и т. д. Область применения таких посадок - соединения, в которых не допускаются зазоры, как возможные причины мертвых ходов, а также ударов и других нежелательных динамических явлений.

Более полные рекомендации по выбору посадок и допусков несопрягаемых поверхностей содержатся в справочниках.

При записи предельных отклонений числовыми значениями верхние

отклонения помещают над нижними, а предельные отклонения, равные

нулю, не указывают.Посадки могут обозначаться:

• с указанием полей допусков в буквенно-цифровой форме: 20 H7/g6;
• с указанием числовых значений предельных отклонений: 20 +0,021/ -0,07 -0,020
• с одновременным указанием полей допусков в буквенноцифровой форме и числовых значений предельных отклонений (в скобках): 20 H7(+0,021)/g6 (-0,07 -0,020)

При симметричном расположении поля допуска абсолютную

величину отклонений указывают один раз со знаком ±; при этом высота

цифр, определяющих отклонения, должна быть равна высоте шрифта

номинального размера, например: 60±0,23.

Указывать предельные размеры допускается также на сборочных

чертежах для зазоров, натягов, мертвых ходов и т. п., например: «Осевое

смещение кулачка выдержать в пределах 0,4—1,1 мм».

Если вам необходима помощь в назначении посадок поверхности детали на чертеже, вы можете обратиться ко мне. Инженерные работы по чертежам, моделям и инженерная поддержка положительно зарекомендовали себя почти в 100 государствах на всех обитаемых континентах.