Tolerancja wymiarowa

Transkrypt

1 Tolerancja wymiarowa Pojęcia podstawowe Wykonanie przedmiotu zgodnie z podanymi na rysunku wymiarami, z uwagi na ograniczone dokładności wykonawcze oraz pomiarowe w praktyce jest bardzo trudne. Tylko przez przypadek wymiar N podany na rysunku i zwany nominalnym może być równy wymiarowi C, otrzymanemu w praktyce, zwanemu wymiarem rzeczywistym. 1

2 Pojęcia podstawowe Wymiarami nominalnymi nazywa się wymiary przedmiotów, względem których odnosi się odchyłki. Wymiar nominalny i odchyłki wyznaczają zakres, w którym powinny zawierać się rzeczywiste wymiary przedmiotów. Rozróżnia się: a) wymiary zewnętrzne, b) wymiary wewnętrzne c) wymiary mieszane d) wymiary pośrednie, Pojęcia podstawowe a) wymiary zewnętrzne, jak: długość, szerokość lub wysokość przedmiotu, średnica wałka, grubość ścianki przedmiotu wydrążonego itd. b) wymiary wewnętrzne, jak: średnica otworu, szerokość rowka itd. 2

3 Pojęcia podstawowe c) wymiary mieszane, jak: głębokość rowka, wysokość nadlewka itd. przy czym często wymiary te, w zależności od kolejności obróbki powierzchni, mają charakter wymiaru zewnętrznego lub wewnętrznego i wtedy noszą nazwę wymiarów mieszanych typu zewnętrznego lub wewnętrznego; np. jeżeli w przedmiocie przedstawionym na rysunku najpierw będzie obrabiana płaszczyzna A, a potem rowek (np. na strugarce), to wymiar a głębokości rowka będzie wymiarem mieszanym typu wewnętrznego, ponieważ przy wykonywaniu rowka jedno dno będzie oddalać się" od płaszczyzny A, zwiększanie się wymiaru obróbkowego aż do osiągnięcia wartości żądanej jest cechą charakterystyczną wymiarów wewnętrznych. Pojęcia podstawowe Odwrotnie przy obróbce powierzchni, których wzajemna odległość jest określona wymiarem zewnętrznym, powierzchnie zbliżają się" ku sobie, Wymiarem mieszanym typu wewnętrznego 3

4 Pojęcia podstawowe d) wymiary pośrednie, tj. takie, których nie można zmierzyć bezpośrednio, a więc: odległość osi otworu ściany przedmiotu, rozstawienie otworów itd. wymiary te mogą być również niekiedy typu zewnętrznego lub wewnętrznego. Pojęcia podstawowe Z punktu widzenia dokładności wykonania wymiary dzielimy na: 1. swobodne 2. tolerowane 3. teoretyczne 4

5 Pojęcia podstawowe swobodne, tj. takie, których rzeczywista wartość nie odgrywa większej roli; dla wymiarów takich nie podaje tolerancji, tolerowane, których rzeczywista wartość musi zawierać w określonych granicach, teoretyczne, dla których nie przewiduje się żadnych odchyłek; są to zwykle wymiary potrzebne do obliczeń wymiarów narzędzi, sprawdzianów lub uchwytów. Pojęcia podstawowe Każdy wymiar stolerowany ma dwa określone wymiary graniczne: wymiar górny B i wymiar dolny A, między którymi musi się znaleźć wymiar rzeczywisty przedmiotu. Różnica między górnym i dolnym wymiarem granicznym jest tolerancją T wymiaru. Tolerancja T zawsze dodatnia. 5

6 Pojęcia podstawowe Odchyłką górną (ES - dla wymiaru wewnętrznych es - dla wymiaru zewnętrznego) nazywa się różnicę między wymiarem górnym B i wymiarem nominalnym N. Odchyłką dolną (El - dla wymiaru wewnętrznych ei - dla wymiaru zewnętrznego) nazywa się różnicę między wymiarem dolnym A i wymiarem nominalnym N. Pojęcia podstawowe Między wymiarem nominalnym, wymiarami gra nymi, tolerancją i odchyłkami występują więc następ zależności: A = D + EI lub A = D + ei B = D + ES lub B = D + es T= B A lub T= ES - EI, albo T= es - ei Obszar zawarty między wymiarami granicznymi (zakreskowany na rys) nazywa się polem tolerancji 6

7 Pojęcia podstawowe Graficzny wymiarów: najmniejszego, nominalnego największego obraz oraz Położenie pola tolerancji względem wymiaru nominalnego Tolerowanie może być: symetryczne, gdy wartości odchyłek są jednakowe, a tylko ich znaki różne, np. 25±0,02 7

8 Położenie pola tolerancji względem wymiaru nominalnego asymetryczne, gdy jedna z odchyłek równa się zeru, np.: 0, lub 60 0,025 Położenie pola tolerancji względem wymiaru nominalnego asymetryczne dwustronne, gdy wartości i znaki odchyłek 0,02 są różne, np ,05 8

9 Położenie pola tolerancji względem wymiaru nominalnego jednostronne, gdy obie odchyłki mają jednakowe znaki np.: 0, ,025 +0,03 lub 25 0,04 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne Tolerowanie normalne jest to tolerowanie wymiarów przez dobranie odpowiednich odchyłek z norm. W Polsce obowiązuje układ tolerancji według PN-EN , dla wymiarów do 3150 mm, PN-91/M dla wymiarów od 3150 mm do mm zgodne z międzynarodowym układem ISO. W układzie tym określone są dla każdego wymiaru dwa elementy: szerokość pola tolerancji i jego położenie w stosunku do linii zerowej. 9

10 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Tolerancje według szerokości pola dzielą sie na 19 klas dokładności. Klasy oznacz się numerami 01, 0 i od 1 do 17. Klasy dokładności 01, 0 i od 1 do 7 stosowane są w wyrobie narzędzi mierniczych, klasy do 5 do 17 stosuje sie w wyrobie części maszyn, przy czym klasy 5 do 12 stosuje sie w prasowaniach części maszyn a klasy 12 do 17 stosuje sie w przypadku wielkich luzów oraz powierzchni swobodnych i surowych. Każdą wartość tolerancji odpowiada pewnemu zakresowi średnic. Położenie pola tolerancji od linii zerowej oznacza sie literami, przy czym małe litery stosuje sie do wałków, a duże do otworów. Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Układ pól tolerancji 10

11 Położenie pól tolerancji wałków i otworów względem wymiaru nominalnego z przypisanymi tym polom symbolami literowymi. Dla wałków w grupie od a do h wymiar rzeczywisty jest mniejszy lub równy wymiarowi nominalnemu. Przy tolerancji j wymiar rzeczywisty może być mniejszy, równy lub większy od wymiaru nominalnego oraz w grupie tolerancji od k do u rzeczywiste wymiary wałków są większe od wymiarów nominalnych. Dla otworów zależności te przebiegają odwrotnie. Szerokość pół tolerancji określona jest 14 klasami dokładności. Dokładność wykonania danego wymiaru, a więc zmniejszenie się pola tolerancji, następuje ze wzrostem numeru klasy. Tolerancja normalna i swobodna Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Symbol umowny literowo cyfrowy z normy PN-EN :1996 odpowiadający odchyłkom dobranym dla danego wymiaru. Jest to tolerowanie symbolowe, które stosuje się, gdy przewidziane jest sprawdzenie wymiarów stolerowanych sprawdzianami różnicowymi. Symbol ten pisze się literami i cyframi tej samej wysokości co cyfry liczby wymiarowej. Jeśli wymiar nominalny jest określony literą, jak np. w wielu normach, to symbol umowny tolerancji oddziela się od wymiaru nominalnego poziomą kreską 11

12 Przykład Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Odchyłki dobrane z normy, w postaci wartości liczbowych w milimetrach poprzedzonych znakiem + lub -. Odchyłki pisze się nieco mniejszymi cyframi niż liczby wymiarowe (lecz co najmniej o wysokości 2,5 mm). Przy tolerowaniu symetrycznym oraz w przypadkach szczególnych (np. przy wpisywaniu wymiarów na maszynie) wysokość cyfr odchyłki powinna być równa wysokości cyfr wymiaru nominalnego. Wartości liczbowe odchyłek podaje się do ostatniej cyfry znaczącej. 12

13 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Gdy ilość miejsc znaczących jest w obu odchyłkach różna, należy wyrównać ilość miejsc znaczących przez dodanie cyfry zero. Odchyłki równe zeru pisze się zawsze, lecz ilości miejsc znaczących w tym przypadku nie wyrównuje się. Przy tolerowaniu symetrycznym liczbową wartość odchyłki pisze się tylko raz, poprzedzając ją znakiem ±. Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Tolerowanie za pomocą odchyłek granicznych nazywa się tolerowaniem liczbowym i stosuje się je, gdy przewi-dziane jest mierzenie tolerowanych wymiarów uniwersal-nymi przyrządami pomiarowymi. 13

14 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d Symbol umowny i odchyłki, umieszczone w nawiasie za symbolem. Jest to tolerowanie mieszane, które stosuje się, gdy wymiary stolerowane mogą być zarówno sprawdzane sprawdzianami różnicowymi, jak i mierzone uniwersalnymi narzędziami pomiarowymi. Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie normalne c.d. Odchyłki najczęściej stosowanych rodzajów otworów i wałków podano w tabeli. Jeżeli konieczne jest określenie tylko jednego wymiaru granicznego, górnego lub dolnego, to za liczbą wymiarową pisze się odpowiednio max lub min. 14

15 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie swobodne Tolerowanie swobodne jest to tolerowanie wymiarów przez dobranie wartości odchyłek wg uznania konstruktora (lub technologa w przypadku określania tzw. wymiarów między operacyjnych itp.). Tolerowanie swobodne jest zawsze tolerowaniem liczbowym. Przy tolerowaniu swobodnym wymiary zewnętrzne i wewnętrzne oraz mieszane i pośrednie typu zewnętrznego lub wewnętrznego należy tolerować w głąb materiału. Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie swobodne c.d. Tolerowanie na zewnątrz materiału wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych stosuje się przy tolerowaniu swobodnym głównie w odniesieniu do wymiarów tych powierzchni półwyrobów (odkuwek, odlewów itp.), które mają naddatki obróbkowe. Te wymiary mieszane i pośrednie, które nie są ani typu zewnętrznego, ani wewnętrznego, toleruje się symetrycznie. 15

16 Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie swobodne c.d. Zarówno przy tolerowaniu symbolowym, jak i liczbowym, wymiar nominalny nie powinien być oddzielony od symbolu lub odchyłek ani linią wymiarową, ani pomocniczą, ani osią. Jeżeli nie można tego uniknąć, należy przeszkadzającą" linię przerwać w miejscu zajmowanym przez wymiar. Tolerowanie normalne i swobodne Tolerowanie swobodne c.d. Jeżeli powierzchnia walcowa o tej samej średnicy nominalnej ma na różnych odcinkach swojej długości różne tolerancje, to odcinki te rozgranicza się liniami cienkimi i wymiaruje ich długość. W takich przypadkach podaje się na rysunku osobno średnicę każdego odcinka wraz z odchyłkami lub symbolem tolerancji. 16

17 Odchyłki liniowe wymiarów swobodnych Wymiary wewnętrzne i zewnętrzne swobodne, tj. takie, których dopuszczalne odchyłki nie zostały liczbowo określone, należy traktować jak wymiary stolerowane w głąb materiału (w przypadku półwyrobów - na zewnątrz materiału). Oznacza to, że wymiar nominalny określa maksimum materiału (w przypadku półwyrobów - zwykle minimum materiału). Nietolerowane wymiary mieszane i pośrednie należy traktować jako wymiary stolerowane symetrycznie o nie określonych liczbowo odchyłkach. Odchyłki liniowe wymiarów swobodnych Przyjęcie takich założeń umożliwia nietolerowanie na rysunkach wszystkich wymiarów mniej ważnych. Aby jednak przy wykonywaniu części maszynowych odchyłki rzeczywiste wymiarów swobodnych nie były zbyt duże, norma PN-78/M Odchyłki wymiarów nietolerowanych" dopuszcza tylko wykonywanie wymiarów swobodnych z dokładnością odpowiadającą szeregom tolerancji IT12 do IT16 (z PN-EN :1996), do wyboru - w zależności od charakteru i dokładności ogólnej produkowanych w danym zakładzie wyrobów. W budowie maszyn przyjmuje się zwykle zalecaną 14 klasę dokładności i wtedy dopuszczalne odchyłki wymiarów swobodnych nie mogą przekraczać: a)dla wymiarów wewnętrznych - odchyłek odpowiadających otworom HI4, b)dla wymiarów zewnętrznych - odchyłek odpowiadających wałkom hl4. 17

18 Odchyłki liniowe wymiarów swobodnych Zamiast odchyłek z klas 12 do 16 można stosować odchyłki zaokrąglone, podane w tabelka. Odchyłki te należy także stosować do wymiarów mieszanych i pośrednich. Odchyłki liniowe wymiarów swobodnych Odchyłki nietolerowanych ścięć krawędzi i ich promieni zaokrągleń należy przyjmować z klas w PN-EN :1996 lub z tabelka, zawierającej odchyłki zaokrąglone. Dopuszczalne odchyłki wymiarów nietolerowanych podaje się w dokumentacji konstrukcyjnej w postaci jednego zapisu ogólnego dla wszystkich części wyrobu. 18