Допуски обработки 101:понимание основ, типов и важности допуска обработки

На ранних этапах первой промышленной революции не существовало стандарта изготовления деталей машин. Это означало, что каждая машина или производимый продукт имели свой индивидуальный дизайн и изготавливались в «одноразовом» стиле производства. Хотя этот метод позволил производителям добиться точности размеров, он требовал больших сроков изготовления.

Ближе к концу первой промышленной революции Эли Уитни (изобретатель хлопкоочистительной машины) придумал, как изготовить несколько мушкетов, чтобы они были взаимозаменяемыми ㅡ, что означает, что мушкеты были идентичными, и он мог заменять их друг на друга. Его производственный подход показал, как компоненты сборки должны изготавливаться с определенным стандартным допуском на механическую обработку.

Но что такое допуск на обработку и как он работает? В этой статье вы найдете ответы на все эти и другие вопросы.

Что такое допуск в обработке?

Допуск — это просто мера приемлемого отклонения (или отклонения) размера вашей детали. Проще говоря, допуск на обработку позволяет указать максимальный и минимальный размерный предел детали. Обычно это выражается с помощью «±» (произносится «плюс» или «минус») и сопровождается допустимым отклонением (например, ±0,05).

Чтобы лучше понять допуски, рассмотрим сценарий, в котором вы хотите изготовить вал, который будет соединен с подшипником, как показано на рис. 1.

Рис. 1. Муфта вала и подшипника

Допустим, подшипник имеет диаметр 30 мм. В таком сценарии вы согласитесь, что вал диаметром 30 мм (или больше) может быть сложно установить в подшипник. Точно так же вал диаметром 27 мм будет слишком ослаблен для подшипника.

Допуски на обработку позволяют указать допустимое отклонение размера детали для облегчения сборки. Так, например, при изготовлении вала вы можете указать размер вала 29 ± 0,05 мм. Этот размер указывает на то, что диаметр вала от 28,95 мм до 29,05 мм подходит для узла подшипника вала.

Типы допусков

Односторонняя терпимость №1

Односторонний допуск — это тип допуска, допускающий отклонение от номинального (или фактического) размера только в одном направлении (положительном или отрицательном). Пример такого допуска показан на рис. 2. На этом рисунке показан односторонний допуск с использованием вала диаметром 153,65 (+2,52/-0,00) мм.

Рис. 2. Односторонний допуск

В нем производителям указано, что диаметр готового вала должен быть не менее 153,65 мм и не более 156,17 мм ㅡ, что составляет сумму 153,65 мм и 2,52 мм.

Подробнее:Общие сведения о прецизионной обработке

Двусторонние допуски №2

В отличие от одностороннего допуска на обработку, двусторонние допуски допускают отклонение от номинального размера в положительном и отрицательном направлениях. Пример такого допуска показан на рисунке 3, где у нас есть отверстие диаметром 102,00 ±0,10 мм.

Рисунок 3. Двусторонний допуск

Обратите внимание, как этот допуск допускает одинаковое отклонение от номинального значения в обоих направлениях. Итак, предположим, что ваш производитель изготавливает отверстие диаметром от 101,90 мм до 102,10 мм. В таком случае это не повлияет на функцию вашей детали.

Вам следует выбрать двусторонние допуски, если вы хотите массово производить наружные детали, поскольку это исключает возможность дорогостоящих ошибок, которые сделают ваши готовые изделия бесполезными.

#3 Предельный допуск

Как следует из названия, предельный допуск — это тип допуска, выражающий предельные (или экстремальные) возможные значения детали. Например, на рис. 4 показан предельный допуск обработки. И это сообщает производителям, что обработанная деталь (или конечный продукт) является удовлетворительной, если размер вала находится в пределах от 99,50 мм (нижний предел) до 101,80 мм (верхний предел).

Рис. 4. Предельный допуск

Стандартные допуски на обработку №4

В настоящее время стандартные допуски являются наиболее широко используемыми допусками при обработке большинства изготавливаемых деталей. Эти допуски обычно находятся в диапазоне от ± 0,005 дюйма до ± 0,030 дюйма, и операторы обычно применяют их, когда клиенты не указывают уровни допуска.

Например, в таблице 1 показаны стандартные допуски для различных производственных процессов:

Эти значения допусков устанавливаются несколькими международными органами по стандартизации (такими как ASME и ANSI). Они идеально подходят для изготовления простых деталей (или элементов деталей), таких как трубы, резьба и штифты. Однако для более сложных элементов деталей может потребоваться указать допуски и требования, используя стандарт определения геометрических размеров и допусков (GD&T).

Понимание геометрических размеров и допусков (GD&T)

Определение геометрических размеров и допусков (GD&T) обеспечивает более высокий уровень контроля качества по сравнению с другими допусками на обработку. Например, он позволяет задавать уникальные геометрические характеристики, такие как истинное положение элемента, его плоскостность, перпендикулярность, параллельность и концентричность.

На рис. 5 показан двухмерный чертеж детали с помощью автоматизированного проектирования (САПР) с помощью GD&T. Обратите внимание, как этот допуск на чертеж и обработку предоставляет полезную информацию о том, как определенные поверхности должны быть параллельны и перпендикулярны другим поверхностям.

Рис. 5. Геометрические размеры и допуски

GD&T является одним из основных элементов проектирования и производства, и вы найдете лучших разработчиков продуктов, использующих этот подход с другими типами допусков для своих продуктов. Эта комбинация методов допусков на обработку позволяет вам точно передать замысел вашего проекта. Это также избавляет от необходимости объяснять сложные требования, особенно если вы хотите передать производство в механический цех за границей.

Рис. 6. Асинхронный двигатель в разобранном виде и в собранном виде, состоящий из нескольких деталей с различными требованиями к допускам

Производство с Gensun

Допуски на обработку важны, когда вы проектируете детали, которые хотите изготовить. Однако успех вашего производственного проекта также зависит от механического цеха, с которым вы решите работать.

Gensun Precision Machining — ведущий поставщик производственных услуг в Азии. У нас есть команда высококвалифицированных механиков, инженеров и экспертов по контролю качества, которые работают вместе, чтобы понять ваши требования к конструкции и допускам, прежде чем сделать ваш продукт правильным.

Узнайте больше о наших высококачественных услугах по обработке с ЧПУ и 3D-печати (или аддитивном производстве).