7. Допуск и предельные отклонения размера. Исполнительный размер
Погрешность процесса – мера точности или в некотором роде мера качества. Увеличение допустимой погрешности приводит к ухудшению свойств воздействий (точность механизмов, КПД, веса и др.), но снижает себестоимость. Поэтому выбор допустимого уровня погрешностей зависит от состояния цена-качество и назначения продукции.
Допуск – допускаемая погрешность, норма точности, которая устанавливается чертежом или другой нормативно-технической документацией.
Установление допусков (норм точности) называют НОРМИРОВАНИЕМ ТОЧНОСТИ. Допуск определяет допустимый диапазон рассеяния, колебания значений задаваемого параметра. Допуск всегда является величиной положительной (равным нулю быть не может).
Допуск
обозначается буквой 
(первая буква от французского слова
Tolerance,
что означает допустимый, терпимый).
Допуск размера выражают разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами:
,
где
– допуск размера 
.
Например,
если заданы
,
,
то 
(если величина всегда положительная,
то знак «плюс» не указывают).
Числовое значение допуска записывают с необходимым количеством цифр после запятой, в том числе с нулями в конце, в зависимости от необходимого порядка точности, например: 0,1 мм, 0,10 мм, 0,100 мм.
Чем меньше допуск размера, тем выше норма точности размера, выше эксплуатационные свойства изделия, но труднее и дороже получение такого размера (нужны более точные и дорогие технологическое оборудование, инструменты, трудоемкость получения размера возрастает, необходима более высокая квалификация рабочего, увеличивается возможное количество брака). Например, в зависимости от метода обработки детали с уменьшением допуска размера с 0,1 до 0,05 мм (т.е. в 2 раза) относительная стоимость получения размера может возрасти в 2,8 раза. Поэтому перед конструктором или технологом всегда стоит задача нахождения оптимального решения - разрешения противоречия межу эксплуатационными и конструктивными требованиями с одной стороны и возможностями и экономикой производства с другой. Таким образом, правильно установленным допуском следует считать такой возможно больший допуск, при котором полностью удовлетворяются конструктивные эксплуатационные требования к изделию.
Конструкторский
допуск (
)
– заданная точность элемента, детали,
изделия - устанавливают исходя из условия
обеспечения нужного качества продукции
и, прежде всего, эксплуатационных
требований при длительной эксплуатации
изделия, но с учетом технологических,
метрологических и экономических
возможностей (ориентируясь на передовую
технологию). При установлении
конструкторского допуска необходимо
создавать запас точности на определенную
длительность эксплуатации, так как со
временем детали изнашиваются и точность
снижается. Поэтому
,
где
- конструктивная часть допуска, расчетная,
необходимая для нормальной работы
конструкции;
-
допускаемая погрешность измерения
размера;
-запас точности на длительную эксплуатацию.
Необходимо помнить, что допуски элементов деталей станков, приспособлений, инструментов, от которых зависит точность изготовленных с их помощью деталей изделий, должны быть значительно более жесткими, чем допуски деталей изделий.
Технологический допуск - точность, обеспечиваемая технологическим оборудованием – устанавливают на основе конструкторского допуска с учетом технологических требований, метрологических и экономических возможностей.
Технологический
допуск рекомендуется устанавливать с
некоторым технологическим запасом
точности по сравнению с конструкторским
допуском (т.е. технологический допуск
должен быть более жестким, чем
конструкторский). Обычно рекомендуется
,
т.е.
должен быть не менее чем на 20% меньше
конструкторского.
Как конструкторский, так и технологический допуски линейных размеров должны учитывать допускаемые погрешности измерений, которые составляют 20-40% от допуска линейного размера (т.е. 20-40% допуска идет на компенсацию погрешностей измерения).
Станки, приспособления и обрабатывающие инструменты должны соответствовать технологическому допуску изделия, т.е. рассеяние действительных размеров данным технологическим комплексом не должно превышать технологического допуска изделия.
Таким образом,
В чертежах и других нормативно-технических документах непосредственно допуски размеров, как правило, не указывают. Чаще всего допуски размеров выражают через предельно допустимые отклонения от номинального размера:
ES(es)-верхнее предельное отклонение размера отверстия вала);
EI(ei)-нижнее предельное отклонение размера отверстия (вала).
Предельные отклонения размера определяются по формулам:
,
.
Например, если
,
,
,
то
,
.
Числовые значения предельных отклонений записываются с необходимым количеством цифр после запятой, в том числе к нулями в конце, в зависимости от необходимого порядка точности (так же, как и допуски).
Верхнее и нижнее предельные отклонения могут быть оба положительными, оба отрицательными, верхнее может быть положительным, а нижнее отрицательным, одно из них может быть равным нулю (оба равным нулю быть не могут!).
Например,
,
;
,
;
, ;
,
;
,
.
Знаки отклонений, даже если они положительные, обязательно указывают, так как предельные отклонения представляют собой величины направленные (а не просто положительные числа).
Так как на чертежах допуски, как правило, выражают через предельные отклонения, то допуск размера можно выразить так:
Например,
,
,
тогда
Эта формула более удобна для практического применения.