Waarom bestaan er concepten van tolerantie en fitheid?
Alle vervaardigde producten, hoe nauwkeurig de apparatuur ook is en hoe hard we ook proberen, de maat en vorm kunnen niet volledig voldoen aan de theoretische numerieke vereisten. Dit is de kloof tussen ideaal en werkelijkheid!
Dus hoe kunt u voldoen aan de uitwisselbaarheidsvereisten van onderdelen? Dat wil zeggen dat elk onderdeel of component uit een batch met dezelfde specificatie aan de gespecificeerde prestatie-eisen kan voldoen zonder enige selectie of aanvullende aanpassingen. Dit vereist dat de afmetingen van de productieonderdelen binnen het toegestane tolerantiebereik liggen.
01
Termen die verband houden met tolerantie
Tijdens de bewerking van onderdelen is het vanwege de invloed van de nauwkeurigheid van werktuigmachines, gereedschapslijtage, meetfouten etc. onmogelijk om de afmetingen van de onderdelen absoluut nauwkeurig te verwerken. Om uitwisselbaarheid te garanderen, moet de bewerkingsfout van de onderdeelafmetingen beperkt worden tot een bepaald bereik en moet de hoeveelheid maatvariatie worden gespecificeerd.
afbeelding
1) Basismaat
De afmetingen worden tijdens het ontwerp bepaald op basis van de sterkte en structurele vereisten van het onderdeel.
2) Ware grootte
Afmetingen verkregen door meting.
3) Extreem formaat
Twee limieten voor toegestane groottevariatie. Het wordt bepaald op basis van de basisgrootte. De grootste van de twee grenswaarden wordt de maximale grensgrootte genoemd; de kleinere wordt de minimale limietgrootte genoemd.
4) Maatafwijking (ook wel afwijking genoemd)
Het algebraïsche verschil dat wordt verkregen door een bepaalde grootte af te trekken van de basisgrootte. Maatafwijkingen zijn onder meer:
Bovenste afwijking=maximale limietgrootte - basisgrootte
Lagere afwijking=minimale limietgrootte - basisgrootte
De bovenste en onderste afwijkingen worden gezamenlijk grensafwijkingen genoemd, en de bovenste en onderste afwijkingen kunnen positief, negatief of nul zijn.
Nationale normen bepalen dat de bovenste afwijkingscode van het gat ES is, en de onderste afwijkingscode van het gat EI; de bovenste afwijkingscode van de as is es, en de onderste afwijkingscode van de as is ei.
afbeelding
▲Tolerantiezonediagram
5) Dimensionale tolerantie (ook wel tolerantie genoemd)
Variatie in afmetingen toegestaan.
Dimensionale tolerantie=maximale limietgrootte - minimale limietgrootte
=bovenste afwijking-onderste afwijking
Omdat de maximale grensgrootte altijd groter is dan de minimale grensgrootte, dat wil zeggen dat de bovenste afwijking altijd groter is dan de onderste afwijking, moet de maattolerantie positief zijn.
6) Nullijn-, PR-zone- en tolerantiezonediagram
De nullijn is een referentielijn die wordt gebruikt om de afwijking in het tolerantiezonediagram te bepalen, dat wil zeggen de nulafwijkingslijn. Meestal vertegenwoordigt de nullijn de basisgrootte. Markeer "0", "+" en "-" aan de linkerkant van de nullijn. De afwijking boven de nullijn is positief; de afwijking onder de nullijn is negatief. De tolerantiezone is een gebied dat wordt begrensd door twee rechte lijnen die de bovenste en onderste afwijkingen voorstellen. De breedte en positie van de tolerantiezone zijn de twee elementen die de tolerantiezone vormen.
7) Standaardtolerantie en standaardtolerantieklasse
Standaardtolerantie is elke tolerantie die in nationale normen wordt vermeld om de grootte van de tolerantiezone te bepalen. Standaardtolerantieniveaus zijn niveaus die de nauwkeurigheid van afmetingen bepalen. Standaardtoleranties zijn onderverdeeld in 20 niveaus, namelijk IT01, IT0, IT1~IT18, die standaardtoleranties vertegenwoordigen. Arabische cijfers vertegenwoordigen standaardtolerantieniveaus. Onder hen is het IT01-niveau het hoogste, de niveaus nemen in volgorde af en het IT18-niveau is het laagste. Voor een bepaalde basismaat geldt: hoe hoger het standaardtolerantieniveau, hoe kleiner de standaardtolerantiewaarde en hoe hoger de nauwkeurigheid van de maat.
8) Basisafwijking
Wordt gebruikt om de bovenste of onderste afwijking van de tolerantiezone ten opzichte van de nullijnpositie te bepalen. Verwijst doorgaans naar de afwijking dicht bij de nullijn. Wanneer de tolerantiezone boven de nullijn ligt, is de basisafwijking de onderste afwijking. Wanneer de tolerantiezone onder de nullijn ligt, is de basisafwijking de bovenste afwijking.
Afhankelijk van de werkelijke behoeften bepaalt de nationale norm 28 verschillende basisafwijkingen voor gaten en assen, zoals weergegeven in de onderstaande figuur. De basisafwijkingswaarden van gaten en assen vindt u in de betreffende tabellen.
afbeelding
▲ Basisafwijkingsreeks
Zoals uit de bovenstaande figuur blijkt:
1) De basisafwijkingscode wordt weergegeven door Latijnse letters, de hoofdletters vertegenwoordigen de basisafwijkingscode en de kleine letters vertegenwoordigen de basisafwijkingscode van de as. Omdat de basisafwijking in de figuur alleen de grootte van de tolerantiezone weergeeft, is één uiteinde van de tolerantiezone als opening getekend.
2) Deze afwijking is van A tot H als de onderste afwijking, J tot ZC als de bovenste afwijking, en de bovenste en onderste afwijkingen van JS zijn respectievelijk +IT/2 en -IT/2.
3) De basisafwijking van de as van a tot h is de bovenste afwijking, j tot zc is de onderste afwijking, en de bovenste en onderste afwijkingen van js zijn respectievelijk +IT/2T en -IT/2. Uit de basisafwijking en standaardtolerantie kan een andere afwijking van het gat en de as worden berekend.
02
Terminologie met betrekking tot coördinatie
Bij machinale assemblage wordt de relatie tussen de tolerantiezones van gaten en assen die dezelfde basisgrootte hebben en met elkaar gecombineerd worden een passing genoemd. Omdat de werkelijke afmetingen van het gat en de as verschillend zijn, kunnen er na montage "gaten" of "interferenties" ontstaan. Bij de passing tussen het gat en de schacht is het algebraïsche verschil dat wordt verkregen door de grootte van de schacht af te trekken van de grootte van het gat een opening als het een positieve waarde is, en interferentie als het een negatieve waarde is.
(1) Soorten coördinatie
Passingen zijn onderverdeeld in drie categorieën, afhankelijk van het verschil in gaten of interferentie:
afbeelding
1) Vrije pasvorm
De tolerantiezone van het gat ligt boven de PR-zone van de as. Elk paar gaten dat bij de as past, past met een opening (inclusief een minimale opening van nul), zoals weergegeven in afbeelding A hierboven.
2) Interferentiepassing
De tolerantiezone van het gat ligt onder de tolerantiezone van de as. Elk paar gaten dat op de as past, past met interferentie (inclusief een minimale speling van nul), zoals weergegeven in afbeelding b hierboven.
3) Overmatige medewerking
De tolerantiezones van de gaten overlappen met de tolerantiezones van de as. Als een paar gaten overeenkomt met de as, kan er sprake zijn van een opening of een nauwe passing, zoals weergegeven in afbeelding c hierboven.
(2) Gecoördineerd benchmarksysteem
Nationale normen schrijven twee benchmarksystemen voor, zoals weergegeven in onderstaande figuur.
afbeelding
▲Twee benchmarksystemen
1) Basis gatensysteem
De tolerantiezone van het gat met een bepaalde basisafwijking en de tolerantiezone van de as met de basisafwijking vormen een matchingsysteem, zoals weergegeven in figuur a. Dat wil zeggen, bij een passing met dezelfde basisafmetingen ligt de positie van de tolerantiezone van het gat vast, en worden verschillende passingen verkregen door de positie van de tolerantiezone van de as te veranderen. Het gat dat uit het basisgat wordt gemaakt, wordt het referentiegat genoemd. De nationale norm bepaalt dat de lagere afwijking van het referentiegat nul is, en "H" is de basisafwijkingscode van het referentiegat.
2) Basisschachtsysteem
De tolerantiezone van de as met een bepaalde basisafwijking en de tolerantiezone van het gat met verschillende basisafwijkingen vormen een systeem van verschillende passingen, zoals weergegeven in figuur b. Dat wil zeggen dat bij een passing met dezelfde basisafmetingen de positie van de tolerantiezone van de as vaststaat, en dat er verschillende passingen worden verkregen door de positie van de tolerantiezone van het gat te veranderen. Het gat dat in de basisas wordt geboord, wordt de basisbus genoemd. De nationale norm bepaalt dat de bovenste afwijking van de basisas nul is, en "h" is de basisafwijkingscode van de basisas.
Dit is te zien aan de basisafwijkingsreeksgrafiek:
In het basisgatensysteem komt het referentiegat H overeen met de as, a~h (in totaal 11 typen) wordt gebruikt voor spelingpassing; j~n (in totaal 5 typen) worden voornamelijk gebruikt voor overfitting; (n, p, r kan overmatig passend zijn) of interferentiepassing); p~zc (12 typen in totaal) worden voornamelijk gebruikt voor interferentiepassing.
Bij het basisassysteem komt de referentie-as h overeen met het gat. A~H (11 typen in totaal) worden gebruikt voor spelingpassing; J~N (in totaal 5 typen) wordt voornamelijk gebruikt voor overfitting; (N, P en R kunnen overpassing of interferentiepassing zijn); P~ZC (in totaal 12 typen) wordt voornamelijk gebruikt voor perspassing.
03
Vormtolerantie
Vormtolerantie verwijst naar de totale toegestane hoeveelheid variatie in de vorm van een enkel feitelijk kenmerk. Vormtolerantie wordt uitgedrukt in vormtolerantiezones. De vormtolerantiezone omvat vier elementen: vorm, richting, positie en grootte van de tolerantiezone. De vormtolerantie-items omvatten 6 items: rechtheid, vlakheid, rondheid, cilindriciteit, lijnprofiel, oppervlakteprofiel, enz.
1) Rechtheid
Rechtheid verwijst naar de voorwaarde dat de werkelijke vorm van de rechte lijnelementen op het onderdeel een ideale rechte lijn behoudt. Dit is wat gewoonlijk rechtheid wordt genoemd. Rechtheidstolerantie is de maximaal toegestane afwijking van een werkelijke lijn ten opzichte van een ideale rechte lijn. Dat wil zeggen dat wat op de tekening staat wordt gebruikt om het toegestane variatiebereik van de feitelijke lijnverwerkingsfout te beperken.
afbeelding
▲Patroonvoorbeeld 1: In een bepaald vlak moet de tolerantiezone zich bevinden in het gebied tussen twee evenwijdige rechte lijnen met een afstand van 0.1 mm.
afbeelding
▲Patroonvoorbeeld 2: Voeg het merkteken φ toe vóór de tolerantiewaarde en de tolerantiezone moet zich binnen het gebied van het cilindrische oppervlak bevinden met een diameter van 0.08 mm.
2) Vlakheid
Vlakheid verwijst naar de werkelijke vorm van de vlakke elementen van het onderdeel en de toestand van het handhaven van een ideaal vlak. Dit is wat gewoonlijk vlakheid wordt genoemd. Vlakheidstolerantie is de maximaal toegestane variatie van een feitelijk oppervlak ten opzichte van een vlak oppervlak. Dat wil zeggen dat op de tekening is aangegeven om het toegestane variatiebereik van de werkelijke oppervlakteverwerkingsfout te beperken.
afbeelding
▲ Patroonvoorbeeld: de tolerantiezone is het gebied tussen twee evenwijdige vlakken met een onderlinge afstand van 0,08 mm.
3) Rondheid
Rondheid verwijst naar de werkelijke vorm van de elementen van een cirkel op een onderdeel, op gelijke afstand van het midden. Dat wordt gewoonlijk de mate van rondheid genoemd. De rondheidstolerantie is de maximaal toegestane variatie van de werkelijke cirkel ten opzichte van de ideale cirkel op dezelfde doorsnede. Dat wil zeggen dat op de tekening is aangegeven om het toegestane variatiebereik van de feitelijke cirkelverwerkingsfout te beperken.
afbeelding
▲ Patroonvoorbeeld: de tolerantiezone moet zich op hetzelfde normale gedeelte bevinden en het straalverschil is het gebied tussen twee concentrische cirkels met een tolerantiewaarde van 0.03 mm.
4) Cilindriciteit
Cilindriciteit betekent dat alle punten op de cilindrische oppervlaktecontour van het onderdeel op gelijke afstand van de as liggen. Cilindrische tolerantie is de maximaal toegestane variatie van een feitelijk cilindrisch oppervlak naar een ideaal cilindrisch oppervlak. Dat wil zeggen, wat op de tekening staat, wordt gebruikt om het toegestane variatiebereik van de feitelijke bewerkingsfout van het cilindrische oppervlak te beperken.
afbeelding
▲ Patroonvoorbeeld: de tolerantiezone is het gebied tussen twee coaxiale cilindrische oppervlakken met een straalverschil van 0.1 mm.
5) Lijnprofiel
Lijnprofiel verwijst naar de voorwaarde dat elke curve van welke vorm dan ook zijn ideale vorm behoudt op een bepaald vlak van het onderdeel. Lijnprofieltolerantie verwijst naar de toegestane variatie van de werkelijke contour van een niet-cirkelvormige curve. Dat wil zeggen, wat op de tekening staat, wordt gebruikt om het toegestane variatiebereik van de werkelijke curveverwerkingsfout te beperken.
afbeelding
▲Patroonvoorbeeld: de tolerantiezone is het gebied tussen twee omhullende lijnen die een reeks cirkels omsluiten met een diameter van 0.04 mm. De middelpunten van de cirkels liggen op lijnen met theoretisch correcte geometrische vormen.
6) Oppervlaktecontour
Oppervlaktecontour verwijst naar de toestand waarin een willekeurig gevormd oppervlak van een onderdeel zijn ideale vorm behoudt. Oppervlaktecontourtolerantie verwijst naar de feitelijke contourlijn van een niet-cirkelvormig oppervlak en de toegestane variatie ten opzichte van het ideale contouroppervlak. Dat wil zeggen dat wat op de tekening staat wordt gebruikt om het variatiebereik van de werkelijke oppervlakteverwerkingsfout te beperken.
afbeelding
▲Patroonvoorbeeld: de tolerantiezone ligt tussen twee omhullende lijnen die een reeks kogels omhullen met een diameter van 0.02 mm. De middelpunten van de ballen moeten zich theoretisch op het oppervlak van de theoretisch correcte geometrische vorm bevinden.
04
Positie tolerantie
Positietolerantie verwijst naar de totale toegestane hoeveelheid variatie vanaf het referentiepunt in de positie van het bijbehorende feitelijke kenmerk.
(1) Oriëntatietolerantie
Oriëntatietolerantie verwijst naar de totale hoeveelheid toegestane verandering in de richting van het referentiepunt door de bijbehorende feitelijke elementen. Dit type tolerantie omvat drie items: parallelliteit, loodrechtheid en helling.
1) Parallellisme
Parallellisme, algemeen bekend als de mate van parallellisme, geeft aan dat de werkelijke elementen die op het onderdeel worden gemeten op gelijke afstand van het referentiepunt blijven. De parallelliteitstolerantie is de maximaal toegestane variatie tussen de werkelijke richting van het gemeten element en de ideale richting evenwijdig aan het referentiepunt.
afbeelding
▲Voorbeeld van tekening: Als het merkteken φ vóór de tolerantiewaarde wordt toegevoegd, ligt de tolerantiezone binnen het cilindrische oppervlak met een parallelle referentiediameter van φ0.03 mm.
2) Verticaliteit
Loodrechtheid, algemeen bekend als de mate van orthogonaliteit tussen twee elementen, geeft aan dat het gemeten element op het onderdeel een correcte hoek van 90 graden behoudt ten opzichte van het referentie-element. De verticale tolerantie is de maximale toegestane hoeveelheid variatie tussen de werkelijke richting van het te meten kenmerk en de ideale richting die loodrecht op het referentiepunt staat.
afbeelding
▲Illustratie: Als de markering φ vóór de tolerantiezone wordt toegevoegd, staat de tolerantiezone loodrecht op het cilindrische oppervlak met een referentiediameter van 0,1 mm.
afbeelding
▲Legenda: De tolerantiezone moet zich bevinden tussen twee parallelle vlakken die 0,08 mm uit elkaar liggen en loodrecht op de referentielijn staan.
3) Helling
Helling verwijst naar de juiste toestand van het handhaven van een gegeven hoek tussen de relatieve richtingen van twee elementen op een onderdeel. Hellingstolerantie is de maximale toegestane hoeveelheid variatie tussen de daadwerkelijke oriëntatie van het te meten element en de ideale oriëntatie ervan onder elke gegeven hoek ten opzichte van het referentiepunt.
afbeelding
▲Illustratie: De tolerantiezone van de gemeten as is het gebied tussen twee parallelle vlakken met een tolerantiewaarde van 0.08 mm en een theoretische hoek van 60 graden met het referentievlak A.
afbeelding
▲Illustratie: Voeg het merkteken φ toe vóór de tolerantiewaarde, dan moet de tolerantiezone zich bevinden binnen een cilindrisch oppervlak met een diameter van 0.1mm. De tolerantiezone moet evenwijdig zijn aan vlak B, loodrecht op nulpunt A en onder een theoretisch correcte hoek van 60 graden ten opzichte van nulpunt A.
(2) Positioneringstolerantie
Positioneringstolerantie is de totale toegestane hoeveelheid variatie in de positie van het bijbehorende feitelijke kenmerk ten opzichte van het referentiepunt. Dit type tolerantie omvat drie items: positie, coaxialiteit en symmetrie.
1) Locatie
Positie verwijst naar de nauwkeurige status van punten, lijnen, oppervlakken en andere elementen op het onderdeel ten opzichte van hun ideale posities. Positietolerantie is de maximaal toegestane variatie in de werkelijke positie van het gemeten element ten opzichte van zijn ideale positie.
afbeelding
▲Illustratie: wanneer de markering Sφ vóór de tolerantiezone wordt toegevoegd, is de tolerantiezone het gebied binnen de bal met een diameter van 0,3 mm. De positie van het middelpunt van de kogeltolerantiezone is de theoretisch correcte maat ten opzichte van de referentiepunten A, B en C.
2) Coaxialiteit
Coaxialiteit, algemeen bekend als coaxialiteit, geeft aan dat de gemeten as op het onderdeel op dezelfde rechte lijn blijft ten opzichte van de referentieas. Coaxialiteitstolerantie is de toegestane variatie van de daadwerkelijke as die wordt gemeten ten opzichte van de referentieas.
afbeelding
▲Legende van coaxialiteitstolerantie: wanneer de tolerantiewaarde is gemarkeerd, is de tolerantiezone het gebied tussen cilinders met een diameter van 0.08 mm. De as van de cirkelvormige tolerantiezone valt samen met het referentiepunt.
3) Symmetrie
Symmetrie verwijst naar de toestand waarin de twee symmetrische middenelementen van het onderdeel in hetzelfde centrale vlak blijven. De symmetrietolerantie is de toegestane variatie van het symmetriemiddenvlak (of middenlijn, as) van het feitelijke kenmerk ten opzichte van het ideale symmetrievlak.
afbeelding
▲ Legenda: De tolerantiezone is het gebied tussen twee evenwijdige vlakken of rechte lijnen met een afstand van 0.08 mm en een symmetrische opstelling ten opzichte van het referentiemiddenvlak of de middenlijn.
(3) Slingertolerantie
Slingertolerantie is een tolerantie-item dat wordt gegeven op basis van een specifieke detectiemethode. De slingertolerantie kan worden onderverdeeld in cirkelvormige slingering en totale slingering.
1) Cirkelsprong
Cirkelvormige slingering betekent dat het omwentelingsoppervlak van het onderdeel een vaste positie behoudt ten opzichte van de referentie-as binnen een beperkt meetvlak. De cirkelslingertolerantie is de maximale variatie die binnen een beperkt meetbereik is toegestaan wanneer het feitelijke element dat wordt gemeten een volledige omwenteling rond de referentieas draait zonder axiale beweging.
afbeelding
▲ Legenda 1: De tolerantiezone is het gebied tussen twee concentrische cirkels die loodrecht op een meetvlak staan, een straalverschil hebben van 0.1 mm, en het middelpunt van de cirkel op dezelfde referentieas hebben.
afbeelding
▲ Legenda 2: De tolerantiezone is het gebied tussen twee cirkels met een afstand van 0.1 mm op het meetcilinderoppervlak op elke straalpositie coaxiaal met het referentiepunt.
2) Volle slag
De totale slingering heeft betrekking op de slingering over het gehele gemeten oppervlak wanneer het onderdeel continu rond de referentieas draait. De totale slingeringstolerantie is de maximaal toegestane hoeveelheid slingering wanneer het feitelijke element dat wordt gemeten continu rond de referentie-as roteert terwijl de indicator beweegt ten opzichte van zijn ideale contour.
afbeelding
▲Afbeelding 1: De tolerantiezone is het gebied tussen twee cilindrische oppervlakken met een straalverschil van 0.1 mm en coaxiaal met het referentiepunt.
afbeelding
▲ Legenda 2: De tolerantiezone is het gebied tussen twee parallelle vlakken met een straalverschil van 0.1 mm en loodrecht op het referentiepunt.
Nou, het is de onderstaande tabel, verzamel hem nu ~
