Таблицы типоразмеров валов ISO

Введение в систему допусков ISO 286

Система допусков ISO 286 представляет собой международный стандарт, который определяет требования к точности изготовления валов и отверстий в машиностроении. Этот стандарт, принятый в большинстве стран мира, обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов независимо от места их производства.

Стандарт ISO 286 состоит из двух основных частей: ISO 286-1:2010 устанавливает основные принципы системы допусков, а ISO 286-2:2010 содержит таблицы стандартных классов допусков и предельных отклонений. В России действуют соответствующие национальные стандарты ГОСТ 25346-2013 и ГОСТ 25347-2013.

Основы системы допусков и посадок

Система допусков ISO 286 основана на понятии номинального размера и предельных отклонений. Номинальный размер - это размер, относительно которого определяются отклонения. Предельные отклонения определяют допустимые границы изменения действительного размера детали.

Основными элементами системы являются:

Квалитет - степень точности, определяющая величину допуска. Обозначается IT (International Tolerance) с номером от 01 до 17.

Основное отклонение - предельное отклонение, определяющее положение поля допуска относительно номинального размера. Для валов обозначается строчными латинскими буквами (a, b, c... z).

Класс допуска - сочетание основного отклонения и квалитета, например h6, p7, k5.

Квалитеты точности и их применение

Квалитеты точности (IT01-IT17) характеризуют степень точности изготовления деталей. Чем меньше номер квалитета, тем выше точность и меньше допуск.

Квалитеты IT01, IT0, IT1 применяются для изготовления эталонов, концевых мер длины и калибров. Эти сверхточные квалитеты требуют специального оборудования и условий производства.

Квалитеты IT2-IT4 используются для прецизионных деталей измерительных приборов, координатно-расточных станков и других высокоточных механизмов. Такая точность достигается прецизионным шлифованием и доводкой.

Квалитеты IT5-IT7 наиболее распространены в машиностроении для изготовления ответственных деталей: подшипников качения, шпинделей станков, прецизионных валов и отверстий. Эти квалитеты обеспечивают высокое качество посадок.

Основные отклонения валов

Основные отклонения валов обозначаются строчными латинскими буквами от a до zc и определяют расположение поля допуска относительно номинального размера. Система построена таким образом, что отклонения от a до h предназначены для образования посадок с зазором, от j до n - для переходных посадок, от p до zc - для посадок с натягом.

Основное отклонение h является базовым для валов - верхнее предельное отклонение равно нулю. Это означает, что максимальный размер вала равен номинальному размеру. Такие валы называются основными валами и широко применяются в системе отверстия.

Отклонения a, b, c, d обеспечивают большие зазоры и применяются в соединениях, где требуется свободное перемещение деталей, например, в механизмах с большими скоростями вращения или при работе в условиях загрязнения.

Отклонения e, f, g используются для создания ходовых посадок с умеренными зазорами. Посадка H7/f7 является одной из наиболее распространенных в общем машиностроении.

Переходные отклонения js, k, m, n могут давать как небольшие зазоры, так и небольшие натяги в зависимости от фактических размеров деталей. Отклонение js обеспечивает симметричное расположение поля допуска относительно номинального размера.

Требования к шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности является важным параметром, влияющим на эксплуатационные характеристики соединений. Между точностью размера и шероховатостью поверхности существует определенная взаимосвязь: чем точнее размер, тем выше должно быть качество поверхности.

Основными параметрами шероховатости являются Ra (среднее арифметическое отклонение профиля) и Rz (высота неровностей профиля по десяти точкам). Параметр Ra является предпочтительным согласно ГОСТ Р ИСО 4287-2014 и нормируется в микрометрах (мкм).

Для валов квалитетов IT5-IT7 рекомендуется шероховатость Ra 0,8-1,6 мкм, что достигается чистовым точением или шлифованием. Для квалитетов IT8-IT9 допустима шероховатость Ra 3,2-6,3 мкм (получистовая обработка).

Практические примеры применения

Выбор класса допуска зависит от функционального назначения соединения. Рассмотрим наиболее типичные случаи применения различных классов допусков валов в машиностроении.

Посадка H7/h6 является универсальной скользящей посадкой. Она обеспечивает гарантированный зазор 10-40 мкм для размеров 18-30 мм и применяется в подшипниках скольжения, направляющих втулках, поршневых соединениях. Эта посадка позволяет легкую сборку и обеспечивает подвижность соединения.

Посадка H7/k6 относится к переходным посадкам и может давать как небольшие зазоры, так и небольшие натяги. Она применяется для соединения зубчатых колес с валами, установки штифтов, фиксации деталей, где требуется точная центровка без возможности проворачивания.

Посадка H7/p6 обеспечивает легкий прессовый натяг 15-35 мкм и используется для установки втулок, венцов зубчатых колес, муфт на валы. Сборка производится под прессом, разборка возможна без повреждения деталей.

Методы расчета и контроля

Расчет предельных отклонений производится по формулам, установленным в ISO 286-1. Основные отклонения определяются по таблицам, а допуски рассчитываются по формулам, учитывающим номинальный размер детали.

Контроль размеров валов осуществляется различными методами в зависимости от требуемой точности. Для квалитетов IT5-IT7 применяются микрометры, для IT8-IT9 - штангенциркули, для более грубых квалитетов - измерительные линейки.

При контроле важно учитывать температурные условия измерений. Стандартная температура составляет 20°C. При других температурах необходимо вводить поправки на температурное расширение материала.

Для серийного производства широко применяются калибры - проходные и непроходные. Проходной калибр должен проходить по детали, непроходной - не проходить. Это обеспечивает быстрый контроль годности деталей без определения фактического размера.

Часто задаваемые вопросы