Допуски при обработке на станках с ЧПУ — это не просто вопрос принципа “чем меньше, тем лучше”. Действительно важные стандарты допусков позволяют отделам проектирования, обработки, контроля качества и закупок общаться на одном языке: какие размеры являются лишь общими требованиями к обработке, какие посадки отверстий и валов необходимо контролировать, какие ошибки формы и положения повлияют на сборку, и какая шероховатость поверхности повлияет на герметичность, скольжение или усталостную прочность.
Данный сборник соответствует общепринятым международным стандартам, китайским национальным стандартам, японскому стандарту JIS, немецкому стандарту DIN, американскому стандарту ASME/ANSI и британскому стандарту BS. Он подходит для составления смет на детали, изготовленные на станках с ЧПУ, проверки чертежей, преобразования чертежей для зарубежных заказчиков и обмена информацией о качестве с поставщиками. Значения, указанные в этом документе, приведены для справки при выборе; официальное утверждение по-прежнему должно основываться на чертежах заказчика, вариантах контракта и оригинальном тексте стандарта.
I. Что в основном охватывают стандарты допусков ЧПУ?
Допуски в чертежах для механической обработки обычно делятся на пять категорий:
- Допуски на размеры:Допустимые отклонения для таких размеров, как длина, ширина, высота, ширина канавки, ступенька, диаметр отверстия и диаметр вала.
- Общие допуски:Если допуски не указаны отдельно на чертежах, следует придерживаться стандартных правил, единообразно применяемых в основном блоке чертежа, например, ISO 2768-m.
- Допуски при посадке:Зазорные посадки, переходные посадки или посадки с натягом между отверстиями и валами, штифтами и отверстиями, корпусами подшипников и наружными кольцами подшипников, например, H7/H6.
- Геометрические допуски:Плоскостность, перпендикулярность, соосность, положение, профиль, круговое биение и т. д. обычно обозначаются как GD&T или ISO GPS.
- Текстура и шероховатость поверхности:Ra, Rz, направление текстуры обработки, удаление заусенцев, снятие фаски, обработка острых кромок и т. д.
II. Система допусков ISO: наиболее распространенный базовый язык в мировой торговле.
ISO 2768 ISO 2768-1 — наиболее распространенный общий стандарт допусков для стандартных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ. Он используется для линейных и угловых размеров, которые не заданы отдельно. К распространенным классам относятся f, m, c и v, которые обычно можно понимать как точность, средний, грубый и очень грубый допуск соответственно. На многих чертежах будет указано “ISO 2768-m” или “ISO 2768-mK”. Здесь m обозначает линейные и угловые размеры, а K обычно соответствует классам геометрических допусков в более старой версии ISO 2768-2.
ISO 286 Это основной стандарт для посадок отверстий и валов, а также для классов допусков IT. В нем используются буквы для обозначения положения зоны допуска и цифры для обозначения класса допуска, например, H7, g6 и h6. Распространенные комбинации включают H7/h6 для посадки с малым зазором, H7/g6 для посадки со скользящим зазором, H7/k6 для переходной посадки и H7/p6 для посадки с натягом. При изготовлении корпусов подшипников, установочных штифтов, направляющих валов, втулок и муфт общие допуски не следует указывать отдельно; необходимо четко указывать обозначение посадки или верхние и нижние предельные размеры.
ISO 1101 Это основной стандарт геометрических допусков ISO, охватывающий символический язык и правила интерпретации допусков по форме, ориентации, положению и биению. Для многоотверстных пластинчатых деталей, корпусов насосных клапанов, приспособлений, прецизионных корпусов и многокомпонентных узлов простое использование положительных и отрицательных допусков по размерам может легко привести к неоднозначности. Положение, плоскостность, перпендикулярность и профиль часто лучше отражают функциональные требования.
ISO 8015 Это основополагающий стандарт ISO GPS, используемый для унификации базовых концепций и принципов интерпретации геометрических спецификаций продукции. Он напоминает проектировщикам, что требования к размерам, формам, ориентации и положению должны быть четко определены, и что нельзя предполагать, что один допуск на размер автоматически устранит все геометрические ошибки.
ISO 22081 Это более новый общий стандарт геометрических спецификаций, используемый для определения и интерпретации общих геометрических и размерных спецификаций. Важно отметить, что ISO 22081 заменил ISO 2768-2; для новых проектов, европейских клиентов или чертежей, которые строго соответствуют новой версии ISO GPS, необходимо уточнить у клиента, принимает ли он ISO 22081, а не продолжать использовать более старый ISO 2768-2.
ISO 14405 Обратите внимание на определение и интерпретацию линейных размеров. Для “размерных элементов”, таких как диаметр отверстия, диаметр вала, ширина паза и расстояние между двумя параллельными поверхностями, это может помочь в проектировании и контроле уточнить, является ли измерение двухточечным размером, размером в пределах заданной области, минимальным заданным размером или размером в статистическом смысле.
III. Китайская система допусков GB/T: наиболее часто используемые соответствия в отечественной обработке на станках с ЧПУ.
В китайских чертежах для механической обработки используются общие стандарты, в том числе: GB/T 1804、GB/T 1184、GB/T 1800/1801、GB/T 1182、GB/T 4249 Стандарт GB/T 1804 в основном используется для неуказанных линейных и угловых допусков размеров, и его инженерный подход аналогичен подходу ISO 2768-1; стандарт GB/T 1184 используется для неуказанных геометрических допусков, и его инженерный подход соответствует более старой версии ISO 2768-2; серии GB/T 1800 и GB/T 1801 используются для пределов и посадок.
В коммуникациях внутри страны в цепочке поставок обычно используются заголовки типа “Неуказанные допуски соответствуют GB/T 1804-m”, “Неуказанные геометрические допуски соответствуют GB/T 1184-K” и “Неуказанная фаска C0.5, снятие заусенцев с острых кромок”. При экспорте деталей европейским или американским заказчикам рекомендуется сохранять исходные стандарты заказчика и избегать произвольного изменения чертежей ASME или ISO в соответствии со стандартами GB/T до начала обработки.
IV. Общие стандарты: JIS, DIN, ASME/ANSI, BS.
JIS B 0405 Это распространенный общий стандарт допусков в японских чертежах, используемый для линейных и угловых размеров, которые не обозначены отдельно, и его система близка к ISO 2768-1.JIS B 0401 Допустимые пределы и посадки, используемые в системах ISO, обычно встречаются в подшипниках, валах, пресс-формах и деталях прецизионного оборудования.
DIN ISO 2768 Это очень распространенная практика в немецких и европейских чертежах, и во многих старых чертежах до сих пор используются стандарты DIN 7168 или DIN ISO 2768-mK. Для предприятий, занимающихся обработкой на станках с ЧПУ, при использовании стандарта DIN ISO 2768-mK важно понимать как общие допуски по размерам, так и общие геометрические допуски, а не просто указывать цены, основываясь на линейных размерах.
ASME Y14.5 Это основной стандарт американских инженерных чертежей и геометрических допусков и посадок (GD&T), охватывающий правила для символов, базовых точек, форм, ориентаций, местоположений, профилей и биений. Система ASME во многом похожа на ISO GPS, но принципы по умолчанию, модификаторы и методы интерпретации не совсем совпадают, особенно в интерпретации максимальных физических условий, принципов включения, градусов положения и градусов профиля, которые должны применяться в соответствии со стандартами, указанными на чертежах.
ASME B4.1 Этот стандарт используется для выбора предельных значений и посадок для цилиндрических деталей в имперской или американской системе мер, подходящей для сценариев цилиндрической посадки, таких как валы, отверстия, втулки и штифты. И он, и ISO 286 служат для целей “посадки отверстие-вал”, но единицы измерения, системы классов и таблицы не могут быть просто заменены один к одному.
BS 8888 Это основополагающий стандарт для британской технической документации на продукцию и инженерных чертежей, объединяющий множество технических спецификаций ISO в единую британскую систему стандартов. При работе с чертежами от британских заказчиков стандарт BS 8888 часто не предоставляет единой таблицы допусков размеров, а лишь указывает, какие правила ISO/GPS следует соблюдать для интерпретации всего чертежа.
V. Сравнительная таблица основных стандартов допусков
| система стандартов | Общие стандарты | Основные области применения | Фокус на обработке на станках с ЧПУ | Типичный формат чертежа |
|---|---|---|---|---|
| Международный стандарт ISO | ISO 2768-1 | Допуски на линейные и угловые размеры не указаны. | Подходит для стандартных размеров, обрабатываемых механическим способом, но для критически важных размеров сопряжения полагаться исключительно на него нельзя. | ISO 2768-м |
| Международный стандарт ISO | ISO 286 | Пределы отверстий и валов, а также посадки | Для использования в системах H7/h6, H7/g6 и т. д. необходимо свериться с таблицами или выполнить обработку в соответствии с ограничениями заказчика. | Ø20 H7 / Ø20 h6 |
| Международный стандарт ISO | ISO 1101 | Обозначения геометрических допусков и пояснения к ним | Контроль функциональных ошибок, таких как положение, плоскостность, перпендикулярность и профиль. | Положение в градусах ⌀0,05 ABC |
| Международный стандарт ISO | ISO 22081 | Общие геометрические характеристики и общие габаритные характеристики | Необходимо подтвердить новые чертежи, чтобы определить, заменят ли они старый стандарт ISO 2768-2. | Общий стандарт GPS ISO 22081 |
| Китай GB/T | GB/T 1804 | Допуски на линейные и угловые размеры не указаны. | В отечественной металлообрабатывающей промышленности широко используются марки стали, такие как m, c и v. | Неуказанные допуски GB/T 1804-м |
| Китай GB/T | GB/T 1184 | Геометрические допуски не указаны. | Общие параметры контроля плоскостности, перпендикулярности, симметрии и т. д. | Немаркированные геометрические фигуры GB/T 1184-K |
| Япония JIS | JIS B 0405 | Общие допуски на размеры | Чертежи, используемые японскими заказчиками, являются распространенными, а концепция проектирования схожа с ISO 2768-1. | JIS B 0405-m |
| Немецкий DIN | DIN ISO 2768 | Общие допуски на размеры и геометрию | В старых европейских чертежах часто используются комбинации, такие как мК и фГ. | DIN ISO 2768-мК |
| Американская ассоциация профессиональных инженеров (ASME) | ASME Y14.5 | Язык чертежей GD&T | Этот термин не следует путать с ISO GPS; необходимо ориентироваться на заголовок окна. | Согласно ASME Y14.5 |
| Американская ассоциация профессиональных инженеров (ASME) | ASME B4.1 | Предпочтительная посадка цилиндрических деталей | Обычно используется для посадки валов с отверстиями в дюймах; не может быть установлен напрямую с использованием стандарта ISO 286. | Соответствие классу / ограничения |
| Великобритания BS | BS 8888 | Структура технической документации на продукцию | Как правило, интерпретация чертежей осуществляется с использованием правил ISO/GPS. | Чертеж по стандарту BS 8888 |
VI. Как выбрать уровень ISO 2768?
| оценка | Общее понимание | Применимые части | Предложения по ценообразованию и обработке заказов |
|---|---|---|---|
| ф / фин | Более точный | Позиционирование поверхностей, прецизионных опор и деталей с жесткими взаимосвязями при сборке. | Для этого требуются надежные режущие инструменты, приспособления и системы контроля качества, что приводит к более высоким затратам по сравнению с традиционной механической обработкой. |
| м / средний | Средний сорт, наиболее распространенный | Изготовление деталей из алюминия, стали и нержавеющей стали на станках с ЧПУ общего назначения. | Подходит в качестве допуска по умолчанию для неуказанных размеров, но критически важные отверстия все равно необходимо указывать индивидуально. |
| с / грубый | грубый | Нестандартные формы, послесварочная обработка, черновая обработка деталей. | Подходит для снижения затрат, но габаритные размеры при сборке использовать не следует. |
| очень грубый | Очень грубо | Крупные детали, несовпадающие контуры и размеры заготовок. | Подходит для нефункциональных размеров, но следует избегать его неправильного использования в местах спаривания. |
VII. Практические справочные данные по допускам для широко используемых станков с ЧПУ.
В отсутствие обязательных стандартов заказчика заводы часто устанавливают эмпирические значения, исходя из возможностей обработки и предполагаемого использования. Для обычной трехкоординатной фрезеровки деталей из алюминиевых сплавов на станках с ЧПУ некритичные размеры обычно определяются с точностью до ±0,10–±0,20 мм; более критические опорные поверхности, ширина канавок и расстояние между отверстиями могут контролироваться с точностью примерно до ±0,05 мм; прецизионные отверстия, корпуса подшипников и уплотнительные поверхности должны быть индивидуально проверены в соответствии с посадкой, зонами допуска и методами контроля. Для нержавеющей стали, титановых сплавов, тонкостенных деталей, длинных валов и деталей, обработанных после сварки, из-за более выраженной деформации и зон термического воздействия, нецелесообразно напрямую применять эмпирические значения для алюминиевых деталей.
Для целей закупок качественный пакет запроса коммерческого предложения (RFQ) должен как минимум включать: 3D-модель, 2D-чертежи, марку материала, условия термообработки, обработку поверхности, критические размеры, критерии приемки, требования к протоколу испытаний и количество партии. Предоставление только документов STEP без стандартов допусков вынуждает поставщиков предлагать цены, исходя из стандартных технологических возможностей, что легко приводит к проблемам, когда материал можно изготовить, но нельзя собрать.
VIII. Примеры распространенных методов маркировки
- Неуказанные допуски по размерам: Общие допуски ISO 2768-m.
- Неуказанные размеры и геометрические допуски: Общие допуски ISO 2768-mK, часто встречающиеся на старых чертежах; для новых проектов необходимо подтвердить целесообразность перехода на ISO 22081.
- Для чертежей, предназначенных для внутреннего рынка: неуказанные линейные и угловые допуски на размеры должны соответствовать стандарту GB/T 1804-m, а неуказанные геометрические допуски — стандарту GB/T 1184-K.
- Подходит для отверстия на валу: Ø10 H7, Ø10 h6, Ø20 H7/g6.
- Американские чертежи: Размеры и допуски согласно ASME Y14.5.
- Шероховатость поверхности: Ra 1,6, Ra 3,2, и укажите, запрещено ли удаление заусенцев, снятие фаски, изменение направления текстуры или царапание.
9. Наиболее распространенные ошибки при проверке чертежей.
- Общие допуски следует рассматривать как допуски посадки:Валы отверстий, отверстия для штифтов, посадочные места подшипников и уплотнительные канавки должны быть промаркированы отдельно.
- Указаны только размеры, а не опорная точка отсчета.Для деталей с несколькими отверстиями необходимо четко определить опорные точки A, B и C; в противном случае система координат контроля может оказаться несогласованной.
- Сочетание стандартов ASME и ISO:Не следует считать эти две системы эквивалентными только потому, что символы похожи; их следует интерпретировать в соответствии со стандартами, указанными в заголовочном блоке.
- Игнорируйте деформации материала и технологического процесса:Для тонкостенных алюминиевых деталей, сварных деталей из нержавеющей стали и деталей, подвергнутых термообработке, необходимо разработать планы контроля деформаций.
- Метод тестирования не был указан.Результаты измерений с помощью координатно-измерительной машины, калибровочного шаблона, кольцевого калибра, микрометра и измерителя шероховатости могут иметь разную направленность, поэтому метод контроля критических размеров должен быть согласован.
- Чрезмерные допуски привели к резкому росту затрат:Нефункциональные размеры не следует указывать стандартно как ±0,01 мм; высокая точность должна быть зарезервирована для размеров, которые действительно влияют на сборку и работоспособность.
10. Резюме: Рекомендации по выбору стандартов допусков
Для экспортных деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, стандарт ISO 2768-m обычно является более понятной отправной точкой для обмена информацией; если речь идет о посадках между отверстием и валом, следует использовать ISO 286 или ASME B4.1; если речь идет о положении при сборке, плоскости, перпендикулярности, соосности или профиле, следует использовать ISO 1101 или ASME Y14.5; для внутренних проектов можно следовать системам предельной посадки GB/T 1804, GB/T 1184 и GB/T; для чертежей от японских, немецких или британских заказчиков следует сохранять исходные правила интерпретации JIS, DIN или BS 8888.
Для предприятий, использующих станки с ЧПУ, стандарты допусков являются не только критериями приемки, но и языком ценообразования. Четкое разграничение между общими размерами, критическими посадками, геометрическими допусками и требованиями к поверхности имеет важное значение для обеспечения надежности сборки при сохранении затрат на обработку в разумных пределах.
Эталонные стандарты и материалы
- ISO 2768-1: Общие допуски, линейные и угловые размеры без указания индивидуальных допусков.
- ISO 286-1: Система кодов ISO для допусков на линейные размеры, основы допусков, отклонений и посадок.
- ISO 1101: Геометрические допуски, допуски формы, ориентации, расположения и биения.
- ISO 8015: Основы, концепции, принципы и правила GPS.
- ISO 22081: Общие геометрические характеристики и общие габаритные характеристики.
- ASME Y14.5: Размеры и допуски.
- ASME B4.1: Предпочтительные пределы и посадки для цилиндрических деталей.
- BS 8888: Техническая документация и спецификация на продукцию.
