¿Por qué existe el concepto de tolerancia y ajuste? Todos los productos manufacturados, no importa qué tan sofisticado se use el equipo, no importa cuánto esfuerzo se haga, su tamaño y forma no pueden ser exactamente consistentes con los valores teóricos. ¡Esta es la brecha entre el ideal y la realidad!
Entonces, ¿cómo cumplir con los requisitos de intercambiabilidad de las piezas? Es decir, entre un lote de partes o componentes de la misma especificación, cualquiera de ellos puede cumplir con los requisitos de rendimiento especificados sin ninguna selección o modificación adicional. Esto requiere que las dimensiones de las piezas producidas estén dentro del rango de tolerancia permitido.
01
Términos relacionados con la tolerancia
Durante el procesamiento de piezas, debido a la influencia de la precisión de la máquina herramienta, el desgaste de la herramienta, los errores de medición, etc., es imposible procesar el tamaño de las piezas con absoluta precisión. Para garantizar la intercambiabilidad, el error de procesamiento del tamaño de la pieza debe limitarse dentro de un cierto rango y debe especificarse la cantidad de variación en el tamaño.
1) Tamaño básico
De acuerdo con la resistencia y los requisitos estructurales de la pieza, el tamaño se determina durante el diseño.
2) tamaño real
Dimensiones obtenidas por medición.
3) Tamaño límite
Dos valores límite para la variación de tamaño permitida. Se determina en base al tamaño básico. El mayor de los dos valores límite se denomina tamaño límite máximo; el más pequeño se denomina tamaño límite mínimo.
4) Desviación de tamaño (denominada desviación)
La diferencia algebraica de una dimensión menos su dimensión base. Las desviaciones dimensionales son:
Desviación superior=tamaño límite máximo - tamaño básico
Desviación inferior=tamaño límite mínimo - tamaño básico
Las desviaciones superior e inferior se denominan colectivamente desviaciones límite, y las desviaciones superior e inferior pueden ser positivas, negativas o cero.
La norma nacional estipula que el nombre en clave de la desviación superior del orificio es ES, el nombre en clave de la desviación inferior del orificio es EI; el nombre en clave de la desviación superior del eje es es, y el nombre en clave de la desviación inferior del eje es ei.
▲ Diagrama de zonas de tolerancia
5) Tolerancia dimensional (tolerancia para abreviar)
La cantidad de variación de tamaño permitida.
Tolerancia dimensional=tamaño límite máximo - tamaño límite mínimo
= desviación superior - desviación inferior
Debido a que el tamaño del límite máximo siempre es mayor que el tamaño del límite mínimo, es decir, la desviación superior siempre es mayor que la desviación inferior, por lo que la tolerancia dimensional debe ser un valor positivo.
6) Diagrama de línea cero, zona PR y zona de tolerancia
La línea cero es una línea de referencia utilizada para determinar la desviación en el diagrama de zona de tolerancia, es decir, la línea de desviación cero. Por lo general, la línea cero representa el tamaño básico. Marque "0", "más", "-" en el extremo izquierdo de la línea cero, la desviación por encima de la línea cero es positiva; la desviación por debajo de la línea cero es negativa. La zona de tolerancia es un área definida por dos líneas rectas que representan las desviaciones superior e inferior. El ancho y la posición de la zona de tolerancia son los dos elementos que constituyen la zona de tolerancia.
7) Tolerancia estándar y grado de tolerancia estándar
Las tolerancias estándar son las tolerancias enumeradas en las normas nacionales para determinar el tamaño de la zona de tolerancia. Una clase de tolerancia estándar es una clase que determina el grado de precisión dimensional. Las tolerancias estándar se dividen en 20 grados, a saber, IT01, IT0, IT1~IT18, que representan tolerancias estándar, y los números arábigos representan grados de tolerancia estándar, entre los cuales el grado IT01 es el más alto, los grados se reducen a su vez y El grado IT18 es el más bajo. Para un determinado tamaño básico, cuanto mayor sea el nivel de tolerancia estándar, menor será el valor de tolerancia estándar y mayor será la precisión del tamaño.
8) Desviación básica
Se utiliza para determinar la desviación superior o inferior de la zona de tolerancia en relación con la posición de la línea cero. Generalmente, se refiere a la desviación cercana a la línea cero. Cuando la zona de tolerancia está por encima de la línea cero, la desviación básica es la desviación más baja. Cuando la zona de tolerancia está por debajo de la línea cero, la desviación básica es la desviación superior.
De acuerdo con las necesidades reales, la norma nacional estipula 28 desviaciones básicas diferentes para el orificio y el eje respectivamente, como se muestra en la siguiente figura. Los valores básicos de desviación de agujeros y ejes se pueden encontrar en las tablas correspondientes.
▲ Serie de desviación básica
De la figura anterior se puede ver que:
1) El código de desviación básico está representado por letras latinas, la letra mayúscula representa el código de desviación básico y la letra minúscula representa el código de desviación básico del eje. Dado que la desviación básica solo se usa para indicar el tamaño de la zona de tolerancia en la figura, un extremo de la zona de tolerancia se dibuja como una abertura.
2) La desviación de A~H es la desviación inferior, J~ZC es la desviación superior y las desviaciones superior e inferior de JS son más IT/2 y -IT/2 respectivamente.
3) La desviación básica del eje es la desviación superior de a~h, la desviación inferior de j~zc, y las desviaciones superior e inferior de js son más IT/2T y -IT/2 respectivamente. Se puede calcular otra desviación de agujeros y ejes a partir de la desviación básica y la tolerancia estándar.
02
Términos asociados
En el ensamblaje de máquinas, la relación entre la zona de tolerancia de agujeros y ejes con el mismo tamaño básico y combinados entre sí se denomina ajuste. Debido a la diferencia en el tamaño real del orificio y el eje, se puede producir un "juego" o una "interferencia" después del montaje. En el ajuste entre el agujero y el eje, la diferencia algebraica que se obtiene restando el tamaño del eje al tamaño del agujero es positiva cuando es positiva, y cuando es negativa es interferencia.
(1) Tipos de coordinación
Los ajustes se dividen en tres categorías según su espacio o interferencia:
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1) Ajuste de holgura
La zona de tolerancia del orificio está por encima de la zona de relaciones públicas del eje, y cualquier par de orificios y la coincidencia del eje se ajustarán con la holgura (incluida la holgura mínima de cero), como se muestra en la Figura a anterior.
2) Ajuste de interferencia
La zona de tolerancia del orificio está por debajo de la zona de tolerancia del eje, y cualquier par de orificios y el eje se emparejan como un ajuste con interferencia (incluido un espacio libre mínimo de cero), como se muestra en la Figura b anterior.
3) Sobreajuste
La zona de tolerancia del orificio se superpone con la zona de tolerancia del eje, y cualquier par de orificios y el eje coinciden, lo que puede tener un espacio o un ajuste de interferencia, como se muestra en la Figura c anterior.
(2) Sistema de referencia de coordinación
La norma nacional estipula dos sistemas de referencia, como se muestra en la siguiente figura.
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▲ Dos sistemas de referencia
1) sistema de agujeros base
La desviación básica es un sistema en el que la zona de tolerancia de un determinado orificio y la zona de tolerancia del eje de la desviación básica constituyen una especie de cooperación, como se muestra en la figura a. Es decir, la posición de la zona de tolerancia del agujero se fija en el ajuste del mismo tamaño básico, y se obtienen diferentes ajustes cambiando la posición de la zona de tolerancia del eje. El agujero hecho por el agujero base se llama agujero de referencia. El estándar nacional estipula que la desviación inferior del orificio de referencia es cero, y "H" es el código de desviación básico del orificio de referencia.
2) Sistema de eje base
La desviación básica es un sistema en el que la zona de tolerancia de un determinado eje y la zona de tolerancia de agujeros con diferentes desviaciones básicas constituyen un sistema de varios ajustes, como se muestra en la Figura b. Es decir, la posición de la zona de tolerancia del eje se fija en el ajuste del mismo tamaño básico, y se obtienen diferentes ajustes cambiando la posición de la zona de tolerancia del agujero. El orificio realizado en el centro del eje base se denomina manguito del eje de referencia. El estándar nacional estipula que la desviación superior del eje de referencia es cero, y "h" es el código de desviación básico del eje de referencia.
Se puede ver en el diagrama básico de series de desviación que:
En el sistema de orificios base, el orificio de referencia H se empareja con el eje, se utilizan a~h (11 tipos en total) para el ajuste con juego; j~n (5 tipos en total) se utilizan principalmente para un ajuste excesivo; (n, p, r pueden ser ajuste excesivo o ajuste de interferencia); p~zc (12 tipos en total) se utilizan principalmente para ajuste de interferencia.
En el sistema de eje básico, el eje de referencia h coincide con el orificio, A~H (11 tipos en total) se utilizan para el ajuste con juego; J~N (5 tipos en total) se utilizan principalmente para ajuste excesivo; (N, P, R pueden ser ajuste excesivo o ajuste de interferencia); P~ZC (12 tipos en total) se utilizan principalmente para ajuste de interferencia.
03
tolerancia de forma
La tolerancia de forma se refiere a la variación total permitida por la forma de un solo elemento real. Las tolerancias de forma se expresan en zonas de tolerancia de forma. La zona de tolerancia de forma incluye cuatro elementos tales como la forma, la dirección, la posición y el tamaño de la zona de tolerancia. Los elementos de tolerancia de forma incluyen: rectitud, planitud, redondez, cilindricidad, perfil de línea y perfil de superficie.
1) rectitud
La rectitud se refiere a la condición de que la forma real de los elementos rectos de la pieza mantenga la línea recta ideal. Esto es lo que comúnmente se conoce como planitud. La tolerancia de rectitud es la variación máxima permitida por la línea real a la línea ideal. Es decir, dado en el dibujo, se usa para limitar el rango de variación permisible del error de procesamiento de línea real.
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▲Ejemplo de patrón 1: en un plano determinado, la zona de tolerancia debe ser el área entre dos líneas rectas paralelas con una distancia de 0,1 mm.
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▲Ejemplo de patrón 2: si se agrega la marca φ antes del valor de tolerancia, la zona de tolerancia debe estar dentro del área de la superficie cilíndrica con un diámetro de 0.08 mm.
2) planitud
La planitud se refiere a la forma real del elemento plano de la pieza y la condición de mantener el plano ideal. Esto es lo que comúnmente se conoce como suavidad. La tolerancia de planitud es la variación máxima permitida por la superficie real al plano. Es decir, se proporciona en el dibujo para limitar el rango de variación permisible del error de procesamiento de superficie real.
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▲Ejemplo de patrón: la zona de tolerancia es el área entre dos planos paralelos con una distancia de 0,08 mm.
3) redondez
La redondez es la condición de la forma real de una característica que representa un círculo en una parte, equidistante de su centro. Eso se conoce comúnmente como el grado de redondez. La tolerancia de redondez es la variación máxima permitida por el círculo real al círculo ideal en la misma sección. Es decir, dado en el dibujo, se utiliza para limitar el rango de variación permisible del error de mecanizado del círculo real.
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▲Ejemplo de patrón: la zona de tolerancia debe estar en la misma sección normal y la diferencia de radio es el área entre dos círculos concéntricos con un valor de tolerancia de 0.03 mm.
4) Cilindricidad
Cilindricidad significa que cada punto del contorno de la superficie cilíndrica de la pieza se mantiene equidistante de su eje. La tolerancia de cilindricidad es la variación máxima permitida por la superficie cilíndrica real a la superficie cilíndrica ideal. Es decir, dado en el dibujo, se utiliza para limitar el rango de variación permisible del error real de mecanizado de la superficie cilíndrica.
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▲Ejemplo de patrón: la zona de tolerancia es el área entre dos superficies cilíndricas coaxiales con una diferencia de radio de 0,1 mm.
5) Perfil de línea
El perfil de línea es la condición de que una curva de cualquier forma mantenga su forma ideal en un plano dado de una parte. La tolerancia del perfil de línea se refiere a la variación permitida de la línea de contorno real de una curva no circular. Es decir, dado en el dibujo, se usa para limitar el rango de variación permisible del error de procesamiento de la curva real.
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▲Ejemplo de patrón: la zona de tolerancia es el área entre dos sobres que encierran una serie de círculos con un diámetro de 0,04 mm. Los centros de los círculos se encuentran en líneas de geometría teóricamente correcta.
6) perfil de la superficie
El perfil de la superficie es la condición de que cualquier superficie de una pieza mantenga su forma ideal. La tolerancia del perfil de superficie se refiere a la variación permitida de la línea de contorno real de una superficie no circular a una superficie de perfil ideal. Es decir, dado en el dibujo, se usa para limitar el rango de variación del error de procesamiento de la superficie real.
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▲Ejemplo de patrón: la zona de tolerancia se encuentra entre dos sobres que envuelven una serie de bolas con un diámetro de 0,02 mm. Los centros de las bolas teóricamente deberían estar ubicados en la superficie de la forma geométrica teóricamente correcta.
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tolerancia de posición
La tolerancia de posición se refiere a la cantidad total de variación permitida por la posición del elemento real asociado al datum.
(1) Tolerancia de orientación
La tolerancia de orientación se refiere a la cantidad total de variación permitida por la característica real asociada a la referencia en la dirección. Este tipo de tolerancia incluye tres elementos: paralelismo, perpendicularidad e inclinación.
1) Paralelismo
El paralelismo, que comúnmente se denomina grado de paralelismo, indica la condición de que los elementos reales medidos en la pieza se mantengan equidistantes de la referencia. La tolerancia de paralelismo es la variación máxima permitida entre la dirección real del elemento medido y la dirección ideal paralela a la referencia.
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▲Ejemplo de patrón: si se agrega la marca φ antes del valor de tolerancia, la zona de tolerancia está dentro de la superficie cilíndrica con un diámetro paralelo de referencia de φ0.03 mm.
2) Verticalidad
La perpendicularidad, que comúnmente se conoce como el grado de ortogonalidad entre dos elementos, significa que el elemento medido en la pieza mantiene un ángulo correcto de 90 grados con respecto al elemento de referencia. La tolerancia de perpendicularidad es la variación máxima permitida entre la dirección real del elemento medido y la dirección ideal perpendicular al dato.
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▲Explicación de la leyenda: Si se añade la marca φ antes de la zona de tolerancia, entonces la zona de tolerancia es perpendicular al plano de referencia y dentro de una superficie cilíndrica con un diámetro de 0.1mm.
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▲ Leyenda: La zona de tolerancia debe estar ubicada entre dos planos paralelos con una distancia de 0.08mm y perpendiculares a la línea de referencia.
3) Pendiente
La pendiente es la condición correcta de cualquier ángulo dado entre las orientaciones relativas de dos características en una pieza. La tolerancia de la pendiente es la variación máxima permitida entre la orientación real de la característica medida y la orientación ideal en cualquier ángulo dado al datum.
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▲Explicación de la leyenda: la zona de tolerancia del eje medido es el área entre dos planos paralelos cuya distancia es 0.08mm y que forman un ángulo teórico de 60 grados con el plano de referencia A.
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▲Explicación de la leyenda: Si se añade la marca φ antes del valor de tolerancia, la zona de tolerancia debe ubicarse en una superficie cilíndrica de diámetro 0.1mm. La zona de tolerancia debe ser paralela al plano B, perpendicular a la referencia A, y formar un ángulo teóricamente correcto de 60 grados con la referencia A.
(2) Tolerancia de posicionamiento
La tolerancia de posicionamiento es la cantidad total de variación permitida para la posición de la característica real asociada en relación con la referencia. Este tipo de tolerancia incluye tres elementos: grado de posición, grado de coaxialidad y grado de simetría.
1) Grado de posición
El grado de posición se refiere a la condición precisa de puntos, líneas, superficies y otros elementos de la pieza en relación con sus posiciones ideales. La tolerancia de posición es la variación máxima permitida de la posición real del elemento medido en relación con la posición ideal.
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▲ Leyenda: cuando se añade la marca Sφ antes de la zona de tolerancia, la zona de tolerancia es el área interior de la bola con un diámetro de 0,3 mm. La posición del punto central de la zona de tolerancia esférica es la dimensión teóricamente correcta en relación con los puntos de referencia A, B y C.
2) Coaxialidad
La coaxialidad, comúnmente conocida como grado de coaxialidad, significa que el eje medido en la pieza se mantiene en la misma línea recta en relación con el eje de referencia. La tolerancia de concentricidad es la variación permitida del eje real medido en relación con el eje de referencia.
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▲ Leyenda de tolerancia de concentricidad: cuando se marca el valor de tolerancia, la zona de tolerancia es el área entre cilindros con un diámetro de 0,08 mm. El eje de la zona de tolerancia circular coincide con el datum.
3) simetría
El grado de simetría significa que los dos elementos centrales simétricos de la pieza se mantienen en el mismo plano central. La tolerancia de simetría es la cantidad de variación permitida por el plano central de simetría (o línea central, eje) del elemento real al plano de simetría ideal.
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▲ Descripción de la leyenda: La zona de tolerancia es el área entre dos planos paralelos o líneas rectas con una distancia de 0.08 mm y disposición simétrica con respecto al plano central de referencia o línea central.
(3) Tolerancia de descentramiento
La tolerancia de descentramiento es un elemento de tolerancia dado en función de un método de detección específico. La tolerancia de descentramiento se puede dividir en descentramiento circular y descentramiento total.
1) Golpe circular
El descentramiento circular es la condición en la que una superficie de revolución en una pieza mantiene una posición fija en relación con un eje de referencia dentro de un plano de medición definido. La tolerancia de descentramiento circular es la variación máxima permitida dentro de un rango de medición limitado cuando el elemento real medido gira un círculo completo alrededor del eje de referencia sin movimiento axial.
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▲ Leyenda 1: La zona de tolerancia es el área entre dos círculos concéntricos perpendiculares a cualquier plano de medición, con una diferencia de radio de 0.1mm y cuyos centros están en el mismo eje de referencia.
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▲ Leyenda 2: La zona de tolerancia es el área entre dos círculos con una distancia de 0.1 mm en el cilindro de medición en cualquier posición radial coaxial con la referencia.
2) golpes completos
El descentramiento completo se refiere a la cantidad de descentramiento a lo largo de toda la superficie medida cuando la pieza gira continuamente alrededor del eje de referencia. La tolerancia de descentramiento total es el descentramiento máximo permitido cuando el elemento real medido gira continuamente alrededor del eje de referencia mientras el indicador se mueve en relación con su contorno ideal.
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▲ Leyenda 1: La zona de tolerancia es el área entre dos superficies cilíndricas con una diferencia de radio de 0.1mm y coaxiales con el datum.
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▲ Leyenda 2: La zona de tolerancia es el área entre dos planos paralelos con una diferencia de radio de 0.1mm y perpendiculares al datum.
Aquí está la siguiente tabla, date prisa y recógela~
