Curs 3.1

DIN CLUJ-NAPOCAUNIVERSITATEA TEHNICA2011/20122011/2012Prof.dr.ing. Liviu CriProf.dr.ing. Liviu Crişanşan 1

TEHNICI DE MASURARE SI CONTROL DIMENSIONAL

Capitolul IIICapitolul III Toleranţe şi ajustajeToleranţe şi ajustaje

3.4. Ajustaje

3.5. Interschimbabilitatea în construcţia de maşini

Capitolul IVCapitolul IV Sistemul ISO de toleranţe

4.1. Scurt istoric

4.2. Factorul de toleranţă

4.3. Abateri fundamentale

4.4. Notarea dimensiunilor tolerate

4.5. Clase de toleranţe recomandate

4.6. Sisteme de ajustaje

4.7. Alegerea sistemului de ajustaj

4.8. Proiectarea ajustajelor

4.9. Ajustaje recomandate

CURS IICURS IIII


3.4. Ajustaje

În majoritatea cazurilor piesele sunt montate în subansamble şi ansamble ale maşinilor, între ele fiind necesar să existe o corelaţie dimensională, care să asigure funcţionarea corespunzătoare a subansamblelor, a ansamblelor şi, în final, a maşinii.

Cele mai frecvente posibilităţi de asamblare a două piese sunt cele de tipul arbore – alezaj unde piesa cuprinsă este introdusă în piesa cuprinzătoare, între cele două piese existând o relaţie dimensională stabilită în aşa fel încât ansamblul să îndeplinească rolul funcţional pentru care a fost destinat.

Suprafaţa Suprafaţa cuprinsăcuprinsă

Fig. 3.6.

Tipuri de suprafeţe elementare

arbore

alezaj Suprafaţa Suprafaţa cuprinzătoarecuprinzătoare


La asamblarea a două piese, la care montajul se face prin

introducerea uneia în cealaltă (arbore în alezaj) dimensiunea dimensiunea

nominală a piesei cuprinse şi cea a piesei cuprinzătoare sunt nominală a piesei cuprinse şi cea a piesei cuprinzătoare sunt

egale şi se numeşte dimensiune nominală a asamblării.egale şi se numeşte dimensiune nominală a asamblării.

În funcţie de destinaţia lor, piesele care se asamblează pot să

execute, în timpul funcţionării, o mişcare relativă una faţă de cealaltă

sau se poate impune o imobilizare completă între acestea. Atunci când

se doreşte obţinerea unei mişcări relative între cele două piese,

diametrul efectiv al arborelui trebuie să fie mai mic decât diametrul

efectiv al alezajului, astfel încât să se permită formarea unui joc joc între

suprafeţele celor două piese. Mărimea jocului este egală cu diferenţa

algebrică dintre valorile efective ale diametrelor alezajului şi arborelui.

J = D – dJ = D – d [3.7.] [3.7.]


Arbore

Alezaj

Arbore

Jo

cJ

oc

Alezaj

Fig. 3.7. Asamblarea cu joc


Dacă se doreşte blocarea rotaţiei între arbore şi alezaj este necesar ca diametrul efectiv al arborelui să fie mai mare decât diametrul efectiv al alezajului, diferenţa dintre acestea numindu-se strângerestrângere. În acest caz asamblarea se face forţat prin presarea arborelui în interiorul alezajului.

Alezaj

Arbore

Arbore

Fig. 3.8. Asamblarea cu strângere

Diferenţa dintre diametrul efectiv al arborelui, d, şi diametrul efectiv al alezajului, D, se numeşte strângerestrângere şi se notează cu S.

S = d – DS = d – D [3.8.]


La prelucrarea unui lot de piese considerându-se aceeaşi dimensiune

N sau N , dimensiunile efective rezultate în urma prelucrării pot

să ia valori oarecare răspândite probabilistic în cadrul toleranţei

specificate (neluând în considerare rebuturile).

La asamblarea unui lot de arbori cu un lot de alezaje, vor rezulta valori diferite ale jocului sau strângerii, având în vedere că asamblarea se face fără nici o sortare sau împerechere între piesele conjugate.

Astfel se introduce noţiunea de ajustajajustaj, care semnifică relaţia dintre o suprafaţă externă şi una internă (alezajul şi arborele) care se asamblează (piesele în contact care formează ajustajul au aceeaşi dimensiune nominală). Astfel,

un ajustaj este o caracteristică a pieselor aflate în contact, un ajustaj este o caracteristică a pieselor aflate în contact,

caracterizată prin diferenţa dintre dimensiunile pieselor înainte şi caracterizată prin diferenţa dintre dimensiunile pieselor înainte şi

după asamblaredupă asamblare. .

+es- ei

+ES- EI


Având în vedere cele de mai sus se pot pune în evidenţă trei situaţii:

Dmin > d max – ajustajul cu jocajustajul cu joc,,

Dmax < dmin – ajustajul cu strângereajustajul cu strângere,

Un domeniu de tranziţie între cele două cazuri de mai sus,

Dmin < d max şi Dmax > dmin – ajustajul intermediar sau de trecereajustajul intermediar sau de trecere.

Ajustajul cu jocAjustajul cu joc


Jocul maxim apare în situaţia extremă în care arborele se execută la dimensiunea minimă posibilă, iar alezajul la dimensiunea maximă posibilă. Se observă, de asemenea, că valorile jocului sunt valorile jocului sunt întotdeauna pozitiveîntotdeauna pozitive..

J > 0J > 0Toleranţa jocului se defineşte ca fiind diferenţa dintre jocul maxim şi

jocul minim:

Tj = Jmax - JminTj = Jmax - Jmin [3.30.]

Relaţia se mai poate scrie astfel:

Tj = (Dmax – dmin) – (Dmin - dmax) = TD + TdTj = (Dmax – dmin) – (Dmin - dmax) = TD + Td [3.11.]

CINE NU ŞTIE LA CINE NU ŞTIE LA VERIFICAREVERIFICARE


Ajustajul cu strAjustajul cu strângereângere

Strângerea poate avea valori diferite, variând între două valori extreme, strângerea minimăstrângerea minimă, SminSmin, şi strângerea maximăstrângerea maximă, SmaxSmax.

Smax = dmax – Dmin Smax = dmax – Dmin [3.12.]Smin = dmin - DmaxSmin = dmin - Dmax


Strângerea maximăStrângerea maximă apare în situaţia extremă în care alezajul se

execută la valoarea minimă a diametrului său (Dmin), iar arborele la

valoarea maximă a diametrului său (dmax).

Se observă de asemenea că valorile strângerii sunt întotdeauna valorile strângerii sunt întotdeauna

pozitivepozitive..

S > 0S > 0

Toleranţa strângerii se defineşte ca fiind diferenţa dintre strângerea

maximă şi strângerea minimă:

TTSS = S = Smaxmax - S - Sminmin [3.13.]

Relaţia se mai poate scrie astfel:

TTSS = (d = (dmaxmax – D – Dminmin) – (d) – (dminmin - D - Dmaxmax) = T) = TDD + T + Tdd [3.14.]



Ajustaje intermediareAjustaje intermediare Există posibilitatea ca la asamblarea unui lot de arbori cu un lot de

alezaje, să se obţină atât asamblări cu joc, cât şi asamblări cu strângere. Aceste ajustaje se numesc ajustaje intermediareajustaje intermediare. Situaţia apare atunci când câmpurile de toleranţă ale arborelui şi ale alezajului se întrepătrund, suprapunându-se total sau parţial.

În cazul ajustajului intermediar atât valoarea jocului cât şi În cazul ajustajului intermediar atât valoarea jocului cât şi valoarea strângerii variază de la valoarea maximă la zerovaloarea strângerii variază de la valoarea maximă la zero..

Deci, pentru un ajustaj intermediar se vor calcula jocul maxim (Jmax) şi strângerea maximă (Smax).


Jmax = Dmax – dminJmax = Dmax – dmin [3.14.]

Smax = dmax – DminSmax = dmax – Dmin

Jmin = Smin = 0Jmin = Smin = 0


Fig. 3.11. Ajustaj intermediar


3.5. Interschimbabilitatea în construcţia de maşini

În cazul producţiei de serie mare sau de masă se impune executarea unor piese cu un grad de precizie ridicat în aşa fel încât o astfel de piesă să poată fi montată sau înlocuită cu o alta, fără nici o prelucrare suplimentară sau ajustare, menţinând în acelaşi timp condiţiile tehnice prescrise pentru funcţionarea ansamblului din care face parte piesa respectivă. Piesele care îndeplinesc această condiţie se numesc interschimbabile, iar proprietatea pieselor de a fi interschimbabile se numeşte interschimbabilitate.

Acest principiu se aplică nu numai pieselor finite ci şi subansamblelor sau ansamblelor (de exemplu rulmenţii, motoarele electrice, utilajele dintr-o linie de prelucrare în flux automat etc.)

Interschimbabilitatea este o proprietate deosebit de importantă în cazul producţiei în serie, aceasta făcând posibilă asamblarea maşinilor pe linii de montaj, contribuind la reducerea costurilor produselor şi la posibilitatea funcţionării unui service prompt, eficient şi ieftin (schimbarea pieselor ieşite din uz se poate face foarte rapid şi comod).

Un alt avantaj al interschimbabilităţii îl constituie posibilitatea cooperării între fabricanţi, fiecare putând produce subansamble sau ansamble, asamblarea produsului finit făcându-se pe linia de montaj. De exemplu, în industria constructoare de automobile, subansamblele componente (părţi de caroserie, motorul, suspensia etc.) pot fi produse în mai multe fabrici, chiar în ţări diferite, montajul final făcându-se pe o linie de montaj, fără o sortare, ajustare sau prelucrare suplimentară.


Dacă piesele îndeplinesc condiţia de interschimbabilitate fără a fi necesară

o sortare a lor şi o montare ulterioară pe grupe de interschimbabilitate

proprietatea se numeşte interschimbabilitate totală sau completă.interschimbabilitate totală sau completă.

Totuşi, în unele cazuri, precizia necesară asigurării unei interschimbabilităţi

totale este foarte ridicată, majorând prea mult preţul de cost al produsului final.

În această situaţie, pentru a ieftini produsele, piesele sunt sortate după

prelucrare în mai multe grupe, fiecare grupă având precizia necesară pentru

asamblare. Asamblarea se face între piese din grupe corespondente de

precizie, piesele fabricate astfel având doar proprietatea de

interschimbabilitate parţială sau limitatăinterschimbabilitate parţială sau limitată..

În industria modernă, interschimbabilitatea este un mijloc important de

ridicare a nivelului tehnic general al producţiei, cu condiţia de a respecta o

serie de cerinţe importante: aplicarea raţională a dimensiunilor limită pe

desenele de execuţie şi asamblare, alegerea corectă a maşinilor unelte şi a

celor mai adecvate şi productive metode de prelucrare, utilizarea unor

semifabricate mai precise, folosirea unor mijloace de verificare şi măsurare

performante etc.


Capitolul IV. Capitolul IV. SISTEMUL ISO DE TOLERANTESISTEMUL ISO DE TOLERANTE

4.1. Scurt istoricÎncă înaintea celui de-al doilea Război Mondial s-au manifestat

preocupări privind standardizarea internaţională a condiţiilor tehnice necesare realizării produselor în aceleaşi condiţii tehnice, în locaţii diferite, fabrici diferite sau chiar ţări diferite. Practic se simţea necesitatea creării unui sistem internaţional de toleranţe şi ajustaje care să ofere posibilitatea fabricilor să coopereze în vederea realizării unor produse comune. Prima organizaţie care a încercat realizarea acestui deziderat a fost International Standard Association (ISA)International Standard Association (ISA) – Organizaţia Internaţională pentru Standarde care a elaborat un sistem de toleranţe până la 500 mm. In anul 1946 se înfiinţează International International Organization for Standardization (ISO)Organization for Standardization (ISO) – Organizaţia Internaţională pentru Standardizare, care continuă preocupările ISA, elaborând în 1962 o recomandare ISO/R 286 care acoperea dimensiuni până la 3150 mm. Abia în anii '70 ISO a publicat Standardele Internaţionale care apoi în jurul anilor '80 s-au dovedit limitate, necesitând revizuiri. În urma analizelor făcute cu ajutorul comitetelor de experţi s-au elaborat trei noi standarde internaţionale care au fost apoi publicate în 1988: ISO 286-1ISO 286-1 – noţiuni fundamentale ale sistemului, ISO 286-2ISO 286-2 – tabele de abateri şi toleranţe şi ISO 1829 ISO 1829 - set de recomandări privind clasele de toleranţă.


În 1996 a fost creat un nou comitet tehnic, ISO/TC 213 care are ca

atribuţii revizuirea ISO 286 conform noilor tendinţe. În 2001 a fost

publicată o versiune "draft" a standardului 286-1. ISO 1829 va fi

înglobat în 286-1, iar ISO 286-2 va fi modificat doar parţial.

4.2. Factorul de toleranţă

Execuţia unei piese devine cu atât mai dificilă, deci mai scumpă, cu

cât piesa are toleranţe mai strânse şi dimensiuni mai mari. Pentru a

face legătura între dimensiunea nominală şi toleranţa acelei dimensiuni

se foloseşte noţiunea de interval de toleranţă (ISO/CD 286-1:2001).

Lăţimea intervalului de toleranţă defineşte valoarea toleranţei

dimensiunii respective, iar poziţia acestuia relativ la linia zero

(dimensiunea nominală) defineşte abaterile dimensiunii (fig.4.1).


Fig. 4.1. Legătura dintre dimensiune şi toleranţă

Atunci când se doreşte obţinerea unei asamblări, piesele ce compun asamblarea trebuie să fie executate cu acelaşi nivel al preciziei. De asemenea, pentru a avea acelaşi nivel al preciziei în cadrul unui ansamblu format din piese cu dimensiuni nominale diferite se foloseşte noţiunea de grad de grad de toleranţătoleranţă. Acest grad de toleranţă se constituie ca măsură a preciziei, valoarea toleranţei pentru o mărime dată putând fi exprimată astfel:

IT = a × iIT = a × i [4.1.]

unde: i – unitatea de toleranţă

a – factorul gradului de toleranţă


IT – International Tolerance – Toleranţă Internaţională (tab. 4.1) – se constituie în serii de toleranţe universale şi uniforme şi care depind doar de dimensiunea nominală. Astfel unitatea de toleranţă depinde doar de dimensiunea nominală şi de gradul de toleranţă ales.

peste - 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 315 400pana la 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 315 400 500

1 1 1 1,2 1,5 1,5 2 2,5 3,5 4,5 6 7 82 1,5 1,5 2 2,5 2,5 3 4 5 7 8 9 103 2,5 2,5 3 4 4 5 6 8 10 12 13 154 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 205 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 276 8 9 11 13 16 19 22 25 29 32 36 407 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 638 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 979 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 15510 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 25011 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 40012 120 150 180 210 250 300 350 400 460 520 570 63013 180 220 270 330 390 460 540 630 720 810 890 97014 300 360 430 520 620 740 870 1000 1150 1300 1400 155015 480 580 700 840 1000 1200 1400 1600 1850 2100 2300 250016 750 900 1100 1300 1600 1900 2200 2500 2900 3200 3600 4000

23

1,2

4

Dimensiuni nominale, mm

IT

Valori ale tolerantelor fundamentale, μm 0,8

6101425

250400600

4060

100140

TOLERANTE FUNDAMENTALETOLERANTE FUNDAMENTALE -- IT IT

Tabelul 4.1. – valori ale gradelor de toleranţă pentru dimensiuni până la 500 mm


Domeniul de dimensiuni până la 3150 este împărţit în 21 de subdomenii standard.

Standardul ISO 286-1 indică 20 de niveluri ale preciziei, fiecare având un grad de toleranţă notat cu IT urmat de o cifră cu valori 01, 0, 1, 2, 3, 4...18, în ordinea descrescătoare a preciziei. Toleranţa fundamentală ISO se va nota deci IT01, IT3, IT5, IT11 etc. Gradele 01 şi 0 nu se folosesc în mod curent.

Standardele ISO 286-1 şi 286-2 tratează domeniul de dimensiuni până la 3150 mm, acest domeniu fiind la rândul său împărţit în două subdomenii, până la 500 mm şi peste 500 până la 3150 mm. Unitatea de toleranţă se calculează diferit pentru cele două subdomenii. Acestea sunt împărţite în 21 de intervale dimensionale, fiecare toleranţă fundamentală fiind calculată ca medie geometrică a limitelor intervalului respectiv.

Valorile toleranţelor fundamentale calculate pentru gradele de toleranţă IT01, IT0, IT1 sunt calculate cu următoarele formulele:

[4.3]

2D

1DD

0,008D0,3IT01 0,012D0,5IT0 0,020D0,8IT1


Pentru a fixa poziţia intervalului de toleranţă faţă de linia 0, indiferent de gradul de precizie ales, se defineşte abaterea abaterea fundamentală,fundamentală, care este abaterea limită cea mai apropiată de linia zero. Astfel, lăţimea intervalului de toleranţă este determinată de gradul de precizie ales, deci cealaltă limită este determinată de valoarea toleranţei (fig. 4.2.). Este uşor de înţeles că abaterea fundamentală coincide întotdeauna cu una din abaterile superioară sau inferioară, deoarece acestea sunt limitele intervalului de toleranţă.

Standardul ISO 286-1 prevede 28 de abateri fundamentale notate cu literele alfabetului latin. Bineînţeles se respectă convenţia prin care cele referitoare la alezaje se notează cu majuscule - A,B,C,...ZC (sau cu combinaţii din două majuscule) iar cele pentru arbori se notează cu minuscule - a,b,c,...,zc, (sau cu combinaţii din două minuscule). Pentru a se evita confuziile pe desene, literele Pentru a se evita confuziile pe desene, literele I, i, I, i, L, l, O, o, Q, q, W, wL, l, O, o, Q, q, W, w nu se folosesc. nu se folosesc.

4.3. 4.3. Abateri fundamentaleAbateri fundamentale



Fig. 4.2. Abaterea fundamentală

Abaterile fundamentale notate cu aceeaşi literă pentru alezaj şi pentru arbore sunt egale ca valoare absolută, dar opuse ca semn.


În cazul abaterilor jsjs şi JSJS nu există abateri fundamentale

deoarece poziţia lor este întotdeauna simetrică faţă de linia 0 (fig. 4.3

şi fig.4.4). Prin asocierea simbolului unei abateri fundamentale cu

simbolul toleranţei fundamentale se obţine clasa de toleranţăclasa de toleranţă.

Astfel în simbolizarea acesteia se omite simbolul IT:

abaterea fundamentala abaterea fundamentala ((HH)) + toleranţa fundamentală + toleranţa fundamentală (IT7IT7)) = H7 = H7.

Alte exemple: JS8, D5, S9 – pentru alezaje şi h7, d5, s9 – pentru

arbori.

Clasa de toleranţă este notată întotdeauna cu litere ce indică

abaterea fundamentală şi numere ce indică gradul de toleranţă, de

exemplu P7 (alezaj) sau p7 (arbore).


Schema abaterilor fundamentale pentru arboriSchema abaterilor fundamentale pentru arbori

y

fg g hh

js

j k m n p r s t u v x

z

za

zb

zc

d c

e

b

Abaterea

a

200

μm

600

500

400

300

100

0

-100

-200

-300

-400

Va

loa

rea

no

min

ala

ei

f ef

cd es

ei=es-IT es=ei+IT

es=ei=IT/2

SIMBOLUL

ARBORELUI UNITAR


Schema abaterilor fundamentale pentru alezajeSchema abaterilor fundamentale pentru alezaje

N

F

G HH

Js J

M P R

S T U

V X Y

Z

ZA

ZB

ZB

E D

Abateri

μm

B

C

A 400

300

200

100

0

-100

-200

-300

-400

-500

-600

ES

Va

loa

re n

om

ina

la

K

FG

EF CD E

I

ES=EI+IT

EI=abatere fundamentala pozitiva EI=ES -IT

ES=abatere fundamentala negativa

ES=EI=IT/2

SIMBOLUL

ALEZAJULUI UNITAR


4.4. 4.4. Notarea dimensiunilor tolerate Notarea dimensiunilor tolerate

Simbolizarea unei dimensiuni tolerate cuprinde valoarea dimensiunii nominale urmată de simbolul clasei de toleranţă sau de abateri limită precedate de semnele +, – sau ±, conform ISO 14405.Astfel se pot folosi următoarele notaţii:

Ø40H7 sau 40 +0,025 pentru alezajul având dimensiunea

nominală Ø40;

Ø95p7 sau 95 pentru arborele având dimensiunea

nominală Ø95.

+0,072 +0,037


4.5. 4.5. Clase de toleranţe recomandateClase de toleranţe recomandate

Considerând notarea precizată mai sus, pot fi realizate 560 de 560 de

clase de toleranţe fundamentale pentru fiecare dimensiune clase de toleranţe fundamentale pentru fiecare dimensiune

nominalănominală. Deoarece numărul de alternative posibil este prea mare,

ISO 1829 şi ISO/CD 286-1:2001 precizează anumite clase de clase de

toleranţe recomandate sau preferenţiale.toleranţe recomandate sau preferenţiale. Astfel, un proiectant are la

dispoziţie 17 clase de toleranţe, putând să aleagă şi altele posibile

numai în cazuri justificate. În acest fel alegerea şi uniformizarea

alegerii unei clase de toleranţe este optimizată reducându-se numărul

sculelor de prelucrare şi al mijloacelor de inspecţie şi măsurare

necesare.

În figura 4.5 este prezentat sistemul claselor de toleranţe

preferenţiale (recomandate). Clasele de toleranţă scrise cu litere italice Clasele de toleranţă scrise cu litere italice

au fost adăugate prin ISO/CD 286-1:2001au fost adăugate prin ISO/CD 286-1:2001.


TOLERANTE PREFERENTIALE (recomandate)TOLERANTE PREFERENTIALE (recomandate)

g5 h5 js5 k5 m5 n5 p5 r5 s5 t5

f6 g6 h6 js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 x6

e7 f7 h7 js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7

d8 e8 f8 h8

c9 d9 e9 h9

d10 h10

a11 b11 c11 h11

G6 H6 Js6 K6 M6 N6 P6 R6 S6 T6

F7 G7 H7 Js7 K7 M7 N7 P7 R7 S7 T7 U7 X7

E8 F8 H8 Js8 K8 M8 N8 P8 R8

D9 E9 F9 H9

C11 D10 E10 H10

A11 B11 C11 D11 H11

ARBORIARBORI

ALEZAJEALEZAJE


4.6. Sisteme de ajustaje

Un sistem de toleranţe este un ansamblu de dimeniuni şi abateri limită Un sistem de toleranţe este un ansamblu de dimeniuni şi abateri limită care permit alegerea corespunzătoare a ajustajelorcare permit alegerea corespunzătoare a ajustajelor.

Un sistem de toleranţe se referă numai la suprafeţe de acelaşi gen: cilindrice, plane, conice, asamblări filetate, roţi dinţate etc.

Un ajustaj se poate obţine prin asamblarea ARBORE-ALEZAJ dintr-un set de arbori cu un set de alezaje, care se asamblează fără o sortare prealabilă. În funcţie de dimensiunile efective ale perechilor alezaj – arbore se pot obţine jocuri sau strângeri.

Pentru limitarea numărului de ajustaje ce pot fi obţinute folosind clasele de toleranţe indicate de ISO 286-1 şi pentru asigurarea unei metode universale de obţinere a ajustajelor, s-au stabilit două sisteme de ajustaje:

Ajustaj cu alezaj unitar;Ajustaj cu alezaj unitar;Ajustaj cu arbore unitar.Ajustaj cu arbore unitar.Sistemul de ajustaj cu alezaj unitar (pentru o anumită dimensiune) presupune

folosirea poziţiei unice faţă de linia zero a unui interval de toleranţă pentru alezaj (EI = 0), obţinerea diferitelor jocuri sau strângeri făcându-se prin asamblarea acestuia cu arbori având aceiaşi dimensiune nominală dar clase de toleranţă diferite. În cazul general se menţine constantă poziţia intervalului de toleranţă al alezajului (se adoptă o abatere fundamentală standard) faţă de linia zero şi în funcţie de ajustajul dorit (joc, strângere sau intermediar) se adoptă clase de toleranţă corespunzătoare pentru arbore (fig. 4.6.).


Fig. 4.6. Sistem de ajustaj cu alezaj unitar


Fig. 4.7. Sistem de ajustaj cu arbore unitar


4.7. Alegerea sistemului de ajustaj

Din punct de vedere tehnic şi calitativ, cele două sisteme de ajustaje prezentate mai sus sunt identice. Din punct de vedere economic şi tehnologic sistemul de ajustaj cu alezaj unitar este preferat.

La prelucrarea unui alezaj de un anumit diametru, este necesară o sculă de prelucrare grosolană a acestuia, numită burghiu şi de cel puţin o sculă de finisare, numită alezor.

Obţinerea arborilor presupune, indiferent de dimensiunea acestora şi de precizia dorită, utilizarea unui singur cuţit de strung pentru degroşare şi unul pentru finisare.

Burghiele şi alezoarele sunt scule complexe şi deci mult mai scumpe decât cuţitele de strung. Mai mult, pentru prelucrarea unui set de alezaje cu "n" dimensiuni nominale este nevoie de "n" seturi burghiu şi alezor, iar pentru prelucrarea unui set de arbori cu "n" dimensiuni este nevoie doar de două cuţite de strung (unul pentru degroşare şi unul pentru finisare). Utilizarea sistemului de ajustaj cu alezaj unitar presupune prelucrarea unui singur alezaj (în cazul unei dimensiuni nominale şi a unei clase de toleranţă alese) şi a mai multor arbori în vederea obţinerii jocurilor sau strângerilor dorite. Este evident, considerând cele de mai sus, că utilizarea sistemului de ajustaj cu alezaj unitar este mai ieftină.


La alegerea sistemului de ajustaj trebuie să se ţină seama de anumite condiţii constructive, care, în funcţie de cazul particular tratat, pot determina alegerea unui sistem sau a celuilalt. În cazurile în care se folosesc bare trase (cu o precizie dimensională şi de formă foarte bună, dar cu un preţ de cost mai ridicat) este de preferat sistemul de ajustaj cu arbore unitar, prelucrarea ulterioară a arborilor fiind inutilă şi scumpă (aplicaţii: mecanica fină, transmisii etc.).

În cazul în care pe un arbore este necesar să se monteze mai multe alezaje (de exemplu trei, ca în fig. 4.8.), soluţia adoptată este de cele mai multe ori prelucrarea arborelui în trepte, fiecare alezaj având o altă valoare nominală. Această soluţie este indicată în cazurile în care gabaritul o permite, adoptarea dimensiunilor nominale diferite pentru fiecare treaptă a arborelui ducând la mărirea acestuia. În situaţiile în care păstrarea unui gabarit cât mai redus (implicit a unei greutăţi reduse) este importantă, se va adopta sistemul de ajustaj cu arbore unitar.

N1 N2 N3

Fig. 4.8. Utilizarea sistemului de ajustaj cu alezaj unitar în cazul montării mai multor alezaje pe un arbore


În concluzie se poate spune că la proiectarea unor ajustaje se va În concluzie se poate spune că la proiectarea unor ajustaje se va indica cu precădere sistemul de ajustaj cu alezaj unitar, sistemul de indica cu precădere sistemul de ajustaj cu alezaj unitar, sistemul de ajustaj cu arbore unitar fiind indicat numai în cazuri particulare, care ajustaj cu arbore unitar fiind indicat numai în cazuri particulare, care exclud utilizarea celui dintâi.exclud utilizarea celui dintâi.



4.8. Proiectarea ajustajelor

Alegerea unor toleranţe care să asigure rolul funcţional al piesei, subansamblului sau ansamblului respectiv este o operaţie care necesită nu numai cunoştinţe temeinice, dar şi o experienţă cât mai bogată. Pe Pe lângă asigurarea rolului funcţional al piesei, proiectantul trebuie să aibă lângă asigurarea rolului funcţional al piesei, proiectantul trebuie să aibă în vedere şi costurile legate de obţinerea ajustajelor indicate pe deseneîn vedere şi costurile legate de obţinerea ajustajelor indicate pe desene.. A proiecta o piesă, un ansamblu sau un produs la o precizie mai mare decât cea necesară înseamnă o cheltuială nejustificată care se va regăsi în preţul de cost al produsului. În condiţiile concurenţiale ale pieţei mileniului XXI, obţinerea unor produse prelucrate la calitatea şi cerinţele beneficiarilor este deosebit de importantă. Acestea sunt motivele pentru care alegerea unor toleranţe (deci implicit a preciziei şi a preţului de cost) optime devine o problemă de supravieţuire a oricărei firme din lume.

O regulă generală a alegerii toleranţelor este aceea de a opta pentru toleranţa maximă care asigură rolul funcţional al dimensiunii (piesei) respective. De obicei alezajul se execută cu o treaptă de precizie mai puţin precis decât arborele, deoarece alezajul este mai complicat şi mai scump de prelucrat la aceeaşi precizie cu arborele.


După ce s-a stabilit caracterul ajustajului ce se doreşte, este deosebit de util să se reprezinte schematic (la scară) intervalele de toleranţe ale celor două piese ce formează ajustajul şi, de asemenea, poziţia lor relativă faţă de linia zero (fig.4.11.).

După ce s-au stabilit abaterile limită ale celor două piese - alezaj şi arbore - se simbolizează ajustajul ţinând cont de regulile de notare prevăzute în ISO/CD 286-1:2001.

Simbolizarea unui ajustaj trebuie să conţină:dimensiunea nominală comună;simbolul clasei de toleranţă a alezajului;simbolul clasei de toleranţă a arborelui.Simbolizarea trebuie să aibă una din formele:

ø70H7/f6 sau ø în cazul ajustajelor cu alezaj unitar

şi

ø45G9/h8 sau ø în cazul ajustajelor cu arbore unitar.

f6H7

70

h8G9

45

Jmax


Fig. 4.11. Reprezentarea schematică a intervalelor de toleranţă pentru ajustajul Ø70 H7/p6



4.9. Ajustaje recomandate

Sistemul ISO permite alegerea unui număr foarte mare de

ajustaje pentru orice dimensiune nominală (peste 300.000), dintre

care peste o mie sunt cele ce respectă regulile generale de alegere

a ajustajelor.

Acesta este motivul pentru care sistemul ISO prevede un număr

mai redus de ajustaje recomandate a fi utilizate. Recomandarea se

bazează pe faptul că, în aplicaţiile uzuale tehnice, se poate folosi un

număr mai mic de ajustaje care pot foarte bine să asigure o plajă

suficientă de posibilităţi. În tabelele 4.3. şi 4.4. se reproduc

recomandările ISO 286-1:2001.


Alezaj unitar

Clase de tolerante pentru arbori

Ajustaje cu joc Ajustaje intermediare Ajustaje cu strangere

H6 g5 h5 js5 k5 m5 n5 p5

H7 f6 g6 h6 js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 x6

H8

e7 f7 h7 js7 k7 m7 s7 u7

d8 e8 f8 h8

H9

d8 e8 f8 h8

c9 d9 e9 h9

H11 b11 c11 d10 h10

Aşa cum se poate vedea din tabelele 4.3. şi 4.4. arborii având abaterea fundamentală de la "a" la "h" împreună cu alezajul unitar "H" vor forma ajustaje cu joc. De asemenea, arborii de la "n" la "zc" vor forma cu acelaşi alezaj unitar "H" ajustaje cu strângere. Arborii având simbolul abaterii fundamentale între cele două domenii vor forma împreună cu alezajul unitar "H" ajustaje intermediare. Tabelul 4.3. Ajustaje recomandate de ISO 286-1:2001 în sistemul alezaj unitar


Arbore unitar

Clase de tolerante pentru alezaje

Ajustaje cu joc Ajustaje intermediare Ajustaje cu strangere

h5 G6 H6 JS6 K6 M6 N6 P6

h6 F7 G7 H7 JS7 K7 M7 N7 P7 R7 S7 T7 U7 X7

h7 E8 F8 H8

h8 D9 E9 F9 H9

h9

E8 F8 H8

D9 E9 F9 H9

H11 C10 D10 H10

Tabelul 4.4. Ajustaje recomandate de ISO 286-1:2001 în sistemul arbore unitar

Se impune precizarea că în funcţie de preciziile de execuţie ale Se impune precizarea că în funcţie de preciziile de execuţie ale alezajului unitar şi ale arborelui cu care se asamblează acesta, la alezajului unitar şi ale arborelui cu care se asamblează acesta, la graniţa dintre ajustajele intermediare şi cele cu strângere pot apărea graniţa dintre ajustajele intermediare şi cele cu strângere pot apărea excepţii. excepţii.


De exemplu ajustajul Ø40 H7/n6 este un ajustaj intermediar aşa cum se poate vedea din tabelul 4.3. şi din figura 4.12.

Acest ajustaj este compus din alezajul Ø40 H7, care are abaterile limită ES = +25 µm şi EI = 0 (este alezaj unitar) şi arborele Ø40 n6, care are abaterile limită es = +33 µm şi

ei = +17 µm. Astfel, jocul maxim şi strângerea maximă au valorile:

Jmax = ES – ei = 0,025 – 0,017 = 0,008 mm

Smax = es – EI = 0,033 – 0 = 0,033 mm [4.8.]


Dacă alezajul Ø40H7 se înlocuieşte cu alezajul mai precis Ø40H6 (fig.4.12), caracterul ajustajului se schimbă din ajustaj intermediar în ajustaj cu strângere. Alezajul Ø40H6 are abaterea superioară ES = +16 µm. Valorile strângerii minime şi maxime sunt calculate cu relaţia 4.9.

Smin = ei – ES = 0,017 – 0,016 = 0,001 mmSmax = es – EI = 0,033 – 0 = 0,033 mm[4.9] Acesta este motivul pentru care se recomandă ca, după alegerea din tabele a ajustajului, să se calculeze după exemplul de mai sus valorile efective ale jocului sau strângerii dintre cele două piese. Reprezentarea schematică la scară a poziţiei relative a intervalelor de toleranţă este deosebit de utilă, permiţând o apreciere vizuală a caracterului ajustajului.

Documents

Curs 3.1