«Гладкие цилиндрические соединения»

Дисциплина: «Метрология, стандартизация и сертификация».

Тема: «Гладкие цилиндрические соединения».

Второй курс.

Основная цель - это самостоятельная индивидуальная или групповая деятельность студентов, в которых студентами приобретаются мыслительные умения.

Цели занятия –

• 
  Научить применять и правильно использовать диапазоны размеров, единицы допусков и квалитетов.
  
• 
  Создать условия для развития умений самостоятельной работы с образованием и расчетом посадок.
  
• 
  Создать условия для развития умения строить поля допусков.
  
• 
  Обеспечить условия для изучения общих сведений о системах допусков и посадок (ПК.02 – профессиональная компетенция).
  
• 
  Развить умение составления вопросов для дискуссии с учетом полученных навыков и знаний.
  
• 
  Воспитывать трудовую (учебную) дисциплину, умение работать самостоятельно и коллективно (ОК.03- ОК.04 – общие компетенции).
  

Оборудование к уроку: ПЭВМ, экран, проектор, гладкие цилиндрические соединения (сборочные единицы), кейсы, детали, измерительные и контрольные инструменты.

Прилагаемые медиаматериалы: приложения, презентации.

Использованы пакеты следующих программ:

• 
  Microsoft Office - офисный пакет (набор) прикладных программ;
  
• 
  Microsoft Word - текстовый процессор для создания, просмотра и редактирования текстовых документов;
  
• 
  Microsoft Excel - программа для работы с электронными таблицами;
  
• 
  Microsoft Office PowerPoint - приложение для подготовки презентаций;
  
• 
  Microsoft Office Outlook - персональный коммуникатор, в состав которого входят календарь, планировщик задач, записки, менеджер электронной почты, адресная книга.
  

1. Некифоров, А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения : Учебник / А.Д. Никифоров. – М.: ВШ, 2000. – 510 с.

2. Якушев, А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для вузов – 6-е изд., перераб. и доп. / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. – М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

3. Справочник по машиностроительному черчению / Федоренко В. А, Шошин А.И. – 14е изд., перераб. и доп.// Под ред. Г.Н. Поповой. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд, 1983. – 416 с.

4. ГОСТ 8032 «Предпочтительные числа или вид предпочтительных чисел».

5. ГОСТ 24642 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски, формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения».

6. ГОСТ 25347 «Основные нормы взаимозаменяемости. Поля допусков и рекомендуемые посадки».
Содержание кейса

1. 
   Раздел программы.
   
2. 
   Тема программы.
   
3. 
   Практическое задание.
   
4. 
   Алгоритм определения необходимых параметров.
   
5. 
   Режим работы.
   
6. 
   Теоретический материал по теме.
   
7. 
   Наглядный материал.
   
8. 
   Практические задания по проверке усвоения изученного материала.
   
9. 
   Алгоритм выполнения практической части задания.
   
10. 
    Критерии оценки по этапам задания.
    
11. 
    Вопросы для дискуссии.
    

1. 
   Раздел программы – Допуски и посадки.
   
2. 
   Тема программы – Гладкие цилиндрические соединения (для студентов второго курса дневного отделения).
   

3. 
   Практическое задание:
   

Проанализируйте и определите их группу, основное отклонение, предельные размеры, допуски, посадку и построить схемы полей допусков Приложение 1, Приложение 2. Сделайте необходимые расчёты. Запишите на бумаге все необходимые действия. Выполните необходимые проверки Приложение 7.

Подготовьте вопросы к дискуссии с учетом анализа, сомнений или сравнения.

Перед началом работы, ознакомьтесь Приложение 8.

4. 
   Алгоритм определения необходимых параметров:
   

1. Ознакомиться с современной системой допусков и посадок.

2. Определить диапазоны размеров, единицы допусков и квалитеты по ГОСТ.

3. Найти по заданным квалитетам соединений значения допусков.

4. Определить основные условия образования посадок.

5. Определить параметры: предельные размеры деталей (вала и отверстия), предельные отклонения, посадки (зазоры или натяги).

6. Выполнить проверку.

7. Обменяться опытом (знаниями и навыками).

8. Подготовить вопросы для дискуссии.

5. 
   Режим работы
   

6. 
   Теоретический материал по теме: «Гладкие цилиндрические соединения»
   

Системой допусков и посадок называют комплекс рядов допусков и посадок, созданный на основе теоретических исследований и обобщения опыта проектирования, изготовления и эксплуатации изделий. Стандартные системы допусков и посадок разработаны для различных типовых соединений деталей машин и приборов. Они обеспечивают взаимозаменяемость в машино- и приборостроении; создают условия для стандартизации конечной продукции, комплектующих изделий, режущего инструмента и калибров; способствуют повышению качества продукции.

Современные системы допусков и посадок;

- охватывают определённые диапазоны размеров, которые для упрощения таблиц допусков разбивают на интервалы размеров Слайд 88;

- содержат единицы допусков, выражающие зависимость допусков от размера;

- содержат необходимое число квалитетов, классов или степеней точности, в которых установлены допуски разной величины для одинаковых номинальных размеров Слайды 102, 103;

- содержат необходимое разнообразие посадок двух рядов – в системе отверстия и в системе вала;

- являются предельными асимметричными системами, в которых точность размеров задана двумя предельными размерами, а поля допусков основного отверстия и основного вала расположены асимметрично относительно нулевой линии.

Основные термины и определения:

Действительный размер - размер, полученный измерением с допустимой погрешностью.

Верхнее отклонение - алгебраическая разность (с учетом знака) между наибольшим предельным и номинальным размерами Слайд 105.

ES = Dmax - Dном - для отверстия.

es = dmax - dном - для вала.

Нижнее отклонение - алгебраическая разность (с учетом знака) между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Допуск - разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина (без учета знака) алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями, что есть одно и то же Слайды 104, 106.

Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Графически поле изображают, как область, заключенную между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии. На Приложение 2 поле допуска вала - оранжевая зона, а поле допуска отверстия - темно-синяя зона.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков посадки подразделяются на 3 группы Слайд 100:

1. 
   Посадки с зазором Приложение 3.
   
2. 
   Посадки с натягом Приложение 4.
   
3. 
   Переходные посадки Приложение 5.
   

Одна из деталей пары вал-отверстие выбирается основной. При этом, в пределах одного класса точности и одного и того же номинального размера во всех посадках предельные отклонения основной детали одинаковы, а различные посадки получают за счет изменения предельных отклонений неосновной детали.

Если выбирают в качестве основной деталь с отверстием, то это будет система отверстия. При этом, характер посадки обеспечивается расположением и величиной поля допуска вала. Система отверстия более предпочтительна, так как обрабатывать вал, для достижения нужной точности, проще и дешевле, чем отверстие.

В ЕСДП для размеров до 10 000 мм установлено 19 квалитетов: 01, 0, 1, 2, …, 17. В порядке убывания точности допуски квалитетов условно обозначают – IT01, IT0, IT1, …, IT16, IT17.

Основные определения:

- Предельными размерами называются два предельных значения размера, между которыми должен находиться действительный размер. Большее из них называется наибольшим предельным размером, меньшее - наименьшим предельным размером.

- Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером и его номинальным значением. Отклонение является положительным, если размер больше номинального, и отрицательным, если размер меньше номинального.

- Действительным отклонением называется алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами.

- Верхним предельным отклонением называется алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным, а нижним предельным отклонением - алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным.

- Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

- Нулевой линией называется линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Положительные отклонения откладываются вверх от нулевой линии, отрицательные - вниз.

- Полем допуска называется интервал значений размеров, ограниченный предельными размерами; оно определяется величиной допуска и его расположением относительно номинального размера Слайд 110. На схеме поле допуска изображается зоной между линиями, соответствующими верхнему и нижнему предельным отклонениям.

- Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

- Зазором называется положительная разность между размерами отверстия и вала (размер отверстия больше размера вала).

- Натягом называется положительная разность между размерами вала и отверстия до сборки деталей (размер вала больше размера отверстия).

Обозначение на чертежах допусков и посадок Слайд 109.

Детали изготовляют по чертежам, на размерных линиях которых после номинальных размеров проставлены допуски на размер в виде верхних и нижних предельных отклонений или условных обозначений полей допусков. ГОСТ 25346—82 предусматривает три варианта задания допуска на размер:

- с указанием числовых значений верхнего и нижнего предельных отклонений и их знаков, например вал Ø 40h7 мм, или отверстие Ø 40 ^+0,025 мм;

- с обозначением поля допуска (основного отклонения и номера квалитета), например вал Ø 40е8 мм или отверстие Ø 40Н7 мм;

- сочетанием обозначений по первому и второму вариантам, например вал

Ø 40е8(-0,050) мм или отверстие Ø 40Н7 ^(+0,025) мм. На чертежах общего вида и сборочных посадки указываются в виде дроби (например, Ø 40H7/e8) либо в строку Ø 40Н7(+0,021).

В последнем случае на первом месте проставляют обозначения, относящиеся к отверстию, а после тире - к валу.

7. 
   Наглядный материал Приложение 6.
   

8. 
   Практические задания по проверке усвоения изученного материала
   

1. 
   Объяснить, почему система отверстия применяется чаще, чем система вала.
   
2. 
   Какой должна быть последовательность проверки правильности расчёта посадки?
   
3. 
   Показать приемы контроля размеров детали при помощи измерительных (контрольных) инструментов.
   

9. 
   Алгоритм выполнения практической части задания на закрепление
   

1. 
   Что называется предельными размерами?
   
2. 
   Сколько установлено квалитетов для гладких цилиндрических соединений?
   
3. 
   Каким измерительным инструментом пользуются студенты на слесарной и механической практик при обработке гладких цилиндрических деталей?
   
4. 
   Недостатки посадок с натягом?
   
5. 
   Достоинства переходных посадок?
   

10. 
    Критерии оценки по этапам задания
    

11. 
    Вопросы для дискуссии
    

1. 
   Надо ли применять стальные молотки при сборке деталей переходных посадок?
   
2. 
   С каким усилием надо применять предельные калибры (скобы, пробки)?
   
3. 
   Чем отличаются номинальные и действительные размеры?
   
4. 
   Нужны ли навыки расчётные работы с посадками специалистам - техникам?