Principiile toleranțelor dimensionale și selectarea dimensiunii corecte

Toleranțele dimensionale joacă un rol decisiv în proiectarea mecanică și influențează direct funcționalitatea și calitatea utilajelor, a dispozitivelor și a altor produse mecanice. În designul mecanic, toleranțele se referă la abaterile permise de la dimensiunile ideale ale unei componente sau ale unui grup de asamblare. Există diferite sisteme de ajustare, cum ar fi alezajul standard și axul standard. Pentru mai multe informații despre clasele de toleranță, consultați articolul nostru de pe blog Categorii de toleranță conform ISO 22081 și DIN ISO 2768.

De ce sunt importante toleranțele dimensionale?

În procesul de fabricație, este aproape imposibil să se producă componente 100% precise, fără nicio abatere. În special în producția în masă, vor exista întotdeauna abateri minime. Dacă aceste abateri nu ar fi luate în considerare, componentele nu ar mai fi compatibile între ele. Toleranțele dimensionale sunt utilizate pentru a lua în considerare aceste abateri în avans, astfel încât componentele să se coreleze împreună în funcție de tipul de fixare dorit. Acestea formează baza pentru determinarea precisă a abaterilor admise de la dimensiunile nominale ale unui obiect. Următoarele aspecte sunt influențate de toleranțele dimensionale:

• Funcționalitate și precizie la fixare: Numai cu toleranțele definite corect se poate garanta că componentele se corelează împreună și nu se corelează prea strâns sau liber. O fixare incorectă poate afecta semnificativ funcția.
• Procese de asamblare și producție: În procesul de fabricație, fluctuațiile pot fi cauzate atunci când sunt produse cantități mari, dar acestea sunt mai puțin semnificative din cauza toleranțelor.
• Costuri: Cu cât sunt fabricate mai precis componente, cu atât producția devine mai scumpă. Toleranțele pot reduce costurile, deoarece în majoritatea cazurilor nu este necesară o precizie ridicată.

Diferite standarde definesc, de exemplu, toleranțe generale (DIN ISO 2768-1, ISO 22081) sau diferite principii de toleranță (DIN ISO 8015).

Selectare adecvată a dimensiunii corecte

Selectarea corectă a dimensiunii este crucială pentru a asigura funcționarea corectă a componentelor și a grupurilor de asamblare. Există trei tipuri de toleranțe de fixare:

• Fixare liberă: o toleranță mai liberă, adică se dorește deplasarea între componente.
• Fixare prin interferență: o componentă este mai mare decât cealaltă componentă. Fixarea prin presare asigură o conexiune fermă.
• Fixarea prin tranziție: acesta este un amestec de fixare a spațiului liber și de fixare a interferenței, unde rămâne un anumit spațiu liber, dar îmbinarea componentelor poate necesita, de asemenea, o forță minoră.

Selectarea trebuie să ia în considerare următoarele aspecte:

• Ce cerințe funcționale, de ex., ce tip de mișcare, transmitere a forței sau cuplu este necesar?
• Acuratețea și precizia dorite ar trebui, de asemenea, să ia în considerare costurile asociate cu producția precisă. Obiectivul este un echilibru bun.
• Trebuie luate în considerare materialele, de ex., coeficientul de expansiune termică a materialelor.
• Condiții ambientale, de ex., temperatură și umiditate.
• Asamblarea și dezasamblarea, de ex., pentru componentele care trebuie adesea dezasamblate. O îmbinare prin presare prea strânsă nu ar fi adecvată în acest scop.
• Norme și standarde care pot fi obligatorii pentru unele industrii și pot afecta calitatea componentelor fabricate.

La MISUMI veți găsi o prezentare generală a altor elemente de bază pentru selectarea dimensiunii corecte. Următorul tabel compară toleranțele dimensionale diferite și tipurile de fixare și prezintă exemple de aplicații:

Orificiu de alezaj standard și ax standard

Orificiul de alezaj standard este un sistem de fixare cu toleranțe ISO în ingineria mecanică. Orificiul alezajului care face parte dintr-o anumită toleranță de potrivire este realizat uniform în timp ce toleranța corespunzătoare este deplasată pe ax. Pe de altă parte, cu axul standard, toleranța este mutată în orificiul alezajului și axul este produs uniform. Alezajele standard sunt mai frecvente, deoarece, în general, este mai ușor și mai rentabil să standardizați un orificiu.

Calcularea toleranțelor de fixare

Pentru calcularea toleranțelor de fixare, denumirile alezajului standard și ale axului standard furnizează informații importante. Orificiile de alezaj standard și arborii standard sunt marcate în conformitate cu normele și standardele internaționale. Desemnările asigură o comunicare uniformă și precisă cu privire la dimensiunile și toleranțele specifice ale orificiilor de alezaj și ale arborilor din industria de producție.

• [1] Orificiu alezaj H
• [3] Linie zero
• [4] Dimensiune nominală
• [5] Fixare liberă
• [6] Fixare prin tranziție
• [7] Fixare prin presare/fixare prin interferență

Orificiile de alezaj standard sunt descrise, de exemplu, într-o combinație de litere mari și cifre, precum și într-o combinație de diametru (de asemenea, dimensiune nominală), de exemplu, diametrul 50 H9.

• [2] Arbore h
• [3] Linie zero
• [4] Dimensiune nominală
• [5] Fixare liberă
• [6] Fixare prin tranziție
• [7] Fixare prin presare/fixare prin interferență

Axuri standard cu o combinație de litere mici, număr și diametru, de ex., diametru de 50 h9. H9 este denumită clasă de toleranță; litera este dimensiunea de bază și numărul este gradul de toleranță.

Aceasta poate fi utilizată și pentru a atribui o toleranță de bază conform ISO 286-1 unui alezaj sau ax. Există toleranțele de bază IT1-IT17. În exemplul furnizat, H9 și h9 vor fi atribuite toleranței de bază IT9. Dimensiunile limită superioară și inferioară pot fi preluate din tabelele corespunzătoare. Cu aceste dimensiuni limită, dimensiunile maxime și minime ale alezajului pot fi calculate după cum urmează:

• Dimensiunea maximă G _oB = dimensiune nominală + dimensiune limită superioară
• Dimensiunea minimă G _ub = dimensiune nominală + dimensiune limită inferioară

Dimensiunea maximă și minimă descriu intervalul în care dimensiunile reale ale unui orificiu sau ax pot fi întinse și totuși acceptabile.

Orificii de alezaj standard utilizate în mod obișnuit și axuri standard

Următoarele tabele oferă o prezentare generală a orificiilor de alezare standard utilizate în mod obișnuit și a arborilor standard, precum și a toleranțelor lor de fixare.