При чтении и выполнении рабочих чертежей деталей людям часто приходится сталкиваться с необходимостью распознавания различных конструктивных элементов. Следует учесть, что в этой статье рассмотрены далеко не все конструктивные элементы, а только типовые, то есть многократно встречающиеся на деталях.
Деталью машиностроения согласно ГОСТ 2.101- 68 называется изделие изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.
Деталь изделия в машиностроении называется предмет производства из однородного по структуре и свойствам материала, подлежащий изготовлению без применения сборочных операций, который не может быть разобран на другие, более простые и мелкие.
Так например, в зависимости от формы и способов изготовления различают следующие группы деталей:
- детали, ограниченные преимущественно плоскостями;
- детали из листового материала, полученные вырубкой, гибкой, штамповкой и т.п.;
- детали, изготовляемые из профильного проката, труб и т.п.;
- детали, ограниченные преимущественно поверхностями вращения (валы, втулки, штуцеры и т.п.);
- детали, получаемые горячей объемной штамповкой;
- литые детали;
- зубчатые колеса и зубчатые рейки;
- пружины различных типов;
- детали со сложным плоским контуром;
- специальные детали;
- пластмассовые и армированные изделия.
Рабочий чертеж детали – это подробный план производства, который включает в себя размеры, форму, материал и другие требования для создания детали. Он также может содержать информацию о том, какие операции необходимо выполнить, чтобы создать деталь. Это очень важно, чтобы соответствовать высоким стандартам качества.
Какой бы сложной формы ни была деталь, ее можно представить как совокупность простейших геометрических тел или их частей.
По своей конфигурации детали могут быть от самых простых, для понимания формы которых достаточно лишь одной текстовой записи в спецификации, до самых сложных, форма которых требует показа нескольких видов, разрезов, сечений или выносных элементов. Форма детали обусловлена прежде всего той функцией, которую деталь выполняет.
При разработке рабочих чертежей предусматривают:
- рационально ограниченную номенклатуру марок и сортаментов материалов и покрытий, а также размеров, предельных отклонений, резьб, шлицов и других конструктивных элементов;
- необходимую степень взаимозаменяемости, наивыгоднейшие способы изготовления и ремонта изделий, а также максимальное удобство их в эксплуатации.
Следует различать понятия: элемент конструкции детали и конструктивный элемент детали. Например, на рисунке приведена деталь под названием звездочка. Она состоит из таких элементов конструкции детали, как: зубья звездочки, ступица с отверстием и конструктивного элемента в отверстии под названием шпоночный паз 10.
По своему назначению элементы деталей могут быть конструктивными, технологическими и информационными.
Под конструктивным элементом детали понимают местные изменения ее формы или поверхности для придания ей дополнительных свойств при изготовлении, сборке или эксплуатации. Размеры конструктивных элементов относительно формы и поверхности детали не велики и в целом не меняют их. Так цилиндрическая часть детали после нанесения на нее рифления все равно остается цилиндрической.
Технологические элементы обеспечивают удобство изготовления детали (опоры детали при обработке) и её сборки с другими деталями (фаски, проточки) или связаны с особенностями изготовления детали (литейные скругления и уклоны для литых деталей) и её элементов (сбеги и недорезы резьб, центровые отверстия и канавки для выхода шлифовального круга и т. д.).
К информационным элементам относятся различные шкалы с рисками, стрелки, клеймение, гравировка и т.д.
Элементы деталей делятся на стандартные типовые и нестандартные.
Стандартными являются элементы, форма, размеры которых, а также способ их изображения на чертеже полностью регламентируются стандартами ГОСТ и др.
При описании объектов чертежа инженер конструктор использует следующие категории понятий:
1. Общие характеристики деталей, например: тело вращения, плоская деталь, штамповка, корпусная, трубчатая, крестовина и т.п.
2. Вспомогательные характеристики: ось, разрез, сечение, количество видов и т.д.
3. Контур: прямоугольник, параллелограмм, трапеция, квадрат, ромб, треугольник, звезда, круг, сфера и т.д.
4. Стандартные детали и узлы (СДУ): крепежные изделия и др: болт, гайка и т. д.
5. Типовые конструктивные элементы (ТКЭ): фаски, канавки, отверстия и др. 6. Характеристики элементов, составляющих графический образ: прямой, тупой, острый, изогнутый, растянутый и т.п.
7. Термины, характеризующие положение и связи составляющих элементов: слева, справа, вверху, внизу, в углу, внутри, больше, меньше и т.п.
При проектировании необходимо иметь в виду, что любые элементы в сечениях деталей или механических компонентов представляют собой особые области, в которых будет концентрироваться напряжение, что повлияет на их механическую усталостную прочность. Любая геометрическая неоднородность действует как концентратор напряжений и может стать точкой возникновения трещины из-за усталости. Конструкция, которая способствует появлению зон концентрации напряжений, позволит детали выйти из строя раньше раньше.
Конструктивные типовые элементы задаются на чертежах в виде условных обозначений, например - Рифление сетчатое 1,0 ГОСТ 21474-75. Следует знать, что по ГОСТ 2.109-73 не допускается давать ссылки на документы, определяющие форму и размеры конструктивных элементов изделий (фаски, канавки, рифления и т. п.), если в соответствующих стандартах нет условного обозначения этих элементов. Все данные для их изготовления должны быть приведены на чертежах.
Отверстия ⵁ, к конструктивным элементам следует отнести не все отверстия, а только резьбовые отверстия и отверстия предназначенные для деталей крепежа. ГОСТ 11284-75 - отверстия сквозные под крепежные детали. ГОСТ 16030-70 стандарт устанавливает сквозные квадратные отверстия для болтов с квадратным подголовком диаметром от 5 до 24 мм и сквозные продолговатые отверстия для болтов, винтов и шпилек диаметром от 2 до 48 мм.
Виды отверстий по форме:
- Цилиндрическое отверстие ⵁ
- Коническое отверстие
- Нецилиндрическое отверстие
- Квадратное □
- Продолговатое
по проходимости сквозь тело детали
- Несквозное отверстие
- Сквозное отверстие
- Сквозное прерывистое
Зенковка – несквозное отверстие цилиндрическое или коническое углубление для установки крепежа.
Иногда неудобно указывать диаметр отверстий как это обычно принято. Не забывайте про ГОСТ 2.318-81 " Правила упрощенного нанесения размеров отверстий".
Резьба представляет собой рельефную поверхность образующуюся на цилиндрической или конической части детали при вырезании (или выдавливании) канавки определенного профиля идущей по винтовой линии. Обозначение пример М 8 -6Н – резьба метрическая, с диаметром 8 мм, однозаходная, правая, нанесена на отверстие по 6-му квалитету. Резьбовое соединение двух деталей может быть осуществлено только, если их резьбы имеют одинаковые параметры.
Лыска – это плоский срез с поверхности детали цилиндрической, конической или сферической формы, расположенный параллельно оси. Односторонние лыски применяют для предохранения режущего инструмента от поломки при соприкосновении с криволинейной поверхностью детали, а также для ее плотного соединения с плоскостью другой детали. Служат, как правило, для обеспечения возможности проворачивания деталей с помощью, например, маховиков или гаечных ключей, а также используются для фиксации деталей от проворачивания.
Буртик. На валах и осях часто применяют упорные буртики (уступы), в торцы которых упираются детали, насаживаемые на вал.
Фаской (указывается длинна с 4 и угол 45°) называется срезанная под углом кромка детали. Срез материала осуществляется плоскостью или конической поверхностью. Размеры катета фасок "с" выбираются по ГОСТ 10948-64 из следующего ряда: 0,1; (0,12); 0.16;(0.20); 0.25; (0.30); 0,40; (0,50); 0,60; (0,80); 1,0; 1,2; 1,6; (2,0); 2,5; (3,0); 4,0; (5,0); 6,0; (8,0); 10; 12; 16 и т.д. до 250 мм. Размеры без скобок предпочтительнее.Фаски облегчают соединение деталей центрируя их во время сборки.
Допускается надпись в технических требованиях чертежа: Острые кромки притупить фаской или радиусом 0,16 max мм.
Галтели, радиусы закруглений - скругления внешних и внутренних углов на деталях машин — широко применяют для облегчения изготовления деталей литьем, штамповкой, ковкой, повышения прочностных свойств валов, осей и других деталей в местах перехода от одного диаметра к другому. Размеры галтелей берут из того же ряда чисел, что и для величины С фаски (за исключением специальных случаев, в частности радиусов гиба для деталей, изготавливаемых из листового металла, установки шарикоподшипников и др.)
Скругление – это плавный переход от одной поверхности детали к другой по указанному радиусу. При этом образуется переходная поверхность являющаяся частью цилиндра или тора касательного к сопрягаемым поверхностям. Поэтому центр радиуса скругления в конструктивных элементах, как правило, не указывают. Скругления предназначены для удаления острых кромок, облегчения сборки, придания эстетического вида.
Рифление (обработка поверхности для придания ей шероховатости нанесение узких острых бороздок рифлей) предотвращает проскальзывание пальцев руки при завинчивании детали. На чертеже указывают, согласно ГОСТ 21474—75, тип рифления (прямое или сетчатое) и его шаг, выбираемый из ряда: 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0 (последний только для сетчатого). Угол рифления, отличный от 45°, указывается на изображении.
Бобышка (прилив) сравнительно короткий выступ или выпуклость из поверхности поковки или отливки, часто цилиндрической формы - у литых деталей облегчают обработку опорных поверхностей под головки болтов, гайки и т. д.
При обработке или контроле деталей типа тел вращения в центровые отверстия детали входят центры станка или приспособления, на которых установлена деталь. Если в изготовленной детали требуется наличие центровых отверстий, то их отмечают условным знаком ᐸ, с указанием на полке обозначения по ГОСТ 14034—74. Если центровые отверстия в готовом изделии недопустимы, то наносят знак ⵏᐸ. Пример условного обозначения центрового отверстия формы А диаметром d = 2 мм:
Отв. центр. А2 ГОСТ 14034– 74.
Ребро жёсткости – это элемент детали, который нужен для повышения механических характеристик, позволяют уменьшить сечения отдельных элементов детали, снизить напряжения в местах сопряжения стенок различного сечения, повысить устойчивость и прочность конструкций. Толщина ребер жесткости у их основания должна быть равной толщине основной стенки детали.
Уклоном называется тангенс угла наклона между двумя плоскостями, выраженный в виде простой правильной дроби или в процентах. ГОСТ 8908-81 стандарт распространяется на углы (угловые размеры) и допуски углов конусов и призматических элементов деталей с длиной меньшей стороны угла до 2500 мм, применяемые в машиностроении. На чертежах перед размерным числом, определяющим уклон, наносят знак ∠ 20% или ∠ 1:5 , острый угол которого должен быть направлен в сторону уклона. Обозначение уклона наносят на полке линии-выноски. Формовочные уклоны облегчают выем модели из формы после литья, определенные уклоны придают ее рабочим поверхностям(стенкам, ребрам и др.). Величина их зависит от высоты или длины расчетного элемента отливки.
Клин — элемент в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Наиболее распространены клиновые зажимные механизмы. Они позволяют закреплять деталь непосредственно или через прижимные планки и рычаги. Для обеспечения самоторможения угол клина не должен превышать 6 градусов.
Эксцентриковые зажимы являются разновидностью клина (криволинейные клинья) и выполняются в виде секторов, дисков, цилиндров, рабочая поверхность которых может быть очерчена по окружности, по логарифмической или архимедовой спирали. Эксцентриком принято называть только сам диск (вал) со смещённой осью вращения, а созданные на его основе механизмы и приспособления, как правило, носят самостоятельные названия. Наибольшее распространение получили круглые эксцентриковые зажимы
Конусность показывается знаком ⊲ ⊳, острый угол которого должен быть направлен в сторону вершины конуса. Рядом со знаком указывают отношение, например, 1:3, 1:4, 1:5, …, 1:500 в соответствии с ГОСТ 8593-81 - стандарт распространяется на конусности и углы конусов гладких конических элементов деталей.
Морзе В18 АТ6 ГОСТ 9953-82 - укороченный инструментальный конус Морзе В18 степень точности АТ6.
Канавка – это протяженное углубление на поверхности детали различной траектории и, как правило, простого поперечного сечения. Канавки предназначены для разделения поверхностей с разной характеристикой обработки, для выхода режущего инструмента при изготовлении детали или для обеспечения определенных условий при сборке и эксплуатации. Канавки используют для подвода, распределения и удержания смазки. Некоторые канавки предназначены для фиксации уплотнений различной формы. Траектория канавки может быть самой разной: по прямой, по кольцу, по винтовой линии и др.
Кольцевая канавка выполненная на внешней цилиндрической или конической поверхности называется проточкой. На основных изображениях проточки, как правило, дают с упрощениями, а их действительные формы и размеры раскрывают выносными элементами.
Пазом называется канавка с прямолинейной траекторией. Пример условного обозначения Т-образного направляющего паза шириной а= 18 мм и полем допуска Н8: Паз Т-образный 18Н8 ГОСТ 1574—91. Формы поперечного сечения пазов могут быть довольно сложными. Пазы служат для подвижного соединения деталей друг с другом. Прорезью называется узкая канавка прорезающая насквозь стенку детали.
Шпоночное соединение (шпоночный паз 10 JS9) предназначено для закрепления и передачи крутящего момента от вала на колесо или же наоборот. Шпонка позволяет это осуществить, сохраняя при этом возможность разъемного соединения деталей. Обычно в соединение ставят по одной шпонке. При передаче большого крутящего момента могут быть поставлены две или три шпонки через 180 – 120°. Шпонки всех основных видов стандартизированы. Размеры шпонок выбираются в зависимости от диаметра вала по таблицам стандарта. Чертежи на шпонки не выполняют, а все необходимые данные указывают в спецификации в разделе «Стандартные изделия».
- Вал под шпонку должен быть изготовлен таким образом, чтобы он не болтался, скажем может подойти посадка H7/k6 в случае малонагруженных валов.
- Допуск шпоночного паза так же выполняется из условий нагружения
- Ну и необходимо ставить допуск симметрии на шпоночный паз, например, как на чертеже. Воспользовавшись зависимым допуском. Это исходя из анализа стандарта, устанавливающего допуски и посадки на призматические шпоночные соединения (ГОСТ 23360-78), стандартов на калибры для шпоночных соединений (ГОСТ 24109-80…ГОСТ
24121-80), а также рекомендации В.Д. Мягкова и П.Ф. Дунаева.
Помните: при передаче вращающего момента шпоночным соединением применение посадок колеса на вал с зазором недопустимо, а посадок переходных не желательно. Объясняется это тем, что если в соединении имеется зазор, то при вращении вала происходит обкатывание со скольжением поверхностей вала и отверстия колеса, которое приводит к их изнашиванию. Поэтому на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса при передаче момента шпонкой следует создавать натяг, гарантирующий нераскрытие стыка.
Шлицевые соединения (шлицевой паз) предназначаются, как правило, для передачи крутящего момента, например от вала на звездочку или наоборот. При этом возможно еще дополнительное перемещение звездочки вдоль оси. В зависимости от формы профиля различают соединения с прямобочными, эвольвентными и треугольными шлицами. Условное обозначение шлицевого соединения на учебном чертеже (рис. 8.10) должно быть следующим:
n – Z× d× D× b,
где n – элемент центрирования* ;
Z – число зубьев;
d – внутренний диаметр;
D – внешний диаметр; b – ширина зуба вала.
В конце обозначения указывается номер стандарта (например, d –
8×36×42×7 ГОСТ 1139–80). (40хf7x2x9g ГОСТ 6033-80)
Риска (штрих) линия в виде продольного узкого углубления с закругленным или плоским дном, наносимая на изделие при разметке его под обработку сверлением, строжкой, фрезеровкой или чертилкой слесарной для точной разметки, измерительные шкалы приборов и т.д. Номенклатура подобных деталей достаточно велика, поэтому конструкцию и оформление чертежа рассмотрим только на наиболее характерных их представителях.
Шлицем называется прорезь (щель) на валу или вырез в отверстии, в которую вставляется конец инструмента при ввертывании и вывертывании резьбовых изделий. Шлицы выполняют например на шлицевых гайках, вращение которых производят соответствующими ключами.
При проектировании деталей, получаемых из листового материала с помощью гибки и штамповки встречаются следующие элементы листового тела: буртик, штамповка в открытых и закрытых штампах, жалюзи, ребро усиления на сгибе (косынка) представлены на рисунке слева направо. Для увеличения жесткости и прочности листовых деталей , усиления особо нагруженных мест или выступающих частей, а иногда по технологическим соображениям рекомендуется предусматривать в конструкции ребра жесткости и косынки.
Если у вас есть необходимость в создании высококачественного чертежа ISO, DIN, ANSI, ЕСКД или трехмерной модели в Автокад, Компас 3D? Можно связаться и поддерживать со мной связь с помощью электронной почты. Мы детально обсудим ваш проект. Я разрабатываю индивидуальные решения в точном соответствии с вашими потребностями. Также дополнительно осуществляю подбор производителей, фабрик, поставщиков комплектующих в любой точке мира.
Если у вас есть, что добавить по теме, не стесняйтесь. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, мысли, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи. Желаю друзья бодрости и заряда позитивной энергии на то, чтобы легко решить задачи этого дня.
