TCD Curs nr.2

0

Cursul nr.2

2. TOLERANELE I AJUSTAJELE PIESELOR CILINDRICE

2.1. Criterii de alctuire a sistemului ISO de tolerane i ajustaje

Pentru a se ieftini produsul, tolerarea pieselor componente se va face unificat, n coresponden cu un sistem de tolerane i ajustaje standardizat. n acest mod, se pot folosi pentru execuie i control, scule, verificatoare i calibre fabricate de firme specializate, deci fiind mult mai ieftine. n acelai timp, n structura produsului se pot folosi componente (de ex. rulmeni, lagre de alunecare, etc.) i subansambluri (motoare electrice / hidraulice / pneumatice, etc.) standardizate. Standardizarea face posibil schimburile comerciale.

Sistemul de tolerane i ajustaje ISO (International Organisation for Standardization) este alctuit pe baza urmtoarelor criterii:

Baza sistemului Poziia cmpului de toleran al piesei unitare n

raport cu linia zero

Unitatea de toleran Intervalele de dimensiuni Clasele de precizie Numrul de ajustaje de un anumit tip n

interiorul fiecrei clase de precizie Regimul de temperatur Simbolizarea toleranelor i ajustajelor

a) Baza sistemului

n cadrul sistemului ISO de tolerane i ajustaje, cmpurile de toleran ale alezajelor se simbolizeaz prin majuscule, iar cmpurile de toleran ale arborilor se simbolizeaz cu litere mici. Diferitele tipuri de ajustaje (joc, strngere sau intermediare) se formeaz n dou moduri:

n sistemul Alezaj Unitar (AU) se menine fix poziia cmpului de toleran al alezajului (cmpul H), iar diferitele tipuri de ajustaje se obin prin modificarea cmpurilor de toleran ale arborilor (Fig.2.1). Cmpurile de toleran a, b, c, ..... h formeaz ajustaje cu joc, cmpurile cd i ef fiind jocuri speciale. Cmpurile js (simetric), j, k, m i n

TCD Curs nr.2

1

formeaz ajustaje intermediare. Cmpurile p, r, ..... z formeaz ajustaje cu strngere, za, zb i zc fiind jocuri termice speciale. Poziia acestor cmpuri este fix, fiind dat de abaterile

fundamentale sa pentru cmpurile a ... h,

respectiv ia , pentru cmpurile j zc. Poziia

cmpurilor de toleran este dat n raport cu

linia zero asociat dimensiunii nominale N, n

domeniul + abaterile fiind pozitive, iar n

domeniul - negative. Obs. Se poate observa c lipsesc literele i, l, o i q, pentru a nu se confunda cu cifrele 1 sau 0, dac pe desenul de ansamblu ajustajul este simbolizat prin litere.

n sistemul arbore unitar (au) se menine fix poziia cmpului de toleran al arborelui (cmpul h), iar diferitele tipuri de ajustaje se obin prin modificarea cmpurilor de toleran ale alezajelor (Fig.2.2). Rmn valabile consideraiile fcute la sistemul alezaj unitar, pentru diferitele tipuri de ajustaje. Pentru

cmpurile A ... H, abaterile fundamentale sunt

cele inferioare iA , iar pentru cmpurile J ZC

sunt cele suprioare sA .

Fig.2.1

Fig.2.2

TCD Curs nr.2

2

b) Poziia cmpului de toleran al piesei unitare n raport cu linia zero

Cmpul de toleran al piesei unitare (H n sistemul AU i h n sistemul au) este amplasat tangent la linia zero. Amplasarea asimetric n raport cu linia zero a acestor cmpuri i poziia fix a fiecrui cmp de toleran (valoare unic pentru abaterea fundamental a fiecrui cmp, indiferent de clasa de precizie), permite pstrarea caraterului ajustajului, chiar dac se asambleaz alezaje H7 cu arbori e7 sau cu arbori e6 (Fig.2.3). Prin asamblarea unui alezaj cu un arbore mai precis, se face un compromis ntre preul de cost i precizie.

c) Unitatea de toleran

Precizia de prelucrare depinde de urmtorii factori principali: precizia i gradul de uzur al mainii unelte, calificarea muncitorului, tipul de prelucrare (1 frezare, 2 strunjire de degroare, 3 strunjire de finisare, 4 rectificare de degroare, 5 rectificare de finisare, etc), rigiditatea (piese svelte sau cu perei subiri) i posibilitatea de orientare i fixare a piesei, temperatura de lucru, etc. Prin interpretarea gradului de mprtiere al dimensiunilor piesei rezultate la acelai reglaj al mainii, cu excepia dimensiunilor foarte mici (din zona originii - Fig.2.4), precizia de prelucrare este aproximativ proporional

cu 3 d , unde supinf ddd este media geometric a limitelor intervalului

de dimensiuni infd ... supd n interiorul creia se gasete dimensiunea piesei.

Conform graficului din Fig.2.4, expresia toleranei este:

33 ,, dDKK

tgdDtgT

(2.1)

Fig.2.3

Fig.2.4

iar n continuare se poate scrie sub forma:

iaT (2.2)

TCD Curs nr.2

3

n cadrul acestei relaii, mrimea 3 ,dDKi poart denumirea de

unitate de toleran, iar Ktga numrul unitilor de toleran. Tolerana rezult n [m], iar dimensiunea piesei este untrodus n [mm].

d) Intervalele de dimensiuni

Conform relaiei de mai sus unitatea de toleran este o caracteristic a fiecrui interval de dimensiuni. n cadrul acestui interval de dimensiuni

i = const. i se calculeaz cu o relaie corectat:

),(001.0,45.0 3 dDdDi [m]

Pentru restrngerea valorilor pentru unitile de toleran i mplicit a toleranelor, dimensiunile sunt mprite n ntervalele de dimensiuni. n sistemul ISO de tolerane, pentru domeniul 1 mm ... 3150 mm, avem 21

de intervale de dimensiuni: (0 ... 1] (1...

3] (3 ... 10] ....

e) Clasele de precizie

n sistemul ISO de tolerane i ajustaje avem 20 de clase de precizie, notate n ordinea descresctoare a preciziei n felul urmtor:

01 0 1 2 3 ...... 16 17 18. Domeniul de utilizare orientativ al treptelor de precizie este

urmtorul: Mecanic fin: 01 i 0 Calibre: 1 7 ( de regul calibrele au precizie mai bun ca piesa

de verificat cu cca. 2 uniti ) Ajustaje: 5 7 Dimensiuni libere (care nu formeaz ajustaje) 12 16 Piese forjate / turnate 13 16 Diferitele precizii se obin prin diferite tipuri de prelucrare, numrul unitilor de toleran este o caracteristic a fiecrei clase de precizie:

a = const.

Ex. Conform standardului SR EN 20286 1,2 / 1997, pentru precizia 6, numrul unitilor de toleran a = 10 (Tabelul 2.1).

Tabelul 2.1 Prec IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT17

Val. 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i 250i 400i 640i 1000i

TCD Curs nr.2

4

f) Numrul tipurilor de ajustaje n interiorul fiecrei clase de precizie

Numrul de ajustaje cu joc / strngere / intermediare din cadrul diveriselor clase de precizie este diferit, fiind mai mare n domeniul 1 ... 500 mm, respectiv n cadrul claselor de precizie mai ridicat i mai frecvent utilizate

g) Regimul de temperatur

Temperatura de referin n cadrul sistemului ISO, pentru soluionarea

diferendelor dintre muncitor / controlor i fabricant / beneficiar, este de o

20 .

h) Simbolizarea abaterilor, toleranelor i ajustajelor

Pe desenele de execuie se trec valorile numerice ale abaterilor asociate cmpului de toleran i clasei de precizie. Valoarea dimensiunii nominale are ca exponent valoarea abaterii superioare, iar ca indice valoarea abaterii

inferioare (Fig.2.5).

Obs. Se recomand ca abaterile egale cu zero s nu se treac pe desenul de

execuie (este cazul cmpurilor de toleran H unde 0i A , respectiv h

unde 0s a - Fig.2.5), pentru a nu crea surse de erori n cazul unui scris

neadecvat.

Pe desenele de ansamblu se poate trece simbolul ajustajului sub form de

fracie. La numrtor se trece simbolul cmpului de toleran DT al

alezajului, urmat de clasa de precizie. La numitor se trece simbolul

cmpului de toleran dT al arborelui, urmat de clasa sa de precizie (Fig.2.6).

Fig.2.5

Fig.2.6

Pentru diametrul 30 s-a prescris un ajustaj alunector H7/h6 (cu joc minim nul), iar

pentru diametrul 32, un ajustaj presat H7/p6. De

asemenea, se poate observa c arborele este mai precis dect alezajul cu o clas de precizie.

TCD Curs nr.2

5

Curs nr.2 Comentarii / de reinut

a) Sistemul ISO Alezaj Unitar

Baza sistemului = H (tangent inferior la linia zero - 0i A )

Cmpurile a ... h = ajustaje cu joc Cmpurile js, j, k, m, n = ajustaje de trecere Cmpurile p ... z = ajustaje cu strngere Lipsesc cmpurile: i, l, o, q

b) Sistemul ISO arbore unitar

Baza sistemului = h (tangent superior la linia zero 0s a )

Cmpurile A ... J = ajustaje cu joc Cmpurile Js, J, K, M, N = ajustaje de trecere Cmpurile P ... Z = ajustaje cu strngere Lipsesc cmpurile: I, L, O, Q

Pozia cmpurilor de toleran este fix, indiferent de clasa de precizie, fiind dat de abaterea fundamental =

abaterea cu modulul cel mai mic (captul dreptunghiului DT / dT cel mai apropiat de linia zero)

nlimea lui DT / dT este cu att mai mica cu ct precizia este mai bun,

Tolerana este iaT ,

i este unitatea de toleran i depinde de intervalul de dimensiuni n care se ncadreaz dimensiunea piesei (i = const. n interiorul intervalului de dimensiuni)

a este numrul unitilor de toleran, fiind asociat preciziei de prelucrare (a = const. n interiorul clasei de precizie) n sistemul ISO avem 20 clase de precizie, dispuse n ordinea descresctoare apreciziei n felul urmtor:

01 0 1 2 3 ...... 16 17 18.

Temperatura de referin este de o20 .

Simbolizarea abaterilor / toleranelor = fracie (la numerator se trece simbolul cmpului DT urmat de clasa de

precizie, iar la numitor se trece simbolul cmpului dT urmat de clasa de precizie prezena cmpului H / h

precizeaz sistemul AU sau au ) De regul, clasa de calitate a alezajului este cu o unitate mai mare (mai puin precis) dect clasa de precizie a

arborelui (de ex. H7 / g6)

Ajustajul H7 / h6 este ajustajul alunector (cu joc minim nul)