Квалитеты и посадки: как выбрать H7/g6, H7/k6, H7/p6 и не завысить точность

Квалитет, отклонение, класс допуска

Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. ГОСТ 25346-2013 группирует стандартные допуски в квалитеты — от IT01 до IT18. Чем больше номер, тем грубее допуск. Величина допуска одного квалитета растёт с размером: для Ø50 мм IT6 = 16 мкм, IT7 = 25 мкм, IT8 = 39 мкм, IT11 = 160 мкм.

Основное отклонение — то предельное отклонение, которое задаёт положение поля допуска относительно номинального размера. Его обозначают буквой: прописной для отверстий (A…ZC), строчной для валов (a…zc).

• H — нижнее отклонение отверстия равно нулю: отверстие не меньше номинала.
• h — верхнее отклонение вала равно нулю: вал не больше номинала.
• js — поле симметрично относительно номинала.

Буква и номер квалитета вместе — класс допуска: H7, g6, k6. Посадку записывают дробью: Ø50 H7/g6 — отверстие H7, вал g6.

Система отверстия и система вала

В системе отверстия основное отклонение отверстия — H, в системе вала основное отклонение вала — h. Технически они равноценны, выбор — экономический.

ГОСТ 25346-2013 рекомендует для общего применения систему отверстия: так меньше номенклатура мерного инструмента для отверстий (развёрток, протяжек) и калибров. Систему вала применяют там, где это выгодно, — например, когда на один гладкий вал с разными посадками садятся несколько деталей.

Три вида посадок

Характер посадки определяется взаимным положением полей отверстия и вала. Ниже — три посадки в системе отверстия для номинала 50 мм, отклонения по ГОСТ 25347-2013.

Зазоры и натяги считают по предельным отклонениям:

Пример для H7/g6: Smax = 25 − (−25) = 50 мкм, Smin = 0 − (−9) = 9 мкм. Для H7/p6: Smin = 0 − 42 = −42 мкм, то есть наибольший натяг 42 мкм, а Smax = 25 − 26 = −1 мкм — натяг есть всегда.

Отклонения, предельные размеры и зазоры для любого размера до 500 мм считает калькулятор допусков и посадок.

Типовые посадки и где их применяют

ГОСТ 25346-2013 приводит предпочтительные посадки в системе отверстия. Среди них — H7/g6, H7/h6, H7/js6, H7/k6, H7/n6, H7/p6, H7/r6, H7/s6, H8/f7, H8/h7, H8/e8, H9/e8, H11/c11, H11/b11. Характер основных посадок из этого ряда по описанию Machinery's Handbook (по ANSI B4.2):

Квалитет и способ обработки

Квалитет — это не только цифра на чертеже, но и маршрут обработки. Справочник технолога-машиностроителя (т. 1, 1986) даёт экономически достижимые квалитеты для стальных деталей при длине меньше двух диаметров:

По тому же справочнику каждый следующий переход повышает точность на черновых операциях на 1–3 квалитета, на чистовых — на 1–2. Для деталей из чугуна и цветных сплавов квалитет можно брать на один точнее, для длинных деталей (длина 2–10 диаметров) — на один-два грубее.

Отсюда простое следствие. Вал Ø50 h11 (допуск 160 мкм) получается получистовым точением. Вал Ø50 g6 (16 мкм) требует тонкого точения или шлифования — ещё один-два перехода после чистового точения, часто другой станок и контроль калибром или прибором, который различает единицы микрометров.

Как не завысить точность

• Назначайте квалитет по функции. Посадочные поверхности подшипников, центрирующие пояски, пары «вал — втулка» — да. Габаритные размеры, свободные поверхности, отверстия под болты с зазором — нет.
• Не ставьте допуск там, где хватит общего. Размеры без указанных допусков выполняются по общим допускам ГОСТ 30893.1-2002; класс точности указывают в технических требованиях чертежа.
• Проверьте, чем цех будет контролировать. Допуск 16 мкм на размере 50 мм требует измерительного инструмента, который различает единицы микрометров.
• Согласуйте шероховатость с квалитетом. Точный размер с грубой поверхностью не удержать: после приработки гребешки сотрутся и зазор изменится. Как их связать — в статье «Шероховатость поверхности: Ra и Rz».
• Учитывайте материал. Аустенитная нержавейка наклёпывается при резании, и держать на ней 6-й квалитет труднее, чем на конструкционной стали. Подробнее — в статье о нержавеющих сталях.