Интерпретации системы координирующих размеров и размерных элементов в конструкторской документации

С 2013 года в ГОСТ 25346-2013 и ГОСТ 534422015 [5, 6] появляется требованиt прилегания «E», которое проставляется в тех посадках, куда будут устанавливаться подшипники, и требование это подразумевает более точную обработку поверхностей, акцентирует внимание оператора на процессе изготовления отверстия и процесс последующего контроля детали на ОТК. Вот как уточняется данный момент в стандарте: «В тех случаях, когда установления допуска на размер согласно международному стандарту ИСО 2861:2010 оказывается недостаточно для обеспечения выполнения посадкой своего функционального назначения, могут быть дополнительно установлены требование прилегания согласно стандарту [3], допуски геометрической формы, а также требования к шероховатости поверхности». В частности, также про правило прилегания можно детально посмотреть в видеоблоге «ГОСТ к чайку» [2], где наиболее ясно и доступно есть объяснения столь сложным обозначениям. Также очень много вопросов у специалистов машиностроительных предприятий в связи с применением теоретически точного размера.

ГОСТ 53442-2015 является лидером в области самого большого количества нововведений, которые, безусловно, с одной стороны, демонстрируют развитие системы ЕСКД и ее гармо-

низацию со стандартами ISO, но с другой стороны, как показывает практика, эти нововведения могут стать причиной отбраковки продукции из-за отсутствия единого мнения по применению подобных обозначений на чертежах. Рассмотрим, как ГОСТ поясняет применение теоретически точного размера: «TED (Тeoretical exact dimension) - размер, который применяют при выполнении различных операций (например, операций присоединения, разделения или набора). TED может быть линейным или угловым. TED может определять:

• -    протяженность или относительное месторасположение части какого-либо элемента, длину проекции элемента;

• -    идеальную ориентацию или месторасположение одного или нескольких элементов, или номинальную форму элемента, TED обозначается в квадрате (Рисунок 1)».

8 х 075 Н7

Рис. 1 – Обозначение TED на чертеже

Теоретически точный размер может применяться, к примеру, если в сборке у нас есть необходимость определения толщины компенсатора. Ширину данного компенсатора можно определить только в процессе изготовления/ сборки, а когда проектируется чертеж, этот размер известен только теоретически [4, 7]. Впервые понятие «теоретический размер» или «теоретический чертеж» был применен в ГОСТ 2.419-68 [1] серии по ЕСКД. Данный ГОСТ посвящен вопросам плазового производства. Вот как данный метод характеризуется: «Плазовый метод производства применяют в тех случаях, когда в рабочих чертежах невозможно или нецелесообразно дать все размеры, необходимые для изготовления изделия и его составных частей. При этом недостающие на чертежах размеры снимают с плаза».

Рассмотрим также комментарий коллег из Нижегородского университета по поводу гибкости в сборке и применения зависимых допусков: «Если условие зависимого допуска распространяется на базу, то это позволяет упростить конструкцию базирующих элементов технологических приспособлений. Например, кондукторов и калибров. Их базирующие элементы могут быть выполнены не самоцентрирующими, а жесткими, с постоянным размером, соответствующим пределу максимума материала базы. Смещение базы детали из-за зазора между ней и базирующим элементом приспособления или калибра, возникающее при отклонении размера базы от предела максимума материала, в данном случае разрешается зависимым допуском расположения» [8]. Таким образом, можно констатировать тот факт, что теоретически точный размер является частью теоретического чертежа, который разрабатывается не только с учетом линейных и диаметральных размеров, а сетки координат (Рисунок 2).

Таким образом, теоретически точный размер - это по сути координата, поэтому он пишется в номинале, у него нет верхних и нижних предельных отклонений, он не привязан к системе квалитетов, однако, несомненно эти размеры имеют решающее значение при разметке детали.

Современные системы сборочных операций в системе ИСО значительно отличаются от традиционных требований к обозначениям, заданным Единой системой технологической документации. С одной стороны, данные требования, дополнительные знаки значительно увеличивают количество символов на сборочном чертеже, что может привести к затруднению чтения чертежа, с другой стороны, эти обозначения, принятые системой ИСО, все чаще и чаще встречаются в обозначении чертежей, сделанных российскими компаниями, к которым, однако могут применяться требования соответствия международным стандартам – и не только в области соответствия качеству готовой продукции, систем наличия бережливого производства, но и прежде всего международным правилам обозначения чертежей.

Важным доказательством применения пла-зового метода в системе ИСО является применение выступающего поля допуска (Рисунок 3)

Выступающее поле допуска характерно для так называемых по ГОСТу «виртуальных» деталей – т.е. тех, которые могут быть присоединены к элементу в будущем, в качестве его апгрейда. Например к любому смартфону можно присоединить чехол, хотя изначально в конструкции он не предусмотрен. Чехол - и есть «виртуальный» элемент.

Требования взаимодействия (ГОСТ 551452012) для нежестких деталей, обозначаемой символом латинской буквы «F» (Рисунок 4) в круге, направлено на дополнительное указание нежестких элементов, встречающихся в машиностроении и приборостроении. Это могут быть и гофрированные резиновые элементы, и изделия из листового материала, которые деформируются в процессе работы - например, гнущиеся элементы вентиляции, или, к примеру, ряд

Рис. 2 – Теоретический чертеж крыла самолета с координатной сеткой

Рис. 3 – Выступающее поле допуска резино-технических изделий, которые широко применяются при герметизации изделий.

ГОСТ в виде обязательных требований рекомендует применять данное требование для всех нежестких деталей, встречающихся на чертеже.

Применение этого знака связано с применением трехмерной печати и применения нежестких материалов из пластика для замены традиционных металлических.

Понятие нежестких или «Free» деталей, как и это указывает отдельный ГОСТ 55145, имеет важное значение для операций, совершаемых с деталями с данным полем допуска, с полем допуска, которое может меняться в зависимости от применения различного момента затяжки креплений тонкостенных элементов, к примеру.

С большой долей вероятности можно говорить, что в российской системе конструкторской и технологической документации не так скоро приживется данное обозначение, т.к. нежесткие материалы по умолчанию в российской ЕСКД указываются в спецификации и ведомости материалов, где подробно указано, что тот или иной материал имеет резиновые или пластиковые вставки, а значит он – нежесткий.

Однако на сборочном чертеже не всегда представлены спецификации, а поэтому возможное указание нежесткости деталей на чертежей поможет более точно учитывать нестабильный допуск.

Возможно, такое усиленное внимание к данному символу связано с увеличением доли иностранных покупных резино-технических прокладок, уплотнений и т.д.

В ГОСТ 53442 мы наблюдаем неоднократное упоминание элементов, которые, возможно, были факторами развития идеи Тейлора (одного из коллег Г.Форда), который, несомненно, является авторитетом для организации ИСО в области допусков и посадок, так как он был изобретателем, прежде всего, походных и непроходных калибров, так называемых control gage, которые нашли применение на

Рис. 4 – Применение требования «F» для гнущейся гофры крупносерийном производстве и являются не-отьемлемой частью уже современного машиностроения.

Важно также и то, что ИСО посвятила отдельный ГОСТ требованию прилегания (Правило Тейлора) [9], который описывает специфическую скользящую посадку (заимствованную у СССР). Данная посадка по требованию Тейлора должна применяться в местах установки под подшипники и подобный размерный элемент должен иметь дополнительное обозначение «Е». В ГОСТ 25346 дополнительно приводиться следующий пример: «для любого размерного элемента с допуском, обозначение которого содержит класс допуска ИСО, наличие требования прилегания подразумевалось по умолчанию без указания на чертеже, даже если элемент, в отношении размера которого установлен допуск, не образует посадку. Пример - Для цилиндрической головки винта с указанным размером 24h13 требование прилегания предъявлялось автоматически».

Но если части символьных обозначений ИСО можно найти логическое объяснение: например M – minimum material (принцип минимума материала), F - free – требование для нежестких, «свободных» деталей, то уже требованию Тейлора «Е» остается искать самостоятельно объяснение, возможно – это означает «Effect» или «Especial» или что-то подобное.

Таким образом, подведем итог – ГОСТы серии ИСО, позволяющие увеличивать долю исправимого брака, долю деталей которые можно «подогнать» на месте включают в себя в том числе принципы теоретически точного размера. Теоретически точный размер подразумевает подгонку детали на месте, по принципу собираемости; теоретические чертежи, которые мы наблюдали в ГОСТ 2.419-68 как раз подтверждают эти возможности, которыя в зависимости от материала, условий окружающей среды могут меняться [1].