Допуски резьбы под покрытие

Иногда на чертежах мы можем видеть в обозначении размера числовой индекс со знаками «+», «–» или «±». Этот индекс указывает на то, что у данного размера есть допуск, то есть предельное отклонение в большую или меньшую сторону от номинальной величины. Общие допуски линейных и угловых размеров установлены в ГОСТ 30893.1-2002. Однако, если требуется изготовить деталь с высокой точностью, то поле допуска указывается прямо на чертеже. На рис. 1 видно, что предельное отклонение диаметра внутреннего отверстия детали не может превышать номинальное значение более чем на 0,016 мм. Предельное отклонение в меньшую сторону не указано, а это значит, что оно определяется ГОСТ 30893.2-2002 и не может превышать 0,1 мм при самом высоком классе точности f.

Рисунок 1 – Обозначение допуска линейного размера на чертеже

Допуски указывают на чертеже, как правило, для того, чтобы изготовленная деталь хорошо сопрягалась с другими деталями узла или механизма. Например, вал и подшипник должны быть изготовлены с высокой точностью, чтобы избежать биения при вращении и обеспечить плотное соединение поверхностей (рис. 2).

Рисунок 2 – Вал и подшипник как пример сопрягаемых деталей

Еще одна важная причина указания допуска – наличие защитного покрытия. Все изделия из НЕкоррозионностойкой стали защищены противокоррозионным покрытием органического или неорганического происхождения. Толщина защитных покрытий варьируется от нескольких микрон до нескольких миллиметров. При проектировании деталей и механизмов очень важно учитывать толщину защитного покрытия и закладывать соответствующие допуски в чертежах.

Особенно важно учитывать толщину защитного покрытия при изготовлении деталей с резьбовыми поверхностями, поскольку неправильный выбор толщины покрытия или поля допуска заготовки обязательно повлияет на скручиваемость деталей или герметичность резьбового соединения. Важная задача проектировщика – заложить в чертеже поле допуска резьбы, которое соответствует требуемой толщине покрытия.

Информация о полях допусков резьбы изложена в ГОСТ 16093-2004. 

Поле допуска включает в себя верхнее и нижнее отклонение среднего диаметра и диаметра выступов от номинального профиля. Номинальный профиль соответствует номинальному диаметру резьбы: например, для резьбы М8 нулевая линия диаметра выступов будет находиться на расстоянии 8,000000 мм от оси резьбы.

В обозначение поля допуска входит цифра (от 3 до 9), которая устанавливает степень точности и буква латинского алфавита (d, e, f, g, h), которая устанавливает само поле допуска. Схемы полей допусков приведены на рис. 3. Как видно, чем дальше буква расположена по алфавиту, тем дальше поле допуска расположено от номинального профиля. Чем больше цифра, обозначающая степень точности, тем шире поле допуска.

Поле допуска h является основным, поскольку вплотную подходит к номинальному профилю резьбы.

Рисунок 3 – Схема расположения полей допусков внешней резьбы

Всегда нужно иметь в виду, что поле допуска зависит в первую очередь, от шага резьбы, а не от диаметра. Мы знаем, что у резьбы одного и того же диаметра может быть, как крупный, так и мелкий шаг.

Рассмотрим конкретный пример, а именно, резьбу М10 с крупным шагом 1,5. Конструктор указал в чертеже размер резьбы М10-6g. Согласно ГОСТ 16093-2004 предельные отклонения внешнего диаметра от номинального диаметра для данного размера резьбы составят от 28 до 140 мкм, для среднего диаметра – от 28 до 164 мкм. Соответственно, для радиусов эти значения будут меньше в 2 раза (рис. 4).

Это означает, что при нанесении защитного покрытия нельзя допустить увеличения радиуса резьбы более чем на 14 мкм.

Теперь посчитаем толщину покрытия. Так как толщина покрытия измеряется перпендикулярно поверхности выступа, а диаметр – перпендикулярно оси вращения резьбы, то по правилу соотношения сторон в прямоугольном треугольнике толщина покрытия будет составлять 1/2 от наименьшего предельного отклонения, то есть 7 мкм.

Рисунок 4 – Схема поля допуска резьбы М10-6g

Для удобства проектирования допустимая толщина покрытия для различных шагов резьбы указана в «ГОСТ 10683-2013 Изделия крепежные. Неэлектролитические цинк-ламельные покрытия» (таблица 1).

Нанесение избыточной толщины покрытия может привести к негативным последствиям: отсутствие скручивания, повреждение защитного покрытия, осыпание покрытия и пр.

Таблица 1 - Теоретические пределы толщины покрытия для метрической резьбы