15. Выбор размеров и их значений при проектировании изделий

Размеры любого изделия и каждого его элемента зависят от многих факторов. Перечислим часть из них:

• функции, которые должно выполнять изделие в целом и каждый его элемент в отдельности (функции определяют форму, прочность и многие другие характеристики, обусловливающие размеры изделия);

• выбор системы размеров, которая определяется конструктивными требованиями, предъявляемыми к изделию в целом и к каждому его элементу в отдельности;

• размеры изделий, с которыми данное изделие соединяется, а также способ соединения;

• качество материала (материалов), из которого должно будет изготовляться изделие. Например, гаечный ключ из качественной хромованадиевой стали будет иметь меньшее поперечное сечение, а значит, и меньший вес по сравнению с ключом из более дешевого материала. Радиусы гибки листовых материалов также определяются их пластическими качествами;

• ограничения, устанавливаемые стандартами различного уровня;

• условия изготовления изделия;

• личность проектировщика изделия (личный опыт, применяемая методика расчета и т.д.).

Ни один из факторов (в том числе и тех, что не были перечислены) не связан с процессом нанесения размеров на чертеже.

При непосредственном нанесении размера на чертеже выбирают место нанесения и форму выражения размера в зависимости от его типа и конкретных обстоятельств (величина изображения, наличие свободного места, форма изделия). При этом следует руководствоваться указаниями ЕСКД.

Графический комплекс размера в общем случае состоит из двух выносных линий, размерной линии с двумя стрелками на концах, знака и размерного числа, соответствующего номинальному значению размера (рис. 49).

Ближайшая к контурной параллельная ей размерная линия наносится от нее на расстоянии не менее 10 мм. Некоторое увеличение указанного расстояния дает возможность лучше отделить группы линий изображений от линий размерных комплексов и позволяет при необходимости более свободно наносить обозначения шероховатости поверхностей.

Расстояния между параллельными размерными линиями на всем чертеже рекомендуется выдерживать одинаковыми, увеличивая или уменьшая их только в случае веских причин.

Для чертежей, выполняемых на форматах А4, A3, А2, рекомендуется расстояние между параллельными размерными линиями принимать равным 10 мм, поскольку это обеспечивает удобное для чтения размещение размерных чисел высотой 3,5 или 5 мм. При необходимости указанное расстояние может быть увеличено. Длину стрелок рекомендуется принимать не меньшей, чем высота размерных чисел.

Рис. 49. Общий вид размерного комплекса для линейных размеров

Минимальное расстояние между параллельными размерными линиями (7 мм) и минимальная длина стрелок (2,5 мм) допускаются в порядке исключения при недостатке свободного места.

Размерное число должно быть как можно ближе к середине размерной линии. Выполнение этого условия облегчает на сложном чертеже определение границ размеров и в целом улучшает вид чертежа. Изображение центра (оси) в виде пересекающихся штрихов не должно затрагиваться числами, знаками и надписями.

На рис. 50 приведены примеры указания на чертеже значений радиуса (обязательно с применением знака R), углового размера, длины сторон квадрата (знак ), толщины (знак s), диаметра (знак Ф ) и длины (знак l) на главном виде. Знаки, используемые при нанесении размеров, позволяют сократить число изображений предмета на чертеже и количество наносимых размеров, ускоряют выполнение и чтение чертежа. Все приведенные примеры соответствуют благоприятным условиям для нанесения размеров, иллюстрируют предпочтительные варианты их нанесения.

Вместо знака «сфера» ( ) на чертеже может быть написано слово «Сфера» (почему это относится к единственному из размерных знаков, объяснить трудно). Знак или слово «Сфера» применяется лишь тогда, когда чертеж не позволяет однозначно определить, что показана именно сфера (например, когда имеется только одно ее изображение). Почему только этот знак предписано применять не всегда, также непонятно, Когда-то знак диаметра использовали только в тех случаях, когда размер наносился на изображение, не имевшее вид окружности. В дальнейшем требование единообразия заставило применять данный знак во всех случаях.

Рис. 50. Размерные знаки и примеры (а - г) нанесения размеров

при наличии для этого свободного места

Знак («квадрат») говорит о том, что оба определяемые размера изделия не только одинаковы по номинальным значениям, но и должны быть выполнены с одной и той же допускаемой погрешностью. Если последнее условие отсутствует, то на чертеже наносят два размера (свой для каждой из сторон).

При недостатке места на чертеже, когда расстояние между параллельными размерными линиями принимается равным 7...8 мм, размерные числа смешают относительно середин размерных линий, чтобы не казались стоящими друг на друге (рис. 51). Отклонение положения числа от середины размерной линии должно быть минимально возможным.

Рис. 51. Примеры нанесения размеров при близком расположении

параллельных размерных линий

Если расстояние между выносными линиями не позволяет наносить размеры так, как было показано на рассмотренных ранее рисунках, то стрелки выполняют с внешней стороны на продолжениях размерных линий (рис. 52), а размерное число оставляют на том же месте.

При недостатке места для нанесения размерного числа его выносят на продолжение размерной линии вправо (если вправо нельзя, тогда влево), в особых случаях используют линию-выноску с полкой (рис. 53). Если оказывается невозможным вычерчивание двух встречных стрелок около одной выносной линии, то их заменяют хорошо заметной точкой на выносной линии (в строительном черчении — наклонными засечками).

Рис. 52. Примеры нанесения размеров при недостатке

на размерных линиях места для выполнения стрелок

Таблицы для указания размеров применяют в случае наличия у детали большого числа однотипных элементов. Например, если на некоторой поверхности имеется значительное число отверстий различных диаметров, то изображению каждого из них можно присвоить номер (номера отверстий, имеющих один и тот же диаметр, должны быть одинаковыми) и все необходимые данные об отверстиях привести в таблице, форму, содержание и размещение которой выбирает исполнитель чертежа. Такие таблицы размещают обычно в правой или нижней части чертежа на свободном (не требующемся для размещения изображений) месте. Вид таблицы определяется их содержанием. Пример подобной таблицы приведен на рис. 54.

Рис. 53 Примеры нанесения размеров при затруднениях

в размещении размерных чисел и выполнении стрелок

Рис. 54. Пример таблицы для указания размеров

Размеры могут указываться в технических условиях с помощью записей следующих типов:

…………………………………………………………………………………………………….

3. Неуказанные радиусы литейных скруглений 2 мм.

4. Радиусы скруглений внутренних углов 7,5 мм.

5. Все фаски 1,645°. (Другой вариант: 5. Неуказанные фаски 1,645°.)

Указание размеров в текстовой части дает следующие преимущества: частично разгружается изображение: не приходится искать, например, изображение фаски, на котором нанесен размер, относящийся ко всем фаскам, когда они одинаковы или составляют подавляющее большинство.

Отдельные размеры могут задаваться в основной надписи чертежа при указании сортамента, например:

Пруток ДКРНТ 12 НД ЛС59-1В ГОСТ2060- 73.

В приведенных примерах числа 30, 703,5 и 12 характеризуют соответственно диаметр круга, внутренний диаметр и толщину стенки трубы, диаметр прутка. На поле чертежа эти размеры обычно повторяют, но в качестве справочных. В нижней части обозначения (под чертой) или на строке перед указанием стандарта приводят данные о материале сортамента.

Значительная часть размеров при обработке заготовки детали выполняется по умолчанию. Рассмотрим в качестве примера трехступенчатый валик (рис. 55, а, б), который имеет два внутренних угла и четыре острых кромки. По технологическим причинам внутренние углы обязательно имеют при вершине скругления, оставляемые режушей частью инструмента. Так, у резца, используемого при обработке заготовок средних размеров, вершина не может не иметь скругление радиусом примерно 0,2 мм, которое «убирает» острую часть и обеспечивает достаточный теплоотвод из зоны резания по телу резца. Благодаря этому перегрев вершины резца не возникает, прочность резца не уменьшается, разрушение не происходит.

Рис. 55. Изображение и размеры трехступенчатого валика (а); реально

выполненные размеры после обработки заготовки этого валика (б);

записи требования о недопустимости скругления кромок (в, г)

Проекции режущих частей некоторых токарных резцов приведены на рис. 56.

Внешние углы при обработке не могут быть оставлены острыми по эксплуатационным и технологическим соображениям. Их притупляют скруглением кромок радиусом 0,2 мм, предотвращая тем самым возможные травмы и улучшая условия сборки. Скругления могут быть заменены фасками 0,245°. Допуски на скругления или на фаски не указывают, по умолчанию отклонения будут выдержаны по классам ±(t₁/2 … t₄/2).

Приведенные минимальные значения скруглений относятся к небольшим деталям. С увеличением размеров деталей (точнее, заготовок) увеличиваются нагрузки на обрабатывающий инструмент, повышается выделение теплоты при обработке, что заставляет увеличивать радиус скругления вершины резца, в результате чего возрастает радиус скругления внутренних углов детали. Притупление острых кромок увеличивается. На чертежах и в этих случаях не помешают соответствующих указаний.

Рис. 56. Режушие части проходных (д), канавочного (б) и отрезного (в) токарных резцов:

1 — обрабатываемая поверхность заготовки; 2 — обработанная поверхность; 3 — главная режущая кромка резца; 4 — вспомогательная режущая кромка резца; R — радиус скругления вершины резца; S — движение подачи (является вспомогательным, обеспечивает непрерывность процесса резания)

Если же по конструктивным условиям острые кромки притуплять недопустимо или радиус скругления внутренних углов должен иметь большее значение, то указанные требования обязательно приводятся на чертеже. Примеры записи требования о недопустимости скругления кромок показаны на рис. 55, в, г. Таким образом, принцип умолчания позволяет упростить изображения и задать размеры некоторых элементов (скруглений, фасок) без отображения их на чертеже.

Допустим, что длина каждой ступени валика должна быть выдержана более точно (с меньшей погрешностью), чем общая длина детали. Нанесение трех исполнительных размеров цепочкой (см. рис. 55, а) выражает это требование.

Справочный размер 49 * — замыкающее звено размерной цепи детали. Он не является габаритным, поскольку представляет собой сумму номинальных значений составляющих (что удобно иметь при расчете заготовки), а не сумму максимально возможных наибольших значений, которая и определяет значение габаритного размера.

В данном случае габаритный размер имел бы значение 15,00 + 18,00 + 16,10 = 49,10 мм, если бы были указаны следующие исполнительные размеры: 15_-0,5; 18_-0,25; 16 ± 0,1.

Точно так же по умолчанию выполняется коническая часть высверленного глухого отверстия. Угол при вершине (его принято обозначать 2φ) определяется материалом детали и в большинстве случаев равен 116... 118º. При обработке хрупких материалов (стекло, мрамор) угол 2φ увеличивается до 135°, при мягких материалах угол уменьшается. На чертежах угол при вершине конуса вычерчивается близким к 120º.

Ранее обращалось внимание на то, что группы информации следует располагать так, чтобы восприятию каждой из них не мешала другая группа (см. рис. 1.2). Исходя из этого, рекомендуется избегать нанесения размеров внутри контура изображения, однако такой способ все же применяется, когда требуется нанести большое число размеров, а внутри контура изображения имеется место для приемлемого размещения части из них.