Toleranţe şi control tehnic Prima parte (cap.1-3) Partea a doua (cap.5-10) (cap Ultimele două capitole (cap )

Cursul Toleranţe şi control tehnic este destinat studenţilor de la facultăţile de inginerie mecanică, dar poate fi golosit şi de către inginerii mecanici sau tehnologi, precum şi de controlorii de calitate. Prima parte a cursului (cap.1-3) se ocupă de precizia dimensională şi precizia geometrică a organelor de maşini precum şi de sistemul ISO de toleranţe şi ajustaje. Capitolul 4 prezintă principiul maximului de material. Partea a doua (cap.5-10) tratează problemele preciziei principalelor grupe de organe de maşini : calibre limitative, rulumenţi, asamblări conice, filete, roţi dinţate, pene şi caneluri. În continuare (cap. 11-13) se prezintă problemele lanturilor de dimensiuni şi noţiunile de bază legate de măsurătorile tehnice şi ale studiului erorilor de prelucrare şi măsurare prin metode statistice. Ultimele două capitole (cap. 14-15) menţionează foarte pe scurt aspectele controlului de înaltă productivitate, automatizare şi organizarea controlului tehnic în producţie. Fără a epuiza problemele tratate, cursul elaborat pe baza noului plan de învaţămant şi al noii programe analitice sintetizează cele mai importante aspecte legate de toleranţele şi controlul tehnic contribuind astfel la o mai bună pregătire a cadrelor de specialitate din ţara noastră. Autorii 2

CUPRINS NOŢIUNI INTRODUCTIVE... NOŢIUNI DESPRE INTERSCHIMBABILITATE... 1.PRECIZIA DIMENSIONALĂ... 1.1. DIMENSIUNI, ABATERI, TOLERANŢE... 1.2. ASAMBLĂRI CU JOC ŞI ASAMBLĂRI CU STRANGERE... 1.3. AJUSTAJE... 1.3.1. Ajustaje cu joc... 1.3.2. Ajustaje cu strangere... 1.3.3. Ajustaje intermediare... 1.4. SISTEME DE AJUSTAJE ŞI ALEGEREA SISTEMULUI DE AJUSTAJE 1.5. UNITATE DE TOLERANŢĂ, CALITAŢI, CLASE DE PRECIZIE 2. SISTEMUL ISO DE TOLERANŢE ŞI AJUSTAJE 2.1. AMPLASAREA ŞI SIMBOLIZAREA CAMPURILOR DE TOLERANŢĂ... 2.2. CALITAŢII (CLASE DE PRECIZIE) ŞI UNITATEA DE TOLERANŢĂ SISTEMUL ISO... 2.3. BAZA SISTEMULUI DE TOLERANŢE... 2.4. REGIMUL DE TEMPERATURĂ ŞI CONTROL... 2.5. INDICAŢII PRIVIND ALEGEREA PRECIZIEI AJUSTAJELOR... 2.5.1.Ajustajele cu joc... 2.5.2. Ajustajele intermediare... 2.5.3. Ajustajele cu strângere... 2.6. TOLERANŢELE DIMENSIUNILOR LIBERE... 3.PRECIZIA GEOMETRICĂ A ORGANELOR DE MAŞINI... 3.1. PRECIZIA FORMEI GEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR... 3.1.1. Clasificare... 3.1.2. Precizia formei macrogeometrice... 3.1.2.1. Abateri de formă... 3.1.2.2. Înscrierea toleranţelor de formă pe desene... 3.1.3. Ondulaţia suprafeţelor... 3.1.4. Rugozitatea suprafeţelor... 3.1.4.1. Generalitaţi ; Definiţii... 3.1.4.2. Sistemul liniei medii (M)... 3.1.4.3. Înscrierea rugozităţii pe desene... 3.1.4.4. Influienţa rugozităţii asupra calităţii funcţionale a suprafeţelor... 3.1.4.5. Legătura dintre rugozitate, toleranţe dimensionale şi rolul funcţional al pieselor... 3.2.PRECIZIA DE ORIENTARE, DE BĂTAIE ŞI DE PRECIZIE A SUPRAFEŢELOR.. 3.2.1. Generalităţi. Clasificare.Noţiuni şi definiţii... 3.2.2. Abateri de orientare... 3.2.3. Abateri de bătaie... 3.2.3.1. Abaterea bătăii cilindrice... 3.2.3.2. Abaterea bătăii totale... 3.2.4. Abateri de poziţie... 3.2.5. Înscrierea toleranţelor de orientare, de bătaie şi de poziţie pe desene... 3

4. PRINCIPIUL MAXIMULUI DE MATERIAL... 4.1. CONSIDERAŢII GENERALE... 4.2.EXEMPLE DE UTILIZARE A PRINCIPIULUI MAXIMULUI DE MATERIAL... 5. CONTROLUL DIMENSIUNILOR ŞI SUPRAFETELOR DE CALIBRARE LIMITATIVE... 5.1.GENERALITAŢI. CLASIFICAREA CALIBRELOR... 5.2.PRINCIPIUL DE LUCRU AL CALIBRELOR LIMITATIVE... 5.3. SISTEMUL ISO DE TOLERANŢE PENTRU CALIBRE ŞI CONTRACALIBRE... 5.4. CALIBRE PENTRU CONTROLUL ALEZAJELOR CILINDRICE... 5.5. CALIBRE PENTRU CONTROLUL ARBORILOR CILINDRICI... 5.6. TOLERANŢELE CALIBRELOR PENTRU CONTROLUL SUPRAFEŢELOR CE FORMEAZĂ AJUSTAJE PLANE... 5.7. CONTROLUL PRECIZIEI DE FORMĂ ŞI DE POZIŢIE RELATIVĂ A SUPRAFEŢELOR... 6. PRECIZIA RULMENŢILOR... 6.1.JOCUL DIN RULMENŢI... 6.2. CLASELE DE PRECIZIE ALE RULMENŢILOR... 6.3. CAZURILE DE INCĂRCARE A INELELOR RULMENŢILOR... 6.4. INDICAŢII PRIVIND ALEGEREA AJUSTAJELOR DE MONTAJ ALE RULMENŢILOR... 7. PRECIZIA ŞI CONTROLUL ASAMBLĂRILOR CONICE... 7.1. CLASIFICARE. ELEMENTELE UNEI ASAMBLĂRI CONICE... 7.2. PRECIZIA ASAMBLĂRILOR CONICE... 7.2.1. Metoda conicităţii nominale... 7.2.2. Metoda conicităţii tolerate... 7.3. CONTROLUL PIESELOR CONICE ŞI AL UNGHIURILOR... 8. PRECIZIA SI CONTROLUL FILETELOR... 8.1. PRECIZIA ŞI CONTROLUL FILETELOR METRICE... 8.1.1. Elementele dimensionale ale filetelor metrice... 8.1.2. Corecţiile diametrului mediu datorate abaterilor de pas şi de unghi ale profilului... 8.1.3. Precizia filetelor metrice (ajustaje cu joc)... 8.1.4. Simbolizarea pe desen a filetelor si asamblărilor filetate... 8.1.5. Controlul filetelor metrice... 8.2. PRECIZIA FILETELOR DE MIŞCARE... 8.2.1.Filete trapezoidale ISO... 8.2.3. Filete ferăstrău... 9. PRECIZIA ŞI CONTROLUL ROŢILOR DINŢATE ŞI A ANGRENAJELOR... 9.1. PRECIZIA ANGRENAJELOR CILINDRICE PARALELE... 9.1.1. Parametrii danturii cilindrice şi angrenajelor cilindrice paralele... 9.1.2. Toleranţele şi precizia angrenajelor cilindrice... 9.1.3. Notarea preciziei angrenajelor cilindrice... 9.1.4. Criteriul privind asigurarea jocului dintre flancuri. Indici de precizie... 9.1.5. Controlul roţilor dinţate şi angrenajelor cu roţi dinţate cilindrice... 9.2. PRECIZIA ANGRENAJELOR DE ROŢI DINŢATE CONICE... 9.2.1.Generalităţi. Elemente geometrice... 9.2.2. Toleranţele angrenajelor conice (hipoide).. 9.2.3. Notarea preciziei angrenajelor conice.. 9.2.4. Criteriul privind asigurarea jocului dintre flancuri. Indici de precizie 9.2.5. Controlul roţilor dinţate şi angrenajelor cu roţi dinţate conice 4

9.3. PRECIZIA ANGRENAJELOR MELCATE.. 9.3.1.Generalităţi. Parametri principali 9.3.2.Toleranţele angrenajelor melcate cilindrice.. 9.3.3. Notarea preciziei angrenajelor melcate.. 9.3.4.Criteriul privind asigurarea jocului dintre flancuri.indici de poziţie... 9.3.5. Controlul angrenajelor melcate 9.4. PRECIZIA ANGRENAJELOR CU CREMALIERĂ. 9.4.1. Generalităţi. Parametri principali. 9.4.2. Toleranţele angrenajelor cu cremalieră.. 9.4.3. Notarea preciziei angrenajelor cu cremalieră. 9.4.4. Criteriul privind asigurarea jocului dintre flancuri.indici de poziţie... 9.4.5. Controlul angrenajelor cu cremaliera... 10. PRECIZIA ŞI CONTROLUL ASAMBLĂRILOR CU PANĂ ŞI CANELURI... 10.1. ASAMBLĂRI CU PANĂ... 10.1.1. Parametrii asamblărilor cu pană... 10.1.2. Toleranţele şi controlul asamblărilor cu pană... 10.2. ASAMBLĂRI CU CANELURI. 10.2.1. Consideraţii generale 10.2.2. Precizia asamblărilor prin caneluri dreptunghiulare.. 10.2.3.Precizia asamblărilor prin caneluri in evolventă. 11. LANŢURI DE DIMENSIUNI... 11.1. GENERALITĂŢI. CLASIFICARE, EXEMPLE... 11.2. REZOLVAREA PROBLEMEI DIRECTE A LANŢURILOR DE DIMENSIUNI PLANE, LINIARE ŞI PARALELE 11.2.1. Metoda de maxim si minim. 11.2.2. Metoda algebrică. 11.2.3. Metoda probabilistică.. 11.3. REZOLVAREA PROBLEMEI DIRECTE A LANŢURILOR DE DIMENSIUNI LINIARE NEPARALELE. 11.4. REZOLVAREA PROBLEMEI DIRECTE A LANŢURILOR DE DIMENSIUNI UNGHIULARE. 11.5. REZOLVAREA PROBLEMEI INVERSE A LANŢURILOR DE DIMENSIUNI. 11.5.1.Metoda toleranţei medii 11.5.2. Metoda determinării preciziei lanţului 11.5.3. Metoda sortării pe grupe de dimensiuni. 11.5.4. Metoda reglării 11.5.5. Metoda ajustării.. 11.6. LANŢURI DE DIMENSIUNI CU ELEMENTE DE POZITIE ALE ALEZAJELOR ŞI ARBORILOR 12. NOŢIUNI DE BAZĂ IN LEGATURA CU MASURĂTORILE TEHNICE 12.1. MĂSURARE, CONTROL, VERIFICARE.. 12.2. UNITAŢI DE MĂSURĂ.. 12.3. MIJLOACE DE MĂSURĂRE.. 12.4. METODE DE MĂSURARE.. 12.5. INDICI METROLOGICI PRINCIPALI AI MIJLOACELOR DE MĂSURARE 12.6. ERORI DE MĂSURARE, CLASIFICARE, CAUZE 12.7. PRINCIPII DE ALEGERE A METODELOR ŞI MIJLOACELOR DE MĂSURARE ŞI CONTROL. 5

13. STUDIUL ERORILOR DE PRELUCRARE ŞI DE MŞSURARE PRIN METODE STATISTICE 13.1.NOŢIUNI DE TEORIA PROBABILITAŢILOR ŞI STATISTICA MATEMATICĂ. 13.2. PRINCIPALI PARAMETRI STATISTICI CE INTERVIN ÎN STUDIUL ERORILOR DE PRELUCRARE ŞI DE MĂSURARE. 13.3. LEGI DE DISTRIBUŢIE.. 13.3.1. Legea distribuiţie normale.. 13.3.2.Alte legi de distribuţie ale dimensiunilor efective 13.3.3. Calculul erorii limita de măsurare 13.4. STUDIUL ERORILOR DE PRELUCRARE PE CALE STATISTICĂ. 13.4.1. Clasificare erorilor de prelucrare.. 13.4.2. Studiul erorilor de prelucrare prin metoda statisticii empirice. 13.4.3. Distribuţii afectate de erori sistematice 13.5. DISTRIBUŢIA JOCURILOR ŞI STANGERILOR EFECTIVE ÎN AJUSTAJE 13.6. METODE DE CONTROL STATISTIC. 14. MIJLOACE DE CONTROL DE INALTĂ PRODUCTIVITATE ŞI AUTOMATIZAREA CONTROLULUI IN PRODUCŢIE.. 15. ORGANIZAREA CONTROLULUI TEHNIC IN PRODUCŢIE.. BIBLIOGRAFIE... 6

NOŢIUNI INTRODUCTIVE Disciplina toleranţe şi măsurători tehnice(control tehnic) are un rol important ţn pregătirea viitorilor ingineri, specialişti in tehnologia construcţiilor de maşini. Ea face apel la desen tehnic,algebră, probabilităţi şi statistică matematică,furnizând cunoştinţe şi aplicându-se, fără exagerare, în toate disciplinele de specialitate:organe de maşini,tehnologia construcţiilor de maşini,tehnologia presării la rece,proiectarea sculelor aşchietoare,proiectarea dispozitivelor,e.t.c O cerinţă esenţiala a dezvoltării economice contemporane o constituie realizarea unui înalt nivel calitativ al produselor. În general, calitatea unui produs este determinată de suma acelor proprietăţi ale produsului care reflectă măsura în care acestea pot satisface nevoile societăţii şi depinde de calitatea concepţiei(proiectării) si calitatea execuţiei. Legătura dintre calitatea concepţiei, calitatea execuţiei şi calitatea produsului finit se poate vedea din triunghiul calităţii. Pentru a realize un produs de o anumita calitate se fac anumite cheltuieli. Deosebim din acest punct de vedere un nivel calitativ optim şi anume cel pentru care costul global este minim. Costul global reprezintă suma dintre costul de achiziţie şi costul de exploatare şi întreţinere în bună stare de funcţionare pe toată perioada de utilizare a produsului. Variaţia costurilor în funcţie de nivelul calitativ este dată în diagrama următoare: a- costul de achiziţie b- costul de exploatare c- costul global După cum se observă calitatea devine un element de optimizare economică atât pentru producător cât şi pentru beneficiar. [20] 7

NOŢIUNI DESPRE INTERSCHIMBABILITATE Interschimbabilitatea, aparută odată cu dezvoltatrea producţiei de serie mare şi de masă, este o problemă complexă de proiectare, execuţie şi control, caracterizată prin proiectarea pieselor, ansambluri sau subansambluri de a putea fi înlocuite cu altele de acelaşi tip, fară o selecţionare prealabilă şi fară prelucrări suplimentare de ajustare la montaj, cu condiţia îndeplinirii integrale a rolului lor funcţional.[1-5], [6], [8-9] In general,interschimbabilitatea nu se referă numai la parametrii geometrici, ci la toţi parametrii ce condiţionează îndeplinirea rolului funcţional al pieselor şi ansamblurilor(structură, rezistentă mecanică, e.t.c).în cadrul acestui curs ne vom ocupa numai de aspectul geometric al interschimbabilităţii. Dupa posibilitatea de realizare, interschimbabilitatea poate fi:completa şi incompletă(partiala).[1], [3-6], [8] -interschimbabilitatea completă se referă la piesele sau produsele de acelaşi fel, interschimbabile indiferent de data şi locul fabricaţiei sau utilizării lor (exemplu: organe de maşini normalizate pe plan internaţional, şuruburi şi piuliţe, rulmenţi e.t.c) -interschimbabilitatea incompletă (partială), întâlnita mult mai des, este condiţionată de data şi locul fabricaţiei, de perfecţionările aduse produselor, condiţiile de exploatare e.t.c După tipul dimensiunilor la care se referă, interschimbabilitatea poate fi:exterioară şi interioară.[4-6] -interschimbabilitatea exterioară se referă la dimensiunile exterioare (de montaj) ale pieselor şi ansamblurilor şi interesează în special pe utilizatorul produselor (exemplu: în cazul unui rulment radial cu bile pe beneficiar îl interesează dimensiunile de montaj D, d, B. -interschimbabilitatea interioară se referă la dimensiunile de legatură interioară ale produselor şi interesează în primul rând pe producător.( exemplu: în cazul rulmentului considerat, pentru obţinerea unui anumit joc radial J R al rulmentului şi pentru că prelucrareă să fie economică, producătorul să realize dimensiunile Dc, d c, d cr cu toleranţe largi, va sorta dimensiunile respective pe grupe, iar asamblarea o va face pe grupe de dimensiuni, astfel încât să obtină valoarea jocului radial J R în limitele prescrise, inelele şi bilele fiind interschimbabile numai în cadrul aceleiaşi clase de sortare). În concluzie, interschimbabilitatea este o condiţie necesară în producţia de serie mare şi de masă, realizabilă printr-o tehnologie bine pusă la punct.ea asigura o înaltă eficienţă economică atât în producţie cât şi în exploatarea produselor, determinând legaturi strânse de dependenţă între proiectarea, fabricaţia, controlul şi exploatarea produselor. 1.PRECIZIA DIMENSIONALĂ 8

Calitatea unui produs va depinde de un complex de marimi dintre care parametrii geometrici, liniari şi unghiulari, constituie factori de bază, carora în construcţiile de maşini li se acordă o deosebită atenţie atât în faza de proiectare cât şi în cea tehnologică. Precizia de prelucrare şi asamblare a organelor de masini este determinată de urmatorii factori: [1-2], [6], [8] -precizia dimensională (se prescrie prin toleranţe la dimensiuni conform STAS 6265-82) -precizie geometrică (se prescrie prin toleranţe geometrice conform STAS 7384-85, STAS 7385/1,2-85) - precizia formei geometrice (se referă în general la elemente izolate) -abateri de formă macrogeometrice (AF) -ondulaţii (W) -abateri de formă microgeometrică, rugozitate (R) - precizia de orientare, de bataie şi de poziţie (AP) (se referă la elemente associate) 1.1. DIMENSIUNI, ABATERI, TOLERANŢE Executarea unei piese la o dimensiune riguros exactă este foarte greu de realizat. Pe de altă parte, practica arată că o piesă îsi poate îndeplini rolul sau funcţional în bune condiţii şi dacă dimensiunea acesteia este executată în anumite limite.[1], [3], [11], [13] De exemplu, considerând o piesă cu un alezaj în care trebuie să se rotească un arbore de o anumită dimensiune, ansamblul celor două piese functionează aproximativ la fel de bine pentru o gamă apropiată de valori ale alejajului. Prin dimensiune se intelege numărul care reprezintă în unitate de masură aleasă valoarea unei marimi liniare sau unghiulare. [1], [4-5], [11], [13] Dimensiunile inscrise pe desen se numesc in general cote. Intre-o primă clasificare, ele pot fi: - dimensiuni funcţionale - dimensiuni de montare - dimensiuni tehnologice - dimensiuni libere După tipul suprafeţelor la care se referă deosebim: - dimensiuni de tip alezaj - dimensiuni de tip arbore Alezajul este o dimensiune interioară, cuprinzătoare a unei piese, indiferent dacă este cilindrică sau de altă formă. Arborele este o dimensiune exterioară, cuprinsă a unei piese, indiferent dacă este cilindrică sau de altă formă. Convenţional, marimile referitoare la aelzaje se notează cu litere mari, iar cele referitoare la arbori cu litere mici. (fig. 1.1.) 9

a) b) Fig.1.1. Exemple de dimensiuni a) plane ; b) cilindrice în care: D, L dimensiuni de tip alezaj d, l dimensiuni de tip arbore pentru caracterizarea completă a alezajelor şi arborilor mai definim: [1-5], [8-11], [13] Dimensiune nominală valoare luată ca bază pentru a caracteriza o anumită dimensiune, indiferent de abaterile pe care le poate avea. ( D N, LN - alezaje cilindrice, respective plane; d N, l N - arbori cilindrici, respectiv plani). Dimensiune reala dimensiune care rezultă în urma prelucrării sau asamblării. Datorită erorilor inerente introduse de metodele şi mijloacele de masură şi control, nu vom cunoaşte niciodată cu o precizie absolută dimensiunea reală, şi de aceea vom defini dimensiunea efectivă. Dimensiune efectivă - dimensiunea rezultată în urma măsurării.ea va fi cu atât mai apropiată de dimensiunea reală cu cât precizia de măsurare va fi mai mare. (D, L alejaje cilindrice respective plane; d, l arbori cilindrici, respectiv plani) Dimensiune limită dimensiunile maxime si minime admise pentru un alezaj sau un arbore. ( Dmax, d min - alezaje cilindrice; d max, d min - arbori cilindrici; Lmax, Lmin - alezaje plane; l max, l min -arbori plani) Pentru ca o anumita dimensiune să fie cuprinzatoare este necesar ca dimensiunea efectivă să fie cuprinsă între dimensiunile limită admise (1.1): Dmin D Dmax L L L Lmin min L Lmax max d min d d max l l min l l l l max min max Dacă din aceste relaţii se scad valorile nominale ale dimensiunilor (1.2): Dmin D N D D N Dmax D N Lmin L N L L N Lmax L N d min d N d d N d max d N l min l N l l N l max l N 10

Diferenţele algebrice din partea stângă reprezintă abateri inferioare ( Ai -pentru alezaje, a i pentru arbori), cele din mijloc reprezintă abateri efective (A- pentru alezaje, a- pentru arbori) iar cele din dreapta reprezintă abateri superioare ( AS -pentru alezaje, a S - pentru arbori). Ca urmare relaţiile de mai sus devin(1.3): Ai A AS - pentru alezaje cilindrice şi plane a i a a S - pentru arbori cilindrici şi plani (1.3) În consecinţă putem spune că o dimensiune este corespunzătoare dacă abaterile ei efective sunt cuprinse între abaterile limită admise.[1], [6], [10-11], [13] Reprezentarea grafică a unor dimensiuni (tip arbore si tip alezaj) cu dimensiunile si abaterile limita este redată in fig.1.2: [2], [5] Fig. 1.2. Tolerarea alezajelor şi arborilor a) parametrii toleraţii ; b,c)reperul de referinţă Se observă că abaterile inferioare, efective şi superioare pot fi pozitive, zero sau negative în funcţie de semnul diferenţelor dintre dimensiunile nominale. [1-2], [6], [9] Dmin, Lmin, d max, l max - se mai numesc începutul campului de tolerantă Dmax, Lmax, d min, l min - se mai numesc începutul campului de tolerantă Din relaţiile (1.2) şi (1.3) rezultă(1.4): Dmin D N Ai D DN A Dmax D N AS Lmin L N Ai d min d N ai l min l N a i L LN A d dn a l ln a Lmax L N AS d max d N a S l max l N a S D DN A Dmax D N AS Relaţiile (1.4) se pot rescrie (1.4): Dmin D N Ai Lmin L N Ai L L N A d min d N ai d dn a l min l n ai l ln a 11 Lmax L N AS d max d N a S l max l N a S

Dar diferenţele dintre valorile limită (maximă şi minimă) ale dimensiunilor reprezintă tocmai toleranţele dimensionale.(1.5) ( TD, TL - toleranţele alezajelor cilindrice, respective plane; Td, Tl - toleranţele arborilor cilindrici, respectiv plani) TD Dmax Dmin D N AS D N Ai AS Ai TL Lmax Lmin L N AS LN Ai AS Ai Td d max d min d N a S d N ai a S ai Tl l max l min l N a S l N ai a S ai Deci, toleranţele mai pot fi definite şi ca diferenţele algebrice dintre abaterile superioare şi cele inferioare. Întrucât întodeauna dimensiunile maxime sunt mai mari decât cele minime, toleranţele sunt întodeauna mărimi pozitive.[2] Reprezentarea grafică a unei toleranţe se numeşte camp de toleranţă. Scrierea unei dimensiuni se face astfel: A A a a D N AiS ; LN AiS ; d N ais ; l N ais ; 100 00,,02 01 ;300 0,3; Observaţie: Întotdeauna abaterile superioare se scriu sus iar cele inferioare se scriu jos. 1.2. ASAMBLĂRI CU JOC ŞI ASAMBLĂRI CU STRÂNGERE Asamblarea este îmbinarea a două sau mai multe piese executate cu anumite valori efective ale dimensiunilor. În cadrul unei asambălri vom avea cel puţin o dimensiune de tip alezaj şi cel puţin una de tip arbore. În funcţie de valorile dimensiunii efective a alezajului şi arborelui asamblările pot fi cu joc sau cu strângere. (fig. 1.3 si fig. 1.4) [1-2], [5], [8-9], [11]. Fig.1.3. Asamblarea cu joc Fig.1.4.Asamblare cu strângere Diferenţa Δ dintre dimensiunile efective ale alezajului şi arborelui determină caracterul asamblării: [1], [3], [6], [9], [11], [13]. Δ=D-d Pentru Δ 0 (D d) asamblarea va fi cu joc J = = D-d (1.6.) Pentru Δ 0 (D d) asamblarea va fi cu strângere (1.7) 12

S d D ( J jocul efectiv ; S strângerea efectivă ) Se observă că valoarea nulă a diferenţei Δ se poate înterpreta fie ca o asamblare cu joc zero, fie ca o asamblare cu strângere zero. Jocul efectiv dintr-o asamblare poate fi definit ca valoarea absolută a diferenţei pozitive dintre dimensiunea efectivă a alezajului D şi cea a arborelui d. (1.6) Strângerea efectivă reprezintă valoarea absolută a diferenţei negative dintre dimensiunea efectivă a alezajului D şi cea a arborelui d, inainte de asamblare. (1.7) Se observă că: S= D d = -(D-d) = d-d = -J (1.8) Rezultă că algebric strângerea poate fi interpretată că un joc negativ sau, invers, jocul că o strângere negative. [1], [8-11] 1.3. AJUSTAJE Ajustajul caracterizează relatia ce există intre două grupe de piese cu aceeaşi dimensiune nominală, care urmează să se asambleze, în legătură cu valoarea jocurilor şi strângerilor ce apar după asamblare. [1-2], [4-5], [8], [13] La un ajustaj dimensiuea nominală a arborelui şi alezajului este aceeaşi: D N d N N (ajustaje cilindrice), LN l N N (ajustaje plane) 1.3.1. Ajustaje cu joc Pentru obtinerea unui joc minim garantat la asamblarea oricărui alezaj cu oricare arbore este necesar că diametrul minim al alezajului să fie mai mare decât diametrul maxim al arborelui (fig. 1.5.) Dmin dmax = N + Ai N + as = Ai as (1.9) Fig.5. Ajustaj cu joc Vom defini (1.10.): J max Dmax d min N AS N ai AS ai J min Dmin d MAX N Ai N a S Ai a S J = D d = ( N + A) ( N +a ) = A a J min J J max Ai a S A a AS ai 13

Deoarece jocurile şi strângerile sunt mărimi liniare ce trebuie să fie cuprinse între nişte valori limită, maximă şi minimă, vom defini toleranţa algebrică a jocului că fiind (1.11.): [1-3],[6], [810], [11], [13] Taj = jmax Jmin = (As ai) (Ai - as) = (As - Ai) + (as - ai) = TD + Td (1.11) 1.3.2. Ajustaje cu strângere Pentru obţinerea unei strângeri garantate la asamblarea oricarui alezaj cu oricare arbore este necesar ca diametrul minim al arborelui să fie mai mare decât dimatrul maxim al alezajului. (fig. 1.6.) d min Dmax N ai N AS ai AS (1.12) Fig.1.6. Ajustaj cu strângere Vom defini (1.13.): S max Dmin d max d max Dmin N a S N Ai a S Ai S min Dmax d min d min Dmax N ai N As ai AS S D d d D ( N a ) ( N A) a A S min S S max a i AS a A a S Ai Toleranţa algebircă a strângerii (1.14.): TaS S max S min (a S A i ) (a i AS ) ( AS Ai ) (a S ai ) TD Td Observaţie (1.15.): Smax = - Jmin Smin = - Jmax 1.3.3. Ajustaje intermediare (de trecere) Acestea corespund situaţiei când câmpurile de toleranţă ale alezajului şi arborelui se suprapun parţial sau total, caz în care, în funcţie de dimensiunile efective D, d, vor rezulta fie asamblări cu joc, fie asamblări cu străngere (fig. 1.7.) [1] 14

Fig.1.7. Ajustaj intermediar ( de trecere) Jocul efectiv va fi cuprins între zero şi valoarea maximă iar strângerea efectivă deasemeni, între zero şi valoarea maximă (1.16.): 0 J J max 0 D d Dmax d min 0 A a AS ai 0 S S max 0 d D d max Dmin 0 a A a S Ai Toleranţa algebrică a ajustajelor intermediare (1.17.): [1], [8] Tai J max S max ( AS ai ) ( as Ai ) ( AS Ai ) (as ai ) TD Td 1.4. SISTEME DE AJUSTAJE ŞI ALEGEREA SISTEMULUI DE AJUSTAJE Pentru a obţine cele trei tipuri de ajustaje se poate actiona în două moduri [1], [3-6], [1011], [13] a) Mentinând constantă pentru o anumită dimensiune nominală poziţia câmpului de toleranţă a alezajului (TD) şi variind convenabil poziţia câmpului de toleranţe al arborelui (Td), se obţin ajustaje în sistemul alezaj unitar (fig.1.8.a) b) Mentinând constantă pentru o anumită dimensiune nominală poziţia câmpului de toleranţă al arborelui (Td) şi variind convenabil poziţia câmpului de toleranţă al alezajului (TD) se obţin ajustaje în sistemul arbore unitar (fig.1.8.b) 15

Fig.1.8. Sistemul de ajustaje a) alezaj unitar ; b)arbore unitar Observaţii: 1) Pentru sistemul alezaj unitar se consideră câmpul de toleranţă cu Ai = 0, AS = TD ; 2) Pentru sistemul arbore unitar se consideră câmpul de toleranţă cu as = 0, ai = -Td: 3)Pentru ajustajele pieselor necilindrice (plane) se pot extinde (aplica) aceleaşi noţiuni: Deşi din punct de vedere funcţional cele două sisteme de ajustaje sunt echivalente, alegerea unuia sau altuia se va face având în vedere atât latura constructivă cât şi cea tehnologică. În general, în construcţiile de maşini, pentru piese mici şi mijlocii se utilizează sistemul alezaj unitar, acesta punând mai puţine probleme tehnologice, prelucrarea în acest sistem având o eficienţă economică sporită (mai puţine scule speciale, mijloace de verificare mai ieftine, alezajele se prelucrează mai greu).sunt însă situaţii când din punct de vedere constructiv, se impune folosirea sistemului arbore unitar: la utilizarea barelor calibrate şi trase fară prelucrări ulterioare prin aşchiere, la folosirea organelor de maşini standardizate precum inelul exterior al rulmenşilor (ce se execută întodeauna in sistemul arbore unitar).[1] 1.5. UNITATE DE TOLERANŢĂ. CALITĂŢI, CLASE DE PRECIZIE La executarea arborilor şi alezajelor pe maşini unelte practica arată că există o legătură foarte strânsă între valoarea diametrului acestora ţi toleranşa la care pot fi executate în condiţii economice (1.18) : [3-5], [8-11] TD,d C * Dsaud C1 Dsaud [μm] În care: TD,d toleranţa economică efectiv măsurată [μm] D, d diametrul alezajului sau arborelui [mm] C - coeficientul tehnologiei de prelucrare ( strunjire, rectificare) C1(D sau d) înglobează erorile de măsurare (deformaţii elastice ale piesei, verificatoare; deformaţii termice, e.t.c), proporţionale cu diametrul măsurat C1 = 0,001 X = 2,5 3,5 ( se adopta xmediu = 3) Se adoptă ca tehnologie de bază prelucrarea prin aşchiere a arborilor cilindrici, pentru care C = 0,45. ca urmare, celelalte tehnologii se compară cu tehnologia de bază luată ca unitate de precizie. Deci, luând ca unitate de toleranţă expresia (1.19): [1-2], [6], [11] 16

i 0,453 ( Dsaud ) 0,001 (D sau d) [μm] Marimea toleranţei pentru o prelucrare oarecare va fi (1.20): TD,d = a i În care: a numărul unităţilor de toleranţă i unitatea de toleranţă Adoptarea unei unităţi de toleranţă funcţie de dimensiune se justifică intrucât precizia de prelucrare economică variază cu dimensiunea. În felul acesta numărul de unităţi de toleranţă pentru toate dimensiunile la care se cere această precizie va fi acelaşi. (fig. 1.9.) Fig.1.9. Graficul variaţiei toleranţei funcţie de dimensiunea pentru aceeaşi clasă de precizie Observaţie: Cu cât dimensiunile cresc, cu atât intervalele sunt mai largi În practică unitatea de toleranţă nu s-a calculat pentru fiecare dimensiune nominală ci pentru intervale de dimensiuni, aceeaşi unitate fiind valabilă pentru toate dimensiunile cuprinse în acelaşi interval. De aceea, în formula unităţii de toleranţă, în locul valorii dimensiunii D (d) se introduce media geometrică a limitelor intervalului de dimensiuni în care se află dimensiunea respectivă (1.21): [9] D Dmin Dmax ; d d min d max (1.21) Precizia prescrisă la executarea unui organ de maşina depinde de rolul lui funcţional. De exemplu una va fi precizia unui mâner acţionat manual şi alta va fi precizia unui fus care urmează să se roteasca intr-un alezaj. Ca urmare, precizia de prelucrare a diferitelor organe de maşini a fost inclusă întrun număr de calităţi sau clase de precizie. Fiecare calitate este caracterizată printr-un număr de calităţi sau clase de precizie. Fiecare calitate este caracterizată printr-un anumit număr de unităţi de toleranţă «a». Acesta este un număr adimensional, fiind un indicator absolut al preciziei de prelucrare a unei piese. [1] Observaţie : din relaţia TD,d = a i, se poate trage următoarea concluzie : 1) două dimensiuni egale executate in două clase de precizie diferite, vor avea toleranţe diferite (1.22) : TD,d 1 a1i TD, d 2 a 2 i 17 (1.22)

2)două dimensiuni aflate în intervale diferite, executate în aceeaşi clasă de precizie vor avea toleranţe diferite (1.23) : TD, d (1) ai1 TD, d ( 2) ai 2 (1.23) Alegerea calităţii ( preciziei) în care urmează să funcţioneze organul de maţină este de mare importanţă, atât din punct de vedere funcţional cât şi din punct de vedere tehnologic, ultimul în legătură cu preţul de cost al prelucrării ( care variază după o curbă hiperbolică în funcţie de valoarea toleranţei, conform fig. 1. 10. ) [2-6], [9] Fig.1.10. Variaţia costului în funcţie de mărimea toleranţei de execuţie Deci, toleranţa se determină ţinând seama de factorul funcţional şi se alege la valoarea maximă care asigură funcţionarea piesei în bune condiţii. Nu se va alege niciodată o toleranţă mai mică decât este necesar, chiar atunci când există la dispoziţie utilajul corespunzător deoarece s-ar produce o crestere artificială a costului de execuţie a piesei respective. Practica a demonstrat că tehnologia de execuţie pe maşini unelte a diferitelor piese devine cu atât mai complicată şi mai scumpă cu cât piesa are dimensiuni mai mari şi toleranţe mai mici. [2] La alegerea mărimii toleranţei trebuie să se aibă în vedere şi uzura ce poate avea loc în timpul funcţionării piesei, uzură ce poate mări jocul iniţial, scoţând repede piesa din limitele dimensiunilor admise pentru buna funcţionare. 2. SISTEMUL ISO DE TOLERANŢE ŞI AJUSTAJE 18

Sistemul ISO de toleranţe şi ajustaje este cel mai modern, mai cuprinzator şi mai raţional sistem de toleranţe, care deşi complex, are o largă aplicabilitate practică, permiţând o selecţie corespunzătoare a ajustajelor. [ 1 ], [ 13 ] În plus, în acest sistem, pe baza legilor lui de calcul ( toleranţele fundamentale şi asezarea câmpurilor de toleranţă ) se pot face extinderi pentru a acoperi anumite nevoi speciale. Sistemul ISO de toleranţe şi ajustaje are cateva caracteristici esenţiale şi anume : 2.1.AMPLASARE ŞI SIMBOLIZAREA CÂMPURILOR DE TOLERANŢĂ Simbolizarea câmpurilor de toleranţă pentru alezaje se face cu una sau două litere mari, iar a câmpurilor de toleranţe pentru arbori cu una sau doua litere mici, fig.2.1.a,b : ( literele I, L, O, Q, W, respectiv i, l, o, q, w nu sunt utilizate). [ 1], [ 4 ], [ 9 ], [ 13 ] Fig.2.1. Poziţiile câmpurilor de toleranţă Literele H şi h corespund aşezării câmpului de toleranţă pe linia zero, deasupra şi respectiv dedesubtul acesteia. Pentru o anumită dimensiune nominală poziţia câmpului de toleranţă a alezajelor ţi arborilor faţă de aceasta este dată de abaterile fundamentale (Af pentru alezaje ; af pentru arbori ). Abaterile fundamentale sunt abaterile cele mai apropiate de dimensiunea nominală. [ 1 ] Se observă din figurile anterioare că pentru câmpurile de toleranţă situate deasupra dimensiunii nominale, abaterile fundamentale sunt Af = Ai, af =ai, iar pentru câmpurile de toleranţă situate deasupra dimensiunii nominale, abaterile fundamentale sunt Af = As,af =as Pentru câmpurile care sunt intersectate de dimensiunea nominală, abaterea fundamentală se ia egală cu abaterea cea mai apropiată de linia zero. [ 1 ], [ 9 10 ], [ 13 ] Cunoscându-se abaterea fundamentalâ şi toleranţa (marimea câmpului de toleranţă ) celelalte abateri se pot determina cu relaţiile ( 2.1 ) : 19

TD = AS Ai As = Ai +TD Ai= As - TD Td = as ai as = ai + Td ai = as - Td Se observă că în sistemul ISO sunt 28 de câmpuri de toleranţă pentru alezaje şi 28 de câmpuri de toleranţă pentru arbori. 2.2. CALITĂŢI (CLASE DE PRECIZIE) ŞI UNITATE DE TOLERANŢĂ ÎN SISTEMUL ISO Sistemul ISO cuprinde 18 calităţii sau clase de precizie notate cu cifre arabe : 01 ; 0 ; 1 ; 2 ; 3... ; 16, in ordine descrescândă a preciziei. Toleranţele corespunzătoare claselor de precizie se notează astfel : IT01 ; IT0 ; IT1 ; IT2 ; IT3 ;... ; IT16 in care IT este toleranţa internaţională. [1-2], [9], [13] Sistemul ISO având 18 calităţi ţi 28 de aţezări ale câmpurilor de toleranţă, cuprinde astfel în total 504 variante ale câmpurilor de toleranţă pentru alezaje şi arbori.rrecomandarea ISO 286 1962, restrânge aceste variante la cazurile uzuale : 107 pentru alezaje şi 113 pentru arbori. Practic această restrângere poate fi extinsă mai mult, în acest sens existând recomandări şi standarde. [ 9 ], [ 13 ]. Utilizarea claselor de precizie se poate vedea in fig.2.2 : [ 2 ], [ 4-5 ], [ 8-10] Fig.2.2. Utilizarea preciziilor ISO Unitaţile de toleranţă (toleranţele fundamentale) în sistemul ISO s-au calculat astfel : a) Dimensiuni până la 500 mm Toleranţele fundamentale pentru calităţile 5 16 se detemină cu relaţia (2.2) : [1-2], [4], [9], [13] IT = a i (2.2) în care: a numărul unităţilor de toleranţă i unitatea de toleranţă calculată cu relaţia (2.3) : i = 0,45 3 D 0,001D [µm] (2.3) în care : D media geometrică a limitelor intervalului de dimensiuni Pentru calităţile 01, 0, 1, 2, 3, 4, toleranţele fundamentale se determină cui relaţii specifice. b) Dimensiuni peste 500 până la 3150 mm Toleranţele fundamentale pentru calităţile 7 16 se determină cu relaţia (2.4) : 20

IT = a I (2.4) iar unitatea de toleranţă I se calculează (2.5) : [1-2], [4], [9], [13] I = 0,004 D + 2,1 [µm] Observaţie: În sistemul ISO, pentru o anumită dimensiune nominală poziţia unui anumit camp de toleranţă faţă de dimensiunea nominală este constantă indiferent de clasa de precizie (fig. 2.3.) Fig.2.3. Poziţia câmpului de toleranţă funcţie de clasa de precizie 2.3. BAZA SISTEMULUI DE TOLERANŢE Cele trei tipuri de ajustaje (cu joc, intermediare şi cu strângere) pot lua naştere în două moduri : [1], [8-9], [13] a) cu baza în sistemul alezaj unitar b) cu baza în sistemul arbore unitar Literele H şi h corespund aşezării câmpului de toleranţă pe linia zero, deasupra şi respective dedesubtul acesteia. Deci, câmpul H, având Ai = 0 va reprezenta simbolul câmpului de toleranţă pentru sistemul alezaj unitar, iar câmpul h având as = 0 va reprezenta simbolul câmpului de toleranţă pentru sistemul arbore unitar. Vom avea : [3], [5-6] a) În sistemul alezaj unitar : - ajustaje cu joc : H/a; H/b; H/c; H/cd ;... ;H/h (H/a; H/b; H/c jocuri termice) - ajustaje intermediare: H/j; H/jS; H/k; H/m; (H/n; H/p; H/r) - ajustaje cu strângere ((H/n; H/p; H/r); H/s; :H/za; H/zb; H/zc b) În sistemul arbore unitar: - ajustaje cu joc: A/h; B/h; C/h; CD/h; ;H/h (A/h; B/h; C/h jocuri termice) - ajustaje intermediare: J/h; JS/h; Kh; M/h; (N/h; P/h; R/h) - ajustaje cu strângere: (N/h; P/h; R/h; S/h; ZA/h; ZB/h; ZC/h câmpurile N, P, R si n, p, r formează ajustaje cu strângere la precizii mari şi ajustaje intermediare la precizii mici, după cum se vede în fig. 2.4 : [1], [13] 21

Fig. 2.4. Ajustajul H/p Notarea pe desen a ajustajelor se face sub formă de fracţie după dimensiunea nominală, la numărător trecându-se simbolul câmpului de toleranţă urmat de clasa de precizie a alezajului, iar la numitor simbolul câmpului de toleranţă urmat de calsa de precizie a arborelui. Exemple : Φ 100 H8/f7 (în sistemul alezaj unitar) Φ 100 F7/h8 (în sistemul arbore unitar) Prezenţa simbolului H la numerător şi un altul, oarecare, la numitor arată că este vorba de sistemul alezaj unitar, iar prezenţa simbolului h la numitor şi a altuia, oarecare, la numarător, arată că este vorba de sistemul arbore unitar. Simbolul H/h nu defineşte sistemul. Pentru acoperirea unor nevoi speciale se pot forma ajustaje combinate, care să nu facă parte din niciunul din cele două sisteme. (Exemplu : M7/k6). 2.4. REGIMUL DE TEMPERATURĂ ŞI CONTROL Valorile sau abaterile efective ale dimensiunilor determinate prin măsurare sau control sunt considerate că atare numai dacă, conform ISO, în timpul măsurării sau controlului, temperatura piesei care se masoară, a mijlocului de măsurare şi a mediului înconjurător este egală cu temperatura de rferinţă de 200 C. În funcţie de precizia de măsurare necesară se admit abateri de la temperatura de referinţă, care în mod obişnuit pot avea limite de la ±0,1 0C la ±1 0C (în cazuri deosebite sub ±0,1 0C sau peste ±1 0C ). Abateri de temperatură mai mari decât cele admise pot conduce la apariţia unor erori mari care denaturează grav rezultatele măsurătorilor. Când este necesar, se aplică diferite măsuri de asigurare a temperaturii de referinţă standardizate (exemplu : termostarea înăaperilor sau răcirea pieselor), fie că se calculează erorile datorate diferenţei faţă de temperatura de referinţă şi se aplică corecţiile respective. [1], [8-9], [13] De exemplu, în cazul unor ajustaje cu joc sau cu strângere, diferenţele Δ j i, Δ si dintre jocul, respectiv strângerea la temperatura de regim şi valorile lor.temperatura de referintă se calculează cu relaţiile (2.6.) : jt jt j o N ( D t D d t d ) jt j o N ( D t D d t d ) st s t s o N ( d t d D t D ) st s o N ( d t d D t D ) în care : N dimensiunea nominală a ajustajului D, d - coeficienţii de dilatare liniară ai materialelor alezajului respectiv arborelui 22

t D, t d - diferenţele dintre temperatura de regim a alezajului respectiv arborelui ţi temperatura de referinţă t D = td - 20C o ; t d t d 20C o Pentru a corecta valoarea unei dimensiuni măsurate oarecare se utilizează relaţia (2.7.) :[2] l l N ( l t l m t m ) în care: ln valoarea nominală a dimensiunii l, m - coeficienţii de dilatare termică liniară ai piesei respective ai mijlocului de măsurare t l t l 20C o ; t m t m 20C o Corecţia va fie egală în valoare absolută dar de semn contrar cu eroarea calculată cu relatia de mai sus. 2.5 INDICAŢII PRIVIND ALEGEREA PRECIZIEI ŞI AJUSTAJELOR Stabilirea preciziei de execuţie a pieselor şi alegerea ajustajelor se face în concordanţă cu cerinţele funcţionale imouse precum şi cu posibilităţile tehnologice realizate, urmărindu-se in acelaşi timp, economicitatea prelucrării sau asamblării. 2.5.1. Ajustaje cu joc Se utilizează atunci când piesele asamblate execută, una faţă de alta, în timpul funcţionării, mişcări de rotaţi sau/şi translaţie sau când piesele se montează sau se demontează des sau se înlocuiesc frecvent. Mărimea toleranţelor la dimensiuni (precizia dimensională) şi mărimea jocurilor în asamblare se stabilesc în funcţie de mărimea şi caracterul solicitărilor, de viteză relativă dintre elementele asamblării, de durata mişcărilor, lungimea asamblării, frecvenţa înlocuirilor, regimul de temperatură şi ungere, e.t.c. [1-3], [6-7] 2.5.2. Ajustaje intermediare Se utilizează pentru asigurarea unei centrări precise a arborelui în alezaj, pentru obţinerea de imbinări etanse şi pentru cazurile în care montarea şi demontarea pieselor asamblări trebuie să se facă relativ uşor şi fară deteriorarea suprafeţelor de contact. [2] La aceste ajustaje pentru garantarea imobilităţii pieselor îmbinării este necesar să se prevadă elementele de siguranţă (ştifturi, pene e.t.c.). O problemă importantă la aceste ajustaje este cea a cunoaşterii probabilităţii jocurilor şi strângerilor ce apar la asamblare. Ajustajul probabil se consideră acel joc sau acea strângere care rezultă la asamblarea pieselor, dacă dimensiunea lor efectivă este la 1/3 din toleranşa fundamentală, respectiv faţă de dimensiunea limită corespunzatoare maximului de material. Valorile date în standard sunt pentru ipoteza ca procesul de producţie este reglat în consecinşă, în caz contrar probabilitatea ajustajului calculându-se funcţie de dimensiunea la care se consideră reglat procesul tehnologic. [1-3], [6-7] 2.5.3. Ajustaje cu strângere Se folosesc acolo unde la anumite solicitari şi temperaturi de regim, imobilitatea relativă a pieselor conjugate se realizează fară utilizarea unor elemente suplimentare de fixare. Prin 23

strângere, pe suprafeţele de contact se crează o stare de tensiuni proportională cu marimea strângerii. Din cauza deformării materialului pieselor şi a dificultaţilor de montare şi demontare, aceste ajustaje se prescriu atunci când, până la sfârşitul perioadei de funcţionare nu este necesară demontarea pieselor asamblate. În general, cu cât solicitările mecanice şi termice ale asamblării sunt mai mari, cu atât strângerile trebuie luate mai mari. La proiectarea acestor ajustaje se va avea în vedere faptul că, în urma amplasarii rugozitaşilor străngerea efectiva va fi mai mică decăt cea calculă pe baza diferenşei dimensiunilor efective. [1], [3], [7] După modul de obşinere a strângerii deosibim : [2] 1) ajustaje cu strângere longitudinală, la care presarea se face la temperatura ambiantă, arborele fiind împins în direcţie axiala (fig. 2.5.a) 2) ajustaje cu strângere transversală, la care apropierea suprafeţelor celor două piese conjugate se face perpendicular la axa acestora, după ce piesele au fsot montate cu joc una in alta. Jocul rezultă fie prin încălzirea piesei cuprinzătoare, care la racire va strânge piesa din interior, fie prin racirea piesei cuprinse care, la incalzire se dilată. (fig. 2.5. b,c) 3) ajustaje cu strângere longitudinală şi transversală Fig.2.5. Diferite metode de obşinere a ajustajelor cu strângere Se recomandă, atât la ajustajul cu strângere longitidinală cât şi la cel cu strângere transversală să se prevadă o teşire conică a piesei cuprinse pentru usurarea montajului şi evitarea concentratorilor de tensiuni la capatul piesei interioare. Manualele de rezistenta materialelor şi organe de maşini, precum şi unele lucrări de toleranţe se ocupă în detaliu de calculul înbinărilor presate. În principal, alegerea preciziei şi ajustajelor (cu joc, cu strângere sau intermediare) se poate face pe două căi : a) Pe baza recomadarilor oferite de literatura de specialitate (standarde, tratate, norme, instrucţiuni) pentru fiecare domeniu al construcţiilor de maşini [1] b) A doua modalitate, aplicată mai ales la proiectarea şi realizarea unor produse noi constă în urmatoarele : în funcţie de destinaţie, parametrii funcţionali şi condiţiile de exploatare ale produsului, pentru fiecare asamblare alezaj-arbore se calculează (după determinarea sau stabilirea dimensiunii nominale) jocul sau strângerea necesare la asamblare şi la funcţionarea în regim. Se impune ca proiectantul să calculeze nu o singura valoare (de exemplu cea teoretică necesară) a jocului sau strângerii ci valorile limita între care pot fi cuprinse jocurile sau strângerile efective astfel încat să permită funcţionarea normală a pieselor în condiţiile fixate. Având valorile limită ale jocurilor şi strângerilor se calculeă toleranşa ajustajului cu relaţiile (1.11 ; 1.14 ; 1.17) : Taj = Jmax Jmin = TD + Td Tas = Smax - Smin = TD + Td Tai = Jmax + Smax = TD +Td 24

Din aceste relaţii se pot detemina toleranţele alezajului (T D) şi arborelui (Td), considrându-se fie cu valori egale, fie adoptându-se pentru alezaj o toleranţă mai mare cu una pană la cel mult două clase de precizie, cunoscut fiind faptul că alezajele se prelucrează mai greu ca arborii. [1] după ce s-au determinat toleranţele TD si Td, se adoptă un ajustaj standardizat în unul din sistemelor de ajustaje (alezaj sau arbore unitar). 2.6. TOLERANŢELE DIMENSIUNILOR LIBERE Cotele fără indicaţii de toleranţe pe desen sunt cote de importanţă secundară denumite cote sau dimensiuni libere. Ele aparţin unor suprafeţe care nu formează ajustaje, deci nu intră în contact funcţional cu alte suprafeţe, sau nu sunt componente importante ale lanţurilor de dimensiuni. Trebuie menţionat totuşi că aceste cote influentează greutatea, gabaritul precum şi estetica produselor. Pentru definirea preciziei dimensinale şi geometrice a acestor cote, ale pieselor sau ansamblurilor prelucrate prin aschiere, se face apel la STAS 2300 88. Notarea pe desen a toleranţelor genereale se face prin înscrierea termenului «toleranţe» urmat de simbolurile toleranţelor generale dimensionale (conform tabelelor 1...4 din STAS) şi toleranţelor generale geometrice (conform tabelelor 5...7 din STAS). Exemplu de notare a toleranţelor generale dimensionale în clasa de precizie «m» şi a toleranţelor generale geometrice în clasa de prercizie «S» : Toleranţe ms conform STAS 2300 88 STAS-ul prevede patru clase de precizie simbolizate cu litere mici : f, m, c, v pentru toleranţele generale dimensionale şi patru clase de precizie pentru toleranţele generale geometrice notate cu litere mari : R, S, T, U, indicând în funcţie de dimensiune şi de clasa de precizie aelasă, abaterile limită admise. În mod obişnuit abaterile acestor suprafeţe nu se verifică, exceptând anumite situaţii, în care, cu acordul parţilor, ele se pot verifica prin sodaj, pentru a se stabili dacă gradul de execuţie a fost respectat. 25

3. PRECIZIA GEOMETRICĂ A ORGANELOR DE MAŞINI 3.1. PRECIZIA FORMEI GEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR 3.1.1. Clasificare Conform STAS 5730/1 85 abaterile de formă ale unei suprafeţe se împart în (fig. 3.1.) : Fig.3.1. Abateri geometrice de formă - Abateri de ordinul 1 sau abateri macrogeometrice. În general aceste abateri sunt acelea pentru care raportul dintre pas şi amplitudine este mai mare de 1000 (3.1) : PF / AF > 1000 - Abateri de ordinul 2 sau ondulaţii. pentru care raportul dintre pas şi amplitudine satisface relaţia (3.2) : 50 Pw / Aw 1000 - Abateri de ordinul 3 si 4 sau microgeometrice (rugozitatea suprafeţelor), pentru care trebuie să se respecte relaţia (3.3) : PR / AR < 50 Abaterile de ordinul 3 sunt cele care au un caracter periodic sau pseudoperiodic (striaţii, rizuri) iar cele de ordin 4 sunt cele ce au un caracter neperiodic (goluri, pori, smulgeri de material, urme de scula, e.t.c.). 3.1.2 Precizia formei macrogeometrice Forma geometrică a suprafetelor este impusă, că şi dimensiunile, de condiţiile funcţionale ale pieselor şi produselor finite. Dar, imperfecţiunea sistemului tehnologic (M. U. S. D. P.), ca şi neuniformitatea procesului de prelucrare, provoaca modificarea formei geometrice de la o piesa la alta, precum şi faţă de forma geometrică luată ca bază de comparaţie. Aceste modificări se stabilesc şi se tratează prin asa numitele abateri de formă. [1-4], [6], [8-11], [13] 26

DEFINITII : Suprafaţa nominală (geometrică) este suprafaţa reprezentată pe desen, definită geometric prin dimensiunile nominale, fara nici un fel de abateri de formă. Profil nominal (geometric) este conturul rezultat prin intersecţia suprafeţei nominale cu un plan convenţional, definit în raport cu această suprafaţă. Suprafaţa reală este suprafaţa care limitează corpul respectiv şi îl separă de mediul înconjurător. Profil real este intersecţia dintre o suprafaţă reală şi un plan cu orientare dată, sau interecţia dintre doua suprafete reale (muchie reală). Suprafaţa efectiva este suprafaţa obţinută prin măsurarea, apropiată ca formă de suprafaţa reală. Profil efectiv este profilul obţinut prin măsurare, apropiata ca formă de profilul real. Suprafaţa adiacentă este suprafaţa de formă dată, tangentă la suprafaţa reală (efectivă) dinspre partea exterioară a materialului piesei, şi asezată astfel încât distanţa maximă faţă de aceasta să fie minima în limitele suprafeţei de referinţă. Profil adiacent este profilul de formă dată, tangent la cel real (efectiv) dinspre partea exterioară a materialului piesei şi asezat astfel încât distanţa maximă faţă de acesta să fie minimă în limitele lungimii de referinţă. Observaţie : Suprafaţa sau profilul adiacent are aceeaşi formă cu suprafaţa sau profilul nominal, în schimb, în timp ce acesta din urmă având poziţia determinată de cotele nominale poate sau nu să se afle în câmpul de toleranţă al piesei, suprafaţa sau profilul adiacent este situat întodeauna în cadrul câmpului de toleranţă. Suprafaţa sau lungimea de referinţă este suprafaţa sau lungimea în interiorul careia se determină abaterea de la formă datăa suprafeţi, respectiv de la formă dată profilului. Observaţie : pentru o anumită suprafaţă sau lungime de referinţă există o sigură suprafaţă respectiv profil adiacent, toate celelalte care nu îndeplinesc condiţia de adiacenţă numindu-se suprafeţe sau profile tangente.(fig.3.2.) h1 = ha < h2 = ht Fig.3.2. Profilul adiacent Abaterea de la formă este abaterea formei suprafeţei (profilului) reale faţă de forma suprafeţei (profilului) adiacent (e). mărimea acesteia se determină ca fiind distanţa maximă dintre suprafaţa sau profilul adiacent şi suprafaţa sau profilul efectiv, măsurată în limitele suprafeţei, respectiv profilului de referinţă. Abaterea limită de formă este valoarea maximă admisă a abaterii de formă (valoarea minimă este zero). Toleranţa de formă este zona delimitată de abaterea limită de formă şi egală cu aceasta. 27

Observaţie : Abaterea de formă se determină întodeauna după normala la suprafaţa sau profilul adiacent în punctul considerat. Cazuri particulare de suprafeţe şi profile adiacente : a) Cilindrul adiacent este cilindrul cu diametru minim, circumscris suprafeţei cilindrice exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cilindru cu diametrul maxim, înscris suprafeţei cilindrice interioare reale la piesele de tip alezaj, în limitele lungimii de referinţă. b) Cerc adiacent este cercul cu diametru minim circumscris secţiunii transversale a suprafeţelor exterioare reale la piesele de tip arbore, sau cercul cu diametru maxim înscris în sectiunea transversală a suprafetelor interioare reale la piesele de tip alezaj. c) Plan adiacent este planul tangent la suprafaţa reală, asezat astfel încât distanta maximă faţă de acesta să fie minimă în limitele suprafeţei de referinţă. d) Dreapta adiacentă este dreapta tangentă la profilul real şi asezată astfel încât distanţa maximă faţă de acesta să fie minimă în limitele lungimii de referinţă. 3.1.2.1. Abateri de formă În cele ce urmează sunt descrise abaterile de formă. Cât priveşte abaterile limită de formă, aţa cum am arătat mai sus, acestea sunt limitate de toleranţele de formă care conform STAS 7385/1-85 fac parte din categoria toleranţelor geometrice.[1-6], [8-10], [13], [22] 1) ABATEREA DE LA FORMA DATĂ SUPRAFEŢEI "AFS" (STAS 7391/1-74) Reprezintă cazul cel mai general al abaterilor de formă. (fig.3.3) AFS TFS Fig.3.3. Abaterea de la forma dată a suprafeţei AFS 2) ABATEREA DE LA FORMA DATĂ A PROFILULUI "AFf" (STAS 7391/1-74) Secţionand o suprafaţă de formă oarecare cu un plan perpendicular pe suprafaţa adiacentă, se obţine abaterea de le formă dată a profilului dupa direcţia de secţionare considerată. (fig.3.4.) 28

AFf TFF Fig.3.4. Abaterea de la formă dată a profilului AFf 3) ABATEREA DE LA CILINDRITATE "AFl" ( STAS 7391/1-74) (fig.3.5.) Fig.3.5. Abaterea de la cilindricitate a) cilindru exterior ; b) cilindru interior AFl TFl Cazuri particulare ale abaterii de la circularitate (fig.3.6.) : Fig.3.6. Forme ale abaterii de la circularitate (a-forma de manson sau butoi ; b-forma de sa ; c-conicitate ; d- curbare) 4)ABATEREA DE LA CIRCULARITATE "AFC" (STAS 7391/1-74) (fig.3.7.) 29