Номинальные размеры - это что такое?

Номинальные размеры играют важную роль в машиностроении. Они являются основой для обеспечения точности и взаимозаменяемости деталей.

Определение номинального размера

Номинальный размер - это размер, указанный на чертеже детали и принимаемый за исходный для определения предельных отклонений.

Значение номинальных размеров

Номинальные размеры имеют ряд важных функций:

• Служат основой для расчетов на прочность, жесткость и другие характеристики детали.
• Являются базой при определении допусков и посадок.
• Обеспечивают взаимозаменяемость деталей.
• Позволяют контролировать качество изготовления деталей.

Предельные размеры

Для контроля соответствия номинальным размерам используют понятия предельных размеров:

• Наибольший предельный размер
• Наименьший предельный размер

Фактические размеры готовых деталей должны находиться в интервале между этими значениями. Так определяется допустимое отклонение от заданного номинального размера.

Номинальный размер это важная характеристика, позволяющая обеспечить соответствие детали заданным требованиям конструкторской документации. Рассмотрим конкретные случаи использования номинальных размеров на практике:

Определить номинальный размер ширины зубчатого колеса

Допустим, по расчетам определили, что колесо должно иметь ширину 25 мм. Это значение и будет номинальным размером ширины.

Если отверстие под подшипник по чертежу имеет номинальный размер диаметра 50 мм, а допуск составляет +0,1 мм и -0,2 мм, то:

• Наибольший предельный размер = 50,1 мм
• Наименьший предельный размер = 49,8 мм

Фактический диаметр отверстия должен находиться в интервале между этими значениями.

Выбор номинальных размеров

При назначении номинальных размеров на чертежах используют стандартизованные ряды предпочтительных чисел. Это позволяет унифицировать размеры, упростить подбор инструмента и оснастки.

• Округление номинальных размеров. Номинальные размеры, полученные расчетным путем, округляют до ближайшего предпочтительного значения с учетом заданной точности.
• Нанесение размеров на чертеж. Номинальные размеры обозначают на чертежах целыми числами в миллиметрах без указания единиц измерения.
• Допуски на номинальные размеры. Для контроля соответствия фактических размеров деталей номинальным значениям используют допуски.

Стандартизованные допуски

Существует несколько стандартных систем допусков и посадок, которые регламентируют предельные отклонения размеров в зависимости от требований к точности.

• Обозначение допусков на чертежах. Допуски указывают в специально отведенной графе размерного числа или дают ссылку на соответствующий стандарт.
• Контроль номинальных размеров. Существует несколько методов контроля соответствия размеров деталей заданным номинальным значениям.
• Универсальные измерительные инструменты. Простейший способ контроля - измерение размеров деталей с помощью универсальных измерительных инструментов: штангенциркулей, микрометров, индикаторов.

Калибры

Для быстрой проверки размеров используют предельные калибры. Калибры-скобы позволяют контролировать наружные размеры валов и осей, а калибры-пробки - внутренние размеры отверстий.

• Контрольно-измерительные машины. В массовом и крупносерийном производствах применяют специальные контрольно-измерительные машины. Они отличаются высокой точностью и производительностью.
• Автоматический контроль. Современные системы автоматического контроля позволяют быстро и с высокой точностью проверять соответствие размеров деталей чертежным данным.

Обеспечение точности номинальных размеров

Для того, чтобы готовые детали соответствовали заданным номинальным значениям, необходим комплекс мероприятий.

• Точность технологического оборудования. Оборудование, используемое для изготовления деталей (токарные, фрезерные, сверлильные и др. станки), должно обеспечивать необходимую точность обработки заданных номинальных размеров.
• Метрологическое обеспечение. Необходима поверка и калибровка измерительных средств (штангенциркулей, микрометров, индикаторов), с помощью которых контролируют соответствие размеров номинальным значениям.

Квалификация персонала

От квалификации технологов, конструкторов и рабочих зависит правильный выбор номинальных размеров, допусков, а также соблюдение техпроцессов обработки деталей.

• Автоматизация производства. Применение станков с ЧПУ, автоматических линий и роботов позволяет минимизировать влияние человеческого фактора на точность обработки деталей.
• Статистические методы. Статистический анализ техпроцессов, контроль стабильности характеристик оборудования по контрольным картам Шухарта позволяют своевременно обнаруживать причины брака и устранять их.

Перспективы применения номинальных размеров

В будущем роль номинальных размеров как эталонов для контроля качества деталей будет только возрастать в связи с повышением требований к точности изготовления изделий.

• Применение нанотехнологий. Развитие нанотехнологий позволит существенно повысить точность обработки деталей. Уже сейчас существуют прототипы станков с нанометровой точностью позиционирования.
• Аддитивные технологии. Технологии 3D-печати методом постепенного наращивания позволяют с высокой точностью воспроизводить заданные номинальные размеры изделий практически любой геометрической сложности.

Цифровое проектирование и моделирование

Применение современных САПР позволяет создавать цифровые 3D-модели деталей и сборок, что дает возможность заранее просчитывать и моделировать последствия выбора тех или иных номинальных размеров.

Искусственный интеллект. Перспективно использование технологий искусственного интеллекта, способных на основе больших данных самообучаться оптимальному выбору номинальных размеров для конкретных условий производства.

Выводы

Подводя итог, можно сделать следующие выводы о значении номинальных размеров в машиностроении:

• Номинальные размеры являются базовыми характеристиками деталей, закладываемыми на этапе проектирования.
• Они определяют геометрические параметры деталей, критичные для выполнения заданных функций.
• Номинальные размеры служат основой для установления допусков и посадок при изготовлении.
• Они используются в качестве базы для контроля соответствия изготовленных деталей чертежным требованиям.
• Точное соблюдение номинальных размеров является обязательным условием обеспечения взаимозаменяемости и работоспособности деталей машин и механизмов.

В будущем с развитием технологий проектирования и производства роль номинальных размеров как эталонов, определяющих качество продукции, будет только возрастать.