Болты, гайки, шпильки и винты обычно изготовляют специальные заводы, которые снабжают этими деталями все предприятия. Поэтому с изображением крепежных деталей приходится встречаться в основном на сборочных чертежах, где их показывают в соединении с другими деталями и друг с другом.
При этом могут встретиться следующие типы изображений этих деталей и их соединений:
- • конструктивные (подробные изображения), когда форма деталей или их соединений передается без существенных отклонений от натуральной (рис. 9.15, а, в; рис. 9.16; рис. 9.17, в, е, рис. 9.18);
- • упрощенные, когда изображения не сохраняют многих подробностей формы деталей и их соединений (рис. 9.15, г; рис. 9.18, ж; рис. 9.19, а, в, д, ж);
- • условные, когда понятие о деталях и их соединениях передается схематически (рис. 9.19, б, г, е, з).
ГОСТ 2.315–68 устанавливает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах и чертежах общих видов всех отраслей промышленности и строительства, часть из которых приведена на рис. 9.19. Упрощенное или условное изображение выбирают в зависимости от назначения и масштаба чертежа. При этом крепежные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее, изображают условно. Размер изображения должен давать полное представление о характере соединения.
Резьбовые соединения на сборочных чертежах обычно вычерчивают по относительным размерам. Величину отдельных элементов соединений при этом определяют в зависимости от наружного диаметра резьбы.
Размеры крепежных деталей на сборочных чертежах не наносят.
Необходимые данные содержатся в обозначении, которое записывают в спецификации.
Болтовые соединения
Чертежи болтовых соединений рекомендуется вычерчивать упрощенно, как на рис. 9.15, г.
Упрощения заключаются в том, что не изображают фаски на шестигранных и квадратных головках болтов и гайках I, а также на стержне II. Это значит, что отпадают линии, являющиеся изображением фасок. Не показывают зазор III между стержнем болта и отверстием в содиняемых деталях 1 и 2. На рис. 9.16 он выделен заливкой.
Кроме того, резьбу показывают на всей длине стержня болта (рис. 9.15, г), а не ограничивают ее величиной l0, как это имеет место в действительности (рис. 9.15, а – в) (IV). Не показывают изображение резьбы и на виде, перпендикулярном оси стержня, т.е. не проводят 3/4 окружности тонкой линией (см. рис. 9.15, г) (V). То же относится к упрощенным изображениям шпилек и винтов.
Чтобы чертеж на рис. 9.15, г легче понять, его образование показано по этапам. Сначала изображен болт и над ним две соединяемые детали 1 и 2 (см. рис. 9.15, а), затем болт показан в отверстиях этих деталей, а над ними шайба 5 (см. рис. 9.15, б). На рис. 9.15, в шайба надета на болт 3, а над ними показана гайка 4. При этом на рис. 9.15, а на головке и стержне болта фаски показаны, а на рис. 9.15, б они уже не изображены, но зазор между стержнем болта и отверстиями в изображаемых деталях показан. На рис. 306, в этот зазор уже не изображен, но фаска на гайке показана.
Рис. 9.15. Образование упрощенного болтового соединения
Законченный упрощенный чертеж болтового соединения приведен на рис. 9.15, г. Он соответствует ГОСТ 2.315–68.
Заметьте, что линии невидимого контура при изображении гайки и шайбы не проводят (см. рис. 9.15, г).
При вычерчивании гайки и головки болта сторону шестиугольника берут равной наружному диаметру резьбы. Поэтому на главном изображении вертикальные линии, ограничивающие среднюю грань гайки и головки болта, совпадают с линиями наружного диаметра резьбы.
Примеры условных обозначений для болтов, гаек и других крепежных деталей приведены в гл. 7 (см. 7.3).
Размеры, по которым вычерчивают элементы болтового соединения, обычно подсчитывают в зависимости от наружного диаметра резьбы из соотношений, приведенных на рис. 9.15. Их называют относительными.
Примеры определения относительных размеров для конструктивного изображения болтового соединения с резьбой М30 (d = 30 мм).
Диаметр окружности, описанной вокруг шестиугольника, D = 2d= (2•30) = 60 мм; высота головки болтай h = 0,7 = 0,7 • 30 = = 21 мм; длина нарезанной части l0 = 2d + 6 = 2 • 30 + 6 = 66 мм; высота гайки Н = 0,8d • 30 = 24 мм; диаметр отверстия под болт d0 =1,1 d= 1,1 • 30 = 33 мм; диаметр шайбы Dm = 2,2d = 2,2 • 30 = = 66 мм; высота шайбы S = 0,1 d = 0,15 • 30 = 4,5 мм.
Относительные размеры для изображения упрощенного соединения подсчитывают по тем же соотношениям.
Шпилечные соединения
Образование чертежа шпилечного соединения показано по этапам на рис. 9.17.
Сначала в детали просверлено отверстие под резьбу и сделана фаска (см. рис. 9.17, а), метчиком нарезана резьба (см. рис. 9.17, б), показана шпилька 3 (см. рис. 9.17, в). Шпилька ввернута в отверстие. Над ней изображена соединяемая деталь, имеющая гладкое отверстие (см. рис. 9.17, г). На свободный конец шпильки надета деталь 2, а сверху изображена шайба (см. рис. 9.17, д). Шайба 4 надета на шпильку, выше изображена гайка 5 (см. рис. 9.17, е), которая навинчивается на шпильку 3 (см. рис. 9.17, ж).
Рис. 9.16. Чертеж, где выделены и обозначены римскими цифрами элементы, которые не показывают на упрощенных изображениях
Рис. 9.17. Образование упрощенного шпилечного соединения
Гайка 5 и шайба 4 изображены упрощенно, как и в болтовом соединении, т.е. без фасок.
Линию, определяющую границу резьбы на нижнем конце шпильки, при конструктивном изображении проводят на уровне поверхности детали 1, в которую ввернута шпилька.
Обратите внимание, как изображен стержень с резьбой, ввернутый в отверстие (см. рис. 9.17, г, д, е). Об этом рассказано в гл. 7, а соответствующие изображения приведены на рис. 7.13.
На рис. 9.17, ж приведен упрощенный чертеж шпилечного соединения. На нем не показаны фаски, зазор между стержнем шпильки и отверстием в соединяемой детали и конец глухого резьбового отверстия, не заполненный резьбой, приведенные на рис. 9.17, б – е, где для ясности характера соединения они показаны, когда появляются в первый раз.
Относительные размеры для вычерчивания шпилечного соединения подсчитывают в зависимости от диаметра резьбы по соотношениям, приведенным на рис. 9.17.
Примеры условных обозначений для шпилек приведены в 8.1.
Винтовые соединения
В винтовом соединении гайка отсутствует. Глухое отверстие с резьбой и нарезанную часть винта вычерчивают так же, как и в шпилечном соединении. Только на конструктивных изображениях граница резьбы на стержне находится выше линии разъема соединяемых деталей.
Конструктивные соединения винтами показаны на рис. 9.18. Если винты имеют прорезь (шлиц) для захвата отверткой, ее условно изображают одной сплошной утолщенной линией. На виде сверху ее проводят под углом 45° (см. рис. 9.18).
Рис. 9.18. Соединения винтами (конструктивные изображения)
Упрощенные изображения винтовых соединений приведены на рис. 9.10 и 9.19, д, ж.
Рис. 9.19. Условные и упрощенные изображения крепежных деталей
Резьбу изготовляют режущим инструментом с удалением слоя материала, накаткой — путем выдавливания винтовых выступов, литьем, прессованием, штамповкой в зависимости от материала (металл, пластмасса, стекло) и других условий.
В силу устройства резьбонарезающего инструмента (например, метчика, рис. 8.14; плашки, рис. 8.15) или при отводе резца, при переходе от участка поверхности с резьбой полного профиля (участки l) к гладкой образуется участок, на котором резьба как бы сходит на нет (участки l1), образуется сбег резьбы (рис. 8.16).
Если резьбу выполняют до некоторой поверхности, не позволяющей доводить инструмент до упора к ней, то образуется недовод резьбы (рис. 8.16,6, в). Сбег плюс недовод образуют недорез резьбы. Если требуется изготовить резьбу полного профиля, без сбега, то для вывода резьбообразующего инструмента делают проточку, диаметр которой для наружной резьбы должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы (рис. 8.16, г), а для внутренней резьбы — немного больше наружного диаметра резьбы (рис. 8.17).
В начале резьбы делают, как правило, коническую фаску, предохраняющую крайние витки от повреждений и служащую направляющей при соединении деталей с резьбой (см. рис. 8.16). Фаску выполняют до нарезания резьбы. Размеры фасок, сбегов, недорезов и проточек стандартизованы, см. ГОСТ 10549—80* и 27148—86 (СТ СЭВ 214—86). Изделия крепежные. Выход резьбы. Сбеги, недорезы и проточки. Размеры.
Построение точного изображения витков резьбы требует много времени, поэтому его применяют в редких случаях. Согласно ГОСТ 2.311 — 68* (СТ СЭВ 284—76), на чертежах резьбу изображают условно, независимо от профиля резьбы: на стержне — сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими — по внутреннему, на всю длину резьбы, включая фаску (рис. 8.18, а). На изо-бражениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, равную 3/4 окружности и разомкнутую в любом месте. На изображениях резьбы в отверстии сплошные основные и сплошные тонкие линии как бы меняются местами (рис. 8.18,6).
Сплошную тонкую линию наносят на расстояние не менее 0,8 мм от основной линии (рис. 8.18), но не более шага резьбы.
Штриховку в разрезах доводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне (рис. 8.18, г) и до линии внутреннего диаметра в отверстии (рис 8.18,6).
Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси стержня или отверстия, не изображают (рис. 8.18). Границу резьбы на стержне и в отверстии проводят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) основной линией (или штриховой, если резьба изображена как невидимая, рис. 8.19), доводя ее до линий наружного диаметра резьбы.
При необходимости сбег резьбы изображают тонкими линиями, проводимыми примерно под углом 30° к оси (рис. 8.18, а, б).
Резьбу, показываемую как невидимую, изображают штриховыми линиями одной толщины по наружному и внутреннему диаметрам (рис. 8.19).
Длиной резьбы называют длину участка детали, на котором образована резьба, включая сбег и фаску. Обычно на чертежах указывают только длину l резьбы с полным профилем (рис. 8.20, а). Если имеется проточка, наружная (см. рис. 8.16, г) или внутренняя (см. рис. 8.17), то ее ширину также включают в длину резьбы.
При необходимости указания сбега или длины резьбы со сбегом размеры наносят, как показано на рис. 8.20, б, в.
Недорез резьбы, выполненный до упора, изображают, как показано на рис. 8.21, а, б. Допустимы варианты «в» и «г».
На чертежах, по которым резьбу не выполняют (на сборочных чертежах), конец глухого отверстия допускается изображать по рис. 8.22 На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (рис. 8.23).
Различают резьбы: общего назначения и специальные предназначенные для применения на изделиях определенных видов; крепежные, предназначенные, как правило, для неподвижного разъемного соединения составных частей изделия, и ходовые — для передачи движения. Преимущественно применяют правые резьбы, к обозначению левых резьб добавляют LH.
В обозначениях многозаходных резьб указывают ход, а в скобках — шаг и его значение
При сборке машин, станков, приборов и аппаратов отдельные их детали в большинстве случаев соединяют друг с другом резьбовыми крепежными изделиями: болтами, винтами, шпильками.
Резьбовые соединения деталей, на одной из которых нарезана наружная, а на другой — внутренняя резьба, называются разъемными. Их можно разобрать без повреждения деталей.
Чертежи разъемных соединений выполняют с применением рекомендумых стандартами упрощений и условностей.
На рис. 321 изображены резьбовые соединения, на которых одна деталь ввернута в другую.
На продольных разрезах показана только та часть внутренней резьбы, которая не закрыта завернутой в нее деталью, контур ввернутой детали выполняется сплошной основной толстой линией (рис. 321)
На поперечных разрезах, если секущая плоскость рассекает обе соединяемые детали (рис. 321, в), штриховка завернутой детали выполняется до наружной окружности резьбы.
Стандартные крепежные детали можно разделить на две группы: 1) резьбовые крепежные детали (болты, винты, шпильки, гайки); 2) крепежные детали без резьбы: шайбы (обыкновенные, пружинные, стопорные) и шплинты. В зависимости от требований, предъявляемых к соединению, оно может выполняться или только деталями 1-й группы, или этими же деталями совместно с деталями 2-й группы. Размеры опорных поверхностей под крепежные детали устанавливает ГОСТ 12876—67 (СТ СЭВ 213—82).
СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ БОЛТОМ
При выполнении сборочных чертежей машин, когда приходится изображать много болтовых соединений, с целью экономии времени болт, гайку и шайбы обычно чертят упрощенно, по условным соотношениям размеров в зависимости от диаметра резьбы. На рис. 322 даны эти соотношения.
Длина болта l подсчитывается по формуле l=m+n+s+H+k, где m и n — толщина соединяемых деталей в мм; vs — толщина шайбы в мм; Н — высота гайки в мм; k — длина выступающего над гайкой конца болта в мм.
Подсчитав длину болта, по табл. 19 подбирают значение l в зависимости от диаметра d. Размер l длины резьбы болта можно принять примерно равным 2d+2P.
Внутренний диаметр резьбы d1=d-2P, где Р — шаг резьбы.
СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ШПИЛЬКОЙ
При вычерчивании на сборочных чертежах шпилечного соединения (рис. 323, е) рекомендуется, как при болтовом соединении пользоваться упрощениями и условными соотношениями между диаметром резьбы d и размерами элементов гайки и шайбы, приведенными на рис. 322 и 323.
Длину 11 ввинчиваемого конца шпильки выбирают в зависимости от материала детали.
Технологическая последовательность выполнения отверстия с резьбой под шпильку и порядок сборки шпилечного соединения показаны на рис. 323.
Вначале сверлят отверстие диаметром d1 (рис. 323, а)на глубину l2=l1+5P (Р—шаг резьбы) или упрощенно:l2=l1+0,5 d. Отверстие заканчивается конической поверхностью с углом у вершины конуса 120° (угол конуса на чертежах не наносят).
Резьбу в отверстии детали нарезают метчиком (рис. 323, б)по наружному диаметру d. Так как на конце метчика имеется заборный конус, предупреждающий поломку метчика в начале нарезания, глубина резьбы l3 будет равна l3=l1+2Р. Границу резьбы изображают сплошной основной линией, перпендикулярной к оси отверстия.
Номинальные диаметры резьбы шпильки и резьбового отверстия принимают одинаковыми (рис. 323, в).
Шпилька ввинчивается в резьбовое отверстие детали A на всю длину резьбы l1 включая сбег резьбы (рис. 323, а, б).
Сверху устанавливается деталь Б с отверстием немного большего диаметра, чем диаметр шпильки (рис. 323, д).На резьбовой конец шпильки надевается шайба и навинчивается гайка (рис. 323, е).
СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ВИНТАМИ
Как и в шпилечном соединении, винт завинчивается в отверстие с резьбой, выполненное в одной из соединяемых деталей (рис. 324). Длина ввинчиваемого резьбового конца винта и резьбового отверстия определяется материалом детали. На виде сверху шлицы винтов принято изображать под углом 45° к осям.
Чертежи соединений деталей винтами различных типов показаны на рис. 324, а.
Граница резьбы винта должна быть несколько выше линии разъема деталей.
Верхние детали в отверстиях резьбы не имеют. Между этими отверстиями и винтами должны быть зазоры (рис. 324, а).
На верхнем рис. 324, а даны примерные соотношения элементов соединения винтом с шестигранной головкой. В машинах и приборах широко применяются установочные винты, которые служат для взаимного фиксирования (установки) деталей оносительно друг друга в заданном положении. Головки установочных винтов, а также их концы имеют разнообразные конструктивные формы.
Примеры применения установочных винтов показаны на рис. 325, а—в. Соединение детали шурупом изображено на рис. 325, г.
УПРОЩЕННЫЕ И УСЛОВНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ БОЛТОМ, ШПИЛЬКОЙ И ВИНТОМ
ГОСТ 2.315—68 (СТ СЭВ 1978—79) устанавливает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах.
На рис. 326 представлены упрощенные и условные изображения соединений болтом и шпилькой. На рис. 324, б и в показаны упрощенные и условные изображения соединений винтом.
В упрощенных изображениях резьба показывается по всей длине стержня крепежной резьбовой детали. Фаски, скругления, а также зазоры между стержнем детали и отверстием не изображаются. На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, резьба на стержне изображается одной окружностью, соответствующей наружному диаметру резьбы (дуга, соответствующая внутреннему диаметру резьбы, не изображается). На этих же видах не изображаются шайбы, примененные в соединении. На упрощенных изображениях конец отверстия детали не изображается.
Крепежные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее, изображают условно. Размер изображения должен давать полное представление о характере соединения. Примеры таких условных изображений крепежных соединений показаны на рис. 324, в и 326.
РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ
Соединение труб в трубопроводах при помощи резьбы, без применения крепежных деталей имеет в технике широкое применение. Обычно трубы соединяются между собой специальными деталями, называемыми фитингами. Они применяются в случаях, когда один конец трубы непосредственно соединить при помощи резьбы с другим концом второй трубы не представляется возможным.
Трубы характеризуются условным проходом, величина которого практически равна внутреннему диаметру трубы в миллиметрах. Для соединения труб между собой могут применяться стандартные фитинги.
В зависимости от характера соединения, которое необходимо получать, фитинги могут иметь различную форму. На рис. 327, а — угольник, б — тройник, в — кресты, г — муфта прямая, д — муфта переходная. Размеры определяются соответствующими стандартами. На трубах, а следовательно, и на фитингах выполняется большей частью трубная цилиндрическая резьба.
Размеры каждого фитинга определяются условным проходом Dу соединяемых труб. Условный проход входит также и в условное обозначение фитинга. Например, тройник прямой, предназначенный для соединения труб, с условным проходом 40 мм, обозначается: Тройник 40 ГОСТ 8948—75.
На рис. 328 представлены конструктивные элементы трубных соединений.
Размеры конструктивных элементов трубных соединений приведены в табл. 21.