Тема 3. Изображение и обозначение резьбы, соединений на резьбе, изображение и обозначение крепёжных деталей – болтов, винтов, шпилек, гаек, шайб, шплинтов

Общие сведения о резьбе. Терминология.Резьба образуется при винтовом перемещении некоторой плоской фигуры, задающей так называемый профиль резьбы (рис. 9), расположенной в одной плоскости с осью поверхности вращения (осью резьбы) — цилиндрической, конической, по которой профиль совершает свое движение. Часть резьбы, образованную при одном повороте профиля вокруг оси, называют витком. При этом все точки производящего профиля перемещаются параллельно оси на одну и ту же величину, называемую ходом резьбы. Резьбу, образованную движением одного профиля, называют однозаходной, образованную движением двух, трёх одинаковых профилей и более – многозаходной.

Рис. 9

Шагом резьбы Р называют расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном от резьбы. Очевидно, у однозаходной резьбы ход равен шагу (рис. 10, а), у многозаходной ход равен шагу, умноженному на число ходов (рис. 10, б).

Винтовая линия бывает правой и левой, поэтому резьба образуется правая или левая. Если ось резьбы расположить вертикально перед наблюдателем, то у правой резьбы видимые витки поднимаются слева направо (рис. 10, а), а у левой справа налево (рис. 10, б). Так как применяется преимущественно правая резьба, то на чертеже оговаривают левую, добавляя к обозначению резьбы LH согласно ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая, диаметры и шаги».

Резьбу изготовляют или режущим инструментом с удалением слоя материала, или накаткой путем выдавливания. При выводе инструмента из материала резьба как бы сходит на нет, образуя так называемый сбег резьбы. Длиной резьбы называют длину участка поверхности, на которой образована резьба, включая сбег резьбы и фаску. Как правило, на чертежах указывают только длину резьбы с полным профилем (рис. 11, а). Если резьбу выполняют до некоторой поверхности, не позволяющей перемещать резьбообразующий инструмент до упора к ней, то образуется так называемый недовод резьбы, (рис. 11,6, в).

Рис. 10

Сбег плюс недовод образует так называемый недорез резьбы. Если требуется изготовить резьбу полного профиля, без сбега, то для вывода резьбообразующего инструмента делается проточка, диаметр которой для наружной резьбы должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы, а для внутренней резьбы — немного больше наружного диаметра резьбы (рис. 11, в)*. Надо хорошо запомнить эти понятия (более подробные сведения можно найти в ГОСТ 11708-82 «Резьбы. Основные определения»).

Рис. 11

Изображения резьбы.Построение точного изображения витков резьбы требует большой затраты времени, поэтому оно применяется в редких случаях. Как правило, на чертежах резьбу изображают условно, независимо от профиля резьбы, а именно: резьбу на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими по внутреннему на всю длину резьбы, включая фаску (рис. 12, а). На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, приблизительно равную ¹/₃ окружности и разомкнутую в любом месте. На изображениях резьбы в отверстии сплошные основные и сплошные тонкие линии как бы меняются местами (рис. 12, б).

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. 12). Границу резьбы на стержне и в отверстии проводят в конце полного профиля резьбы, до сбега, основной линией (или штриховой, если резьба изображена как невидимая), которую проводят до линий наружного диаметра резьбы (рис. 12). Расстояние между линиями, изображающими наружный и внутренний диаметры резьбы, согласно ГОСТ 2.303-68, не должно быть менее 0,8 мм и не более шага резьбы. Сбег резьбы изображается тонкой линией, проводимой примерно под углом 30° к оси резьбы. Сбег резьбы на производственных чертежах показывают относительно редко. На учебных чертежах изображать сбег не нужно, кроме чертежей шпилек, на которых сбег резьбы надо показать (рис. 20).

На чертежах, по которым резьбу не выполняют, резьбу в глухом резьбовом отверстии (гнезде) допускается условно изображать, как показано на рис. 12. Следует твердо запомнить правило: в резьбовых соединениях, изображенных в разрезе, резьба стержня закрывает резьбу отверстия (рис. 12, а, б). Обратить внимание на то, что на разрезах штриховка доводится до сплошных основных линий. Более подробные сведения об изображении резьбы см. в ГОСТ 2.311-68.

Рис. 12

Обозначение резьбы. Стандартные резьбы подразделяют на резьбы общего назначения и специальные. В свою очередь, резьбы общего назначения подразделяют на крепежные (см. рис. 9, а, б) и ходовые (кинематические, см. рис. 9 в, г). К специальным резьбам относят, например, резьбу круглую для цоколей и патронов электроламп, резьбу круглую для санитарно-технической арматуры и др.

В таблице 4 приведены условные обозначения резьбы общего назначения по ГОСТ 16093-81 «Резьба метрическая. Допуски». Прямоугольная резьба не стандартизована. При её применении на чертеже указывают все необходимые для изготовления размеры (рис. 13).

Рис. 13

Следует запомнить, что метрическую резьбу выполняют с крупным шагом (единственным для данного диаметра резьбы) и мелкими шагами, которых для данного диаметра резьбы может быть несколько. Например, для диаметра резьбы d=20 мм крупный шаг всегда равен 2,5 мм, а мелкий может быть равен 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 мм, поэтому в обозначении метрической резьбы крупный шаг не указывают а мелкий указывают обязательно. Диаметр и шаги метрической резьбы установлены ГОСТ 8724-2002. Его можно найти в любом справочнике по черчению.

В обозначениях резьбы всегда указывают наружный диаметр резьбы: его можно наносить по любому варианту из числа указанных на рис. 14, где знаком «*» отмечены допускаемые места нанесения обозначения.

Рис. 14

Если для метрической резьбы обозначение диаметра резьбы соответствует ее наружному диаметру (без учета допусков), то в т р у б ной резьбе её диаметр обозначают ус л о в н о, например G1, что соответствует трубе, имеющей условный проход (внутренний диаметр трубы), равный 25 мм, т. е. ≈ 1". Наружный же диаметр трубной резьбы 1 " равен 33,25 мм, т. е. больше на две толщины стенки, поэтому обозначение трубной (и конической) резьбы осуществляется линией-выноской с одной стрелкой и полкой (рис. 15).

Рис. 15

Таблица 4

Обозначение крепежных деталей.Все крепёжные детали стандартизованы. На рис. 16 дана структура обозначения болтов, винтов, шпилек и гаек (пояснение к рисунку: между пп. 1 и 2,2 и 3, 10 и 11 оставляют промежутки, равные ширине прописной буквы данного размера шрифта).

Многие стандарты на конструкцию и размеры предусматривают два исполнения и более. Например, болт исполнения 2 по ГОСТ 7798-70 отличается от болта исполнения 1 тем, что у него на резьбовом конце имеется отверстие под шплинт, болт исполнения 3 — тем, что у него в головке имеется два отверстия для контровки болта проволокой; ГОСТ 7795-70 предусматривает пять исполнений болта. Гайка исполнения 2 по ГОСТ 5915-70 отличается от гайки исполнения 1 тем, что у неё фаска сделана не с обеих, а с одной стороны, и т.д.

Между поз. 3 и 4 ставят знак умножения по ГОСТ 2.304-81 (а не буква «ха» или «икс»); между поз. 4 и 5 указывают поле допуска и ставят по ГОСТ 2.304 – 81 дефис (черточка); между поз. 5 и 6 (если отсутствуют поз. 4 и 5, то между поз. 5 и 6) ставят знак умножения. У гаек, естественно, параметр 6 отсутствует. Между поз. 6н7,7п8,8н9 посередине промежутков ставят чёткие точки.

Поле допуска, устанавливающее величину зазоров между резьбой на стержне (болта, винта, шпильки) и в отверстии (гайки), выбирают по ГОСТ 16093-81.

Установлены следующие поля допусков:

для резьбы на стержне – 4h (бывший класс точности 1), 6h, 6g, бе, 6d (бывшие классы точности 2 и 2а), 8h, 8g (бывший класс точности 3);

для резьбы в отверстии — 4Н5Н (бывший класс точности 1), 5Н6Н, 6Н, 6G (бывшие классы точности 2 и 2а) и 7Н, 7G (бывший класс точности 3).

От поля допусков 4h до поля 8g для стержней и от поля допусков 4Н до 7G для отверстий зазоры увеличиваются, т.е. резьба изготовляется всё с меньшей точностью. Студенты могут ограничиться этими сведениями, не обращаясь к указанному стандарту.

Класс прочности для болтов, винтов, шпилек выбирают из ряда 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 6.9; 8.8 и т. д. по табл. 13 и 5 ГОСТ 1759-86, а для гаек — из ряда 4, 5, 6, 8 и т. д. по табл. 2, 4, 6, того же стандарта.

При указании класса прочности в обозначении резьбового изделия точки между цифрами не ставят, т. е. пишут 36 вместо 3.6; 46 вместо 4.6 и т. д.

Рис. 16

Желательно, чтобы студент-заочник уяснил физическую сущность этих чисел, прочитав указанный стандарт, но основное, что надо запомнить, это то, что чем больше число, тем прочнее материал.

На учебных чертежах, выполняемых по курсу инженерной графики, допускается условно принимать, что болты, винты, шпильки изготовлены из углеродистой стали класса прочности 5.8 (в обозначении пишется 58), а гайки – из той же стали класса прочности 5, что резьба выполнена с полем допуска 6g (бывший класс точности 2) для болтов, винтов и шпилек и 6Н для гайки, и что они не подвергались защитным (антикоррозионным) или декоративным покрытиям.

Следовательно, обозначение болта при этих допущениях принимает вид:

Болт2M12x2,5-6gx 60.58 ГОСТ...

обозначение гайки:

Гайка2М12х1.5-6Н.5 ГОСТ...

Обозначения ещё больше упрощаются, если детали имеют первое исполнение (не пишется!) и крупный шаг резьбы (не пишется):

Болт M12-6gx60.58 ГОСТ.. ГайкаМ12-6Н.5 ГОСТ...

Аналогичные обозначения допускаются при обозначении шайб и шплинтов:

Шайба 2.12.0 1.08kп ГОСТ 11371-78,

где 2 — исполнение. 12 — диаметр резьбы стержня, 01 — группа материала (углеродистая сталь);

Шайба 12.65Г ГОСТ 6402-70,

где 65Г — пружинная марганцовистая сталь;

Шплинт 5x28 ГОСТ 397-79,

где 5 — условный диаметр шплинта (диаметр отверстия в стержне), 28 — длина шплинта без головки.

Во всех приведённых случаях покрытие не предусмотрено.

Разновидности крепёжных изделий. Они весьма разнообразны. Так, болты и винты изготовляют с различной формой головки – шестигранной, квадратной, полукруглой, потайной и др. также различны формы гаек – шестигранные, квадратные, круглые, корончатые и др. Кроме того, шестигранные гайки бывают нормальные, низкие, высокие, особо высокие Шпильки различают по длине ввинчиваемого резьбового конца (посадочного), предназначенного для ввинчивания в отверстие с резьбой: длиной, равной d — для ввертывания в детали, изготовляемые из твердых металлов—стали, латуни, бронзы; длиной 1,25d 1,6d—для ввертывания в детали, изготовленные из более мягких метал­лов, например из ковкого и серого чугуна; длиной 2d и 2,5d—для резьбовых отверстий в деталях из мягких сплавов. По точности изготовления болты, шпильки, винты и гайки бывают нормальной, повышенной и грубой точности. Разнообразны по форме и шайбы— круглые, косые, пружинные, многолапчатые и др. Таким образом, число стандартов, описывающих форму и размеры резьбовых изделий, весьма велико.

Полезно, если студент-заочник не сталкивался с ними в своей практической деятельности, хотя бы просмотреть справочник или учебник, в котором обычно излагают сведения о большом числе крепежных изделий. Но главное — понять, что записываемые обозначения резьбовых изделий должны быть точными, строго соответствовать стандартам.

Задание по теме 4. Вычертить: 1) болт, гайку, шайбу (и шплинт, если болт имеет отверстие под шплинт) по их действительным размерам, которые следует взять из соответствующих стандартов; 2) упрощённое изображение этих же деталей в сборе; 3) гнездо под резьбу, гнездо с резьбой, шпильку отдельно и шпильку в сборе с гайкой и шайбой (и шплинтом, если задана корончатая или прорезная гайка) по их действительным размерам, которые следует взять из соответствующих стандартов.

Варианты заданий даны в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Болтовое соединение

Таблица 6

Соединение шпилькой

Примечание: Основные ГОСТы на крепёжные изделия приведены в приложении

Чертежи выполняют карандашом на листе формата A3. Должны быть полностью указаны размеры изображаемых деталей, а на изображениях болтового и шпилечного соединения—только те, которые указаны на рис. 17. Над изображениями надписать соответствующие условные обозначения или другие поясняющие надписи, как это сделано на рис. 17.

Примечания: 1. При наличии у болта отверстия под шплинт размеры шплинта подбирают по ГОСТ 397-79, причём шплинт в этом случае подлежит вычерчиванию наряду с болтом, гайкой и шайбой.

Рис. 17

2. Если в графе «Исполнение» сделан прочерк, это означает, что изделие изготовляется в единственном исполнении.

Примечания: 1. Если в шпилечном соединении применяется прорезная или корончатая гайка, то она должна навинчиваться на шпильку так, чтобы конец последней выступал из гайки не более чем на 3-5 мм, при этом шплинт (диаметр и длина) подбирается по ГОСТ 397-79.

2. Если в графе «Исполнение» стоит прочерк, то это означает, что изделие изготовляется в единственном исполнении.

Диаметр сверленого отверстия (гнезда) под резьбу брать или из ГОСТ 19257-73 (для поля допуска 6Н), или принять условно равным приблизительно 0,85d; глубину гнезда определить как сумму длины резьбы посадочного конца шпильки, величины недореза (сбега, равного двум шагам, недовода, равного двум шагам) плюс два шага полного профиля резьбы. При выполнении упрощенного изображения болтового соединения руководствоваться рис. 18. Если гайка — корончатая, а шайба – пружинная, то обращаться к ГОСТ 2.315-68.

Размеры фасок, выполняемых на резьбовых концах болта и шпильки, взять из ГОСТ 10549-80.

Строя изображения гаек, ясно понять, что дуги кривых на гранях гаек являются дугами гипербол (рис. 19) и что они могут быть построены по правилам, изложенным в любом учебнике черчения.

Рис. 18 Рис. 19

Вопросы для самопроверки

1. Какое изделие называют деталью? 2. Какое изделие называют сбороч­ной единицей? 3. Каким требованиям должен удовлетворять чертёж детали?

4.Каким требованиям должен удовлетворять чертеж сборочной единицы?

5.Как подразделяется конструкторская документация (КД) в зависимости от стадии проектирования? 6. Какие КД называют подлинниками? 7. В чём состоит различие между понятиями «ход резьбы» и «шаг резьбы»? 8. Как отличить левую от правой (на изображении и в натуре)? 9. Что такое «недорез» резьбы? Из каких частей он состоит? 10. Пояснить эскизом правило: «Резьба стержня закрывает резьбу отверстия». 11. В каких случаях указывается шаг метрической резьбы? 12. Нарисуйте профиль резьбы, обозначаемой символом «S». 13. В чём особенность трубной резьбы? 14. Расшифруйте все составные элементы обозначения резьбового изделия:

Винт 2М12 х 1,25—6g х 50.109.40Х.019 ГОСТ 1491-80.