Точность и погрешность изготовления деталей

Виды взаимозаменяемости

Взаимозаменяемость бывает полная и неполная, внешняя и внутренняя.

Полная взаимозаменяемость позволяет получать заданные показатели качества без дополнительных операций в процессе сборки.

При неполной взаимозаменяемости при сборке сборочных единиц и конечных изделий допускаются операции, связанные с подборкой и регулировкой некоторых деталей и сборочных единиц. Она позволяет получать заданные технические и эксплуатационные показатели готовой продукции при меньшей точности деталей. Разновидностями неполной взаимозаменяемости являются:

- групповая взаимозаменяемость – требуемые характеристики достигаются путем включения элементов, принадлежащих общей группе заранее измеренных и рассортированных;

- регулировка – требуемые характеристики достигаются регулировкой специального элемента путем изменения места, положения или введения дополнительного элемента;

- пригонка - для достижения заданных свойств конструкции изменяют параметры заранее назначенного элемента, необходимые для успешной сборки;

- размерная взаимозаменяемость – взаимозаменяемость по присоединённым размерам;

- параметрическая взаимозаменяемость – взаимозаменяемость, подразумевающая необходимость регулировки различных параметров изделия.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость узлов и комплектующих изделий (электродвигателей, подшипников качения и др.) по эксплуатационным параметрам и присоединительным размерам. Например, эксплуатационными параметрами являются: для электродвигателей – мощность, частота вращения, напряжение, ток и т.д.; для подшипников качения - коэффициент работоспособности, предельная частота вращения. К присоединительным размерам относятся диаметры, число и расположение отверстий в лапах электродвигателей; внутренний и наружный диаметры и ширина колей подшипников качения.

Внутренняя взаимозаменяемость обеспечивается точностью параметров, которые необходимы для сборки деталей в узлы, а узлов в механизмы. Например, это взаимозаменяемость шариков (или роликов) и колец подшипников качения, узлов ведущего и ведомого валов коробок передач.

В рыночных условиях основной задачей конструкторов и технологов является разработка и изготовление принципиально новых изделий высокого качества, которые обеспечили бы их конкурентоспособность и получение прибыли.

К сожалению, планово-распределительная система в бывшем СССР в полной мере не стимулировала работников к достижению высокого качества, поскольку в достаточной мере не была направлена на запросы потребителей и отсутствовала конкуренция.

Между тем, именно разработка чертежной и технологической документации, связанная с выбором необходимой точности поверхностей и шероховатости, обоснованием посадок, с учетом технологических особенностей обработки, выбором контрольно - измерительных средств, расчетом размерных цепей и особенно с обоснованным нормированием отклонений формы и расположения в первую очередь формирует качественные показатели машиностроительных изделий.

При оценке и нормировании точности геометрических параметров деталей различают поверхности: номинальные (идеальные, не имеющие никаких отклонений формы и размеров), форма которых задана чертежом, и реальные (действительные), которые ограничивают деталь, отделяя ее от окружающей среды. Реальные поверхности деталей получают в результате обработки на металлорежущих станках или другом формообразующем оборудовании.

Степень приближения действительных параметров к идеальным называется точностью. Точность характеризуется действительной погрешностью (действительная точность) или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Чем уже эти пределы, тем меньше погрешности, тем выше точность.

Точность деталей по геометрическим параметрам есть совокупное понятие, характеризующееся следующими отклонениями поверхностей от номинальных:

- отклонения точности размеров элементов;

- отклонения формы поверхностей (макрогеометрия поверхности);

- волнистость поверхностей;

- шероховатости поверхностей (микрогеометрия);

- отклонения относительного расположения элементов.

Погрешности геометрических параметров не только неизбежны, но и допустимы в тех пределах, при которых деталь еще удовлетворяет требованиям правильной сборки, функционирования машины и обеспечивает качественные показатели. Нельзя требовать получения абсолютно точного (идеального) значения параметра, то есть нулевой погрешности, так как это требование неосуществимо в реальных условиях изготовления и измерения. Нельзя также ограничиться установлением только номинальных значений параметров деталей, так как при изготовлении могут возникнуть столь большие погрешности, что деталь не будет удовлетворять своему служебному назначению. Конструктор должен решить две неразрывные задачи: установить номинальные значения параметров детали и нормировать точность изготовления этих параметров путем назначения пределов, ограничивающих их погрешности. Эти пределы в процессе изготовления и контроля деталей являются критериями их годности. Сложность задачи по назначению пределов для допустимых погрешностей состоит в том, что ее решение требует от конструктора всестороннего учета как условий функционирования и эксплуатации изделия, так и условий его изготовления и сборки. Условия эти противоречивы: для правильного функционирования может требоваться сужение пределов допускаемых погрешностей, а для экономичного изготовления – расширение. Критерием оптимального решения данной задачи является соблюдения требуемого качества изделия при стоимости его изготовления и эксплуатации, обеспечивающих прибыль и конкурентоспособность.

Погрешности поверхностей в процессе изготовления возникают под действием ряда причин, среди которых следует отметить:

- погрешности самого формообразующего оборудования;

- погрешности обрабатывающего инструмента и приспособлений;

- износ инструмента;

- упругие деформации в системе станок – приспособление – инструмент – деталь (система СПИД);

- температурные деформации системы СПИД;

- погрешности, зависящие от выбранной технологической схемы и режимов обработки;

- погрешности измерения, включая погрешности измерительных средств;

- неоднородность размеров, материала и другие погрешности заготовок.

Погрешности изготовления для совокупности деталей, составляющих обрабатываемую партию, можно разделить на группы:

1) систематические постоянные погрешности, имеющие одинаковые числовые значения для всей рассматриваемой совокупности, вызванные воздействием факторов, сохраняющих постоянное значение в процессе обработки партии, например погрешности из-за неправильной настройки станка;

2) систематические переменные погрешности, закономерно изменяющиеся по ходу технологического процесса, например погрешности, вызванные износом инструмента или температурными деформациями системы СПИД, являющимися функцией от времени обработки;

3) случайные погрешности, или погрешности рассеяния, имеющие для отдельных деталей партии различные значения; определить заранее момент появления того или иного значения случайной погрешности не представляется возможным. Случайные погрешности вызываются действием факторов, подверженных колебаниям случайного характера, или же действием большого числа факторов, в том числе и систематических, если их вступление в процесс и выключение из него носят случайный характер.

Обработка погрешностей осуществляется методами, изученными в первой части курса.

Дата добавления: 2014-01-11