WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.П. ОГАРЕВА» С.Д. Богатырев, А.А. Дубровин РАСЧЁТНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В ТЕХНИКЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ САРАНСК СВМО 2009 УДК 62-182.8(075.8) ББК Ж1 Б732 Авторы: Богатырев Сергей Дмитриевич Дубровин Анатолий Андреевич Научный редактор: кандидат физико-математических наук Мурюмин С.М.

Расчтные методы обеспечения взаимозаменяемости в технике. Учебное пособие / С. Д. Богатырев, А. А. Дубровин. Саранск: Изд-во СВМО, 2009.

– 100 с.

Учебное пособие разработано для студентов специальностей 200501 «Метрология и метрологическое обеспечение» и 200503 «Стандартизация и сертификация», изучающих дисциплину «Взаимозаменяемость». В пособии приведено теоретическое обоснование допусков и посадок, а также даны конкретные примеры расчтов допусков и посадок в технике. Приведены основы размерного анализа и примеры расчтов размерных цепей. Индекс цикла по ГОС ОПД. Ф. 09 «Обще-профессиональные дисциплины» (федеральный компонент). В пособии приведен список рекомендуемой учебной, методической, нормативной и справочной литературы.

УДК 62-182.8(075.8) ББК Ж1 Б732 Публикуется на основании Устава Средневолжского математического общества (пп. 2.4 и 2.5) и по решению редакционного отдела СВМО © Богатырев С. Д., Дубровин А. А., 2009 © Издательство СВМО, 2009 2 ВВЕДЕНИЕ Научно-технический прогресс в любой экономически развитой стране мира во многом связан с непрерывным совершенствованием конструкции технических изделий (машин, приборов и т.д.; технологий и средств их изготовления) и, как следствие, совершенствованием методов и средств контроля качества этих изделий на стадиях их изготовления и эксплуатации. Одной из актуальных задач, постоянно решаемых инженерами, является обеспечение оптимального уровня качества изделий при достаточно высокой производительности труда на всех этапах конструирования, изготовления и эксплуатации этих изделий. Решение этих задач возможно за счет изготовления комплектующих деталей и узлов изделий с требуемой точностью, обеспечивающей их взаимозаменяемость и надежное, эффективное выполнение требуемых функций при их эксплуатации.

Современное производство сложной по конструкции техники, особенно ее крупносерийное и массовое производство, ремонт этих изделий, практически невозможны без обеспечения в этих изделиях взаимозаменяемости комплектующих деталей, узлов, механизмов. Лишь при обеспечении взаимозаменяемости возможно широкое кооперирование производства (в масштабах не только одного предприятия, отрасли, страны, но и нескольких стран), основанное на изготовлении деталей и узлов одних и тех же машин на различных специализированных предприятиях по единой нормативной документации с едиными требованиями к качеству данных деталей и узлов.

В общем случае, взаимозаменяемость изделий (машин, механизмов, приборов, деталей, материалов и др.) – это их свойство равноценно заменять или собирать при использовании любой из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другими однотипными экземплярами, изготовленными в разное и (или) одно время и в различных (либо не различных) точках пространства без дополнительной обработки, пригонки или с относительно незначительной дополнительной обработкой с сохранением заданного качества изделия, в состав которого они входят.

Взаимозаменяемость базируется на стандартизации – нахождении решений в сфере науки, техники, экономики, направленной на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

Комплекс глубоких знаний и определенных навыков в области обеспечения заданного качества изделий, с использованием передовых методов оптимизации параметров и требований к точности, являются необходимой составной частью профессиональной подготовки специалистов по машиностроению, метрологии, стандартизации и других профессий. Для инженеров-конструкторов, технологов, метрологов, стандартизаторов, экспериментаторов и др. четкие знания и определенные навыки по вопросам обеспечения точности и взаимозаменяемости технических изделий могут стать основой успешного решения задач научно-технического прогресса.

Г л а в а 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ 1.1 ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЁ РАЗНОВИДНОСТИ Взаимозаменяемость изделий (машин, механизмов, приборов, деталей, сырья, материалов, веществ и др.) – это их свойство равноценно (с пригонкой или без пригонки) заменять или собирать при использовании любого из множества экземпляров изделий другими однотипными экземплярами, изготовленными в разное или в одно время и в различных, либо не различных точках пространства.

В зависимости от необходимости выполнения дополнительной обработки, пригоночных работ при замене одних изделий (деталей и др.) другими однотипными, взаимозаменяемость может быть полной или неполной (ограниченной).

Взаимозаменяемость считается полной, если требуемые эксплуатационные свойства в полном объеме сохраняются у изделия после замены в нем детали, вышедшей из строя, однотипной, исправной деталью при ремонтных работах, либо установки детали (любой из партии однотипных) на соответствующее ей место в новом изделии при его сборке, без дополнительных пригоночных работ. В процессе такой замены сразу (автоматически) обеспечивается требуемая точность сопряжений и получение эксплуатационных показателей в заданных пределах. При полной взаимозаменяемости существенно упрощаются процессы сборки изделий и процессы ремонта изделий, так как эти процессы практически сводятся к простому соединению деталей. Такую работу могут выполнять рабочие в основном невысокой квалификации. Полная взаимозаменяемость позволяет точно нормировать время технологических операций сборки, ремонта, устанавливать оптимальный темп работы на сборочных линиях и применять поточные методы производства. Создаются условия для автоматизации процессов сборки, применения станков-автоматов (роботов). Указанное достоинство полной взаимозаменяемости позволяет существенно снизить стоимость сборочных работ.



Однако для обеспечения полной взаимозаменяемости требуется изготовление для изделия комплектующих деталей с особо точными размерами и характеристиками. Для изготовления подобных деталей требуется особо точное технологическое оборудование (станки класса точности не ниже класса «А»), особо точные измерительные средства, высококлассные рабочие, другие требования. Все это резко повышает стоимость подобных комплектующих деталей и, как следствие, существенно увеличивает стоимость собранного, с использованием полной взаимозаменяемости, изделия.

Взаимозаменяемость считается неполной (ограниченной), если при замене одних деталей другими, однотипными с заменяемыми, в процессе ремонта изделия, либо при установке в изделие деталей, взятых из партии однотипных, в процессе сборки изделия требуются дополнительные пригоночные, наладочные либо другие технологические мероприятия.

К неполной взаимозаменяемости относят:

- метод пригонки (пригоночных работ).

При сборке изделия деталь, прежде чем займет в изделии соответствующее ей место, дополнительно обрабатывается (подгоняется) до заданных форм и размеров под то место, где эта деталь должна стоять.

- метод группового подбора деталей по размерам.

При этом методе детали, изготовленные на оборудовании, настроенном на заданные размеры с экономически выгодными допусками, сортируют по размерам на несколько групп. Допуски размеров деталей в конкретной группе могут быть значительно меньше допуска размеров на обработке деталей.

- другие методы, например, регулирования [1, 2, 4].

К неполной взаимозаменяемости относится сборка изделий на основе законов теории вероятностей. При этом методе с определенной степенью незначительного риска считают, что точность (допуски) у всех деталей, в партии однотипных, удовлетворяет требованиям нормативных документов. Вероятность нахождения в партии деталей с допусками на размеры, превышающими нормы документов, также будет сравнительно малой, то есть зависит от степени риска. Применение методов неполной взаимозаменяемости позволяет существенно уменьшить стоимость комплектующих деталей и соответственно уменьшить стоимость собранных из таких деталей изделий.

Уровень взаимозаменяемости при производстве изделий рассчитывается при оценке технологичности конструкции изделия. Показателем, характеризующим уровень взаимозаменяемости, [1] является коэффициент взаимозаменяемости, определяемый по формулам:

ТД.ВЗ +ТСЕ.ВЗ +ТУ.ВЗ NД.ВЗ + NСЕ.ВЗ + NУ.ВЗ или KВЗ = 1 KВЗ = ТИ NД + NСЕ + NУ где КВЗ – коэффициент взаимозаменяемости;

ТД.ВЗ, ТСЕ.ВЗ, ТУ.ВЗ, ТИ – трудоемкость изготовления взаимозаменяемых деталей, сборочных единиц, узлов и всего изделия соответственно;

NД.ВЗ, NСЕ.ВЗ, NУ.ВЗ – количество взаимозаменяемых в изделии деталей, сборочных единиц, узлов;

NД, NСЕ, NУ – общее количество и взаимозаменяемых, и незаменяемых деталей, сборочных единиц, узлов в изделии.

Технический уровень производства и технологичность конструкции изделия выше, если коэффициент взаимозаменяемости больше. Когда КВЗ = 1, взаимозаменяемым становится само изделие.

1.2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ Точностью называется степень приближения действительных параметров (размеров), измеренных с допустимой погрешностью, к идеальным.

Идеальным параметров (размером) считается параметр (размер) изделия, указанный в нормативно-технической документации на него: в стандартах, технических условиях, чертежах и др.

Действительным параметром (размером) считается параметр (размер), установленный измерением с допустимой погрешностью.

Параметр – это независимая или взаимосвязанная величина, характеризующая какое-либо изделие или явление (процесс) в целом или их отдельного свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения конструкции изделия, основных его размеров, производительности, режимов процесса и др.

Процесс – совокупность взаимосвязанных и (или) взаимодействующих видов деятельности, преобразующих входы в выходы.

В машиностроении, приборостроении и ряде других отраслей промышленности технологический процесс – это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение формы, размеров и (или) внутренних свойств предмета производства (например, входных материалов, заготовок) и их контроль [3].

Технологические процессы бывают: механической обработки заготовок, термической обработки, сборки деталей в узлы, механизмы и др.

Нормативная и техническая документация (НТД) – документы, устанавливающие требования.

Требование – потребность или ожидание, которое установлено, обычно предполагается или является обязательным.

Размер – это числовое значение линейной величины (длины, диаметра и т.д.) в выбранных единицах измерения (в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности – в миллиметрах). В общем случае размер – это количественное содержание конкретной величины (геометрической, физической, механической и др.) в принятой единице измерения.





Размеры подразделяют на номинальные, предельные, действительные.

Номинальный размер – это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит также началом отсчета отклонений. Номинальный размер – это основной конструкторский размер изделия, всегда определяется расчетными методами с учетом конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических, экономических и других требований.

В целях обеспечения взаимозаменяемости (сокращения числа типоразмеров заготовок, деталей, технологического оборудования, измерительных средств и т.д.) номинальные размеры, полученные расчетом, округля ются до значений, указанных в параметрических стандартах (если к размеру не предъявляются специальные требования, то в большую сторону).

Параметрическим рядом называют совокупность числовых значений главного параметра (например, номинальных размеров) изделия, закономерно построенную в определенном диапазоне этого параметра.

Ряды предпочтительных чисел установлены ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел». ГОСТ 8032-84 установил четыре основных ряда предпочтительных чисел со знаменателями q :

10 1,1-й ряд – R5 – имеет знаменатель прогрессии ;

10 1,2-й ряд – R10 – имеет знаменатель прогрессии 10 ;

10 1,3-й ряд – R20 –имеет знаменатель прогрессии ;

10 1,06;

4-й ряд – R40 –имеет знаменатель прогрессии и два дополнительных 10 1,R80 – имеет знаменатель прогрессии 80 ;

10 1,R160 – имеет знаменатель прогрессии 160.

Ряды состоят из предпочтительных чисел, представляющих собой округленные значения дробных чисел.

Эти ряды получены на основе геометрической прогрессии.

Число в условном обозначении (R5, R10 и т.д.) соответственно дает название рядам (ряд пятый, ряд десятый и т.д.). Это число указывает на количество членов прогрессии (размеров) в одном десятичном интервале ряда. Например, для ряда R5 числа в интервале от 1,0 до 10,0: 1,0; 1,6; 2,5;

4,0; 6,4. Число размеров 5.

Ряды линейных номинальных размеров охватывают диапазон размеров от 0,10 мм до 16000 мм включительно.

Соответственно в ряду R5 приведено 27 (двадцать семь) размеров, рекомендуемых для использования в качестве номинальных.

Таблица 1.Размеры ряда R5, рекомендуемые в качестве номинальных Десятичные Номинальные размеры интервалы 1 0,10 0,16 0,25 0,40 0,2 1,00 1,60 2,50 4,00 6,3 10,00 16,00 25,00 40,00 64,4 100,00 160,00 250,00 400,00 640,5 1000,00 1600,В каждом последующем ряду число членов ряда удваивается по сравнению с предыдущим рядом, причем все члены предыдущего ряда полностью переходят в последующий ряд.

При округлении расчетных значений номинальных размеров до стандартных рекомендуется, при прочих равных требованиях к изделию, использовать размеры рядов с меньшим числом размеров. В данном случае взаимозаменяемость может быть обеспечена с большей гарантией. Ряды предпочтительных чисел приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.Ряды предпочтительных чисел Число членов Наименование Знаменатель Разность, Употребимость ряда ряда % от 1 до R5 Рекомендовано 1,58491,6 5 R10 Рекомендовано 1,25891,25 10 R20 Рекомендовано 1,12 20 R40 Рекомендовано 1,05931,06 40 R80 По согласованию 1,02921,015 80 R160 По согласованию 1,0151,02 160 1,Обработать деталь с размерами, равными номинальным, практически невозможно. Причина – многочисленные погрешности, влияющие на процессы обработки деталей и на процессы измерения полученных размеров.

Номинальный размер ограничивают двумя предельными размерами.

Предельные размеры – это два таких размера, между которыми должен находиться действительный размер детали, или которым может быть равен действительный размер. Предельные размеры назначаются из условия, что, если действительный размер детали будет находиться в границах предельных размеров, то деталь с такими действительными размерами гарантированно будет выполнять предписанные ей нормативными документами функции. Больший из двух предельных размеров называется наибольший предельный размер, меньший – наименьший предельный размер.

Предельные размеры обозначают при помощи индексов «max», «min» и буквенного обозначения измеряемого размера (параметра). Например: Dmax, dmin, lmax и т.д.

Сравнение действительного размера детали с указанными предельными значениями для данного размера позволяет сделать заключение о годности или негодности данной детали (рис. 1.1).

граница Dmin (dmin) DД (dД) Dmax (dmax) граница годности по min годности по max DД (dД) – годные DД (dД) – брак DД (dД) – брак Рис. 1.1. Схема границ годности действительных размеров детали Для удобства работы с чертежами деталей, при выполнении расчетов характеристик точности соединений деталей и в ряде других случаев, на рабочих чертежах указывают не предельные размеры, а предельные отклонения от номинального размера.

Предельным отклонением называется алгебраическая разность между предельным размером и номинальным. Так как предельных размеров два, то соответственно будут и два предельных отклонения, одно из которых называется верхним предельным отклонением, другое – нижним предельным отклонением.

Верхнее предельное отклонение – ES (es).

ES = Dmax – D, в системе отверстия;es = dmax – d, в системе вала.

Нижнее предельное отклонение – EI (ei).

EI = Dmin – D, в системе отверстия; ei = dmin – d, в системе вала.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.