Основи метрології, взаємозамінності та стандартизації

Розглянемо це визначення. Незалежне виготовлення деталей означає наступне. В сучасному виробництві деталі різних типів і конструкцій виготовляють строго по кресленнях на різних робочих місцях і часто навіть в різних цехах. Деталі в процесі обробки проходять багато технологічних операцій. Наприклад, заготовки блоків шестерень 5 (див. мал. 4.) виточують на токарних станках

Роз'яснимо наступну частину визначення: деталі повинні займати своє місце в збірковій одиниці без додаткової обробки. Збіркова одиниця - це частина машини або приладу, яка складається із декількох даталей, з'єднаних між собою. Наприклад, вал 1 з блоком шестерень 5 і підшипниками 2 утворюють збіркову одиницю із чотирьох деталей. Вал 4 зі шпонками, зубчастими колесами, втулками і підшипниками утворюють збіркову одиницю із дев'яти деталей.

Після встановлення цих збіркових одиниць в корпусі, збирання з корпусом механізму переключення і кришки 3 отримуємо муфту, яка є частиною більш складної збіркової одиниці якої б-не було машини. Таким чином, збирання полягає в послідовному з'єднанні деталей в збіркові одиниці, а збіркових одиниць в загальну систему - механізм, машину, прилад.

Накінець, у визначенні вказано, що збірка без підгонки повинна забезпечувати нормальну роботу виробу, що збирається.

Сучасним направленням взаємозамінності є функціональна взаємозамінність, при якій точність та інші експлуатаційні показники деталей повинні бути узгодженими з призначенням і умовами роботи кінцевої продукції. Взаємозамінність по геометричних параметрах є частковим видом функціональної взаємозамінності.

Взаємозамінність буває повною і неповною, зовнішньою і внутрішньою. Повна взаємозамінність дозволяє отримувати задані показники якості без додаткових операцій в процесі збирання. При неповній взаємозамінності при збиранні збіркових одиниць і кінцевих виробів допускаються операції, які пов'язані з підбором і регулюванням деяких деталей і збіркових одиниць. Вона дозволяє отримувати задані технічні і експлуатаційні показники готової продукції при меншій точності деталей. Функціональна взаємозамінність може бути тільки повною, а геометрична - і повною і неповною.

Зовнішня взаємозамінність - це взаємозамінність вузлів і комплектуючих виробів (електродвигунів, підшипників кочення та ін.) по експлуатаційних параметрах і приєднуючих розмірах. Наприклад, експлуатаційними параметрами є: для електродвигунів - потужність, частота обертів, напруга, струм; для підшипників кочення - коефіцієнт працеспроможності, гранична частота обертів. До приєднуючих розмірів відносяться діаметри, число і розміщення отворів в лапах електродвигунів; внутрішній і зовнішній діаметри і ширина кілець підшипників кочення.

Внутрішня взаємозамінність забезпечується точністю параметрів, які необхідні для збирання деталей у вузли, а вузлів в механізми. Наприклад, взаємозамінність шариків або роликів підшипників кочення, вузлів ведучого і ведомого валів муфти (див. мал. 4.) і т.д.

Принципи взаємозамінності розповсюджуються на деталі, збіркові одиниці, комплектуючі вироби і кінцеву продукцію.

 

 

Взаємозамінність виробів забезпечується точністю їх параметрів, зокрема розмірів. Однак в процесі виготовлення неодмінно виникають похибки   , числове значення яких знаходять по формулі:

 (6 ),

де   - задане значення розміру (параметра);   - дійсне значення того ж параметру. Похибки підрозділяють на систематичні, випадкові і грубі (промахи).

Систематичними називають похибки, які постійні по величині і напрямку або змінюються по деякому закону. Вони можуть бути викликані спрощенням кінематичних схем передаточних механізмів, помилками налагодження станків або приладів, температурними деформаціями та ін. Вплив цих похибок на результати обробки і виміру можна врахувати і навіть усунути.

Випадкові похибки - це похибки, величину і напрямок яких попередньо не можна передбачити. Їх поява обумовлена приблизно однаковим впливом великого числа незалежних один від одного випадкових факторів. Випадкові похибки можуть бути викликані нестабільністю хімічних, фізичних і механічних властивостей матеріалів, непостійністю розмірів заготовок, зміною сил різання, похибками вимірів та ін.

Грубими похибками називають похибки, які явно не відповідають процесу обробки або вимірів. Вони в основному бувають наслідком прорахунків або недогляду і підлягають усуненню.

 

 

Взаємозамінність забезпечується комплексом розрахункових, конструктивних і технологічних заходів.

Розрахунки деталей по всіх якісних показниках повинні бути узгоджені з вимогами, які висуваються до кінцевого виробу. Важливе значення мають хімічні, фізичні і механічні властивості матеріалів, стабільність розмірів і форми заготовок і напівфабрикатів.

При конструюванні необхідно широко використовувати загальнотехнічні норми і стандарти, а також уніфіковані і стандартні деталі, збіркові одиниці і комплектуючі вироби; запезпечувати технологічність конструкцій; узгоджувати точність деталей з умовами роботи кінцевої продукції.

До технологічних заходів відносяться вірно розроблена технологія, яка строго дотримується; відповідність технологічному процесу обладнання, пристроїв, ріжучого і вимірювального інструменту; перевірка виробів по всіх парамерах - розмірах, твердості, зношуваності, хімічному складу. Крім того, точність, яку спроможні забезпечити станки, пристрої, ріжучий і вимірювальний інструмент, повинна дещо перевищувати точність, встановлену для продукції, що випускається.

Ремонт машин і приладів, який заснований на принципах взаємозамінності, повинен виконуватися шляхом заміні деталей і збіркових одиниць, що прийшли в негідність, новими із часла запасних. В зв'язку з цим при проектуванні і виготовленні машин і приладів визначають номенклатуру і витрати запасних частин і передбачають іх виготовлення.

Ефективність взаємозамінності пояснюється відповідністю її принципів сучасним умовам виробництва. Повна взаємозамінність вимагає високої точності виготовлення деталей. Однак вона настільки спрощує процес збирання, що всі операції зводяться до