- •Учебное пособие
- •Метрология и стандартизация
- •1.1. Основные понятия метрологии и стандартизации
- •1.2. Метрология и технические измерения
- •1.2.1. Основные понятия
- •1.2.2. Методы планирования измерений
- •1.2.3. Универсальные средства измерений
- •1.2.4. Критерии оценки погрешностей измерений
- •1.2.5. Эталоны. Меры длины и угловые меры.
- •1.3. Стандартизация
- •1.3.1. Организация работ по стандартизации
- •1.3.2. Категории стандартов
- •2. Взаимозаменяемость, допуски и посадки
- •2.1. Основные понятия о взаимозаменяемости
- •2.2. Номинальный, предельный и действительный
- •2.3. Допуск размера и посадки
- •2.4. Понятие о соединениях и сопряжениях
- •2.5. Интервалы размеров
- •2.6. Ряды точности (ряды допусков)
- •2.7. Поля допусков отверстий и валов
- •2.8. Посадки в системе отверстия и в системе вала
- •2.9. Нормирование, методы и средства контроля отклонений
- •2.9.1 Система нормирования отклонений формы
- •2.9.2.Обозначение на чертежах допусков формы
- •2.9.3. Система нормирования и обозначения
- •2.9.4. Волнистость поверхностей деталей
- •2.9.5. Влияние шероховатости, волнистости, отклонений
- •3. Размерные цепи
- •3.1.Основные понятия о размерных цепях
- •3.2. Классификация, термины и определения размерных цепей
- •3.3. Расчет размерных цепей
- •3.4. Обеспечение точности размерных цепей
- •Метод групповой взаимозаменяемости
- •4. Нормирование точности
- •4.1. Нормирование точности угловых размеров.
- •4.1.1. Система единиц на угловые размеры
- •4.1.2. Нормирование требований к точности угловых размеров
- •4.1.3. Нормирование точности конических поверхностей
- •4.2. Нормирование точности подшипников качения
- •4.2.1. Основные положения
- •4.2.2. Ряды точности подшипников качения
- •4.2.3. Условные обозначения подшипников качения
- •4.2.4 Посадки подшипников качения
- •4.2.5. Поля допусков колец подшипников качения
- •4.2.6. Поля допусков для размеров посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов под подшипники качения
- •4.2.7. Посадки подшипников качения на валы
- •4.2.8. Требования к посадочным поверхностям валов
- •4.2.9. Выбор посадок для колец подшипников
- •4.3. Нормирование точности шлицевых и шпоночных
- •4.3.1. Понятия о шпоночных соединениях
- •4.3.2. Соединения призматическими шпонками
- •4.3.3. Соединения сегментными шпонками
- •4.3.4. Соединения клиновыми шпонками
- •4.3.5. Шпоночные соединения с помощью низких клиновых шпонок с головкой и без головки
- •4.3.6. Понятия о шлицевых соединениях
- •4.3.7. Прямобочные шлицевые соединения
- •4.4. Нормирование точности метрической резьбы
- •4.4.1. Резьбовые соединения, используемые в машиностроении
- •4.4.2. Номинальный профиль метрической резьбы
- •4.4.3. Нормируемые параметры метрической резьбы
- •4.4.4. Понятие о приведенном среднем диаметре резьбы
- •4.4.5. Поля допусков для нормирования точности элементов
- •4.4.6. Соединения (посадки) резьбовых элементов деталей
- •4.5. Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес и передач
- •4.5.1. Принцип нормирования точности зубчатых колес и передач
- •4.5.2. Степени и нормы точности, виды сопряжений
- •4.5.3. Условные обозначения требований к точности
- •4.5.4. Нормируемые параметры (показатели),
- •4.5.5. Нормируемые параметры (показатели),
- •4.5.6. Нормируемые параметры (показатели),
- •5. Основы сертификации
- •4.2.1. Основные положения 118
- •4.2.4 Посадки подшипников качения 126
- •4.3.4. Соединения клиновыми шпонками 44
- •4.3.6. Понятия о шлицевых соединениях 146
- •4.5.1. Принцип нормирования точности зубчатых колес и передач 175
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2. Взаимозаменяемость, допуски и посадки
2.1. Основные понятия о взаимозаменяемости
Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и т. д.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов и т. д.) называют их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних — в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Полная взаимозаменяемость возможна только, когда размеры, форма, механические, электрические и другие количественные и качественные характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия (устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т. д.). Комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости.
Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.
Свойство собираемости и возможности равноценной замены любого экземпляра взаимозаменяемой детали и сборочной единицы любым другим однотипным экземпляром позволяет изготовлять детали в одних цехах машиностроительных заводов серийного и массового производства, а собирать их — в других. При сборке используют стандартные крепежные детали, подшипники качения, электротехнические, резиновые и пластмассовые изделия, а часто их унифицированные агрегаты, получаемые по кооперации от других предприятий. При полной взаимозаменяемости сборку выполняют без доработки деталей и сборочных единиц. Такое производство называют взаимозаменяемым.
При полной взаимозаменяемости упрощается процесс сборки — он сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации; появляется возможность точно нормировать процесс сборки во времени, устанавливать необходимый темп работы и применять поточный метод; создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий, а также широкой специализации и кооперирования заводов (при которых завод-поставщик изготовляет унифицированные изделия, сборочные единицы и детали ограниченной номенклатуры и поставляет их заводу, выпускающему основные изделия); упрощается ремонт изделий, так как любая изношенная или поломанная деталь или сборочная единица может быть заменена новой (запасной).
Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей, изготовленных с допусками квалитетов не выше 6 и для сборочных единиц, состоящих из небольшого числа деталей, а также в случаях, когда несоблюдение заданных зазоров или натягов недопустимо даже у части изделий. Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такую взаимозаменяемость называют - неполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.
Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения — по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать коэффициентом взаимозаменяемости Кв, равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости изготовления изделия. Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объективным показателем технического уровня производства.
Совместимость — это свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов и сложного изделия и заданных эксплуатационных условиях. Объект — это автономные блоки, приборы или другие изделия, входящие в сложные изделия.
Взаимозаменяемое производство в металлообрабатывающей промышленности оперные и мире было осуществлено в 1761 г. на Тульском, а затем на Ижевском заводах при массовом изготовлении ружей.