книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

А. //. ЯКУШЕВ

Д-р техн. наук, нроф. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ,

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

И ТЕХНИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЯ

И з д а н и е т р е т ь е , д о п о л н е н н о е п п е р е р а б о т а н н о е

Допущено Министерством высшего

исреднего специального образования СССР

вкачестве учебника для студентов высших технических

учебных заведений

МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ»

1974

Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация п технические из­ мерения. Изд. 3-е, нереработ. п доп. М., «Машиностроение», 1974. 472с.

В учебнике рассмотрены общие пршщнпы взаимозаменяемости и ос­ новы технических измерении в машиностроении, системы допусков п посадок типовых соединений деталей машин с учетом рекомендаций ISO, описаны наиболее распространенные средства для контроля линейных и угловых размеров, даны методические указания по решению размерных цепей. Кратко освещены основы государственной системы стандартизации и ее научно-технические методы.

Учебник написан по программе курса «Взаимозаменяемость, стандарти­ зация и технические измерения» для студентов высших технических учеб­ ных заведений.

Книга может быть также полезна конструкторам, технологам п работ­ никам ОТК предприятий всех отраслей машиностроения и приборостроения.

Табл. 36, ил. 206, список лит. 36 назв.

Рецензент канд. техн. наук В. В. Ткаченко

30103-33* 038(01)-74 3 3 -7 4

© Издательство «Машиностроение», 1974 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время проблеме повышения качества машин, приборов и других изделий, экономичности их производства и эксплуатации уделяется большое внимание. Непрерывное раз­ витие промышленности, неуклонный рост объема выпускаемой продукции, переход многих отраслей промышленности на массо­ вое поточное автоматизированное производство неразрывно свя­ зано с вопросами повышения точности и надежности выпускаемой продукции. Вновь осваиваемая продукция по качественным и технико-экономическим характеристикам должна соответствовать передовым достижениям науки и техники.

Унификация и стандартизация деталей машин, узлов и меха­ низмов межотраслевого применения, инструментов и технологи­ ческой оснастки, типизация технологии их изготовления, обеспе­ чение при производстве однородных узлов и деталей полной их взаимозаменяемости является важнейшей задачей.

10 ноября 1970 г. Центральный Комитет КПСС и Совет Мини­ стров СССР приняли Постановление «О повышении роли стандар­ тов и улучшении качества выпускаемой продукции», в котором проблема обеспечения высокого качества изделий рассматривается как одна из важнейших экономических и политических задач на современном этапе развития общественного производства. В По­ становлении говорится также о необходимости изучения во всех инженерно-технических и инженерно-экономических вузах и техникумах основ стандартизации и контроля качества продукции.

В связи с возросшей ролью стандартизации в повышении ка­ чества машин, приборов и других изделий и экономичности их производства Министерство высшего и среднего специального об­ разования СССР преобразовало учебный курс «Основы взаимоза­ меняемости и технические измерения» в курс «Взаимозаменяе­ мость, стандартизация и технические измерения». Такое объедине­ ние более широкого круга вопросов позволяет рассматривать задачу повышения качества изделий комплексно — с позиций стандартизации, обеспечения взаимозаменяемости и контроля установленных стандартами требований к качеству.

В новом учебном курсе представляется возможным показать нагляднее и с привлечением большего количества факторов роль

Г Л А В А I

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СТАНДАРТИЗАЦИИ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Развитие машиностроения в настоящее время характеризуется значительным усложнением конструкций машин и механизмов. Оно вызвано возросшими рабочими параметрами агрегатов (ско­ ростями, давлениями, температурами, степенями сжатия и др.), автоматизацией процессов выполнения операций и управления самими машинами, повышенными требованиями к надежности, долговечности, производительности, точности и другим показа­ телям. С другой стороны, высокие темпы научно-технического прогресса приводят к более быстрому моральному старению тех­ ники, к необходимости ее более частой смены. Вместе с тем про­ мышленное производство становится все более массовым или крупносерийным, основанным на глубокой специализации и широ­ ком кооперировании заводов. Именно такое производство спо­ собно удовлетворить растущие потребности огромного по масшта­ бам народного хозяйства страны, повысить его эффективность и производительность труда.

Увеличение выпуска машиностроительной продукции должно происходить одновременно с повышением ее качества до уровня

ственных связей, специализации и кооперирования в промышлен­ ности проблема повышения качества приобретает межотраслевой характер. Качество конечного изделия зависит от качества мате­ риалов, заготовок, покупных и получаемых по кооперации узлов и деталей. Взаимная увязка требований к качеству на каждом из этапов изготовления изделия может осуществляться только пу­ тем комплексной стандартизации. А сочетание методов комплек­ сной и опережающей! стандартизации позволяет устанавливать и перспективные требования к качественному уровню изделий

(см. § 70).

Постоянно разрабатывая и внедряя новые стандарты и систе­ матически пересматривая действующие, можно планомерно повы­ шать качество продукции. Такая управляющая роль стандарти­ зации предусматривается планами развития народного хозяйства: конкретные задания по повышению технических характеристик, надежности и долговечности важнейших видов машин, приборов и других изделий будут предусматриваться в стандартах при комплексной стандартизации, а затем в соответствии с- этими

5

стандартами будет организован выпуск новой продукции. Про­ водимая при этом унификация и стандартизация оптимальных конструкций машин, приборов, их узлов и деталей, обеспечение их полной взаимозаменяемости создают условия для дальнейшей специализации и кооперирования промышленности, для выпуска высококачественных изделий и экономичности их производства.

В 1972 г. введена новая система Государственной аттестации выпускаемой продукции, по которой промышленные изделия в за­ висимости от соответствия показателей их качества требованиям действующих стандартов будут относиться к той или иной катего­ рии. Решения XXIV съезда КПСС свидетельствуют о том большом внимании, которое уделяется развитию работ по стандартизации, и ее роли в деле повышения качества продукции, эффективности производства и производительности общественного труда.

За последние годы в нашей стране значительно улучшились организация и планирование работ по стандартизации, создан ряд научно-исследовательских институтов, широким фронтом ведутся научные и методические разработки в этой области. Все шире применяются эффективные методы комплексной и опережающей стандартизации. Развивается принципиально новое направление стандартизации — создаются крупные межотраслевыесистемы стандартов, имеющие общегосударственное значение (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, единая система кодирования продукции и др.). Этой же цели служит разработанная в СССР Государственная система стандартизации.§

§ 1. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Принципы унификации, стандартизации и взаимозаменяемости использовались еще в древнейшие времена, когда указанных тер­ минов не существовало. Например, около 5000 лет назад египтяне изготовляли блоки строго определенных размеров для пирамид. В Древнем Риме при сооружении водопроводов применялись трубы также определенных размеров. В XIV —XV вв. нашей эры в Ве­ неции, являвшейся в то время крупной морской державой, по­ стройка большого количества торговых судов и военных кораблей была организована на одном потоке. Корпуса спускали в узкий канал. По мере продвижения корпуса по каналу на нем устанав­ ливали дополнительные унифицированные элементы, снаряжение

идр.

ВРоссии возникновение промышленной стандартизации отно­ сится к началу XVIII в., когда по образцам, утвержденным Пет­

ром I, были построены серии судов с одинаковыми размерами, якорями, вооружением и снаряжением. Это позволяло выдержи­ вать как равные размеры элементов конструкций судов, так и единый уровень их качества.

России принадлежит приоритет и организации взаимозаменяе­ мого производства в металлообрабатывающей промышленности.

6

Оно впервые в мире осуществлено в 1701 г. на Тульском, а затем и на Ижевском заводах, где было организовано массовое произ­ водство ружей.

В конце X IX — начале XX в. принцип взаимозаменяемоегп распространился на многие виды военной и гражданской продук­ ции. В этот период на некоторых крупных заводах Петербурга

иМосквы, а также на оружейных заводах Тулы, Ижевска и Сестрорецка появились заводские нормы на допуски и посадки. Первая попытка обобщить и создать единую систему допусков и посадок была сделана в 1914—1915 гг. профессором Московского высшего технического училища И. И. Куколевским. Предложен­ ная им система была использована в 1915—1917 гг. при выполне­ нии военных заказов; она нашла также применение и в граждан­ ской промышленности.

Однако интенсивное развитие стандартизации и взаимозаменяе­ мости в нашей стране началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. Развитие стандартизации и взаимо­ заменяемости в СССР шло параллельно с ростом отраслей машино-

иприборостроения. В первые годы Советской власти работы по стандартизации и взаимозаменяемости проводились отдельными промышленными ведомствами. В 1924 г. но решению правительства было организовано Бюро промышленной стандартизации ВСНХ

СССР как руководящий орган по стандартизации в промышлен­ ности. Одновременно были созданы рабочие комиссии по стандар­ тизации при главных отраслевых управлениях BC1IX СССР.

В1924—1925 гг. под руководством проф. А. Д. Гатцука был разработан проект стандарта «Допуски для пригонок» *, который послужил основой современной государственной системы допу­ сков. В проекте предусматривалось четыре класса точности со срав­ нительно полным для того времени набором посадок и асимметрич­ ным расположением полей допусков для основных валов и отвер­ стий. Зависимость допуска от диаметра устанавливалась формулой

6 = CYd. В 1929 г. проект, доложенный председателем специаль­ ной Комиссии проф. М. А. Савериным, был утвержден Комитетом по стандартизации при Совете Труда и Обороны в качестве об­ щесоюзного стандарта, обязательного для всех предприятий и организаций СССР. После утверждения этого стандарта были разработаны и в 1931 г. утверждены стандарты на гладкие ка­ либры.

15 сентября 1925 г. был создан Комитет стандартизации при Совете Труда и Обороны. После этого начали создаваться еди­ ные государственные (общесоюзные) стандарты ОСТ. Первым председателем Комитета стандартизации был В. В. Куйбышев.

В 1926—1928 гг. были разработаны таблицы номинальных размеров резьб, а в 1931 г. утвержден стандарт на допуски резьб.

* Первый проект такого стандарта был разработан инженером П. М. Шелоумовым в 1919—1921 гг., но-из-за некоторых недостатков его не применяли.

7

Начиная с 30-х годов разрабатываются новые методы расчета точности механизмов и теоретические основы учения о взаимоза­ меняемости, создаются системы допусков для зубчатых колес, шлицевых соединений, тугих резьб, на шероховатость поверх­ ности. Развиваются стандартизация и метрология.

В1930 г. Совет Народных Комиссаров СССР принял решение

ореорганизации Комитета по стандартизации во Всесоюзный Коми­ тет по стандартизации (BKG). В 1940 г. была введена категория государственных стандартов (ГОСТ), обязательных к применению во всех отраслях народного хозяйства Советского Союза.

В1954 г. был создан Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, который в 1971 г. в связи с возросшей ролью стандартизации был преобразован в Государ­ ственный Комитет Стандартов Совета Министров СССР (Госстан­ дарт СССР).

Госстандарт СССР руководит стандартизацией, метрологией

иразработкой общих вопросов качества продукции в нашей стране (показателей качества, методов количественной оценки его и т. и.). Он несет ответственность за состояние и дальнейшее развитие стандартизации и измерительного дела, за обеспечение единства

иправильности измерений в стране, проведение единой техниче­ ской политики в области стандартизации и измерительного дела.

Следуют отметить, что успешное решение вопросов взаимоза­ меняемости и стандартизации в машиностроении стало возможным благодаря созданию в нашей стране ряда научно-исследователь­

ских институтов по стандартизации и метрологии и привлечению к этой работе отраслевых научно-исследовательских институтов, заводов и вузов.

§2. КАЧЕСТВО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

ИЕГО ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Под качеством продукции понимается совокупность свойств и показателей, определяющих пригодность изделий, для удовлет­ ворения определенных потребностей в соответствии с их назначе­ нием (ГОСТ 15467—70). Оно зависит от технического уровня машиностроения и его отдельных отраслей, определяемого боль­ шим количеством факторов (схехма 1).

Для оценки качества машин и других изделий нужна четкая система показателей и методов их определения. Область практи­ ческой и научной деятельности, которая занимается разработкой теоретических основ и методов количественной оценки качества изделий, называется квалиметрией. Основные задачи квалиметрии: определить номенклатуру необходимых показателей качества изделий и их оптимальные значения, а также разработать методы количественной оценки качества; создать методику учета измене­ ния качества во времени и количественные методы оценки эрго­ номических признаков качества изделий и т. д.

8