1.2 Погрешности и точность изготовления деталей машин
При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, формой и взаимным расположением поверхностей, а также волнистостью и шероховатостью поверхностей. При изготовлении возникают отступления геометрических параметров реальных деталей от идеальных значений. Эти отступления называются погрешностями.
Различают следующие геометрические погрешности деталей машин (рисунок 1.1):
погрешность размеров d;
погрешность формы поверхностей ф;
погрешность расположения поверхностей р;
волнистость поверхностей в;
шероховатость поверхностей ш.
Рисунок 1.1 – Геометрические погрешности детали
В отличие от погрешности точность детали – это степень соответствия действительных параметров детали их идеальным значениям. Она характеризует степень соответствия реальной детали её геометрически правильному прототипу, изображённому на чертеже. Понятия точности и погрешности взаимосвязаны. Вместе с тем, точность характеризуется действительной погрешностью (действительная точность) или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Чем уже эти пределы, чем меньше погрешности, тем выше точность.
Первые три вида перечисленных погрешностей характеризуют точность детали, поэтому различают следующие виды точности:
точность размеров;
точность формы поверхностей;
точность расположения поверхностей.
Шероховатость и волнистость поверхности как её геометрические параметры характеризуют качество поверхности детали. Здесь уместно отметить, что это не единственный параметр качества поверхности детали. Второй составляющей качества поверхности детали является состояние поверхностного слоя материала детали, его физико-механические свойства: твёрдость, микроструктура, остаточные напряжения и т.д.
Следовательно, качество поверхности детали – это совокупность геометрических параметров поверхности и параметров физико-механического состояния поверхностного слоя материала детали.
При назначении (нормировании) точности конструктор должен исходить из того, что погрешности параметров не только неизбежны (нельзя изготовить деталь идеально), но и допустимы в определенных пределах, при которых деталь ещё удовлетворяет требованиям правильной сборки и функционированию машины. Конструктор должен решить две задачи: установить идеальные значения параметров детали и нормировать точность этих параметров путём назначения пределов, ограничивающих их погрешности. Эти пределы в процессе изготовления и контроля деталей являются критериями их годности. При назначении пределов конструктор должен учесть условия изготовления и эксплуатации машины, которые противоречивы: для правильного функционирования может требоваться сужение пределов допускаемых погрешностей, а для экономичного изготовления – их расширение 1; 2. Критерием оптимального решения этой задачи является обеспечение работоспособности изделия при наименьшей суммарной стоимости его изготовления и эксплуатации.
Контрольные вопросы и задания
Что называется погрешностью обработки?
Назовите виды погрешностей обработки.
Что такое точность обработки?
Назовите виды точности обработки.
Что такое качество обработанной поверхности?
Характеризует ли качество поверхности точность обработки?
2 Единая система допусков и посадок.
Допуски и посадки гладких цилиндрических и плоских соединений
2.1 Значение Единой системы допусков и посадок
До введения Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) в СССР существовала Общесоюзная система допусков и посадок – система ОСТ, получившая своё название по первым стандартам этой системы (ОСТ). Разработка системы велась с 1924 года под руководством профессора А.Д. Гатцука. Первые стандарты были приняты в 1929 году и распространялись на размеры 1...500 мм и классы точности 1...4. В дальнейшем система дополнялась новыми классами точности и полями допусков и была распространена на размеры до 1мм и свыше 500 до 10000 мм.
Единая система допусков и посадок разработана на основе международной системы ИСО и начала внедряться в СССР с 1 января 1977 года. ЕСДП является главной частью комплекса нормативно-технических документов «Основные нормы взаимозаменяемости» (ОНВ). Он охватывает общетехнические нормы, определяющие взаимозаменяемость типовых соединений в машиностроении, включает допуски формы, расположения и шероховатости поверхностей, определяет номинальные геометрические параметры соединений.
Основу ЕСДП составляют три государственных стандарта, которые распространяются на допуски и посадки гладких соединений с размерами до 3150 мм и свыше 3150 мм: ГОСТ 25346-89 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений», ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки» и ГОСТ 25348-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Ряды допусков, основных отклонений и поля допусков для размеров свыше 3150 мм».
Как уже было отмечено, до введения этих стандартов в нашей стране применялась система ОСТ. Из зарубежных стран систему ОСТ применяли только Болгария и Монголия. Система ИСО применялась в отдельных случаях при эксплуатации импортного оборудования, при изготовлении машин по лицензиям и при производстве продукции в соответствии с требованиями международных стандартов.
Необходимость перехода нашей страны на международную систему была вызвана рядом факторов: ограниченным применением системы ОСТ в мире, отрицательными экономическими последствиями одновременного применения двух систем, расширяющимся международным торговым и научно-техническим сотрудничеством.
ЕСДП и ОНВ создают предпосылки для обеспечения в международном масштабе:
взаимозаменяемости деталей, узлов и машин;
единого оформления технической документации;
единого парка инструментов, калибров и другой размерной технологической оснастки.
Благодаря этому достигается:
преодоление информационных и технических барьеров в отношениях между странами;
повышение эффективности совместных проектно-конструкторских и других работ;
повышение эффективности международной специализации и кооперирования при производстве машин, отдельных агрегатов и деталей;
обеспечение широкого кооперирования в области технологической оснастки, размерных инструментов, калибров, стандартных деталей и т.п.;
сокращение сроков подготовки и удешевление производства изделий по технической документации других стран;
повышение конкурентоспособности отечественного машиностроения на мировом рынке;
повышение эффективности научно-технического обмена между странами.
Таким образом, переход на ЕСДП и ОНВ вызван необходимостью дальнейшего развития международного научно-технического и торгового сотрудничества и повышения конкурентоспособности отечественной продукции на мировом рынке.
Следует отметить, что ЕСДП является основой нормирования точности многих соединений, так как в системах нормирования точности различных соединений (подшипниковых, шлицевых, резьбовых и др.) заложены те же принципы, что и в ЕСДП.