Нормирование точности и технические измерения

В.Л. Соломахо Б.В. Цитович С.С. Соколовский

НОРМИРОВАНИЕ

ТОЧНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений

по машиностроительным спеццальностям

Минск

Е

«Издательство Гревцова»

2011

СОДЕРЖАНИЕ

3.8. Нормирование точности и посадки подшипников качения 256

3

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемое читателю учебное пособие разработано в со­ ответствии с учебной программой дисциплины «Нормирова­ ние точности и технические измерения» и состоит из трех частей:

1.С тандартизация, взаимозаменяемость и качество продук­

ции.

2.М етрологические основы технических измерений.

3.Стандартизация норм точности и контроль геометриче­ ских параметров деталей и их сопряжений.

Впервой части рассмотрены общие вопросы обеспечения взаимозаменяемости и удовлетворительного уровня качества продукции за счет широкого использования стандартизации номинальных значений параметров и норм точности. Кратко описаны основные проблемы взаимозаменяемости, и приведе­ ны необходимые понятия в области нормирования точности. Представлены методы нормирования параметров по аналогии

ина основании результатов исследований. Стандартизация рассматривается, прежде всего, как упорядочение и нормиро­ вание технических изделий и процессов их изготовления.

Вторая часть посвящ ена описанию метрологических основ технических измерений, которые широко используют в тех­ ническом контроле изделий и процессов. В ней представлены классиф икация измерений, основные сведения о погреш но­ стях измерений, описана математическая обработка резуль­ татов измерений и формы их представления. В соответствии с современными подходами рассматривается такж е неопреде­ ленность измерений и ее отражение в описании результатов. Вопросы выбора методик выполнения измерений рассмотрены в соответствии с возможными типовыми задачами измерений. Описание инструментального поддерж ания единства измере­ ний вклю чает такие темы, как метрологическое обеспечение средств измерений, эталоны единиц физических величин и система передачи единиц от эталонов к рабочим средствам и з­ мерений, средства измерений и метрологические характери ­ стики средств измерений.

Втретьей части описаны вопросы стандартизации норм точности деталей и сопряжений, а такж е контроль геометри­

5

Рис. 1.1. Качество и стоимость изделий при индивидуальном и серийном производстве

Очевидно, что качество изделий в значительной степени обеспечивает изготовитель. Если изделие сделано плохо, оно плохо работает. Но если спроектировано морально устаревшее изделие, оно будет неконкурентоспособным на рынке даже при отличном качестве изготовления. Следовательно, уровень качества любого изделия в первую очередь определяет его раз­ работчик. Плохое производство способно существенно снизить уровень качества, а хорошее - всего лиш ь обеспечить зало­

женный проектировщ иком уровень.

Неправильное использование даже высококачественного изделия приведет к его быстрой поломке, следовательно, раз­ говор о качестве теряет всякий смысл. В связи с ростом эко­ логических проблем существенное внимание уделяют такж е утилизации изделий. Например, опыт работы с такими объ­ ектами как атомные и тепловые электростанции или атомные подводные лодки заставляет обращать внимание не только на эффективность ф ункционирования, но и на угрозу загрязне­ ния окружаю щ ей среды. Таким образом, качество изделия оценивается на протяж ении всего «жизненного цикла» от проектирования, через изготовление и эксплуатацию - до фи­ зического или морального его «старения» (рис. 1.2).

«Ж изненны й ц и к л » изделия строится с учетом не только прям ы х связей (качество сложного изделия заклады вается при проектировании, обеспечивается в ходе производства, ре­ ализуется при эксплуатации), но и обратных связей, которые используются для корректирования требований, обеспечива­ ющих приемлемый уровень качества объекта.

8

Обратные связи

Рас. 1.2. «Жизненный цикл» изделия

Качество любого объекта (проекта, изделия, процесса) м ож ­ но оценить, и на основе этой оценки сравнить объекты одинако­ вого назначения. Качество изделия является наиболее общим его свойством.

Простые свойства, которые могут быть вы раж ены в едини­ цах физических величин (масса, длина, твердость и др.) далее будем называть параметрами. Ф ункциональные парам етры элементов изделия - это параметры, определяющие уровень его эксплуатационных показателей. К ним могут быть отне­ сены геометрические, физико-механические, электрические, магнитные и др.

Н оменклатура функциональных параметров зависит от н а­ значения изделия, его состава, конструкции и работы. Н а­ пример, вращ ающ ий момент двигателя внутреннего сгорания зависит от объема камеры сгорания, давления при сгорании смеси, а такж е от площади зазоров в системе цилиндр-кольцо- поршень. От твердости рабочих поверхностей уплотнитель­ ных колец и стенок цилиндра зависит их износостойкость, следовательно, и долговечность двигателя. Эксплуатационные показатели, определяющие качество изделий, зависят в зна­ чительной степени от геометрических параметров деталей. Для нормальной работы соединений деталей (сопряжений) и изделия в целом необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а такж е па­ раметры их микрогеометрии (шероховатости).

Поверхность ш арика в пиш ущ ем узле стерж ня ш ариковой ручки долж на быть достаточно правильной (сферической), чтобы ш арик свободно вращ ался в «гнезде», а соотношения размеров деталей сферического сопряж ения должны обеспе­ чивать зазор для выхода красящ ей пасты. Причем, слиш ком

9

м аленький зазор приведет к заклиниванию ш арика при пись­ ме а слиш ком большой - к свободному вытеканию пасты.

Всем известны ш арнирные соединения, используемые для откры вания-закры вания дверей. Слишком малый зазор в шарнире затруднит поворот двери, а слиш ком большой не позво­ лит двери стать на место при ее закрывании. Кроме того, при двух ш арн и рн ы х соединениях или большем их числе должно быть согласовано расположение ш арниров.

В процессе изготовления деталей необходимо соблюдать тре­ буемую точность не только по геометрическим параметрам. Н а­ пример, наиболее важные детали оптико-механического при­ бора (микроскопа, фотоаппарата, бинокля) изготавливаются из стекла или пластмасс, и для них весьма существенными явля­ ются оптические свойства материала. Точность размеров опти­ ческих деталей (радиусы и толщ ина линз, углы и толщ ина призм, правильность формы и располож ения сферических и плоских поверхностей линз и зеркал, параметры микрогео­ метрии рабочих поверхностей и т.д.) такж е будет влиять на качество собранного изделия.

Д ля обеспечения определенного качества серийно вы пу­ скаемых изделий необходимо, чтобы все составляющие де­ тали одного назначения (номенклатуры, типоразмера) были практически одинаковы ми. В таком случае из любого полного ком плекта деталей можно собрать изделие, соответствующее установленным требованиям. Детали и более сложные изде­ лия, если они отвечают всем поставленным требованиям и допускают возможность равноценной замены одного другим, являю тся взаимозаменяемы ми. П оскольку абсолютно одина­ ковых изделий не существует, следует добиться такого состоя­ ния производства, при котором различия между «одинаковы­ ми деталями» должны быть столь незначительны, чтобы они собирались с любыми ответными деталями, обеспечивая удо­ влетворительную работоспособность сопряжения. Собранные из взаимозаменяемы х деталей сложные изделия такж е будут взаимозаменяемы ми.

Взаимозаменяемость однородных изделий означает «одина­ ковость» их основных параметров. Но единообразие подходов к нормированию параметров не исключает возможности раз­ работки и вы пуска различаю щ ихся изделий одного назначе­ ния, например, разны х моделей фотоаппаратов, часов, прин­ теров, станков.

10