Метрологическая экспертиза конструкторской документации. Учебно-методическое пособие
.pdfМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Ю.М. ПРАВИКОВ, Г.Р. МУСЛИНА
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА
КОНСТРУКТОРСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
Учебно-методическое пособие по дисциплинам
«Метрологическая экспертиза конструкторской документации», «Метрология, стандартизация и сертификация»
Ульяновск
УлГТУ
2024
УДК [006:62.001.63](075.8) ББК 30.10 я 73 + 30.2 я 73
П 98
Рецензенты:
зав. кафедрой «Автомобили» Ульяновского государственного технического университета, доцент, кандидат технических наук М.Ю. Обшивалкин; доктор технических наук, профессор кафедры «Авиационная техника» ФГБОУ ВО «Ульяновский институт авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева» И. В. Антонец.
Утверждено редакционным советом университета в качестве учебно-методического пособия
Правиков, Юрий Михайлович
П 98 Метрологическая экспертиза конструкторской документации: учеб- но-методическое пособие / Ю.М. Правиков, Г.Р. Муслина. – Ульяновск : УлГТУ, 2024. – 73 с.
ISBN 978-5-9795-2397-2
Изложены основные положения, порядок и примеры выполнения метрологической экспертизы конструкторской документации, разрабатываемой при проектировании различных машин, в том числе автомобилей, кузнечноштамповой и другой технологической оснастки.
Содержание учебного пособия соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта и рабочей программе дисциплины «Метрологическая экспертиза конструкторской документации» для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению 15.04.05 (программа «Технологии цифрового производства»), будет полезна студентам направлений
15.03.05, 15.03.01, 23.03.01 и специальности 23.05.01, изучающим дисциплину
« Метрология, стандартизация и сертификация», а также может быть использовано при проработке вопросов метрологического обеспечения производства в выпускных квалификационных работах по направлениям 15.04.05 и 15.03.05.
УДК [006:62.001.63](075.8) ББК 30.10 я 73 + 30.2 я 73
© |
Правиков Ю.М., Муслина Г.Р., 2024 |
ISBN 978-5-9795-2397-2 |
© Оформление. УлГТУ, 2024 |
СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ . . . . . . 5
ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1. ОЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА РАБОЧЕЙ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ . . . . . . . . . . . . 10
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.ПРИМЕРЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ
МАШИН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.1. Пример метрологической |
экспертизы чертежа |
|
стакана конического редуктора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
20 |
|
4.2 . Пример метрологической |
экспертизы чертежа |
|
шлицевого вала . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
35 |
4.3. Пример метрологической |
экспертизы чертежа |
|
крышки корпуса механизма переключения . . . . . . . . . . . . |
47 |
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
54 |
Приложение 1. Допускаемые погрешности измерения |
|
|
линейных размеров |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
55 |
Приложение 2. Допускаемые погрешности измерения |
|
|
отклонений формы и расположения |
|
|
поверхностей . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
56 |
Приложение 3. Предельные погрешности измерения |
|
|
наружных линейных размеров штанген- |
|
|
инструментами . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
57 |
3
Приложение 4. Предельные погрешности измерения
наружных линейных размеров микрометрическими инструментами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложение 5. Предельные погрешности измерения
линейных размеров и биений механическими средствами измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложение 6. Предельные погрешности измерения
внутренних линейных размеров универсальными измерительными средствами . . . . . . . . .
Приложение 7. Предельные значения параметров
разбраковки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложение 8. Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
59
63
65
66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4
ГСИ
МО
МЭ
ТД
АТD
IT
Ra
Т
TC
TCR TCA TDS Td TD TF TP
б
и
и.м
с
СИ
ф
Smax
изм
баз
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ
государственная система обеспечения единства измерения;
метрологическое обеспечение;
метрологическая экспертиза;
техническая документация;
допуск угла конуса;
стандартный допуск размера;
среднее арифметическое отклонение профиля;
допуск размера;
допуск биения;
допуск радиального биения;
допуск торцового биения;
допуск размера конуса в заданном сечении;
допуск вала;
допуск отверстия;
допуск формы;
допуск расположения;
погрешность несовмещения баз;
погрешность измерения;
методическая составляющая погрешности измерения;
погрешность измерения биения;
инструментальная погрешность средства измерения;
погрешность формы;
допускаемая погрешность измерения;
наибольший зазор;
длина измерения;
длина базовой поверхности.
5
ПРЕДИСЛОВИЕ
Метрологическая экспертиза (МЭ) технической, в том числе конструкторской документации , являясь составной частью метрологического обеспечения (МО) проектирования и производства изделий, позволяет специалистам-метрологам дать ответы на основные вопросы МО: «что измерять» и «с какой точностью измерять».
Федеральный закон ФЗ–102 «Об обеспечении единства измерений» регламентирует порядок проведения обязательной МЭ технической документации, разрабатываемой и применяемой для оборонной продукции, продукции ограниченного доступа, продукции, сведения о которой составляют государственную тайну и некоторой другой. Обязательная МЭ проводится государственными научными метрологическими институтами.
ГОСТ Р 8.1024 2023 устанавливает цели, задачи, организацию проведения и содержание МЭ технической документации, не подлежащей обязательной МЭ.
Метрологической экспертизе должна подвергаться вся техническая документация разрабатываемая, утверждаемая и пересматриваемая на предприятии, а для наибольшей эффективности результатов МЭ в ее проведении должны участвовать не только метрологическая, но и конструкторская и технологическая службы предприятия.
Результатом МЭ является выявление ошибочных или недостаточно обоснованных решений по метрологическому обеспечению производства изделий и оказание помощи разработчику в поиске наиболее рациональных решений. Введение МЭ в практику технологической подготовки производства приводит к совершенствованию его метрологического обеспечения и, как следствие, способствует повышению качества выпускаемой продукции.
По ГОСТ Р 8.1024 2023 под технической документацией (ТД) понимают совокупность документов, которые в зависимости от их назначения содержат данные необходимые и достаточные для обеспечения каждой стадии жизненного цикла продукции; к таким документам относятся конструкторские, технологические, программные и другие документы.
6
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Всоответствии с Федеральным законом 102-ФЗ об обеспечении единства измерений и ГОСТ Р 8.1024 2023 «ГСИ. Метрологическая экспертиза технической документации. Основные положения» метрологическая экспертиза – это анализ и оценка правильности установления, применения и соблюдения метрологических правил и норм
вобласти обеспечения единства измерений.
Метрологическая экспертиза проводится с целью оценки технических решений в разработанной технической документации, по результатам которой выявляют отклонения (замечания) от установленных требований и вырабатывают рекомендации разработчику технической документации по повышению эффективности МО
(ГОСТ Р 8.1024 2023).
В связи с этим задачами МЭ технической документации являются (ГОСТ Р 8.1024 2023):
оценка правильности постановки и решения измерительной задачи, в том числе правильности идентификации объекта измерений, испытаний, контроля и рациональности номенклатуры измеряемых (контролируемых) параметров;
анализ обоснованности установления допускаемых отклонений измеряемых (контролируемых) параметров для обеспечения возможности оценки их соответствия установленным требованиям;
анализ соответствия измеряемых (контролируемых) параметров и показателей точности установленным требованиям, в том числе оценка оптимальности требований к точности измерений;
оценка контролепригодности продукции;
анализ оптимальности выбора средств измерений, стандартных образцов, средств контроля, испытаний, эталонов единиц величин, методик (методов) измерений;
7
оценка требований к программному обеспечению, в том числе соответствие алгоритмов расчетов формам представления результатов расчетов, правильности применения формул (закономерностей) для обработки измерительной информации (измерительных преобразований, метрологически значимых расчетов);
оценка полноты и правильности изложения и реализуемости метрологических требований (в том числе требований к измерениям, их показателям точности, стандартным образцам, средствам контроля, испытаний, эталонам единиц величин, методикам (методам) измерений);
оценка полноты и правильности МО испытаний продукции;
проверка правильности использования метрологических терминов, использования единиц величин, допущенных к применению в Российской Федерации, правильности наименований измеряемых величин и обозначений их единиц.
Метрологической экспертизе на предприятии подвергают ТД, не подлежащую обязательной МЭ по Федеральному закону 102-ФЗ: ТД на продукцию основного и вспомогательного производств, содержащую требования к средствам измерений, условиям, процедуре измерений, нормы и показатели точности измерений: документы на стадии разработки технического задания; документы, используемые на стадии разработки конструкции (техническое предложение, эскизный проект, технический проект); рабочую конструкторскую документацию; перспективные проекты технологической документации и рабочую технологическую документацию; документы на стадии изготовления изделий (например, извещения об изменениях документации).
Объекты анализа, рекомендуемые для МЭ различной технической документации, представлены в табл. 1.
8
1. Виды технической документации и соответствующие объекты анализа при метрологической экспертизе [7]
|
|
|
|
Виды технической документации |
|
|
|
|||
|
|
Техниче- |
Отчеты о НИР, |
|
Техниче- |
Эксплуа- |
Програм- |
Техноло- |
|
|
|
Объекты анализа при |
ские |
пояснительные |
Прото- |
ские |
тационные |
мы и ме- |
гические |
Техно- |
Про- |
|
метрологической экспертизе |
задания, |
записки к тех- |
колы |
условия, |
и ремонт- |
тодики |
инструк- |
логи- |
ектные |
|
|
предложе- |
ническим и эс- |
испы- |
проекты |
ные |
испыта- |
ции и рег- |
ческие |
доку- |
|
|
ния |
кизным проек- |
таний |
стандар- |
документы |
ний |
ламенты |
карты |
менты |
|
|
(заявки) |
там |
|
тов |
|
|
|
|
|
|
Рациональность номенклатуры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измеряемых параметров |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальность требований |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к точности измерений |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объективность и полнота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
требований к точности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
средств измерений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соответствие фактической |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
точности измерений требуемой |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контролепригодность конструк- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ции (схемы) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возможность эффективного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метрологического обслуживания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средств измерений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рациональность выбранных ме- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тодик и средств измерений |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применение вычислительной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
техники |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метрологические термины, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наименования измеряемых вели- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чин и обозначение их единиц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты МЭ фиксируют в форме замечаний, которые носят характер предписаний, обязательных к исполнению. В большинстве случаев эти замечания должны сопровождаться предложениями, направленными на устранение замеченных недостатков.
Замечания должны быть конкретными и понятными без устных пояснений эксперта, а предложения могут быть как конкретными (например, заменить одно средство измерения другим), так и более общими (например, заменить измерительную базу, без указания вариантов замены, обосновать выбор нормируемого параметра и др.).
Другая типичная форма оформления результатов МЭ – экспертное заключение. Оно составляется при оформлении результатов МЭ документации, поступившей от других организаций, результатов МЭ специально назначенной комиссией, результатов МЭ, после которой необходимо вносить изменения в действующую документацию или разрабатывать мероприятия по совершенствованию метрологического обеспечения.
2. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА РАБОЧЕЙ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Целью метрологической экспертизы рабочей конструкторской документации является оценка возможности контроля установленных в документации норм точности, достоверности и экономической целесообразности методов измерений и контроля.
Одной из главных задач метрологической экспертизы рабочей конструкторской документации является анализ рациональности номенклатуры параметров, подлежащих измерениям, который включает:
рассмотрение возможности замены качественных требований (при их наличии) на требования к величинам;
10
