Метрологическая экспертиза конструкторской документации. Учебно-методическое пособие

анализ достаточности номенклатуры измеряемых параметров, необходимых для обеспечения изделием (узлом, деталью) его служебного назначения и рассмотрение возможности сокращения этой номенклатуры или такого ее изменения, которое приводит к уменьшению затрат на контрольно-измерительные операции;

проверку взаимной увязки допусков формы, расположения (ориентации и месторасположения), а также шероховатости поверхностей и допусков на размеры, проставленные на чертеже детали.

Рассмотрение возможности замены качественных требований,

предполагающих органолептический (с помощью органов чувств) контроль, на требования к величинам, проверяемым путем измерений, необходимо осуществлять при наличии качественных требований к конструкции изделий. Однако такая замена хотя и возможна, но нецелесообразна, например, в случае контроля параметра, повышение объективности и достоверности которого не оправдывает дополнительные затраты на организацию измерений.

Анализ достаточности номенклатуры измеряемых параметров

осуществляют по результатам оценки их влияния на служебное назначение изделия, взаимосвязи между собой, а также экономической целесообразности соответствующих контрольноизмерительных операций.

Так в ряде случаев из-за удобства измерения целесообразно заменять раздельное нормирование отклонений формы и расположения (ориентации, месторасположения) поверхностей деталей нормированием суммарных отклонений этих параметров точности, тем более, что во многих случаях точность формы и расположения поверхностей одновременно влияют на эксплуатационные свойства деталей [8]. К таким параметрам можно отнести отклонения от

перпендикулярности и некоторые другие, часто нерационально нормируемые и измеряемые раздельно.

С другой стороны, иногда целесообразно нормируемые комплексные параметры геометрической точности заменять дифференцированными. Например, измерение комплексного параметра точности формы цилиндрических поверхностей – отклонения от цилиндричности, часто недостаточно обеспечено производственными измерительными средствами. Поэтому рекомендуют раздельно нормировать и измерять отклонения от круглости и профиля продольного сечения.

Нормирование точности расположения осей отверстий под крепеж позиционными допусками часто является экономически целесообразней, чем допусками координирующих размеров, так как позволяет использовать для контроля зависимых позиционных отклонений комплексные калибры.

При проверке правильности взаимной увязки допусков формы, расположения (ориентации, месторасположения), а также шероховатости поверхностей и допусков на размеры, проставляемых на чертеже детали, следует руководствоваться ГОСТ 24643−81 и рекомендациями [4, 8], основные положения которых изложены ниже.

Если для обеспечения служебного назначения изделия назначаются для одних и тех же поверхностей допуски расположения (ориентации, месторасположения) ТР и допуски формы TF, то рекомендуется, чтобы допуски формы не превышали допусков расположения

Таким образом, для цилиндрических поверхностей допуски цилиндричности или круглости не должны превышать допусков соосности, пересечения осей, симметричности, позиционного допуска. Допуск профиля продольного сечения не должен превышать

12

допусков параллельности и перпендикулярности. Для плоских поверхностей допуски плоскостности и прямолинейности не должны превышать допусков параллельности, перпендикулярности, торцового биения, симметричности и позиционного допуска положения плоскости симметрии.

Допуски формы назначают только в тех случаях, когда они должна быть меньше допуска размера IT для плоских поверхностей

и меньше половины допуска диаметра для цилиндрических поверхностей

Для обеспечения рационального соотношения между допусками формы и допуском размера IT ГОСТ 24643−81 рекомендованы три уровня относительной геометрической точности.

А – нормальная относительная геометрическая точность: TF = 0,6 IT для плоских поверхностей,

TF = 0,3 IT для цилиндрических поверхностей. В – повышенная относительная геометрическая точность:

TF = 0,4 IT для плоских поверхностей,

TF = 0,2 IT для цилиндрических поверхностей. С – высокая относительная геометрическая точность:

TF = 0,25 IT для плоских поверхностей,

TF = 0,12 IT для цилиндрических поверхностей.

Аналогичные соотношения установлены для допусков параллельности и размера.

13

При проверке взаимной увязки допусков диаметра, угла и формы поверхностей деталей конических соединений следует руководствоваться ГОСТ 25307−82.

При заданном допуске TDS диаметра конуса в заданном сечении рекомендуется назначать допуск угла конуса АТD не превышающим допуск диаметра конуса

(допуски круглости и прямолинейности образующих) рекомендуется

наибольшие значения параметров шероховатости должны быть определены из следующих соотношений: среднее арифметическое отклонение профиля

14

В тех случаях, когда нормируют высоту неровностей по десяти точкам Rz, можно воспользоваться зависимостью

где k = 4 при Ra = (2,5 … 80) мкм, k = 5 при Ra = (0,02 … 1,6) мкм.

Проверка полноты и правильности требований к точности средств измерений производится, как правило, если нормируемые параметры непосредственно не проверяются, а используются косвенные методы измерений. При косвенных измерениях погрешность средств измерений составляет часть погрешности измерений. В таких случаях необходимо представление о методической составляющей погрешности измерений.

При проверке правильности требований к точности средств измерений следует учитывать, что чрезмерный запас по точности экономически не оправдан. Чем точнее средство измерений, тем выше затраты на измерения, в том числе затраты на метрологическое обслуживание этих средств.

При экспертизе контролепригодности установленных норм точности основное внимание уделяют анализу возможности измерения указанных в конструкторской документации параметров точности изделия существующими на предприятии измерительными средствами. Если такая возможность отсутствует, проверяют обоснованность назначения указанных параметров точности и их допусков. При этом необходимо учитывать, что одни и те же свойства изделия могут быть обеспечены нормированием различных параметров. Например, при отсутствии в единичном производстве комплексных калибров для контроля позиционного отклонения осей отверстий под крепеж, возможна замена в соответствии с ГОСТ 28187−89 позиционных допусков предельными отклонениями координирующих размеров.

15

Достоверность измерений линейных размеров можно оценить величиной параметров m (количество неправильно принятых деталей), n (количество неправильно забракованных деталей) и с (возможный выход за границу поля допуска у неправильно принятых деталей), определяемыми по ГОСТ 8.051−73 в зависимости от точности технологического процесса обработки деталей и точности измерений [4]. Указанные параметры должны находиться в пределах допустимых конструктивных (m, c) и экономических (n) требований.

При оценке правильности использования метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц проверяют выполнение требований РМГ 29−2013 [2], ГОСТ 8.417−2002, ГОСТ 31254−2004 и др. Правильное использование терминологии – залог предотвращения ошибок и неоднозначности в содержании технической документации. В документации разрешается применение единиц Международной системы (СИ), кратных и дольных единиц СИ, единиц, допущенных к применению наравне с единицами СИ.

Основные этапы МЭ конструкторской документации и задачи, решаемые при выполнении того или иного этапа, приведены в табл. 2.

2. Этапы метрологической экспертизы конструкторской документации

Одним из наиболее важных и ответственных этапов МЭ конструкторской документации является метрологическая экспертиза рабочих чертежей деталей машин и приборов.

18

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Метрологическая экспертиза рабочих чертежей деталей выполняется в последовательности, приведенной ниже [7].

1.Проверяют соответствие (необходимость и достаточность) указанных непосредственно на чертеже и в технических требованиях допусков размеров, формы, расположения (ориентации, месторасположения) и шероховатости поверхностей служебному назначению детали и соответствующим стандартам.

2.Проверяют правильность терминологии в назначенных технических требованиях, соответствие наименований измеряемых величин и обозначение их единиц Международной системе единиц.

3.Проверяют взаимную увязку допусков размеров, формы, взаимного расположения (ориентации, месторасположения) и шероховатости поверхностей детали.

4.Определяют контролепригодность допусков, указанных в п. 3.

5.Анализируют достоверность измерений назначенных норм точности.

Результаты МЭ оформляют в виде замечаний и предложений. Документацию вместе со списком замечаний и предложений возвращают ее разработчику для внесения исправлений.

19

4. ПРИМЕРЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

4.1. Пример метрологической экспертизы чертежа стакана конического редуктора

Необходимо выполнить МЭ чертежа стакана конического редуктора (рис. 1), изготавливаемого в условиях серийного производства.

Основными базами стакана, определяющими его положение в корпусе редуктора, являются цилиндрическая поверхность «Ж» и соответствующая ей торцовая поверхность фланца. Неподвижность стакана в изделии обеспечивается винтами, для размещения которых во фланце стакана выполнены 3 отверстия 9+0,15. Для обеспечения высокой точности центрирования и облегчения сборки-разборки сопрягаемых деталей стакан установлен в корпус редуктора по посадке 100 Н7/h6.

Отверстия стакана «З», «И» и соответствующие торцовые поверхности являются вспомогательными базами и служат для размещения роликовых радиально-упорных подшипников № 7307 0-го класса точности (с модифицированным контактом роликов и дорожек качения), являющихся опорами вала конической шестерни. Два резьбовых отверстия М8 6Н предназначены для крепления к стакану крышки подшипника.

Точность размеров поверхностей «Ж», «З», «И» и отверстия9 мм определена указанными на чертеже предельными отклонениями.

Точность остальных размеров стакана соответствует среднему классу точности «m» по ГОСТ 30893.1−2002.

20