1.2 Экономическая целесообразность взаимозаменяемого производства

Экономическая целесообразность взаимозаменяемого производства определяется снижением трудовых и материальных затрат в сфере производства машин и в сфере их потребления, то есть за счет снижения эксплуатационных расходов.

К причинам, обусловливающим снижение производственных и эксплуатационных расходов за счет применения взаимозаменяемости, можно отнести следующие:

1) Сокращение ручного труда за счет ликвидации операций разметки и выверки деталей и уменьшение времени управления станком за счет перехода от обработки на универсальном станке к обработке на настроенных автоматах и полуавтоматах.

2) Использование настроенных станков и специальных приспособлений позволяет осуществлять процесс производства рабочим более низкой квалификации.

3) Упрощается сборка машин за счет сведения ее к соединению сопрягаемых деталей между собой, что позволяет применить более совершенные формы организации сборочного процесса – поточную и конвейерную сборку, а также позволяет автоматизировать сборочный процесс.

4) Взаимозаменяемость заготовок позволяет лучше оснастить производство высокопроизводительным оборудованием, приспособлениями и инструментом.

5) Независимое изготовление деталей позволяет кооперировать предприятия и специализировать их производство на основе унификации продукции, что способствует повышению серийности производства и делает возможным применение наиболее прогрессивных методов организации производства деталей машин.

6) Снижаются эксплуатационные расходы и расходы на ремонт.

7) Повышается качество и надежность машин за счет возможности контроля продукции на всех стадиях производства.

Одновременно со снижением производственных и эксплуатационных расходов взаимозаменяемое производство обуславливает значительное увеличение затрат на изготовление деталей непосредственно на рабочих местах по сравнению с невзаимозаменяемым производством, что определяется необходимостью более точного изготовления деталей в условиях взаимозаменяемого производства.

Поэтому, как правило, на большинстве современных предприятий находят применение оба способа производства одновременно, в зависимости от того, какой из способов более экономичен в данных, конкретных условиях.

Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости.

Обычно геометрическую точность изготовления изделия характеризуют четыре параметра:

1. – отклонение размера;

2. – отклонение формы;

3. – отклонение взаимного расположения;

4. – шероховатость поверхности.

В следующих темах будем рассматривать нормирование точности этих параметров, их влияние на качество и эксплуатационные свойства изделий, а также связь этих параметров с трудоемкостью изготовления и себестоимостью.

Лекция № 2 тема 3 Основные понятия и определения по допускам и посадкам

3.1. Термины и определения единой системы допусков и посадок (есдп)

Системой допусков и посадокназывается закономерно построенная совокупность стандартизованных допусков и предельных отклонений размеров деталей, а также посадок, образованных отверстиями и валами, имеющих стандартные предельные отклонения.

На практике невозможно изготовить деталь с абсолютно точными размерами и измерить ее, не внеся при этом погрешности. Поэтому при разработке машин конструктору необходимо учитывать те погрешности, которые можно вносить в тот или иной размер детали, чтобы она удовлетворяла требованиям эксплуатации в сборочном механизме. Это приводит к необходимости задавать на каждую поверхность детали не один размер, а два предельных размера, в пределах которых деталь будет считаться годной. Поэтому в понятие «размер» стандартом вкладывается несколько определений (табл. 3.1)

Таблица 3.1

Основные определения понятия «размер»

Понятие	Определение
Размер	Числовое значение линейной величины между двумя точками в выбранных единицах измерения
Номинальный размер (D, d)	Размер, принятый в процессе проектирования, относительно которого определяются отклонения.
Действительный размер (Dr, dr)	Размер элемента, установленный измерением.
Наибольший и наименьший предельные размеры (Dmax, dmax, Dmin, dmin)	Это наибольший допустимый или наименьший допустимый размеры элемента, между которыми должны находиться (или которыми может быть равен) действительный размер (рис. 3.1).
Примечание: Номинальный размер получают из кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбирают из конструктивных, технологических, эстетических и других соображений. Полученный таким способом размер рекомендуется округлять в большую сторону до значений, указанных в ГОСТ 6636-69 Нормальные линейные размеры Применение нормальных линейных размеров дает возможность значительно уменьшить число типоразмеров заготовок, деталей, мерного режущего инструмента, калибров, оснастки. ГОСТ 6636-69 регламентирует нормальные линейные размеры в диапазоне: 0,001…40 000 мм. Все размеры разбиты на 4 группы. В 1-ю группу размеров через 1 мкм входят: 0,01; 0,02; … 0,09 мм. 2-я группа размеров разбита по рядам : Ra 5: Ra 10: Ra 20: Ra 40: где φ – знаменатель геометрической прогрессии, показывающий, во сколько раз предыдущее число меньше последующего своего ряда соответственно. Например, для ряда Rа 5: 1,00; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25 и тд. Каждое предыдущее число в 1,6 раз меньше последующего, для ряда Rа 10 – в 1,25 раза. При назначении размеров введен принцип предпочтительности: сначала размеры выбираются из ряда Rа 5, потом - Rа 10 и т.д. Стандарт не распространяется на технологические межоперационные размеры и на размеры, связанные расчетными зависимостями с другими принятыми размерами.

На рис. 3.1а приведена схема сопряжения отверстия и вала с зазором. На рис. 3.1б –графическая схема расположения полей допусков того же сопряжения

Рис. 3.1. Схема соединения с зазором (а) и соответствующая ей схема полей допусков (б)

Нулевая линия– линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные – вниз (рис. 3.1, б).

Поле допуска– поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии (рис.3.1, б).

Допуск (Т)– разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижнимотклонениями(рис. 3.1). Допуск – величина положительная. Основные определения понятия «отклонение» приведены в табл. 3.2

Таблица 3.2

Основные определения понятия «отклонение» и формулы для нахождения отклонений размеров деталей.

Понятие	Определения и формулы
Отклонение	Алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.
Действительное отклонение (Er, er)	Алгебраическая разность между действительным и соответствующим номинальным размерами Er = Dr – D; er = dr – D
Предельное отклонение	Алгебраическая разность между предельным и соответствующим номинальным размерами. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.
Верхнее отклонение ES, es	Алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами (рис. 2. 1) ES – верхнее отклонение отверстия, es – верхнее отклонение вала. ES = Dmax – D; es = dmax – D
Нижнее отклонение EI, ei	Алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами (рис. 3. 1). EI – нижнее отклонение отверстия, ei – нижнее отклонение вала. EI = Dmin – D; ei = dmin – D
Основное отклонение	Одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным отклонением принимается отклонение, ближайшее к нулевой линии.