1. Основные понятия в области взаимозаменяемости

1.1. Краткие сведения из истории взаимозаменяемости

Примером древнейших унифицированных взаимозаменяемых изделий были блоки строго определенных размеров для строительства египетских пирамид. При сооружении дворцов фараонов использовали кирпичи определенного размера 410х200х130 мм. В древнем мире применяли метод пропорциональных размеров при создании катапульт, водопроводных труб, водяных мельниц. В XIV-XV вв. морские суда оснащались одинаковыми мачтами, парусами, веслами, рулями. Египетские воины вооружались одинаковыми луками и стрелами.

В России вопросы унификации, стандартизации и взаимозаменяемости начали решаться централизованно на уровне государства в XVIII в., когда по образцам, утвержденным Петром I, были построены серии судов одинаковых размеров, с одинаковыми размерами якорей, снаряжения и орудий.

Считается, что России принадлежит приоритет в создании взаимозаменяемого производства в металлообрабатывающей промышленности. Такое производство было организованно в 1761 г. на Тульском, а впоследствии и на Ижевском заводе, где было массовое производство ружей.

В период с конца XIX до начала XX в. принцип взаимозаменяемости реализовывался при изготовлении многих видов военной и гражданской продукции. В это время на крупных заводах Петербурга и Москвы, на оружейных заводах Тулы, Ижевска и Сестрорецка появились заводские нормы на допуски и посадки.

Первая попытка создания единой системы допусков и посадок была предпринята в 1914, 1915 гг. профессором Московского высшего технического училища И. И. Куколевским. Его первая в мире система допусков и посадок активно использовалась в 1915-1917 гг. Первый проект стандарта на допуски отклонений размеров изделий был разработан инженером П. М. Шелоумовым в 1919-1921 гг., но не нашел применения.

В 1924, 1925 гг. под руководством профессора А.Д. Гатцука был разработан проект стандарта «Допуски для пригонок», который стал основой для разработки современной системы допусков.

В 1929 г. данный проект стандарта был утвержден Комитетом по стандартизации при Совете Труда и Обороны СССР в качестве общесоюзного стандарта обязательного применения на территории СССР. В 1931 г. были введены стандарты на размеры и допуски гладких калибров.

В 1926-1928 гг. были разработаны таблицы номинальных размеров резьбы, а в 1931 г. был утвержден стандарт на допуски резьбы.

В 1930-е годы были начаты разработки новых методов расчета точности механизмов, теоретических основ взаимозаменяемости. Тогда же были созданы первые системы для допусков зубчатых колес, шлицевых соединений, тугих резьб, на шероховатость поверхности.

Одной из первых публикаций по основам теории точности машин и приборов является брошюра Б. С. Балакшина «Размерные цепи и компенсаторы», опубликованная в 1934 г. В 1946 г. вышла статья В. И. Эттингера и В. Бортки «Основы для определения допусков при производстве». В работе Б. С. Балакшина был изложен метод расчета линейных размеров цепей по предельным отклонениям, а в работе В. И. Эттингера и В. Бортки дан метод расчета тех же цепей вероятностным методом.

Работой Н. Г. Бруевича «О точности механизмов», изданной в 1940 г., и серией статей по точности его последователей (М. Л. Быховского, Н. Е. Кобринского, В. И. Сергеева и др.) были заложены фундаментальные основы теории точности механизмов, кинематических цепей, деталей машин и других изделий.

Трудами Н. А. Бородачева в 1943 и 1946 гг. создана теория вероятностных расчетов допусков и ошибок как линейных, так и нелинейных размерных и кинематических цепей.

Теоретические положения, разработанные Б. С. Балакшиным, Н. Г. Бруевичем и Н. А. Бородачевым, оказались приемлемыми для различных динамических, электрических и электронных систем.

Теория точности производства развивалась в работах отечественных ученых Н. А. Бородачева, С. И. Брук, В. П. Булатова, А. Н. Гаврилова, В. Н. Гостева и многих других.

В 1946 г. с участием Комитета по стандартизации при Совете Труда и Обороны СССР была создана Международная организация по стандартизации ISO (ИСО), которая, обобщая опыт по созданию систем нормирования точности, рекомендовала странам использовать принцип предпочтительности размеров. Ряды предпочтительных чисел соответствуют геометрическим прогрессиям. В соответствии с рекомендациями ИСО был разработан и утвержден ГОСТ 8032-56, в котором устанавливались основные ряды предпочтительных чисел.

В 1974 г. сессия Совета Экономический Взаимопомощи (СЭВ) на своем заседании утвердила положение о стандарте Совета Экономической Взаимопомощи (СТ СЭВ). В первые годы после утверждения Положения о СТ СЭВ основное внимание было уделено созданию систем общетехнических базовых СТ СЭВ. Так были созданы и внедрены Единая система проектно-конструкторской документации СЭВ (ЕСКД), Единая система допусков и посадок (ЕСДП) и др.