17 Точность деталей машин, понятие квалитета, допуска. Шероховатость поверхности.
В достижении высокого качества изготовления деталей и сборки машин, наиболее сложной задачей является обеспечение заданной точности. Проблема точности появилась в 16 веке при изготовлении пушечных ядер. Абсолютно точного размера не существует.
Точность детали – степень соответствия готовой детали требованиям чертежа по размерам, по геометрической точности, по степеням шероховатости.
Нет абсолютных требований.
Номинальный размер – заданный размер на чертеже конструктором.
В машиностроении существуют стандартные размеры:
4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40; 50; 63; 100 и т.д. – первый основной ряд.
Действительный размер – размер, установленный в процессе измерения с определенной допускаемой прибором погрешностью.
О
ES
тклонения – разность м/у действительным и номинальным размером.
Нулевая линия
EI
Dmax
D
Dmin
-
неисправимый брак, D
- номинальный размер
ES – верхний предел отклонения.
EI – нижний.
ES= Dmax-D
EI= Dmin- D
Допуск- интервал, в котором должны лежать размеры годной детали (действительные): IT=ES-EI, если укладывается в IT – деталь годная.
Квалитет – степень точности в зависимости от номинального значения, есть 19 размеров.
IT01, IT0, ….. IT17… -международный стандарт, IT – «Допуск ISO».
IT7 – допуск по 7му квалитету.
Допуск зависит от квалитета:
IT5=2 мкм, IT7=35 мкм, IT10=140 мкм.
Нормальная экономическая точность IT7-9, высокая точность – 5-6, низкая – 10-14.
Посадка – характер соединений , которые определяют разностью размеров отверстия и вала. Ели размер отверстия больше размера вала, то разность между ними называют зазором, если наоборот, то называют натягом. Существуют три вида посадок: посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки.
Качество поверхности -характеризуется ее шероховатостью. Вид пов-ти под микроскопом:
Шероховатость - совокупность микро неровностей , образующих рельеф поверхности на базовой длине.
Базовая длина - гостированное расстояние, на кот. определяется шероховатость.
Характеристики шероховатости:
Ra – средне арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля на базовой (средней) длине.
Rz – сумма средних абсолютных значений высот 5-ти наибольших выступов и 5-ти наибольших впадин в пределах базовой длины.
Rz
. – обозначение шероховатости пов-ти без указания вида обработки.
….. - обозначение шероховатости пов-ти, кот. должна быть получена уменьшен. слоя материала.
….. - обозначение шероховатости пов-ти без удаления слоя материала.
Чем больше цифра, тем ниже качество пов-ти и выше ее шероховатость.
18. Виды заготовок
Заготовками для изготовления деталей машин могут служить:
1) отливки чугунные, стальные, из цветных металлов, из пластмасс;
2) поковки и штамповки;
3) прокат стали (горячекатаной и холоднотянутой) и цветных металлов.
Выбор вида заготовок зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений и т. д.
Фасонные детали, не подвергающиеся ударным нагрузкам, действию растяжения и изгиба, изготовляются обычно из чугунных отливок; для фасонных деталей машин, работающих в тяжелых условиях и испытывающих большие напряжения, вместо чугунных отливок применяются стальные. Из чугуна отливают станины, рамы, плиты, коробки, картеры, корпуса подшипников, шкивы, маховики и т. п.; из более мелких деталей — фланцы, втулки, кронштейны, зубчатые колеса и т. п.; крупные детали из стали обычно не отливают ввиду затруднительности получения таких отливок.
Заготовки в виде поковок, изготовляемых ковкой, и штамповок, изготовляемых в штампах, применяются для деталей, работающих преимущественно на изгиб, растяжение, кручение и имеющих в разных своих частях значительную разницу в поперечных сечениях. При изготовлении поковок стремятся получить конфигурацию заготовки, приближающуюся к упрощенному очертанию детали.
Для правильного решения в отдельных случаях необходимо проанализировать, что выгоднее: дать упрощенную конфигурацию заготовки и снимать излишек материала при обработке на станках или дать более точную поковку, по конфигурации и размерам приближающуюся к готовой детали, и благодаря этому снимать меньше металла на станках.
Заготовки в виде поковок (полученные свободной ковкой) применяются преимущественно для крупных деталей, а в единичном и мелкосерийном производстве — и для мелких деталей.
Заготовка в виде штамповки получается ковкой в штампах; последняя имеет значительные преимущества перед свободной ковкой. В штампованной заготовке структура металла более однородна, благодаря чему деталь будет более прочной. Штамповкой получаются размеры, наиболее близкие к окончательным; в некоторых производствах штампованные заготовки используются без дальнейшей механической обработки или с очень незначительной обработкой. При изготовлении штамповок лучше используется металл и уменьшается расход его. Процесс изготовления штамповок по сравнению с ковкой значительно быстрее и требует менее квалифицированной рабочей силы. Себестоимость штампованных заготовок меньше, чем кованых.
Заготовки могут применяться в виде штамповок только в том случае, если по производственной программе требуется значительное количество их, т. е. в крупносерийном и массовом производстве, так как для изготовления таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы, себестоимость которых в этом случае раскладывается на большое количество заготовок.
Заготовки из проката (круглого, квадратного, шестигранного) применяются для деталей, по конфигурации приближающихся к какому либо виду данного проката, когда нет значительной разницы в поперечных сечениях детали и когда можно при получении окончательной ее формы избежать снятия большого количества металла. Изготовляемые из проката детали, за исключением валов, имеют сравнительно небольшие размеры.
Правильное решение вопроса о выборе заготовок, если с точки зрения технических требований и возможностей применимы различные их виды, можно получить только в результате технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимости готовой детали при том или другом виде заготовки.