ТМБ, част1 / Конспект / ТМБ1_Лекцiя 02_Якiсть _ точн_сть

2. ЯКІСТЬ І ТОЧНІСТЬ У МАШИНОБУДУВАННІ

1.Якість машини. Показники якості.

2.Точність машини. Показники точності. Економічна і досяжна точність.

3.Фактори, які впливають на точність розмірів деталей у процесі їх формоутворення. Сис- тематичні та випадкові похибки оброблення.

2.1.Якість машини. Показники якості.

Якість продукції (машини) – це сукупність властивостей продукції (машини), які характе- ризують її відповідність службовому призначенню та придатність задовольняти певні потреби від- повідно до її призначення (ГОСТ 15467-79).

Якість машини характеризується системою показників, регламентованих ГОСТ 15895-77, ГОСТ 16035-81, ГОСТ 16504-81 та ін. Відповідно до ГОСТ 15467-79 розрізняють одиничний, ком- плексний, інтегральний та базовий показники якості. О д и н и ч н и й показник якості стосується лише однієї з властивостей машини, к о м п л е к с н и й – кількох властивостей, і н т е г р а л ь н и й - відображає співвідношення сумарного корисного ефекту від експлуатації і сумарних витрат на створення й експлуатацію машини, б а з о в и й – приймають за вихідний при порівнянні оцінок якості.

Для кожного виду показника якості встановлюються кількісні величини з допуском на їх відхилення. Така система показників називається т е х н і ч н и м и у м о в а м и та н о р м а м и т о ч - н о с т і на промислову продукцію.

Усі показники якості об’єднують у п’ять різновидів (табл. 2.1).

Від кількісної величини показників якості залежить р і в е н ь я к о с т і – її відносна характе- ристика, яка побудована на порівнянні сукупності показників якості з відповідною сукупністю базових показників.

2.2. Точність машини. Показники точності. Економічна і досяжна точність.

Точність більшості виробів машинобудування і приладобудування є найважливішою харак- теристикою їх якості. Сучасні потужні та високошвидкісні машини не можуть функціонувати при недостатній точності їх виготовлення в зв'язку з виникненням додаткових динамічних навантажень і вібрацій, які порушують нормальну роботу машин і викликають руйнування.

Технологія машинобудування розглядає т о ч н і с т ь як ступінь відповідності параметрів го- тового виробу розмірам, формі й іншим його характеристикам, які задані на кресленні.

Точність є одним з найважливіших показників якості виробу. Точність виробу залежить, го- ловно, від точності виготовлення окремих складових деталей та точності їх складання у виріб. Чим вища точність готового виробу, тим вищі його показники експлуатаційної надійності, швидкісних та інших характеристик. Наприклад, дослідженнями проф. А.О. Маталіна встановлено, що змен- шення зазору в рухомих з’єднаннях з 20 до 10 мкм збільшує термін їх використання з 740 до 1200 годин. Слід зауважити, що із збільшенням точності виробу зростає його вартість.

Таким чином, підвищення точності виготовлення деталей і складання вузлів збільшує дов- говічність і надійність експлуатації механізмів і машин. Внаслідок цього безупинно підвищується жорсткість вимог до точності виготовлення деталей і машин загалом. Важливе значення має під-

2. Якість і точність у машинобудуванні

вищення точності і для процесу виготовлення виробів. Підвищення точності вихідних заготовок знижує працеємність механічного оброблення, зменшує розміри припусків, що дає економію мета- лу. Отримання точних і однорідних заготовок на всіх операціях технологічного процесу є однією з неодмінних умов автоматизації оброблення і складання.

Підвищення точності механічного оброблення усуває пригоночні роботи, дозволяє здійсни- ти принцип взаємозамінності деталей і вузлів і ввести потокове складання, що не тільки скорочує працеємність, але й полегшує і здешевлює проведення ремонту машин в умовах їх експлуатації.

Норми точності виробу, окремої деталі та її поверхні (чи сукупності поверхонь) призначає конструктор, виходячи з вимог забезпечення функціонального призначення виробу, деталі чи по- верхні. За міру точності виготовлення приймають величину відхилення від теоретичного значення певного параметра. Ці відхилення після їх вимірювання співставляють з відхиленнями, які допус- каються службовим призначенням деталі у виробі. Відповідно, за усіма показниками якості деталі, які характеризують її службове призначення, необхідно встановлювати допустимі відхилення – д о п у с к и . Таким чином, реальними мірами точності служать, з одного боку, встановлені конс- труктором допустимі відхилення, а з іншого – виміряні, тобто визначені з відповідним ступенем наближення, дійсні відхилення певного параметра точності реальної деталі.

Стосовно технології виготовлення, точність деталей машин оцінюється показниками:

∙точність розмірів;

∙точність форми поверхні;

∙точність взаємного розташування поверхонь;

∙шорсткість поверхні.

2

2. Якість і точність у машинобудуванні

При оцінці т о ч н о с т і р о з м і р і в використовують такі поняття:

∙номінальний розмір – розмір, визначений конструктором при проектуванні виробу й округлений до значення з нормального ряду;

∙дійсний розмір – розмір, отриманий в результаті виготовлення (механічного оброблення)

івиміряний з необхідною точністю;

∙квалітет (01 ... 17, всього – 19) – сукупність допусків одного рівня точності для заданого діапазону розмірів.

Т о ч н і с т ь ф о р м и п о в е р х о н ь оцінюється макрогеометричними відхиленнями, під якими розуміють відхилення реальної поверхні від правильної геометричної форми у межах габа- ритних розмірів цієї поверхні, наприклад, відхилення пласкої поверхні від абсолютної площиннос- ті, циліндричної поверхні – від абсолютної циліндричності тощо. Точність форми оцінюють відпо- відно до ГОСТ 24642-81 “ Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и оп- ределения” та ГОСТ 26643-81 “ Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значе- ния”.

Т о ч н і с т ь в з а є м н о г о р о з т а ш у в а н н я п о в е р х о н ь найчастіше оцінюється та-

кими параметрами як відхилення від паралельності, перпендикулярності, співвісності, торцеве биття, радіальне биття тощо.

Ш о р с т к і с т ь п о в е р х н і – це сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кро- ками, виділених за допомогою базової довжини.

При вирішенні проблеми точності в машинобудуванні технолог повинен забезпечити:

-встановлену конструктором точність виготовлення деталей і складання машини при од- ночасному досягненні високої продуктивності й економічності їх виготовлення;

-необхідні засоби вимірювання і контролю фактичної точності оброблення і складання;

-встановлення оптимальних значень допусків на виготовлення, міжопераційних розмірів і розмірів вихідних заготовок, а також їх забезпечення протягом усього технологічного процесу ви- готовлення.

Крім цього, технолог повинен дослідити фактичну точність установлених технологічних процесів і проаналізувати причини виникнення похибок обробки і складання.

Утехнології машинобудування розрізняють поняття економічної і досяжної точності.

Е к о н о м і ч н а т о ч н і с т ь (середньоекономічна точність) – це точність, яка може бути отримана в нормальних виробничих умовах при мінімальній собівартості. Під нормальними виро- бничими умовами розуміють виконання робіт на штатному устаткуванні з застосуванням необхід- них засобів технологічного оснащення робітниками відповідної кваліфікації. Поняття економічної точності застосовується для призначення технологічних допусків при проектуванні технології в умовах серійного і масового виробництв. Кожному методу оброблення відповідає своя економічна точність. Таблиці економічної точності обробки наводяться практично у всіх довідниках з техно- логії машинобудування, наприклад, чорнове оброблення – 14-15- й квалітети точності, чистове ле- зове оброблення – 9-10- й квалітети точності тощо [5].

Д о с я ж н а т о ч н і с т ь – це точність, яку можна отримати при виконанні оброблення в особливо сприятливих умовах, на спеціально налагодженому чи модернізованому верстаті, висо- кокваліфікованими фахівцями, без обліку витрат часу і безвідносно до величини собівартості. До- сяжна точність найчастіше використовується в умовах ремонтного чи дослідного виробництва або при виконанні унікальних робіт, а також при виробництві спеціальних засобів технологічного оснащення.

3

2. Якість і точність у машинобудуванні

2.3. Фактори, які впливають на точність розмірів деталей у процесі їх формоут- ворення. Систематичні та випадкові похибки оброблення.

У процесі формоутворення, тобто надання заготовці показників точності, відповідних до креслення деталі, діє ряд факторів. Ці фактори викликають похибки, які необхідно враховувати у процесі формоутворення, і залежать як від самого устаткування, пристроїв та інструментів, так і від самої заготовки, її форми, розмірів і матеріалу. До вказаних факторів належать, наприклад, не- точності виготовлення окремих елементів системи ВПІД; їх спрацювання та нагрівання; сили, які діють у процесі формоутворення; нерівномірність припусків на оброблення тощо. Одні з цих фак- торів призводять до с и с т е м а т и ч н и х п о х и б о к при виготовленні деталей, інші – є результа- том в и п а д к о в и х п о х и б о к .

Загалом, систематичними називають похибки, які можна встановити і величина і знак яких є постійними чи періодично змінними. Всі інші похибки, які для кожної деталі партії виготовлення є наперед невідомими, належать до випадкових.

С и с т е м а т и ч н і п о с т і й н і п о х и б к и обумовлені дією постійних факторів, які вини- кають протягом оброблення партії заготовок. Такими факторами можуть бути неточність виготов- лення верстата, пристрою чи різального інструменту; температурні деформації при встановленій тепловій рівновазі ВПІД; похибки налагодження верстата для оброблення партії заготовок тощо. Характерною особливістю систематичної постійної похибки є те, що її складові дають поле розсі- ювання розмірів оброблених заготовок, яке рівне нулю. Систематичні постійні похибки можуть бути виявлені пробними вимірюваннями деяких оброблених деталей. Вони зводяться до мінімуму відповідними технологічними заходами (усуненням геометричних похибок окремих елементів сис- теми ВПІД, а також зміною умов виконання технологічної операції).

У випадку, коли у процесі оброблення партії заготовок є певна закономірність зміни систе-

матичної похибки, останню називають с и с т е м а т и ч н о ю ф у н к ц і о н а л ь н о ю ( с и с т е - м а т и ч н о ю з а к о н о м і р н о - з м і н н о ю ) п о х и б к о ю . Ця похибка залежить від закону змі-

ни сумарної дії факторів, які її викликають і виявляє вплив на точність оброблення безперервно або періодично. Наприклад, похибка, викликана розмірним зносом різального інструменту, є без- перервно діючою, а похибка, яка виникла в результаті температурної деформації верстата від мо- менту його пуску до досягнення стану теплової рівноваги – періодично діючою. Знання законів зміни таких похибок дозволяє вживати заходів для їх усунення чи компенсації під час розроблення верстатних операцій.

В и п а д к о в і п о х и б к и виникають у результаті дії незв’язаних між собою випадкових факторів, появу чи зміну величини яких спрогнозувати чи розрахувати неможливо. Точна величи- на випадкової похибки для кожної конкретної деталі виявляється у розсіюванні розмірів обробле- них заготовок при одному налагодженні верстата.

Прикладами випадкових похибок можуть бути похибки положення заготовки на верстаті; оброблення при пружніх відтисках елементів системи ВПІД під впливом нестабільних сил різання; похибки форми оброблюваних поверхонь тонкостінних заготовок які виникають через непостій- ність сили затиску пристрою; коливання припуску на оброблення; зміна твердості у різних ділян- ках оброблюваних заготовок.

Не дивлячись на те, що визначення випадкової похибки для кожної деталі партії є практич- но нездійсненним, можна, тим не менше, встановити межі зміни цієї похибки. За явно вираженого зв’язку між випадковою похибкою і факторами, які викликають її появу, межі зміни випадкової похибки можуть бути визначені аналітичними розрахунками. За неявного (невираженого) зв’язку між випадковою похибкою і факторами, які викликають її появу, межі зміни випадкової похибки можуть бути встановлені на базі експериментальних досліджень.

4

2. Якість і точність у машинобудуванні

СП И С О К Л І Т Е Р А Т У Р И

1.Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. – Москва: Машиностроение, 1969.-

358 с.

2.Захаркін О.У. Технологічні основи машинобудування. – Суми: Вид-во Сумського держ.ун-ту, 2004. – 94 с.

3.Корсаков В.С. Основы технологии машиностроения. – Москва: Высшая школа, 1974.-

235 с.

4.Медвідь М.В., Шабайкович В.А. Теоретичні основи технології машинобудування. – Львів: Вища школа, 1976. – 299 с.

5.Технологія машинобудування. Посібник-довідник для виконання кваліфікаційних робіт: Навч. посібник / Юрчишин І.І., Литвиняк Я.М., Грицай І.Є. та ін.; За ред. Юрчишина І.І. – Львів:

Вид-во Нац. ун-ту “ Львівська політехніка”, 2009. – 527 с.

5