2. Качество изделий Точность изделий, как показатель качества Значение точности в машиностроительном производстве.

Под точностью в технологии машиностроения понимается степень соответствия производимых изделий их заранее установленному эталону. Точность - понятие комплексное. Оно характеризует не только геометрические параметры машин и их элементов, но и единообразие различных свойств изготовляемых изделий (упругих, динамических, магнитных, электрических и др.). Точность характеризует единообразие качественных показателей машин (КПД, развиваемой мощности, напора, производительности): чем уже поле их разброса, тем точнее они выдерживаются. На всех этапах технологического процесса изготовления машин неизбежны те или иные погрешности, в результате чего достичь абсолютную точность практически невозможно.

Погрешности, возникающие на различных этапах технологического процесса, взаимосвязаны. Точность сборки машины зависит от точности изготовления ее деталей, а последняя в свою очередь зависит от точности изготовления заготовок, поскольку их свойства в определенной степени передаются готовым деталям. Поэтому вопросы точности должны решаться не изолировано, а комплексно для всего технологического процесса.

Точность и качество готовых машин зависят от качества исходных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, поступающих со смежных предприятий. Таким образом, вопросы качества машин не могут полностью решаться на данном, конкретном предприятии, а перерастают в большую народнохозяйственную задачу. Специализация и кооперирование производства должны способствовать ее полному решению.

Повышение точности изготовления заготовок снижает трудоемкость последующей обработки и сокращает расход материала из-за уменьшения припусков. Повышение точности изготовления деталей сокращает трудоемкость сборки машин вследствие частичного или полного устранения пригоночных работ, способствует достижению взаимозаменяемости элементов машин и обеспечивает возможность поточной сборки и сокращения сроков ремонта машин, находящихся в эксплуатации.

Точность обработки.

У различных деталей обрабатывают взаимосвязанные поверхности. Различают точность выполнения размеров, формы поверхностей и их взаимного расположения. Точность выполнения размеров отдельных поверхностей детали (диаметр цилиндрической поверхности, глубина отверстия, угол конуса и пр.) регламентируется допусками, проставляемыми на рабочих чертежах деталей.

Под точностью формы поверхностей понимают степень их соответствия геометрически правильным поверхностям, с которыми они отождествляются. Отклонения формы многообразны. Цилиндрическая поверхность может иметь небольшую конусообразность, некруглость поперечного сечения, искривление оси. Плоская поверхность может иметь небольшие выпуклости, вогнутость и другие отклонения. Отклонения формы сопряженных поверхностей имеют часто большее значение для работы деталей в механизме, чем погрешности их размеров. Допускаемое отклонение формы поверхности нередко задается частью допуска на ее размер и входит в поле этого допуска. При обработке шеек валов допустимая овальность и конусообразность на всей их длине составляет не более половины допуска на диаметр. Предельные отклонения формы плоских и цилиндрических поверхностей приведены в ГОСТ 10356—63.

К погрешностям взаимного расположения поверхностей деталей относят несоосность участков ступенчатого вала, непараллельность противолежащих граней плит или планок, неперпендикулярность оси цилиндрической поверхности к ее торцу, погрешности расположения отверстий в корпусных деталях и пр. Предельные отклонения от параллельности и перпендикулярности, предельные значения торцового и радиального биения приведены в ГОСТ 10356—63. Допускаемые отклонения расположения поверхностей часто устанавливают на основе опытных данных, полученных в результате обобщения материалов по эксплуатации машин.

Общая (суммарная) погрешность обработки является следствием влияния технологических факторов, вызывающих первичные погрешности. К их числу относят погрешности, вызываемые неточной установкой обрабатываемой заготовки на станке; погрешности обработки, возникающие в результате упругих деформаций технологической системы станок — приспособление — заготовка — инструмент под влиянием сил резания; погрешности, возникающие под влиянием сил закрепления заготовки; погрешности, вызываемые размерным износом режущего инструмента; погрешности настройки станка; погрешности, обусловливаемые геометрическими неточностями станка (и в некоторых случаях приспособления); погрешности, вызываемые неточностью изготовления инструмента; погрешности обработки, возникающие в результате тепловых деформаций технологической системы. Возникают также погрешности от действия остаточных напряжений в материале заготовок и готовых деталей; они достигают больших значений при малой жесткости обрабатываемых заготовок.

Заданная точность может быть обеспечена различными технологическими методами. В единичном производстве она обеспечивается выверкой заготовок, устанавливаемых на станок, и последовательным снятием стружки пробными рабочими ходами инструмента, сопровождаемыми пробными измерениями. Точность обработки при этом зависит от квалификации рабочего. В условиях серийного и массового производства точность обеспечивается методом автоматического получения размеров на предварительно настроенном станке. Заготовки без выверки устанавливают в специальные приспособления на заранее выбранные базовые поверхности. При большой партии заготовок этот метод более производителен, так как обработка ведется за один рабочий ход, а затраты времени на предварительную настройку станка раскладываются на всю партию заготовок. Точность обработки в этом случае зависит от квалификации наладчика, настраивающего и поднастраивающего станок. Примерами обработки методом автоматического получения размеров могут служить обтачивание на многорезцовых полуавтоматах, фрезерование на продольно фрезерных станках, тонкое растачивание и другие виды обработок.

В последнее время предложены и развиваются самонастраивающиеся (адаптивные) и самооптимизирующиеся системы управления станками. В адаптивных системах при обработке каждой заготовки в партии режим и условия работы станка устанавливаются автоматически посредством датчиков и регулирующих устройств так, чтобы обеспечивалось заданное качество изделий и требуемая производительность. В простейших адаптивных системах часто осуществляется стабилизация силы резания путем плавного изменения подачи инструмента.

Рис. 2. Влияние классов точности (а) и отделочных методов обработки (б) на себестоимость изготовления деталей: 1 — чистовое точение; 2 — предварительное шлифование; 3 — чистовое шлифование.

С повышением заданной точности трудоемкость и себестоимость изготовления машин растет (рис. 2, а). С повышением класса точности выдерживаемых размеров себестоимость обработки увеличивается. Это обусловлено использованием более точных отделочных методов и усложнением технологического маршрута обработки данной поверхности, включением в него большего количества промежуточных методов. В зависимости от количества методов, составляющих данный технологический маршрут, себестоимость обработки растет нелинейно, а в несколько большей степени. Это вызывается тем, что себестоимость отделочной обработки больше, чем чистовой, а чистовой больше, чем предварительной. Точная обработка более трудоемка и выполняется более квалифицированными рабочими на более дорогом оборудовании.