Нормирование точности и технические измерения

екта стандартизации (изделие, техпроцесс, набор условных обозначений) как системы определенного уровня сложности. Если объект стандартизации сравнительно прост, можно огра­ ничиться разработкой одного документа. Сложные объекты стандартизации могут представлять собой системы, вклю ча­ ющие в себя не только элементы, но и другие системы более низкого порядка (подсистемы). В подобных случаях на объект разрабатывают систему стандартов.

П ринцип комплексности ( комплексного охват а)

Комплексный охват объектов стандартизации подразуме­ вает установление и применение согласованных норм и тре­ бований к взаимосвязанным в процессе производства и (или)

зей, поскольку возможно бесконечноейрасширение любого ком ­ плекса. Оптимальное ограничен е комплекса объектов стан­

обеспечении преемственности вновь назначаемых норм со ста­

нологии,Рее готовность к обеспечению ужесточаю щ ихся тре­ бований.

1.3. Основы взаимозаменяемости

Для получения стандартных изделий заданного качества приходится создавать разветвленную нормативную базу. Стан­

21

дартизация является нормативной базой взаимозаменяемости сеиийно вы пускаемых изделий и многократно воспроизводи­ мых процессов (рис. 1.4). При изготовлении взаимозаменя­ емых изделий следует не допускать таких различий, которые вы ходят за оговоренные нормы.

детал ей, эл ментов), а такж е взаимозаменяемость технологи­ ческих процессов, операций и их элементов следует рассма­

тривать как единственную возможность реализации эконо­ мичного серийного и массового производства с обеспечением заданного уровня качества. Одинаковый (колеблющ ийся в пределах пренебрежимых для потребителя различий) уровень качества конечны х продуктов (изделий, услуг) конкретного производства обеспечивается выполнением правильно опреде­ ленного набора требований.

22

Необходимый результат нормирования параметров серийно воспроизводимых изделий или процессов - обеспечение взаи ­ мозаменяемости однотипных объектов в любой изготавливае­ мой партии или совокупности воспроизводимых технологиче­ ских процессов»

Виды взаимозаменяемости

Взаимозаменяемость изделий - сложное свойство. Р азлича­ ют параметрическую и функциональную взаимозаменяемость. Иногда говорят о полной и «неполной» или «частичной» взаи ­ мозаменяемости.

П олная параметрическая взаимозаменяемость изделий под­

- геометрические (размеры, иотклоненияй формы и располо­ жения) параметры шероховатости поверхностей;

- физико-механические (тве дость, масса, отражательная спо­

-экономические (себестоим сть, лимитная цена, произво­ дительность и др.);

-прочие (эргономические, эстетические, экологические и др.).тсобность р

изделий (нормирование ном инальны х значений и точности параметров);

- соблюдение при изготовлении установленных норм, еди­ ных для одинаковых объектов, и эффективный контроль нор­ мируемых параметров.

При назначении норм неправильный или нечетко опреде­ ленный выбор их границ может привести к нарушению взаи ­ мозаменяемости изготавливаемых изделий, следовательно, к несоблюдению заданного уровня качества изделий. У казание

23

типа 20 °С фиксирует не норму, а номинальное значение, что позволяет трактовать ограничения произвольно и может при­ вести к возникновению конфликтной ситуации.

«Неполная взаимозаменяемость» допускает взаимозаме­ няемость изделия по ограниченному числу параметров или

свойств.

Тела качения в одном подшипнике определенного типораз­ мера обладают полной взаимозаменяемостью, однако они мо­ гут оказаться невзаимозаменяемыми с телами качения другого

подшипника того же типоразмера. В таком случае говорят о «внутренней взаимозаменяемости» тел качения в Укаждом из подшипников и о «внешней взаимозаменяемости»Твсех под­

функционирование. «Внешняя взаимозаменяемость» подшип­ ников определяется «одинаковостью» присоединительных раз­

меров, точности вращ ения, нагрузочной способности и др. Из

шипников данного типоразмера, поскольку установка любого из них в проектируемое изделие должна обеспечитьН нормальное

зволяют компенс рова ь не только неточности изготовления

ся некоторыхпбщих точностных требований к конструкциям , что и еявля тся поводом для употребления термина «частич­ наяРвзаим озаменяемость».

Функциональная взаимозаменяемость, которую иногда

противопоставляю т «полной взаимозаменяемости» изделий гарантирует равноценное выполнение ими заранее оговорен­ ных ф ункций.

Ф актически функциональную взаимозаменяемость тоже можно рассматривать как полную взаимозаменяемость или «частичную взаимозаменяемость». Но в отличие от взаимо­ заменяемости вследствие «одинаковости» параметров, ф унк­ циональная взаимозаменяемость изделий определяется не­

24

обходимым и достаточным набором требований к их работе (выполнению заданных функций). Например, если необходимо записать краткое сообщение, функционально взаимозаменяе­ мыми могут быть карандаш , ш ариковая или перьевая ручка, кусок мела, компьютер (перечень составлен без учета экономи­ ческих затрат и квалиф икации пользователя). Наложение эко­ номических ограничений может резко укоротить такой список. Особенностью, которую подчеркивает термин «ф ункциональ­ ная взаимозаменяемость», является приоритет выполняемых

изделием функций (карандашом, мелом, ручкой... «пиш ут») при возможных существенных технических отличияхУисполь­ зуемых объектов. Ф ункционально взаимозаменяемымиТ реш е­

ниями в неподвижном сопряжении вала с зубчатым колесом

могут быть посадка с гарантированным натягом,Ншпоночное

или шлицевое сопряжения. Можно применить такж е ф икса­

цию зубчатого колеса винтом или штифтом.

Ф ункционально взаимозаменяемыми по содержанию за­

сломаться при попы ке собрать их «силой», поэтому для ме­

видом работ.пВ производстве геометрические параметры изде­

лий вс гда получают с ограниченной точностью. Абсолютная точность недостижима на практике, да и необходимости в ней нет. Как правило, с одинаковым конечным результатом рабо­ тают детали, изготовленные в некотором диапазоне геометри­ ческих параметров. Разреш енный диапазон изменения пара­ метра — допуск. Чтобы обеспечить возможность назначения норм разных относительных уровней точности разрабатывают системы допусков. Для обеспечения взаимозаменяемости раз­ личных изделий по геометрическим параметрам необходимо

25

использование соответствующих систем допусков и посадок, которые оформлены в виде стандартов»

Технической докум ентацией задаю тся параметры с уста­ новленны м и нормами точности, которые в ходе изготов­ ления изделия реализую тся в виде реальны х параметров. О ценка значений этих параметров осущ ествляется на этапе контроля соответствия с использованием необходимых тех­ нических средств (рис. 1.5).

т и Если для контролязпр меняю т органы чувств (например, зре­

ние, слух и т.д.), то контроль называю т органолептическим. В случае еслиоисп ль уют средства измерений - контроль на­ зывают измерительнымп .

При контр ле м жно осущ ествлять сортировку деталей на группы:е«годные» и «брак». Такой контроль достаточен для потрРбит ля. Однако информация только о годности может оказаться н достаточной для самого изготовителя, которому нужно знать числовые значения параметров каж дой детали для возможной корректировки процесса. Результаты измере­ ний, которые несут информацию о точности технологическо­ го процесса, получают с помощью приборов, измерительных установок и измерительны х систем. Информация о конкрет­ ном значении каж дого контролируемого параметра может быть получена в процессе технических измерений. Под техни­ ческими изм ерениям и мы будем понимать инструментальные

26

измерения, выполненные с точностью, не ниже установлен­ ной. Задачи установления требуемой точности и методы ее обеспечения составляют теоретическую основу технических измерений.

Чтобы получить действительное значение контролируемо­ го параметра, представленного физической величиной, не­ обходимо сравнить его реальное значение с единицей соот­ ветствующей физической величины - в этом и заклю чается суть любого измерения. Единицы физических величин, вос­ производящие их средства измерений, методики выполнения

няемостью очевидны. Если серийное производство и эксплуа­ тацию изделий удовлетворительного качества можно органи­ зовать только с применением взаимозаменяемости, делать это следует, опираясь на стандарты. Выполнение установленных

Терминол гия единой системы допусков и посадок являет­

ся базой для соответствующей области взаимозаменяемости и

«вал», «отверстие», «допуск», «отклонение» и ряд других ис­ пользуются для гладких, резьбовых, ш лицевых, шпоночных и других поверхностей и сопряжений.

Под термином размер понимается числовое значение ли ­ нейной величины в выбранных единицах измерения. «Линей­ ная величина» есть физическая величина - длина, которая объединяет такие геометрические параметры изделий, как диаметры, высоты, толщ ины, глубины и т.д. (рис. 1.6).

27

Рис. 1.6. Размеры изделия

Для гладких, цилиндрических и коническихТдеталей охва­ тывающ ая поверхность является отверстием, охватываемая -

валом, а соответствующие размеры - БдиаметромН отверстия и диаметром вала. Допускается применять термины «отвер­ стие » и «вал» такж е и к другим охватываюй щ им и охватыва­

емым поверхностям, например, образуемых парой плоскостей

падаю щ их под термин «вал» записываю тся строчными буква­

Отверстие —термин, условно применяемый для обозначе­ ния внутренних элементов деталей, вклю чая и нецилиндри­ ческие элементы (рис. 1.8). Обозначения элементов деталей, подпадаю щ их под термин «отверстие» обычно записывают прописными буквами (например, D v L и т.д.).

28

Рис. 1.8. внутренние элементы деталей («отверстия»)

было сказано ранее, требуемые размеры не могут быть выпол­

нены абсолютно точно, поскольку в процессе изготовления про­ является нестабильность физико-механических характеристик

материала заготовки, происход т знос режущего инструмен­

та, изменение температуры окружающейийсреды и т.д. Поэтому в процессе изготовления будут незнач тельно изменяться раз­ меры на одной поверхн сти и от детали к детали. Успешное

ор функционирование изделийтв зможно при условии исполнения

поверхностей в пределах нек т рого диапазона размеров, поэто­ му введено понят е предельных размеров.

Предельные ра меры - два предельно допустимых разме­

Рис. 1.9. Предельные размеры валов и отверстий

Наибольший предельный размер - это наибольш ий допу­ стимый размер элемента (Dmax, dmQX), а наименьший предель-

29

ныіі размер, соответственно, наименьш ий допустимый размер элемента (Dmin, d mJ .

Для ограничения предельных контуров нормируемых поверхностей стандарт вводит понятия интерпретации предель­ ных размеров. Пределы максимума и минимума материала представлены следующим образом.

Для отверстий диаметр наибольшего правильного вообра­

жаемого цилиндра, который может быть вписан в отверстие так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающими

Графическое отображение интерпретации предельных раз­

емого цилиндра, который может быть описан вокруг вала так, чтобы плотно контактировать с наиболее выступающ ими точ­ кам и поверхности на длине соединения (размер сопрягаемой детали идеальной геометрической формы, прилегаю щ ей к валу без зазора), не должен быть больше, чем предел максим у­ ма материала. Дополнительно наименьш ий диаметр в любом месте вала, определенный путем двухточечного измерения, не должен быть меньш е, чем предел минимума материала.

80