Лекция №1
§ 1. Основные понятия метрологии, стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации. Их роль в научных исследованиях и производстве. Связь проблем взаимозаменяемости с конструированием, технологией изготовления, метрологией, эксплуатационными требованиями, экономикой и организацией производства.
Метрология, стандартизация и сертификация обеспечивают взаимозаменяемость, лежащую в основе современного производства.
Взаимозаменяемость обеспечивает высокую производительность всех этапов создания изделия: проектирования, изготовления, эксплуатации и утилизации при минимальных затратах.
Метрология – наука об измерениях, которая дает возможность определить технические характеристики, отвечающие за эксплуатационные свойства как изделия в целом, так и основных его элементов, что позволяет найти такое сочетание этих характеристик, обеспечивающих лучшие эксплуатационные показатели изделия. Наилучшее решение закрепляется стандартами, являющимися обязательными для всех производителей (стандартизация).
Подтверждение соответствию реальных (действительных) характеристик изделия, заявленных в технической документации, обеспечивается сертификацией.
§ 1.1. Основные понятия взаимозаменяемости.
Взаимозаменяемость – свойство деталей, узлов, агрегатов и технических устройств, позволяющее установить их при сборке или заменить при ремонте без предварительной подгонки и сохранении эксплуатационных характеристик изделия.
Взаимозаменяемость обеспечивается системой принципов при проектировании, изготовлении, ремонте и утилизации изделий, собранных из независимых элементов.
Различают полную и неполную взаимозаменяемости как производства, так и изделия.
Полная взаимозаменяемость целесообразна при массовом и крупносерийном производстве, где все изготовленные сборочные единицы изделия или детали в целом являются взаимозаменяемыми, что позволяет сократить затраты на производство единицы продукции, легко автоматизировать производство, и не требует высокой квалификации рабочих, но, увеличиваются затраты на подготовку производства и трудно достичь высокой точности.
Уровень взаимозаменяемости производства определяется коэффициентом взаимозаменяемости:
,
(1.1)
где
-
трудоемкость изготовления взаимозаменяемых
деталей;
- трудоемкость изготовления всех деталей.
Если
,
то взаимозаменяемость – полная.
При
,
взаимозаменяемость - неполная.
Неполная взаимозаменяемость применяется в производстве с высокими требованиями к точности, в этом случае лишь часть деталей является взаимозаменяемыми.
При сборке изделия используются следующие методы:
селекция;
регулирование;
пригонка.
Селекция применяется для достижения высокой точности при недостаточной точности оборудования, например при изготовлении подшипников, из серии выбирают детали с подходящими размерами.
При селекции разбивают подготовленные для сборки детали на несколько групп, уменьшая тем самым допуск на изготовление внутри группы в несколько раз по числу групп. На сборку поступают детали подходящих групп, обеспечивающие необходимые технические характеристики изделия, например радиальный зазор подшипника, что позволяет перенести затраты с производства на измерение (контроль).
Регулирование предполагает сборку с регулированием положения или размеров одной или нескольких деталей, называемых компенсаторами.
Пригонка – сборка изделия с доработкой одной или нескольких сборочных единиц.
Различают также внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемости.
Внешняя взаимозаменяемость относится к покупным деталям, например в электродвигателе внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала, в подшипниках качения – по внешнему и внутреннему диаметрам.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали и агрегаты, входящие в изделие.
Различают геометрическую и функциональную взаимозаменяемости.
В геометрической взаимозаменяемости взаимозаменяемыми считаются детали, геометрические размеры которых отличаются на величину, не превышающую допуск.
Функциональная взаимозаменяемость рассматривает отличие не только геометрических, но и других параметров (электропроводимость, теплопроводность, однородность механических свойств и т. д.). В этом случае необходимо установить соответствие между данными функциональными параметрами и эксплуатационными характеристиками изделия и, исходя из этого, назначить допуск на эти параметры, и, кроме того, обеспечить достаточную точность их измерения.
Лекция №2