8

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ПР-6 Инновационные технологии в приборостроении

микро- и оптоэлектронике

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ПР-6

_________Кондратенко В.С.

«___»_________20__г.

Для студентов 4 курса

факультета ПР

специальности 200107

Старший преподаватель фомина м.В.

(ученая степень, ученое звание, фамилия и инициалы автора)

ЛЕКЦИЯ № 2

по 2808 «Технология сборки и испытаний».

Тема: Расчет точности сборочных операций.

Обсуждена на заседании кафедры

(предметно-методической секции)

«__»___________20__г.

Протокол № __

МГУПИ.

Тема лекции: Расчет точности сборочных операций.

Учебные и воспитательные цели:

1. Изучить виды допусков.

2. Освоить методы расчетов.

План лекции:

Введение.

Основная часть (учебные вопросы).

1-й учебный вопрос: Типы допусков.

2-й учебный вопрос: Функциональная точность выходных параметров.

3-й учебный вопрос: Определение коэффициентов влияния.

4-й учебный вопрос: Общие принципы расчета допусков.

5-й учебный вопрос: Прямая и обратная задачи расчета допусков.

6-й учебный вопрос: Оценка серийнопригодности.

7-й учебный вопрос: Качество продукции. Связь точности и надежности.

Заключение.

Текст лекции.

Введение

Основная часть.

1-й учебный вопрос: Типы допусков.

Приборы, их узлы и детали должны обладать строго определенными выходными параметрами для обеспечения требуемой точности работы, т.е. находится в некоторых заранее установленных заказчиком пределах-до­пусках. Назначение допуска на параметр - вынужденная мера, связанная с невозможностью и с экономической нецелесообразностью обеспечить номи­нальное (единственное) значение параметра. Это объясняется тем, что при производстве колебания размеров деталей и физико-механических характе­ристик материалов, непостоянство параметров технологического оборудо­вания приводят к производственным погрешностям, т.е. к их разбросу от­носительно средних значений как внутри отдельных партий деталей и уз­лов, так и между экземплярами разных партий. Поэтому параметры компо­нентов - случайные величины.

В эксплуатации к перечисленным причинам прибавляются колебания температуры и влажности окружающей среды, вибрации и удары и т.п. При производстве часто проверяют приборы с имитацией эксплуатационных условий.

Исходя из этого допуски могут быть эксплуатационные, ремонтные, технологические (производственные).

Таким образом допуск выходного параметра, заданный в ТУ- связан следующим соотношением с перечисленными слагаемыми:

(2.1)

где: - учет воздействия температуры и влажности;

- допуск, ограничивающий отклонения параметра на, выходах техпроцесса, при нормальных усло­виях эксплуатации.

2-й учебный вопрос: Функциональная точность выходных параметров.

Для расчета допусков необходимо иметь уравнение погрешностей, устанавливающее взаимосвязь погрешностей выходных параметров с погре­шностями деталей и элементов , входящих в него.

Выходной параметр представляет собой функцию многих пере­менных: линейных размеров деталей, их физические свойства, параметров источников питания и т.д., соединяемых при сборке, т.е.

где: n-количество переменных.

В реальных условиях имеют отклонения, которые находятся в пре­делах поля допуска, на входные, первичные параметры .Обычно величины этих отклонений от номинала невелики (редко, когда достигают 30%),что позволяет использовать линейную модель и используя формулу полного дифференциала выражения ( ) и перейти к конечным приращениям:

(2.3)

Здесь погрешности являются размерными величинами практике при суммировании погрешностей различной физической природы (сопротивлений, индуктивностей, давлений и т.д.)удобное использоваться относительными, безразмерными величинами, выраженными в процентах. Разделив (2.2) на (2.3) получим:

(2.4)

Члены уравнения ( 2.4 ) в квадратных скобках называется коэффициентом влияния и определяет степень влияния погрешностей деталей на погрешность выходного параметра, .

3-й учебный вопрос: Определение коэффициентов влияния.

Определение коэффициентов влияния осуществляется с использованием номинальных значений параметров. В случае, если (2.2) имеет сложное аналитическое выражение ,нахождение частные производных преобразований и связано с большими затратами времени. В том случае, если имеется модель функциональной зависимости реальная на ЭВМ определение можно осуществить с помощью малых отклонений параметров

При этом изменяется один из параметров при номинальных значениях остальных. Коэффициент влияния определяется из соотношения:

(2.5)

Графическая интерпретация этого случая показана, на рис.2.2. Максималь­ная ошибка зависит от величины отклонения .

4-й учебный вопрос: Общие принципы расчета допусков.

Поле допуска характеризуется верхним отклонением - ВО, нижним - НО координатной середины поля допуска Е. При расчете точности сборки рас­сматривается поле допуска выходного параметра ,которое зависит от полем допусков деталей и узлов, влияющих на данный выходной пара­метр.

Номинальные размеры связаны уравнением:

Здесь размерная цепь (с параллельными звеньями) состоит из -звеньев (включая замыкающее),из них -увеличивающих, а ( )-уменьшающих. Например, на рис. 2.4 три звена увеличивающих, два уменьшающих, . Отметим, что допуски - существенно положительная величина ,а его пре­дельные значения, а также координата середины поля допуска- скалярные величины. Знак их зависит от положения относительно номинального зна­чения параметра.

Предельные значения замыкающего звена определяются:

(2.7)

Для размерной цепи, изображенной на рис. 2.4

Разность предельных значений размеров представляет собой допуски:

или (2.8)

Это метод расчета размерных цепей на максимум-минимум обеспечивает 100%-ную взаимозаменяемость при сборке, однако для обеспечения часто требуется выполнять очень точные допуски на детали и узлы

,что связано с большими экономическими затратами.

5-й учебный вопрос: Прямая и обратная задачи расчета допусков.

При расчете допусков встречаются два варианта задач.

1. Проектный расчет допусков (прямая задача) - задан допуск на выходной параметр Требуется, исходя из определить (распре­делить;) допуски на детали и элементы влияющие на .При этом необходимо выполнить условие .Существует бесконечное множество решений при распределении допуска на .Наилучшее решение может быть найдено методами линейного или динамического прог­раммирования с учетом стоимости выполнения допусков. Некоторые более простые методы изложены в таблице (2.4).

2. Проверочный расчет (обратная задача) - требуется определить допуск на выходной параметр , если заданы допуски на первичные параметры .Эта задача имеет однозначное решение.

Примечание. Для расчета допусков по изложенной методике необходимо

иметь аналитическое выражение всвязи ,на осно­вании которого производится расчет номинальных значений. Если такое уравнение отсутствует, его можно определить методами планирования экспериментов

Таблица 2.4

№№ П/П	Наименование метода	Расчетные формулы	Рекомендации по использованию
1.	Метод суммарной стоимости изготовления.	где -стоимость изготовления детали в зависимости от величины допуска	Наиболее точный метод. Требует применения ЭВМ и определение функции Из-за этого на практике применяется редко.
2.	Метод последовательных приближений.	где	Не учитывает изменения стоимости изготовления в зависимости от степеней точности. Применяется широко из-за простоты.
3.	Метод равного квалитета	где Mi-номинальное значение параметра.	В основе метода- функциональная зависимость допуска от минимального значения размера полученного механической обработкой.
4.	Метод весомых коэффициентов.	; -весовой коэффициент. Если (принцип равного влияния) ММожно определить средний допуск.
5.	Метод попыток	назначают на, основании производственного опыта , который сравнивают с заданным. При неравенстве этих величин (если расчет> ТУ) корректируют допуски влияющих размеров и повторяют расчет.	Метод простой, рекомендуется для расчета допусков изделий индивидуального и мелкосерийного производства.

6-й учебный вопрос: Оценка серийнопригодности.

На этапе подготовки производства, технолог знакомится с ТУ, сбороч­ными чертежами, анализирует возможность обеспечения заданной точности, осуществляет поверочных расчет размерных цепей с учетом уже не поля допуска, с реального распределения параметров (на. основании опытной партии) с учетом того, что обеспечивает имеющиеся оборудование или с учетом реальных поставок.

В результате испытаний партии можно о получить статистические харак­теристики закона распределения выходного параметра, (среднее значение параметра, и среднее квадратическое отклонение ) и использовать их для оценки вероятности выпуска, годной продукции

(2.30)

где - нижнее и верхнее значение поля допуска, для выходного параметра по ТУ. Ф - функция Лапласа. [12]

Вычисленное значение служит показателем серийнопригодности конструкции прибора, при нормальных условиях эксплуатации с учетом производственных погрешностей. Если оценка, серийнопригодности осуществляется с учетом, например, температуры, то оценка, вероятности

осуществляется по формуле:

(2.31)

где - измение параметра, и среднее квадратическое отклонение параметра при изменении нормальных условий.

Если такие воздействия вызывают изменения не подчиняющиеся нормальному закону, то оценка вероятности может осуществляться с помощью неравенства. Чебышева. (12).

(2.32)

где (2.33)

В тех случаях, когда у прибора проверяется не один, а несколько выходных параметров, оценка серийнопригодности осуществляется по формуле

(2.34)

После анализа, результатов технолог может предложить (путем внесения согласованных изменений в технологическую документацию)новый вариант распределения (перераспределения) допусков с учетом "узких мест" производства.

7-й учебный вопрос: Качество продукции. Связь точности и надежности.

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЯ

НАДЕЖНОСТЬ

ТЕХНИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВО

БЕЗОТКАЗНОСТЬ

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

СОХРАНЯЕМОСТЬ

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ

ТЕХНИЧЕСКИЙ

УРОВЕНЬ (ПО ВЫХОДНЫМ ПАРАМЕТРАМ И ХАРАКТЕРИСТ-ИКАМ

ОПТИМАЛЬНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

УРОВНЯ ПРОЧНОСТИ

Качество продукции (ГОСТ 15 467-70)- совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Кроме точности важным показателем качества, приборов является их надежность.

Под надежностью понимают свойство прибора. (обусловленное безотказностью, долговечностью, ремонтнопригодностью)выполнять заданные функции сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Таким образом если точность обычно рассматривается (и характеризует качество прибора) в некоторой фиксированный момент времени, то понятие надежноcти включает временной промежуток.

Физически такое различие объясняется тем, что если геометрические размеры деталей, как правило стабильны во времени (что тоже бывает не всегда, например, изменения размеров деталей гироскопических приборов из-за релаксации напряжений приводят к отказу), то физические характеристики под действием действующих факторов (температура, старание, износ) с течением времени приводят к разрегулировке выходных параметров, их дрейфу во времени [13].

Заключение

Лекция разработана «___»________20__г.

_______________________(Фомина М.В.)