Перечислите причины, влияющие на качество изделий в машиностроении. Проанализируйте источники погрешностей при изготовлении и сборке изделий.

Раскройте сущность понятия взаимозаменяемость, опишите её виды. Объясните её значение в производстве.

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в сборочной единице без дополнительной механической или ручной обработки при сборке, обеспечивая при этом нормальную работу собираемых изделий (узлов, механизмов, машин).

Комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых при конструировании, производстве и эксплуатации обеспечивает взаимозаменяемость деталей, сборочных единиц и изделий называют принципом взаимозаменяемости. Принципы взаимозаменяемости распространяются на детали, сборочные единицы, комплектующие изделия и конечную продукцию.

Виды взаимозаменяемости.

Функциональная взаимозаменяемость изделий гарантирует равноценное выполнение ими заранее оговоренных функций.

Геометрическая взаимозаменяемость выделяется особо, так как в машиностроительном производстве именно формообразование деталей является преимущественным видом работ. Геометрические параметры взаимозаменяемых изделий всегда получают с ограниченной точностью.

Взаимозаменяемость бывает полная и неполная, внешняя и внутренняя.

Полная взаимозаменяемость позволяет получать заданные показатели качества без дополнительных операций в процессе сборки.

При неполной взаимозаменяемости при сборке сборочных единиц и конечных изделий допускаются операции, связанные с подбором и регулировкой некоторых деталей и сборочных единиц. Она позволяет получать заданные технические и эксплуатационные показатели готовой продукции при меньшей точности деталей.

Функциональная взаимозаменяемость может быть только полной, а геометрическая – и полной, и неполной.

Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость узлов и комплектующих изделий (электродвигателей, подшипников качения и пр.) по эксплуатационным параметрам и присоединительным размерам. Например, эксплуатационными параметрами являются: для электродвигателей – мощность, частота вращения, напряжение, ток; для подшипников качения – коэффициент работоспособности, предельная частота вращения. К присоединительным размерам относятся диаметры, число и расположение отверстий в лапах электродвигателей; внутренний и наружный диаметры и ширина колец подшипников качения.

Внутренняя взаимозаменяемость обеспечивается точностью параметров, которые необходимы для сборки деталей в узлы, а узлов в механизмы. Например, взаимозаменяемость шариков или роликов подшипников качения, узлов ведущего н ведомого валов коробок передач и т. д.

Значение в производстве. Взаимозаменяемость имеет важное значение для потребителей машин, так как облегчает ремонт в процессе эксплуатации, позволяет производить текущий ремонт в полевых условиях, что особенно важно для сельскохозяйственных машин, различных видов транспорта и т. д.

Взаимозаменяемость имеет большое значение для сокращения затрат труда, материалов и простоев авиационной техники при техническом обслуживании и ремонте. От нее, в первую очередь, зависит успешное внедрение агрегатно-узлового метода ремонта, при котором необходимые ремонтные работы и замена отработавших ресурс агрегатов  и узлов легко и быстро выполняются в процессе эксплуатации при проведении периодического технического обслуживания.

Взаимозаменяемость является одной из важнейших предпосылок организации серийного и массового производства, способствует широкому кооперированию производств, основанных на изготовлении многочисленных комплектующих элементов изделий машиностроения на различных специализированных предприятиях.

Взаимозаменяемость позволяет не только лучше организовать производство изделий, но и сократить сроки и повысить качество их ремонта в процессе эксплуатации. Обеспечение взаимозаменяемости  в заводском изготовлении дешевле, чем при монтаже в полевых условиях в эксплуатации бывает дешевле заменить, чем ремонтировать.

Изложите порядок и правила нанесения предельных отклонений размеров и полей допусков на рабочих чертежах валов и отверстий и сборочных чертежах. Объясните как назначаются предельные отклонения с неуказанными допусками.

Предельные отклонения следует указывать непосредственно после номинального размера, однако допускается числовые значения предельных отклонений указывать в таблице, помещаемой на свободном поле чертежа. Предельные отклонения размеров относительно низкой точности (от 12-го квалитета и грубее) не указываются около номинального размера, а оговариваются общей записью в технических требованиях чертежа в соответствии.

Предельные отклонения линейных размеров могут быть указаны тремя следующими способами:

1. условными обозначениями полей допусков, например: Ø 20Н7; Ø 20f7;

2. числовыми значениями предельных отклонений, например: Ø 20+0,021; Ø 20-0,020-0,041

3. условными обозначениями полей допусков с указанием справа в скобках числовых значений предельных отклонений, например: Ø 20Н7(+0,021); Ø 20f7(–0,020–0,041)

Поля допусков отверстий обозначают прописными, а валов – строчными буквами латинского алфавита. Цифры номера квалитета пишутся в одну строку с буквой и имеют высоту, равную высоте прописных букв.

Предельные отклонения выполняют размером шрифта, на одну ступень меньшим, чем размер шрифта основной величины (номинального размера), или одинакового размера с размером шрифта основной величины.

Если номинальные размеры указаны буквенными обозначениями, поля допусков должны быть указаны после тире: например А – Н11.

При задании предельных отклонений числовыми значениями верхнее отклонение указывают над нижним; отклонение, равное 0, не указывают; симметричное отклонение указывают один раз, причем перед ним проставляют знаки ±.

Число знаков после запятой в верхнем и нижнем отклонениях, выраженных десятичной дробью, должно быть одинаковым. При необходимости их выравнивают добавлением нулей.

Допускается на чертежах сборочных единиц приводить предельные отклонения размеров только одной из сопрягаемых деталей, не применяя никаких дополнительных символов, например отверстия под подшипник качения. В случае необходимости на чертеже поясняют, к какой детали относится отклонение.

Для отверстий, образующих одну сборочную группу при числе элементов в группе больше двух, рекомендуется назначать позиционные допуски их осей. Если в одну сборочную группу с отверстиями для крепежных деталей входят элементы типа выступов, центрирующих отверстий и т.п. для них также следует устанавливать допуски расположения. Если эти элементы являются сборочными базами, их принимают в качестве баз, относительно которых проставляют допуски расположения осей отверстий.

Числовые значения предельных отклонений размеров, координирующих оси отверстий одной сборочной группы, должны выбираться такими, чтобы обеспечить расположение каждой оси в поле соответствующего позиционного допуска. Варианты нанесения размеров, координирующих оси отверстий, в системе прямоугольных и полярных координат приведены в следующих таблицах ниже.

Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками распространяются на гладкие элементы металлических деталей машин и приборов, обработанные резанием, и устанавливает предельные отклонения размеров, если эти отклонения не указываются непосредственно у размеров, а оговариваются общей записью

1. Неуказанные предельные отклонения линейных размеров, кроме радиусов закругления и фасок, назначают:

а) по квалитетам, приведенным в ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25348-82: для номинальных размеров менее 1 мм – квалитеты от 11 до 13; для номинальных размеров от 1 до 10 000 мм – квалитеты от 12 до 18;

б) по классам точности, приведенным в ГОСТ 25670-83, которые условно называются "точный", "средний", "грубый" и "очень грубый".

Допуски по классам точности обозначают буквой t с индексами 1, 2, 3 и 4 для классов точности соответственно "точный", "средний", "грубый" и "очень грубый" (t1, t2, t3 и t4).

2. Сочетания в одной общей записи неуказанных предельных отклонений для размеров различных элементов должны соответствовать ГОСТ 25670-833.

3. Числовые значения предельных отклонений по квалитетам должны соответствовать приведенным в ГОСТ 25347-82 и ГОСТ 25348-82; по классам точности ГОСТ 25670-83

4. Предельные отклонения размеров различных элементов, оговариваемые одной общей записью, должны быть одного уровня точности (одного квалитета или одного класса точности, или одного квалитета и соответствующего ему класса точности).

5. Неуказанные предельные отклонения размеров металлических деталей, обработанных резанием, предпочтительнее назначать по 14-му квалитету или классу точности "средний".

Перечислите причины, влияющие на качество изделий в машиностроении. Проанализируйте источники погрешностей при изготовлении и сборке изделий.

Качество продукции – это совокупность ее свойств, обуславливающих пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.Улучшение качества продукции – важнейшее направление интенсивного развития экономики, источник экономического роста, эффективности общественного производства

Причины (факторы), влияющие на качество изделий в машиностроении.

К внутренним причинам относятся такие, которые связаны со способностью предприятия выпускать продукцию надлежащего качества, т.е. зависят от деятельности самого предприятия. Они многочисленны, их классифицируют на следующие группы: технические, организационные, экономические, социально- психологические.

Технические факторы самым существенным образом влияют на качество продукции, поэтому внедрение новой технологии, применение новых материалов, более качественного сырья – материальная основа для выпуска конкурентоспособной продукции.

Организационные факторы связаны с совершенствованием организации производства и труда, повышением производственной дисциплины и ответственности за качество продукции, обеспечением культуры производства и соответствующего уровня квалификации персонала.

Экономические факторы обусловлены затратами на выпуск и реализацию продукции, политикой ценообразования и системой экономического стимулирования персонала за производство высококачественной продукции.

Социально-экономические факторы в значительной мере влияют на создание здоровых условий работы, преданности и гордости за марку своего предприятия, моральное стимулирование работников – все это важные составляющие для выпуска конкурентоспособной продукции.

Внешние факторы в условиях рыночных отношений способствуют формированию качества продукции. Внешняя или окружающая среда является неотъемлемым условием существования любого предприятия и является по отношению к нему неконтролируемым фактором. Все воздействие внешней среды можно разделить на следующие отдельные факторы: экономические, политические, рыночные, технологические, конкурентные, международные и социальные

В машиностроении необходимо получить наиболее качественные детали и их соединения, но, как правило, в процессе изготовления возникают погрешности.

Погрешность – это отклонение результата измерения от истинной величины. При рассмотрении качества деталей учитываются: линейные размеры, отклонения формы и расположения поверхности, качество поверхности.

Виды погрешностей изделий:

1. Отклонение размера.

2. Отклонение расположения поверхности (в данном случае несовпадение оси реального цилиндра с осью вращения идеального цилиндра – эксцентриситет).

3. Отклонение формы детали в поперечном сечении. К этой группе погрешностей относятся: огранка о трехвершинным профилем и овальность.

4. Волнистость поверхности.

5. Шероховатость поверхности.

Источники погрешностей при изготовлении и сборке изделий:

1. Погрешности станка.

2. Погрешности инструмента и приспособлений.

3. Износ инструмента.

4. Упругие деформации в системе ”станок – приспособление – инструмент – деталь”.

5. Температурные деформации.

6. Погрешность измерительных инструментов.

7. Погрешности заготовок.

2. Раскройте сущность понятий номинальный и действительный размер, предельный размер, предельные отклонения, допуск. Изложите порядок задания допуска на чертежах.

Номинальный размер – размер, который служит началом отчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры. Для деталей, составляющих соединение, номинальный размер является общим. Номинальные размеры находят расчетом их на прочность и жесткость, а также исходя из совершенства геометрических форм и обеспечения технологичности конструкций изделий. Ряды номинальных линейных разменов (диаметров, длин, высот и т.п.) построены на базе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-56), но с некоторым округлением их значений.

Действительный размер – размер, установленный измерением с допускаемой погрешностью. Действительный размер детали в работающей машине вследствие ее износа, упругой, остаточной, тепловой деформаций и других причин отличается от размера, определенного в статическом состоянии или при сборке.

Предельные размеры детали – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер годной детали. Больший из них называют наибольшим предельным размером, меньший – наименьшим предельным размером. Обозначения их D_max и D_min для отверстия, d_max и d_min – для вала. Сравнение действительного размера с предельными дает возможность судить о годности детали.

Предельные отклонения от номинального размера: верхнее предельное отклонение ES, es – алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами; нижнее предельное отклонение EI, ei – алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами. Для отверстия ES = D_max – D; EI = D_min – D; для вала es = d_max – D; ei = d_min –D.

Допуск – разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Допуск всегда положителен. Он определяет допустимое поле рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, т.е. заданную точность изготовления.

При указании допуска формы и расположения поверхностей в технических требованиях текст должен содержать: вид допуска; указание поверхности или другого элемента, для которого задается допуск (для этого используют буквенное обозначение или конструктивное наименование, определяющее поверхность); числовое значение допуска в миллиметрах; указание баз, относительно которых задается допуск (для допусков расположения и суммарных допусков формы и расположения); указание о зависимых допусках формы или расположения (в соответствующих случаях).

Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертежах условными обозначениями. Вид допуска формы и расположения поверхностей должен быть обозначен на чертеже знаками (графическими символами), приведенными в таблице.

Допуск формы и расположения поверхностей допускается указывать текстом в технических требованиях, как правило, в том случае, если отсутствует знак вида допуска, текст должен содержать:

– вид допуска;

– указание поверхности или другого элемента, для которого задается допуск (для этого используют буквенное обозначение или конструктивное наименование, определяющее поверхность);

– числовое значение допуска в миллиметрах;

– указание баз, относительно которых задается допуск (для допусков расположения и суммарных допусков формы и расположения);

– указание о зависимых допусках формы или расположения (в соответствующих случаях).