В. В. Марков З. П. Лисовская Н. В. Углова метрология, стандартизация
 Скачать 1.32 Mb.
|
|
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) ЕСКД устанавливает для всех организаций страны единые прави- ла разработки, оформления и обращения конструкторской докумен- тации (чертежи, текстовые документы и т.п.). Стандарты ЕСКД со- гласованы с рекомендациями ИСО и МЭК. Группы стандартов ЕСКД: 0 Общие положения (ГОСТ 2.001 2.004); 1 Основные положения (ГОСТ 2.101 2.125); 2 Обозначения изделий и документов (ГОСТ 2.201); 3 Общие правила выполнения чертежей (ГОСТ 2.301 2.321); 4 Правила выполнения чертежей машиностроения и приборо- строения (ГОСТ 2.401 2.428); 5 Правила учѐта и обращения конструкторских документов (ГОСТ 2.501 2.503); 6 Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной доку- ментации (ГОСТ 2.601 2.608); 7 Правила выполнения схем (ГОСТ 2.701 2.711; ГОСТ 2.721 2.770; ГОСТ 2.780 2.797); 8 Правила выполнения горно-графической документации (ГОСТ 2.801 2.804; ГОСТ 2.850 2.857); 9 Прочие стандарты. Стандарты ЕСКД входят в число межгосударственных стандартов стран СНГ, внедрены в системы автоматизированного проектиро- вания. Единая система технологической документации (ЕСТД) ЕСТД представляет собой комплекс стандартов, устанавливаю- щих единые для страны взаимосвязанные правила разработки, оформления и обращения технологической документации. 40 Стандарты ЕСТД взаимосвязаны со стандартами ЕСКД. Стандар- ты ЕСТД разделены на 8 групп (подобно стандартам ЕСКД), которые объединяют стандарты с общими или основными положениями, классификацией технологических документов, учѐтом применяемо- сти деталей и сборочных единиц в изделиях, формами технологиче- ских документов для основного и вспомогательного производств, правилами заполнения технологических документов. Стандарты ЕСТД позволяют унифицировать процессы разработки и оформления технологической документации на предприятиях страны. Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП) ЕСТПП охватывает процессы технологической подготовки про- изводства, в том числе применение типовых и групповых технологи- ческих процессов, стандартной технологической оснастки, перенала- живаемого оборудования, средств механизации и автоматизации про- ектных и производственных работ. Основная цель ЕСТПП состоит в обеспечении готовности производства к выпуску изделий заданного качества в минимально возможные сроки при наименьших затратах всех видов ресурсов. ЕСТПП включает стандарты пяти групп, которые объединяют стандарты с общими или основными положениями, методиками оп- ределения технологичности изделий, рекомендациями по разработке и унификации технологических процессов, правилами проектирова- ния средств технологического оснащения и организации технологи- ческой подготовки производства. Стандарты ЕСТПП позволяют унифицировать технологические процессы на предприятиях страны. Единая система стандартов приборостроения (ЕССП) ЕСПП призвана унифицировать по принципу агрегатирования па- раметры и характеристики приборов и устройств, входящих в систе- мы автоматического контроля, регулирования и управления техноло- гическими процессами. Целью стандартов ЕСПП является обеспе- чение взаимозаменяемости и совместимости измерительных прибо- ров и других изделий приборостроения. Стандартизации подвергаются не только детали и сборочные еди- ницы приборов, но и характеристики сигналов измерительной ин- формации, их частотный диапазон, условия эксплуатации. 41 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) Стандарты ГСИ представляют собой комплекс нормативных до- кументов, устанавливающих правила, нормы, требования, направлен- ные на поддержание единства измерений в стране. Основными объектами стандартизации в ГСИ являются: едини- цы физических величин; эталоны; поверочные схемы; методы и сред- ства поверки средств измерений; метрологические характеристики средств измерений и способы их нормирования; нормы точности из- мерений; формы представления результатов измерений; методики выполнения измерений; методики оценки достоверности и формы представления данных о свойствах веществ; требования к стандарт- ным образцам свойств веществ и материалов; термины и определения метрологии; организация и порядок проведения государственных ис- пытаний средств измерений; организация обращения средств измере- ний и метрологической документации. Стандарты ГСИ базируются на положениях Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» и создаются для обеспечения единства измерений во всех отраслях народного хозяйства страны. 2.3.4. Стандартизация отдельных объектов Стандартизация технических объектов является основой взаимо- заменяемости изделий машиностроения и приборостроения. Взаимозаменяемостью изделий называют их свойство равноцен- но заменять при использовании любой из множества экземпляров из- делий другим однотипным экземпляром [1,4]. Наиболее характерным примером стандартизации объектов ма- шиностроения и приборостроения является стандартизация отклоне- ний размеров гладких цилиндрических деталей и стандартизация от- клонений формы поверхности этих деталей. 2.3.4.1. Стандартизация норм взаимозаменяемости гладких цилиндрических деталей При изготовлении деталей возникают отклонения их геометриче- ских параметров от номинальных значений, назначенных при проек- тировании изделий. Эти отклонения называют погрешностью, а сте- пень приближения действительных значений параметров к номи- нальным значениям называют точностью. 42 Точность деталей по геометрическим параметрам является комплексным понятием, объединяющим в себе следующие приз- наки [7]: 1) точность размеров элементов; 2) точность формы поверхностей элементов (макрогеометрия); 3) точность по шероховатости поверхности (микрогеометрия); 4) точность взаимного расположения элементов. С целью стандартизации признаков точности деталей и обеспе- чения их взаимозаменяемости разработана и внедрена Единая систе- ма допусков и посадок (ЕСДП). Для нормирования уровней точности установлены в ЕСДП квалитеты точности размеров (01; 0; 1; 2; … 19 всего 21). Квалитет определяет значение допуска на размеры, допуски фор- мы и расположения, параметры шероховатости деталей. Кроме квалитетов точности, ЕСДП устанавливает виды полей до- пусков размеров, типы посадок (с зазором, натягом, переходные), до- пуски посадок, выделяя посадки, предпочтительные для применения. Основой для создания ЕСДП служат рекомендации ИСО. ЕСДП нормирует точность параметров деталей, а значит, опреде- ляет содержание методик их контроля. Например, для того, чтобы определить годность гладкой цилиндрической детали, недостаточно измерить еѐ действительный диаметр и сравнить его с предельными значениями. Необходимо также определить соответствие формы, расположения и шероховатости поверхностей детали установленным значениям. Точность размеров, формы, расположения, параметры шерохо- ватости деталей взаимосвязаны и определяются квалитетом точ- ности, а также назначением детали. Рассмотрим некоторые правила стандартизации признаков точно- сти геометрических параметров деталей. 2.3.4.2. Стандартизация точности геометрических размеров гладких цилиндрических деталей Точность размера детали является основным признаком еѐ точно- сти. Именно от точности размера зависят значения допусков формы и расположения, параметров шероховатости поверхности детали. В системе допусков и посадок все геометрические элементы глад- ких (то есть не резьбовых или винтовых) деталей объединяют в две группы: 1) отверстия элементы деталей, охватывающие поверхности сопрягаемых с ними других деталей; 2) валы элементы деталей, охватываемые поверхностями других деталей при их сопряжении. 43 Кроме этого, существует понятие «остальные размеры» угло- вые размеры, фаски, скругления и размеры вспомогательных поверх- ностей. При назначении размеров деталей необходимо указать допуск на размер. Согласно ЕСДП, условное обозначение размера с допуском содержит: 1) номинальное значение размера (в мм); 2) обозначение основного отклонения размера (латинская буква); 3) обозначение квалитета точности. При этом в ЕСДП принято, что строчные (малые) латинские бук- вы обозначают основные отклонения валов, а прописные (заглавные) основные отклонения отверстий, например: 1) 18H8 отверстие номинальным диаметром 18 мм, основное отклонение H, точность размера соответствует квалитету IT8; 2) 10f6 размер типа «вал» номинальным диаметром 10 мм, ос- новное отклонение f, точность размера соответствует квалитету IT6. Номинальный размер и квалитет точности определяют допуск и предельные отклонения размера. Латинская буква указывает на знак основного отклонения размера. Основное отклонение размера это одно из двух предельных от- клонений размера, которое находится ближе к нулевой линии, соот- ветствующей номинальному значению размера. Перечисленные характеристики точности геометрического разме- ра гладкой цилиндрической детали показаны на рис. 2.1 [7]. ei es Td es d d ei d d max min н н EI ES TD ES D D EI D D max min н н а б Рис. 2.1. Расположение полей допусков валов – а и отверстий – б 44 На рис. 2.1 указаны следующие условные обозначения: d н (D н ) номинальный размер типа «вал» («отверстие»); d min ,, d max , D min , D max предельные размеры; es (ES) нижнее предельное отклонение типа «вал» («отверстие»); Td (TD) допуск размера типа «вал» («отвер- стие»). Для обеспечения равных возможностей образования полей допус- ков валов и отверстий в ЕСДП предусмотрены стандартные наборы основных отклонений валов и отверстий, каждому из которых соот- ветствует определѐнный уровень относительно нулевой линии, от ко- торого начинается поле допуска размера [7]. Основные отклонения валов обозначаются буквами a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, js, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc. Для отклонений a g основным отклонением является es, имеющее знак «минус». Для основного отклонения h es = 0. Для отклонения js предельные от- клонения одинаковы и расположены симметрично относительно ну- левой линии. Для отклонений k zc основным отклонением является ei, имеющее знак «плюс». Основные отклонения отверстий обозначаются буквами A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, J, JS, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC. Для отклонений A G основным отклонением является EI, имеющее знак «плюс». Для отклонения H EI = 0. Для отклонения Js EI = ES ( ). Для отклонений K Zc, имеющее знак «минус». Действительное значение геометрического размера гладкой ци- линдрической детали должно лежать в пределах (см. рис. 2.1): max min D D D или max min d d d . (2.4) Если при контроле размера условие (2.4) выполняется, размер де- тали считается годным. В противном случае, размер считают брако- ванным. Предельные значения d min ,, d max ( D min , D max ) вычисляют, исходя из предельных отклонений ei, es (EI,ES), которые выбирают из справоч- ных таблиц [7]. Для выбора предельных отклонений нужно знать но- минальный размер, основное отклонение и квалитет точности, на- пример, 25H7. Предельные отклонения размеров относительно низкой точности могут быть не указаны на чертеже детали. Тогда в технических тре- бованиях чертежа размещают надпись «неуказанные предельные от- клонения размеров…». 45 Неуказанные предельные отклонения обозначают либо в соответ- ствии с основными отклонениями ЕСДП (обычно h14 или H14, ино- гда h12 или H12), либо на основе специальных классов точности со следующими условными наименованиями [7]: 1) точный с обозначением допуска t 1 (соответствует квалитету IT12); 2) средний с обозначением допуска t 2 (соответствует квалитету IT14); 3) грубый с обозначением допуска t 3 (соответствует квалитету IT16); 4) очень грубый с обозначением допуска t 4 (по квалитету IT17); Допуски t 1 , t 2 , t 3 , t 4 зависят от номинальных размеров деталей, мо- гут быть односторонними или симметричными. Значения этих допус- ков указаны в специальных справочных таблицах [7]. Контроль размера является первым и основным этапом контроля геометрических параметров детали. Однако годность размера ещѐ не гарантирует годность детали по всем геометрическим параметрам. После контроля размера детали переходят к контролю отклонений формы еѐ поверхностей. 2.3.4.3. Стандартизация точности формы поверхностей гладких цилиндрических деталей Для гладких цилиндрических деталей наиболее широко распро- странѐнными видами отклонений формы поверхностей являются от- клонения от круглости и отклонения от цилиндричности. Схемати- ческое изображение этих отклонений формы, расчѐтные формулы и примеры условного обозначения на чертежах приведены в табл. 2.4. Значение допуска формы зависит от назначения детали и от ква- литета точности размера (допуска на диаметр цилиндрической по- верхности). Числовые значения допусков круглости и цилиндрично- сти выбирают из справочных таблиц [7]. Для их выбора нужно знать: 1) уровень относительной геометрической точности поверхно- сти (A, B, C, D); 2) квалитет точности диаметра поверхности. 46 Таблица 2.4 Отклонения формы гладких цилиндрических поверхностей Наименование отклонения Схематическое изображение Расчѐтная формула Условное обозначение на чертеже Отклонения от круглости Овальность 2 ов min max d d Огранка min max r r ов ог Отклонения от цилиндричности Конусообраз- ность 2 кон min max d d Бочкообраз- ность 2 боч min max d d Седлообраз- ность 2 сед min max d d В табл. 2.5 дано описание уровней относительной геометрической точности поверхностей. По уровню точности и квалитету определяют степень точности формы (их всего 16). Затем, по номинальному диаметру поверхности детали и степени точности формы находят числовое значение допус- ка формы. При прочих равных условиях при выборе допусков цилиндрично- сти следует учитывать длину нормируемого участка L поверхности диаметром d. При отношении L/d = 2…5 допуск формы рекоменду- ется принять на одну степень точности грубее, а при L/d 5 на две степени грубее, чем для обычных случаев, когда L/d 2. Однако во всех случаях, допуск формы не должен превышать допуска диа- метра [7]. 47 Если размер детали признан годным и отклонение формы еѐ по- верхности не превышает допуска формы, то переходят к контролю шероховатости поверхности. Таблица 2.5 Уровни относительной геометрической точности формы цилиндрических поверхностей по ГОСТ 24643-81 Уро- вень точ- ности Наименование Среднее со- отношение допусков формы и раз- мера: % Td T 100 ф 2 Примеры применения A Нормальная точность 60 Поверхности общего назначения, испы- тывающие небольшие нагрузки, скорости вращения, неподвижные поверхности, соединения с натягом или по переходной посадке, измерительные поверхности ка- либров B Повышенная точность 40 Поверхности, испытывающие средние нагрузки и скорости. Соединения с натя- гом при повышенных требованиях к точ- ности и прочности C Высокая точность 25 Поверхности подшипников качения. Со- единения с натягом при высоких требо- ваниях к точности и прочности D Особо высокая точность менее 25 Детали, сортируемые на размерные группы. Поверхности, работающие в особо тяжѐлых условиях 2.3.4.4. Стандартизация точности по шероховатости поверхностей гладких цилиндрических деталей Под шероховатостью поверхности понимается совокупность микронеровностей с относительно малыми шагами. Подробное описание параметров шероховатости, способов их нормирования и условного обозначения на чертежах дано в рабо- тах [7,8]. При указании шероховатости поверхности деталей наиболее час- то используют два параметра шероховатости: 1) Ra среднее арифметическое отклонение профиля (в мкм); 2) Rz высота неровностей профиля по 10-ти точкам (в мкм). 48 Параметры Ra и Rz взаимосвязаны. Обычно справедливо соотно- шение: Ra Rz 4 . (2.5) Числовые значения параметров Ra и Rz зависят от метода обра- ботки поверхности детали, квалитета точности размера, жѐсткости системы «станок приспособление инструмент деталь». Наи- большие допустимые значения параметров Ra и Rz зависят от уров- ней относительной геометрической точности формы поверхностей (табл. 2.6). Таблица 2.6 Параметры шероховатости в зависимости от уровней относительной геометрической точности формы поверхностей Уровень точности Среднее соотно- шение допусков формы и размера: % Td T 100 ф 2 Параметр шероховатости Ra Rz A 60 d a T , R 05 0 d z T , R 2 0 B 40 d a T , R 025 0 d z T , R 1 0 C 25 d a T , R 012 0 d z T , R 05 0 D менее 25 T , R a 15 0 T , R z 6 0 Контроль параметров шероховатости проводят с помощью образ- цов шероховатости органолептическим методом или с помощью ин- струментального микроскопа, а также с помощью профилометров и профилографов. 2.3.4.5. Стандартизация точности взаимного расположения поверхностей Подробные сведения о допусках расположения и суммарных до- пусках формы и расположения поверхностей приведены в рабо- тах [2, 4, 7]. Стандартизация точности взаимного расположения поверхностей реализована аналогично стандартизации точности формы поверхно- стей. Для определения допуска расположения (допуск параллельно- сти осей двух деталей) или суммарного допуска формы и расположе- ния (радиальное биение) необходимо знать номинальный размер по- |