Унификация продукции

Данный фактор точности стимулирует  увеличение допуска к условиям, обусловленным  производственной необходимостью. К  ним относятся: производственное планирование, разработку и изготовление, отладку  технологического оборудования, перезаточку и установку инструмента, ремонт и замену оснастки, инструмента, объём выпуска изделий.

Проводится функциональное нормирование от допуска показателя качества до допуска геометрической точности детали. По результатам нормирования вводят допуск на текущий размер. Допуск на изделие согласуется с точностью  измерения, как его составной  части.

Назначение функциональной и технологической точности синтезом допуском согласуется между собой  и обуславливается экономической  величиной прибыли от продажи  изделия.

 

 

2. СВОЙСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

 

2.1 Взаимозаменяемость

 

Взаимозаменяемость имеет  огромное народнохозяйственное значение и обеспечивается единством научно-технических, экономических и организационных  мероприятий. Она 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.

Взаимозаменяемость –  одно из средств достижения окончательного результата в повышении качества изделий. Она предполагает с большей  стоимостью изготовления деталей достичь  наименьшей стоимости сборки и монтажа, снижая общие затраты на производство изделия.

Взаимозаменяемость как  свойство совокупности изделий.

 Взаимозаменяемость –  это свойство элемента (детали  сборочной единицы), обеспечивающее  возможность его применения вместо  другого с одинаковыми параметрами  без дополнительной обработки  с сохранением заданного качества  изделия, в состав которого  оно входит.

Взаимозаменяемость является основным свойством совокупности изделий, определяющим качество продукции, и  характеризуется интенсивностью, наличием отношений между элементами изделий  с учётом общности и специфичности, внешним и внутренним проявлениями. Совместимость свойства взаимозаменяемости указывает на связь её с другими качественными свойствами – точностью, надёжностью, однородностью.

 

2.2 Точность

 

Свойством основной функции  изделий, достижение и обеспечение  которой вызывает наибольшие трудности  и затраты в процессе производства, является точностью.

Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях.

Точность – понятие  сложное и включает три её разновидности: конструкторскую, технологическую  и эксплуатационную.

Конструкторскую точность рассматривают  в период проектных работ и  определяют погрешности, заложенные в  рабочем принципе с учётом влияния  на функционирование и стоимость  изделий. Основной принцип конструирования  не должен иметь погрешности.

Технологическую точность рассматривают  в производстве изделий. Применяют  три вида воздействия на технологическую  точность: устранение, компенсацию  и учёт. Самыми действенными мерами воздействия на технологическую  точность являются меры устранения, которые  сводятся к устранению причин образования  погрешностей. Это сопровождается большими издержками на производстве. Средствами компенсации воздействуют на точность ужесточением точности, введением конструкции  с кратчайшей размерной цепью, введением  компенсаторов. Учёт погрешности рекомендован, когда устранение погрешностей регламентируется затратами.

Эксплуатационная точность зависит от времени вследствие износа: механического, коррозионного, эрозионного.

Необходимо также различать  нормированную точность деталей, узлов  и изделий, т.е. совокупность допускаемых  отклонений от расчётных значений геометрических и других параметров, и  действительную точность, т.е. совокупность действительных отклонений, определённых в результате измерения  (с допускаемой погрешностью). Достичь заданной точности – значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах.

 

2.3 Надёжность

 

Развитие техники по важнейшим  направлениям ограничивается требованиями надёжности. Современные технические  средства состоят из множества взаимодействующих  изделий и их составных частей. Отказ в работе хотя бы одного ответственного элемента сложной системы без  резервирования может привести к  нарушению работы всей системы, к  браку изделий, простою оборудования, иногда к аварии, связанной с опасностью для человеческой жизни. Повышение надёжности изделий является одной из важнейших народнохозяйственных задач: это огромный резерв повышения эффективности использования продукции и производительности общественного труда. При недостаточной надёжности машины изготовляют в большем, чем нужно количестве, что ведёт к перерасходу металла, излишкам производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию.

Надёжность в проблеме качества имеет свою собственную  меру характеристики изделия. Надёжность является одним из аспектов качества, отражает свойства изделия сохранять  требуемые качественные показатели в течение всего периода эксплуатации, представляет качество во времени.

Надёжность – вероятность  того, что изделие будет выполнять  свои функции в соответствии с  заданными требованиями в намеченный период времени при определённых условиях.

Когда детали или системы, построенные из деталей, находятся  в работе, могут наблюдаться три  типа отказов: ранний, случайный, и отказ, связанный с износом. При определении надёжности характер распределения находится с помощью эксперимента, а затем выборочные данные испытаний используются для подтверждения правильности предполагаемого распределения данных, характеризующих срок службы. Роль обеспечения качества в управлении надёжностью продукции зависит от вида продукции и организации производства.

Изделие не будет иметь  надёжность большую, чем заложена конструктором, отклонения могут быть только по чистой случайности. Конструктор несёт  главную ответственность за надёжность изделия, отсюда следует, что обеспечение  надёжности является частью конструирования. Необходимым условием повышения  надёжности является информативность, получаемая от потребителя, и профессионализм  персонала, занятого обеспечением надёжности на всех стадиях жизненного цикла. Надёжность обуславливается точностью и  взаимозаменяемостью.

 

3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ  ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ, НА ПРОИЗВОДСТВЕ, ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

Проведенные исследования  и опыт промышленности показывают, что изготовление деталей и сборочных  единиц с точно установленными геометрическими, механическими, электрическим и другими функциональными параметрами, создание гарантированного запаса работоспособности машин и приборов позволяет обеспечить  взаимозаменяемость всех однотипных изделий, выпускаемых заводом, по их эксплуатационным показателям, т.е. по показателям качества функционирования.

Обеспечение взаимозаменяемости машин и других изделий по оптимальным  эксплуатационным показателям (ЭКП) является основным принципом, взаимозаменяемости в машиностроении. Взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность  изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени  ЭКП или с оптимальными показателями качества функционирования для сборочных  единиц и взаимозаменяемость их по этим показателям, называют функциональной.

Функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий  или служебные функции сборочных  единиц. Например, от зазора между поршнем  и  цилиндром (функционального параметра) зависит, мощность двигателей (эксплуатационный показатель), а в поршневых компрессорах — массовая и объемная производительности.

Чтобы получить наибольшую эффективность взаимозаменяемости, т.е. добиться функциональной взаимозаменяемости, необходимо при проектировании, производстве и эксплуатации машин и других изделий учитывать следующий  комплекс научно-технических исходных положений, объединяемых понятием принцип  функциональной взаимозаменяемости.

 

3.1 Взаимозаменяемость при проектировании

 

Эксплуатационные показатели машин и других изделий определяются уровнем и стабильностью характеристик  рабочего процесса; размерами, формой и другими геометрическими параметрами  деталей и сборочных единиц; уровнем  механических, физических и химических свойств материалов, из которых изготовлены  детали, и другими факторами.

Очень важно обеспечивать однородность исходного сырья, материалов, заготовок и полуфабрикатов по химическому  составу и 
структуре, равный уровень и стабильность механических, физических и химических свойств, а также точность и стабильность их 
размеров и форм.

Функциональную взаимозаменяемость обеспечивают на стадии проектирования изделий. Для этого в первую очередь  необходимо уточнить номинальные значения их эксплуатационных показателей и  определить исходя из назначения, требований к надежности и безопасности, допускаемые  отклонения эксплуатационных показателей  изделий, которые они будут иметь  в конце установленного срока  работы. Разность между этими показателями у новых изделий и в конце  срока эксплуатации составляет их допуск. Есть и другой путь решения этой задачи — обобщение опыта эксплуатации и проведение экспериментальных  испытаний моделей, макетов или  образцов.

При конструировании необходимо выявить функциональные параметры, от которых главным образом зависят  значения и допускаемый диапазон отклонений эксплуатационных показателей  машины. Теоретически и экспериментально на макетах, моделях и опытных  образцах следует установить возможные  изменения функциональных параметров во времени, найти связь и степень  влияния этих параметров и их отклонений на эксплуатационные показатели нового изделия и в процессе его длительной эксплуатации. Зная эти связи и допуски на эксплуатационные показатели изделий, можно определить допускаемые отклонения функциональных параметров и рассчитать посадки для ответственных соединений (посадкой называют характер соединения деталей, определяемые величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть: с зазором, с натягом или переходной, при которой возможно получение как зазора, так и натяга). Применяют и другой метод: используя установленные связи, определяют отклонения эксплуатационных показателей при выбранных допусках функциональных параметров. При расчете точности функциональных параметров необходимо создавать гарантированный запас работоспособности изделий, который обеспечит сохранение эксплуатационных показателей к концу срока их эксплуатации в заданных пределах. Установление связей эксплуатационных показателей с функциональными параметрами и независимое изготовление деталей и составных частей по этим параметрам с точностью, определенной исходя из допускаемых отклонений эксплуатационных показателей изделий в конце срока их службы, — одно из главных условий обеспечения функциональной взаимозаменяемости.

При конструировании изделий  необходимо шире применять общетехнические  нормы, унифицированные и стандартизированные  детали и сборочные единицы, а  также руководствоваться принципами предподчтительности и агрегатирования, так как в современных условиях без этого невозможно обеспечить высокое качество изделий и экономичность производства.

Для обеспечения взаимозаменяемости ответственных деталей по шероховатости, форме и расположению их поверхностей эти параметры следует выбирать так, чтобы износ деталей был  минимальным, а эксплуатационные качества — оптимальными.

При конструировании необходимо учитывать требования технологичности  и предусматривать возможность  выбора для проверки точностных параметров деталей, сборочных единиц и изделия такой схемы измерения, которая не вносила бы дополнительных погрешностей и позволяла применять простые и надежные универсальные или  существующие специальные измерительные средства.

Таким образом, разработка чертежей и технических требований с указанием  точности размеров и других параметров деталей, сборочных единиц и изделий, обеспечивающей их высокое качество, является первой составной частью принципа взаимозаменяемости, выполняемой в  процессе конструирования изделий. Рабочий чертеж, в котором указаны  точностные требования, является исходным и директивным документом, по которому проектируют и контролируют технологические процессы, а также проверяют точность деталей, составных частей и готовой продукции.

 

3.2 Взаимозаменяемость на производстве

 

Для соблюдения взаимозаменяемости необходимо при изготовлении деталей  и сборке изделий строго выдерживать  нормированную точность функциональных параметров.

Для создания большего запаса работоспособности машин для  ответственных функциональных параметров целесообразно обеспечить выполнение условия:

                                               Тf >Тr,                           

где Тf — допуск параметра, устанавливаемый исходя из эксплуатационных требований; Tr — технологический допуск, обеспечиваемый при принятом технологическом процессе.

Большое значение для осуществления  взаимозаменяемости и достижения высокого качества изделий имеют точность оборудования, инструмента и технологической  оснастки, а также их профилактический контроль. Точность оборудования и  оснастки должна быть несколько выше требуемой точности изготовляемых  деталей и составных частей, т.е. необходимо иметь запас точности.