Анализ качества изделия машиностроения

 

   Для обработки  левой части вал поворачивают  на 180°,т.е. происходит смена технологических  баз для формирования размеров, как вдоль оси, так и диаметральных.

   Обеспечение точности размеров 39^+0,17, 244H9 и 513h9 обеспечит точность размера 230h12, определяющего качество сборки. Они приняты на основе расчета размерной цепи. Так как для обработки левой части вала размер 230h12 не нужен, на чертеже приводим необходимый для обработки свободный размер 180 мм. Для всех свободных размеров отклонения принимаем по "среднему" классу точности ГОСТ 25570-83 (СТ СЭВ 302-76), что соответствует 14-му квалитету по ГОСТ 25347-82.

   Отклонения  диаметральных размеров назначаем  исходя из результатов расчетов, полученных в разделах 1-3. Так как предельные отклонения следует назначать и для всех диаметральных размеров, проставляемых на чертеже, включая не влияющие на качество сборки и несопрягаемые, их также принимаем по "среднему" классу точности ГОСТ 25570-83.

 

7. ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ  СРЕДСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРЯГАЕМЫХ  РАЗМЕРОВ ПОД ПОСАДКУ С НАТЯГОМ

  Допускаемые  погрешности измерений назначаются  в зависимости от допусков  и номинальных размеров измеряемых  изделий.

В ГОСТ 8.051-81 (СТ СЭВ 303-76), [5, табл. 1.13] приведены установленные значения погрешностей измерения для квалитетов IT2-IT17 по ГОСТ 25346-89(СТ СЭВ 145-88). Допускаемые погрешности измерения, установленные стандартом, включают не только погрешности измерительных средств, но и погрешности от других источников (таких, как погрешность от базирования, температурных деформаций и т.д.).

Допускаемые погрешности  измерения нормированы вне зависимости  от способа измерения размеров при  приемочном контроле.

Для учета влияния  погрешностей измерения ГОСТ 8.051-81 (СТ СЭВ 303-76) предусмотрены значения приемочных границ, которые можно устанавливать совпадающими с нормируемыми предельными размерами проверяемого изделия.

На втором этапе  выбора измерительных средств необходимо установить виды измерительных средств, которые обеспечивали бы техническую возможность самого измерения [8]. Так измерение внутреннего диаметра ступиц зубчатого колеса можно произвести штангенциркулем, нутромером и т.д., но нельзя измерить рычажной скобой.

На третьем  этапе выбора измерительного средства устанавливает значения погрешностей предполагаемых к применению измерительных средств и сопоставляют их величины с допускаемой погрешностью измерения, установленной первоначально. Такие сведения о погрешностях измерения средствами, серийно выпускаемыми специализированными заводами, приведены в РД50-98-86, СТ СЭВ 3292-81, [5].

Выбрать    конкретное измерительное средство, в зависимости от измеряемого  размера, можно по табл. 1.16 и 1.17 [5], допуска  на изготовление и допускаемой погрешности измерения  по ГОСТ 8.051-81   (СТ СЭВ 303-76). При этом погрешность измерения средства должна быть меньше допускаемой погрешности измерения.

   Для вала 100s7: допуск 35 мкм, допустимая погрешность измерения 10 мкм [5, табл. 1.19 и 1.20].

   Вписываем измерительные средства в таблицу 7.1.

Т а б л  и ц а 7.1.

№ по табл.	Наименование измерительного средства	Цена деления, мм	Закрепление (установочные узлы)	Предельная погрешность  измерения, мкм
Ручные средства
4б	Микрометр гладкий	0,01	На стойке	5
5в	Скоба индикаторная	0,01	На стойке	7
6б	Микрометр рычажный	0,01	На штативе	5

Выбираем: индикатор многооборотный гладкий; цена деления 0,01 мм; погрешность измерения 5 мкм; закрепление на стойке, предел измерения  100-125мм.

Для отверстия 100Н8: допуск 54 мкм, допустимая погрешность измерения 12 мкм [5, табл. 1.21].

Т а б л  и ц а 7.2.

 

№ по табл.	Наименование  измерительного средства	Цена деления, мм	Закрепление (установочные узлы)	Предельная  погрешность измерения, мкм
Ручные средства
4б	Нутромер микрометрический	0,01	На стойке	10
6а	Нутромер индикаторный	0,01	В руках	6,5
Станковые средства
11	Микроскоп инструментальный	0,002	На штативе	10
32а	Микроскоп измерительный универсальный	0,001	На столе	7

Выбираем: Нутромер индикаторный, цена деления 0,001 мм; погрешность измерения 6,5 мкм; закрепление в руках, предел измерения 50-100

 

 

8.НАЗНАЧЕНИЕ  ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ  ПОСАДОЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВАЛА  ПОД ПОДШИПНИКИ И ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

   Основные  определения и указания допуска формы расположения, указываемые на чертежах установлены стандартами ГОСТ 10356-63 (или СТ СЭВ 301-76 и СТ СЭВ 368-76).

   Числовые  значения допусков формы и  расположения определены стандартами  ГОСТ 24643-81 (СТ СЭВ 636-77).

   Рекомендуемые соотношения между допусками формы или расположения поверхностей и допусками их размеров по ГОСТ 24643 разделяются на три уровня относительной геометрической точности:

   нормальный  А, который соответствует 60% от  допуска размера;

   повышенный В, который соответствует 40% от допуска размера;

   высокий  С, который соответствует 25% от  допуска размера.

   Назначим отклонения формы и расположения для поверхностей вала диаметром Ø85u8; Ø60k6; Ø45h9.

   Задаем  нормальный уровень точности  А. По ГОСТ 24643-81, принимая степень точности А, определяем соответствующую степень точности формы:

   для Ø100s7 – 6 степень точности;

   для Ø80k6 – 5 степень точности;

   для Ø70h9 – 8 степень точности.

   Допуски  круглости и цилиндричности находим  по ГОСТ 24643-81 – для Ø80k6 и 5 степени точности – 6 мкм.

   Допуски  радиального биения находим по  табл.5 ГОСТ 24643-81 – для Ø100s7 и 6 степени точности – 25 мкм, а для Ø70h9 и 8 степени точности – 60 мкм.

   Допуск  соосности поверхностей под подшипники  равен половине указанного в табл.5 ГОСТ 24643-81 допуска радиального биения.Измерение радиального биения осуществляется двумя способами: либо при вращении вала в центрах, либо при вращении на поверхностях Ø80k6 на призмах или в подшипниках.

 

 

Рис. 8.1. Обозначение отклонений формы и расположения поверхностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. НАЗНАЧЕНИЕ  ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВАЛА

   Основные  параметры и числовые значения  шероховатости регламентированы  стандартами ГОСТ 2789-73 (СТ СЭВ  638-77).

   В соответствии  с рекомендациями  минимальные требования к шероховатости поверхности в виде наиболее грубого предела допустимых значений R_a или R_z устанавливаются в зависимости от допуска размера и формы.

   При допуске  формы 60% от допуска размера  Т (относительная геометрическая точность А)R_a ≤ 0,05Т; R_z ≤ 0,2Т.

   В том  случае, когда отклонения формы  и расположения на поверхности  вала не заданы, шероховатость  назначается исходя из относительной  геометрической точности А.

   По ГОСТ 2789-73 полученные значения R_a или R_z округяются до ближайшего стандортного числа.

   Для нормальной  степени точности А принимаем R_z ≤ 0,2Т в пределах от 320 до 10 мкм и от 0,10 до 0,025 мкм. R_а ≥ 0,05T в пределах от 2,5 до 0,002 мкм. Величина допусков рассматриваемых размеров принимается по ГОСТ 25346-89 или ГОСТ 25347-82.

   Для Ø80k6 T = 19 мкм R_a ≤ 0,95мкм,  выбираем R_a = 0.80 мкм.

   Для Ø100s7 T = 46 мкм R_a ≤ 2.3мкм, выбираем R_a =2 мкм.

   Для Ø70h9 T = 74 мкм R_z ≤ 14.8 мкм, выбираем R_z = 12.5 мкм.

   Для 20H9 T = 52 мкм R_z ≤ 10.4  мкм, выбираем R_z = 10 мкм.

   Для прочих  назначаем R_z = 20 мкм.

Рис. 9.1. Обозначение параметров шероховатости  поверхностей

10. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ  РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

   Проанализируем  точность резьбового соединения М24×2-6G/6h-20. На рис. 10.1. приведены эскизы резьбового соединения и отдельно деталей соединения с обозначением посадки резьбового соединения и полей допусков деталей соединения.

Рис. 10.1. Обозначение посадки  резьбового соединения

   Условное  обозначение указывает, что резьба  метрическая, с шагом 1.5, диаметром 22 мм, длиной свинчивания 40 мм.

6H/6e – обозначение посадки резьбового соединения;

6H– поле допуска среднего и внутреннего диаметров резьбы гайки;

6e – поле допуска среднего и наружного диаметров резьбы болта;

6 и 6 – степени точности, определяющие соответственно допуски диаметров резьбы гайки и болта;

   Из ГОСТ 24705-81, ГОСТ 8724-81 (СТ СЭВ 180-75, 181-75, 182-75) вписываем номинальные размеры  наружного D(d), внутреннего D₁(d₁),  и среднего D₂(d₂)  диаметров резьбы, шага резьбы Р, исходной высоты профиля Н, а также угла профиля α:

D=d= 22,000; D₁ = d₁ = 20.376; D₂ = d₂ = 21,026; Р = 1.5; Н =0,8667P=1.3;α=60˚.

Рис. 10.2. Профиль и основные параметры метрической резьбы

   Для резьб,  сопрягаемых на переходных посадках, устанавливаются ГОСТ 24834-81 (СТ СЭВ 305-76), а на посадках с натягом – ГОСТ 4608-91 (СТ СЭВ 306-76). По ГОСТ 16093-81 или СТ СЭВ 640-77. устанавливаем предельные отклонения диаметров резьбы, сопрягаемых на посадках с зазором, мкм:

   Для гайки:

ES_D ≈ +H/10 = +130;  EI_D = 0;

ES_D2 = +190;            EI_D2 = 0;

ES_D1 = +300;            EI_D1 = 0; 

   Для болта:

es_d = -67;                 ei_d = -303;

es_d2 = -67;               ei_d2 = -207;

es_d1 = -67;               ei_d1 ≈ H/8 = -0.163;

 

  Предельные размеры и допуски диаметров резьбы болта и гайки, мм

- для наружного диаметра гайки:    D_max = D +  ES_D = 22,000 + 0,130 = 22,130;

                                                           D_min = D + EI_D = 22,000 + 0 = 22,000;

                                                           T_D = D_max – D_min = 0,130;

 - для наружного диаметра болта:  d_max = d + es_d  =  22,000 – 0,067 = 21,933;

                                                           d_min = d + ei_d = 22,000 – 0,303 = 21,697;

                                                           T_d = d_max – d_min = 0,236;

- для внутреннего диаметра гайки:D_1max = D₁ + ES_D1 = 20,376 + 0,300 = 20,676;

                                                          D_1min = D₁ + EI_D1 = 20,376 + 0 = 20,376;

                                                          T_D1 = D_1max – D_1min = 0,300;

- для внутреннего диаметра болта: d_1max = d + es_d1  =  20,376 – 0,067 = 20,309;

                                                            d_1min = d + ei_d1 = 20,376 – 0,163 = 20,213;

                                                            T_d1 = d_1max – d_1min = 0,096;

- для среднего диаметра гайки:  D_2max = D₂ + ES_D2 = 21,026 + 0,190 = 21,216;

                                                        D_2min = D₂ + EI_D2 = 21,026 + 0 = 21,026;

                                                        T_D2 = D_2max – D_2min = 0,190;

- для среднего диаметра болта:    d_2max = d + es_d2  =  21,026 – 0,067 = 20,959;

                                                         d_2min = d + ei_d2 = 21,026 – 0,207 = 20,819;

                                                         T_d2 = d_2max – d_2min = 0,140.

Зазоры в  соединении по наружному диаметру, мм: 

S_max =  D_max – d_min = 22,130 – 21,697= 0,433;

S_min =  D_min – d_max = 22,000 – 21,933= 0,067;