Основні поняття і визначення

«Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання» (ВС та ТВ) є дисципліною, в якій вивчають здатність будь-якого виробу рівноцінно замінювати інший виріб, так як вони повинні відповідати вимогам креслень, технічним вимогам чи стандартам, в яких наведені марка та стан матеріалу виробу (заготовки, деталі) форма та розміри, якість поверхонь тощо. Важливе місце в ВС та ТВ займає розгляд взаємозамінності гладких циліндричних рухомих, нерухомих і змішаних з'єднань, різьбових з'єднань, відхилень допусків форми поверхонь виробів та їх взаємного розміщення.

«Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання» — дає студентам знання про сучасні прогресивні технології, та знайомить їх з перспективами розвитку й вдосконалення технологічних методів обробки матеріалів та спеціальних засобів контролю, вимірювання розмірів і якості поверхонь виробів, що гарантуватиме високу якість продукції.

Взаємозамінність прослідковується на всіх життєвих циклах виробу від його проектування до експлуатації.

• 1. При проектуванні виробів слід прагнути: до використання стандартизованих вузлів і деталей, до обґрунтованої вимоги точності виконання розмірів і вибору матеріалу.
• 2 У процесі підготовки і організації виробництва планувати використання стандартного різального і вимірювального інструменту і уніфікованого оснащення.
• 3 У процесі експлуатації машин інколи виникає потреба в їх ремонті. У машинах, виконаних з дотриманням вимог взаємозамінності і стандартизації, ремонт зводиться до заміни зношених або поламаних деталей новими, без підгінних робіт. Взаємозамінними можуть бути деталі, окремі вузли або вироби в цілому. Вимоги до взаємозамінності деталей, вузлів і виробів будуть різні.

Для окремих деталей взаємозамінність забезпечується заданою точністю геометричних, механічних, фізичних і інших параметрів. Для вузлів найбільш характерною є взаємозамінність за приєднувальними поверхнями і функціональними параметрами, що впливають на експлуатаційні показники виробу. Для виробів взаємозамінність визначається експлуатаційними показниками і габаритними розмірами.

Розрізняють такі форми взаємозамінності: повну, неповну, зовнішню, внутрішню і функціональну.

Повна взаємозамінність — це взаємозамінність за механічними, геометричними, електричними та іншими параметрами, якими можна охарактеризувати деталь або виріб. Повна взаємозамінність має такі переваги:

• — процес збирання спрощується і зводиться до простого з'єднання деталей, що не вимагає від робітників високої кваліфікації;
• — складальний процес точно нормується, легко укладається у встановлюваний темп роботи і може бути автоматизований;
• — допускається вузька спеціалізація виробництва. Це дає можливість заводу-постачальнику випускати обмежену номенклатуру уніфікованих виробів при високому ступені автоматизації виробництва і, відповідно, нижчій собівартості продукції;
• — спрощується ремонт виробів.

Повна взаємозамінність економічно доцільна при виготовленні деталей не точніше 6 квалітету. Для досягнення вищої точності виробів в умовах масового виробництва використовують неповну взаємозамінність (обмежену).

Неповна взаємозамінність — це взаємозамінність, що допускає груповий підбір деталей, пригін і доводку деталей за деякими геометричними параметрами, вживання компенсаторів, регулювання. Прикладом неповної взаємозамінності є збирання радіальних кулькових підшипників, в яких основним монтажним елементом є радіальний зазор 0,001 — 0,005 мм. Для забезпечення необхідної точності, в умовах повної взаємозамінності кульки і кільця необхідно виготовляти з точністю практично недосяжною в умовах масового виробництва і економічно недоцільною.

Забезпечити задану точність збирання без значного підвищення точності виготовлення можна, використовуючи селективне збирання, при якому виготовлені кульки і кільця сортуються по групах, а потім проводиться збирання з деталей з близькими розмірами. При цьому взаємозамінними будуть лише деталі з однойменних груп.

Зовнішня взаємозамінність — це взаємозамінність вузлів виробів за розмірами і формою приєднувальних поверхонь. Прикладом може служити взаємозамінність підшипників кочення, яка здійснюється по зовнішньому діаметру зовнішнього кільця, внутрішньому діаметру внутрішнього кільця і ширині кілець.

Внутрішня взаємозамінність — це взаємозамінність окремих деталей, що входять у вузол, або вузлів і механізмів, що входять у виріб. Наприклад, взаємозамінність кульок, що входять як складальні деталі в конкретний підшипник.

Функціональна взаємозамінність — це взаємозамінність, при якій забезпечуються в заданих межах економічно оптимальні експлуатаційні показники всіх однотипних виробів. Функціональна взаємозамінність, як і будь-яка з тих, що розглядались раніше, забезпечується дотриманням геометричних, механічних, електричних, хімічних і інших параметрів. машин. Функціональна взаємозамінність поширюється на конструювання, виготовлення, контроль і експлуатацію деталей і виробів. Відхилення допустимих експлуатаційних показників визначаються шляхом аналітичного або експериментального дослідження і можливі зміни цих параметрів в процесі тривалої експлуатації обумовлюються. Встановлюється термін служби виробу. Як приклад функціональної взаємозамінності можна розглянути взаємозамінність електродвигуна. Функціональними параметрами, за якими оцінюватиметься можливість взаємозамінності, будуть: потужність, частота обертання, рід струму, cosц і приєднувані розміри. Такі, на перший погляд, важливі моменти, як конструкція якоря, взаємозамінності електродвигунів відіграють другорядну роль і до уваги можуть не братися.

Рівень взаємозамінності характеризується коефіцієнтом взаємозамінності:

Квз =Твз / Твир<1.

де Твз — трудомісткість виготовлення взаємозаміни деталей в виробі;

Твир — трудомісткість виготовлення всього виробу.

Взаємозамінність в металообробній промисловості вперше у світі була здійснена в 1761 році на Тульському, а потім на Іжевському заводах при масовому виготовленні рушниць.

Основні терміни і визначення регламентуються ДСТУ 2500−95 (ДСТУ ISO 286−1-2002).

Розмір — числове значення лінійної величини у вибраних одиницях виміру.

Розміри можуть бути:

• — такі, що визначають величину і форму деталі;
• — координуючі (положення осей щодо бази);
• — складальні;
• — монтажні;
• — габаритні.

Окрім цього, розміри поділяються на такі, що охоплюють, і ті, що є охоплюваними.

Охоплюючі розміри прийнято називати отворами.

Отвір — це термін, призначений для позначення внутрішніх (що охоплюють) елементів деталей.

Охоплювані розміри прийнято називати валами. Вал — це термін, призначений для позначення зовнішніх (охоплюваних) елементів деталей.

Розрізняють номінальний, дійсний і граничні розміри. Отвір і вал, як складові з'єднання, повинні мати спільний розмір. Цей розмір прийнято називати номінальним розміром з'єднання (рис. 3). Відносно нього визначаються граничні розміри і він слугує початком відліку відхилень.

Номінальний розмір може бути отриманий розрахунковим шляхом або виходячи з конструктивних міркувань. Розмір, отриманий розрахунковим шляхом, має бути округлений у бік його збільшення до найближчого числа вибраного з ряду переважних чисел.

Дійсний розмір — розмір, установлений виміром з допустимою похибкою.