«Допуски, посадки и технические измерения» Введение. Качество продукции в машиностроении Качество продукции

Очевидно, что качество изделий обеспечивает изготовитель. Если изделие сделано плохо, оно плохо работает. Но если разработано морально устаревшее изделие, оно будет неконкурентоспособным на рынке даже при отличном качестве изготовления. Следовательно, за качество отвечает и разработчик. Но неправильное использование изделия приведет к его быстрой поломке, и в таком случае, разговор о качестве теряет всякий смысл. В настоящее время особое внимание уделяют также утилизации изделий, поскольку опыт работы с такими объектами как атомные электростанции и атомные подводные лодки заставляет обращать внимание не только на эффективность функционирования, но и на угрозу загрязнения окружающей среды. Значит, качество изделия следует рассматривать на протяжении всего “жизненного цикла” от проектирования, через изготовление и эксплуатацию – до физической или моральной его “смерти”. “Жизненный цикл” изделия строится с учетом не только прямых связей (качество сложного изделия закладывается при проектировании, обеспечивается в ходе производства, реализуется при эксплуатации), но и обратных связей, которые используются для корректирования требований, обеспечивающих приемлемый уровень качества объекта.

Номенклатура функциональных параметров зависит от назначения изделия, его состава, конструкции и работы. Например, от площади зазоров в системе цилиндр-кольцо-поршень и объема камеры сгорания зависит вращающий момент двигателя внутреннего сгорания. От твердости рабочих поверхностей уплотнительных колец и стенок цилиндра зависит их износостойкость, следовательно и долговечность двигателя. Подобные примеры легко найти в любом техническом изделии.

Эксплуатационные показатели, определяющие качество изделий, зависят в значительной степени от геометрических параметров деталей. Для нормальной работы соединений деталей (сопряжений) и изделия в целом необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также параметры их микрогеометрии (шероховатости).

В процессе изготовления деталей неизбежно возникают отклонения от заданной геометрической формы, как например: овальность, конусность, вогнутость, непрямолинейность и другие погрешности. Рассмотрим основные причины возникновения погрешностей при обработке деталей и способы их уменьшения.

К основным причинам погрешностей, возникающих при механической обработке, относятся: неточность металлообрабатывающих станков, инструментов, приспособлений, деформации обрабатываемых деталей и их нагрев при обработке, неточность настройки станков и измерений, неточность установки детали и др. Как видим, точность обработки па металлорежущих станках зависит от многих факторов, учесть которые не всегда удается полностью. Точность размеров обработанных деталей обеспечивается необходимым технологическим процессом, выбором оборудования и режимами резания.

При разработке технологических процессов одной из основных задач, которую приходится решать технологу, является обеспечение в соответствии с чертежом точности размеров, надлежащей формы и правильного взаимного положения отдельных поверхностей обрабатываемой детали. Сложность этой задачи заключается в том, что в процессе изготовления детали возникает целый ряд производственных погрешностей, предварительная оценка величины которых может быть произведена лишь приближенно.

Известно, что при выполнении на станках каких-либо производственных работ все части станка находятся под действием усилия резания, достигающих значительных величин и вызывающих ощутимые деформации частей станка.

В процессе обработки могут возникать значительные вибрации упругой системы станок — инструмент — деталь. Вибрации часто превращаются в один из главных источников производственных погрешностей. Кроме того, в процессе работы отдельные поверхности станка изнашиваются, создавая дополнительные погрешности.

Значительное влияние на конечную точность обработки оказывают также погрешности изготовления и износ режущего инструмента. Эти погрешности появляются при обработке деталей мерным или профильным инструментом (зенкером, разверткой, резьбонарезным инструментом, профильным резцом и др.). При использовании указанных инструментов погрешности их размеров или профиля полностью переносятся на обрабатываемую деталь. Существуют и другие причины погрешностей.

В процессе обработки деталей на станке вследствие действия сил резания в системе станок — инструмент — деталь возникают упругие деформации, которые оказывают влияние на точность обработки. Величина упругой деформации зависит от сил резания, жесткости системы и температурных деформаций частей станка. Жесткость системы станок — инструмент — деталь характеризуется способностью этой системы сопротивляться силам, действующим в процессе резания. Чем больше жесткость системы, тем меньше погрешность от упругой деформации при обработке. Жесткость станка зависит от жесткости отдельных его узлов. Например, жесткость токарного станка определяется жесткостью суппорта, передней и задней бабок. Для уменьшения величины прогиба при обработке нежестких валов применяют люнеты. 

При зажиме обрабатываемых заготовок возникают деформации, величина которых зависит от формы и конфигурации детали, от жесткости заготовок, сил резания и способа крепления заготовок. Для уменьшения величины деформации после черновой обработки вводят чистовую обработку, при которой заготовки закрепляют с меньшим усилием. На точность обрабатываемой детали влияют также и температурные деформации. Например, при нагревании проходного резца на 20—30°С его длина увеличивается на 0,01—0,015 мм, что вызывает уменьшение диаметра обрабатываемой заготовки на 0,02—0,03 мм. Кроме того, в процессе резания нагревается заготовка, причем в одних случаях равномерно, в других неравномерно. 

При равномерном нагревании размеры детали изменяются, а геометрическая форма сохраняется; при неравномерном нагревании изменяются и размеры, и геометрическая форма детали. При работе станков тепло, выделяемое от трения вращающихся и перемещающихся зубчатых колес, шпинделей, подшипников и т. д., вызывает температурные изменения в отдельных механизмах станка. Например, при работе токарного станка в течение 1—1,5 ч из-за нагрева шпиндельной бабки происходит изменение положения оси шпинделя на 0,01—0,05 мм.