Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 273
Скачиваний: 2
А. //. ЯКУШЕВ
Д-р техн. наук, нроф. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ,
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
И з д а н и е т р е т ь е , д о п о л н е н н о е п п е р е р а б о т а н н о е
Допущено Министерством высшего
исреднего специального образования СССР
вкачестве учебника для студентов высших технических
учебных заведений
МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1974
Я49 |
Гео. |
УДК 621.753.1/3 |
(0,75.1) яадчно-техни \:*я |
/р /У |
бибЛНОТОн* |
ЭКЗЕМПЛЯР |
|
J -$ 7 |
ЧИТАЛЬНОЙ О ЗАЛА |
|
№ S W 3 ? |
Якушев А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация п технические из мерения. Изд. 3-е, нереработ. п доп. М., «Машиностроение», 1974. 472с.
В учебнике рассмотрены общие пршщнпы взаимозаменяемости и ос новы технических измерении в машиностроении, системы допусков п посадок типовых соединений деталей машин с учетом рекомендаций ISO, описаны наиболее распространенные средства для контроля линейных и угловых размеров, даны методические указания по решению размерных цепей. Кратко освещены основы государственной системы стандартизации и ее научно-технические методы.
Учебник написан по программе курса «Взаимозаменяемость, стандарти зация и технические измерения» для студентов высших технических учеб ных заведений.
Книга может быть также полезна конструкторам, технологам п работ никам ОТК предприятий всех отраслей машиностроения и приборостроения.
Табл. 36, ил. 206, список лит. 36 назв.
Рецензент канд. техн. наук В. В. Ткаченко
30103-33* 038(01)-74 3 3 -7 4
© Издательство «Машиностроение», 1974 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время проблеме повышения качества машин, приборов и других изделий, экономичности их производства и эксплуатации уделяется большое внимание. Непрерывное раз витие промышленности, неуклонный рост объема выпускаемой продукции, переход многих отраслей промышленности на массо вое поточное автоматизированное производство неразрывно свя зано с вопросами повышения точности и надежности выпускаемой продукции. Вновь осваиваемая продукция по качественным и технико-экономическим характеристикам должна соответствовать передовым достижениям науки и техники.
Унификация и стандартизация деталей машин, узлов и меха низмов межотраслевого применения, инструментов и технологи ческой оснастки, типизация технологии их изготовления, обеспе чение при производстве однородных узлов и деталей полной их взаимозаменяемости является важнейшей задачей.
10 ноября 1970 г. Центральный Комитет КПСС и Совет Мини стров СССР приняли Постановление «О повышении роли стандар тов и улучшении качества выпускаемой продукции», в котором проблема обеспечения высокого качества изделий рассматривается как одна из важнейших экономических и политических задач на современном этапе развития общественного производства. В По становлении говорится также о необходимости изучения во всех инженерно-технических и инженерно-экономических вузах и техникумах основ стандартизации и контроля качества продукции.
В связи с возросшей ролью стандартизации в повышении ка чества машин, приборов и других изделий и экономичности их производства Министерство высшего и среднего специального об разования СССР преобразовало учебный курс «Основы взаимоза меняемости и технические измерения» в курс «Взаимозаменяе мость, стандартизация и технические измерения». Такое объедине ние более широкого круга вопросов позволяет рассматривать задачу повышения качества изделий комплексно — с позиций стандартизации, обеспечения взаимозаменяемости и контроля установленных стандартами требований к качеству.
В новом учебном курсе представляется возможным показать нагляднее и с привлечением большего количества факторов роль
1* |
3 |
взаимозаменяемости и технических измерений, а также сущность принципа функциональной взаимозаменяемости как важнейшего метода в конструировании, производстве и эксплуатации машин и других изделий, который воплощается в жизнь методами стандар тизации.
Таким образом, повышение качества изделий и экономичности их производства рассматривается не изолированно, а во взаимной связи их с другими факторами, в том числе со стандартизацией!.
Для лучшего освоения этих методов и привития студентам навыков их применения при конструировании и решении других технических задач Министерство высшего и среднего специального образования СССР ввело обязательное изучение специальных во просов отраслевой стандартизации во всех общетехнических и специальных дисциплинах. Предусматривается также необходи мость использования отечественного опыта и международных ре комендаций по стандартизации в курсовых и дипломных проектах, изучения методов стандартизации и контроля качества в процессе производственной практики. Таким образом, основы и методы стандартизации и контроля качества должны стать обязательным элементом комплексной научно-технической подготовки инжене ров, постоянно связанным с общетехническими и профилирую щими дисциплинами.
В учебнике изложены только основы государственной системы стандартизации и ее научно-технические методы, общие для всех отраслей машино- и приборостроения. Приведены также примеры эффективности унификации, агрегатирования и стандартизации. В связи с переходом в нашей стране на системы допусков ISO более подробно рассмотрены соответствующие рекомендации и новые стандарты на допуски и посадки резьбовых соединений и зубчатые передачи.
При подготовке глав III и V, а также § 54 главы X автору оказал помощь проф. В. В. Кондашевский и были использованы его материалы, за что автор выражает ему глубокую благодарность.
Г Л А В А I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СТАНДАРТИЗАЦИИ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Развитие машиностроения в настоящее время характеризуется значительным усложнением конструкций машин и механизмов. Оно вызвано возросшими рабочими параметрами агрегатов (ско ростями, давлениями, температурами, степенями сжатия и др.), автоматизацией процессов выполнения операций и управления самими машинами, повышенными требованиями к надежности, долговечности, производительности, точности и другим показа телям. С другой стороны, высокие темпы научно-технического прогресса приводят к более быстрому моральному старению тех ники, к необходимости ее более частой смены. Вместе с тем про мышленное производство становится все более массовым или крупносерийным, основанным на глубокой специализации и широ ком кооперировании заводов. Именно такое производство спо собно удовлетворить растущие потребности огромного по масшта бам народного хозяйства страны, повысить его эффективность и производительность труда.
Увеличение выпуска машиностроительной продукции должно происходить одновременно с повышением ее качества до уровня
лучших отечественных |
и зарубежных образцов, а зачастую |
и превосходить его. В |
условиях широко разветвленных хозяй |
ственных связей, специализации и кооперирования в промышлен ности проблема повышения качества приобретает межотраслевой характер. Качество конечного изделия зависит от качества мате риалов, заготовок, покупных и получаемых по кооперации узлов и деталей. Взаимная увязка требований к качеству на каждом из этапов изготовления изделия может осуществляться только пу тем комплексной стандартизации. А сочетание методов комплек сной и опережающей! стандартизации позволяет устанавливать и перспективные требования к качественному уровню изделий
(см. § 70).
Постоянно разрабатывая и внедряя новые стандарты и систе матически пересматривая действующие, можно планомерно повы шать качество продукции. Такая управляющая роль стандарти зации предусматривается планами развития народного хозяйства: конкретные задания по повышению технических характеристик, надежности и долговечности важнейших видов машин, приборов и других изделий будут предусматриваться в стандартах при комплексной стандартизации, а затем в соответствии с- этими
5
стандартами будет организован выпуск новой продукции. Про водимая при этом унификация и стандартизация оптимальных конструкций машин, приборов, их узлов и деталей, обеспечение их полной взаимозаменяемости создают условия для дальнейшей специализации и кооперирования промышленности, для выпуска высококачественных изделий и экономичности их производства.
В 1972 г. введена новая система Государственной аттестации выпускаемой продукции, по которой промышленные изделия в за висимости от соответствия показателей их качества требованиям действующих стандартов будут относиться к той или иной катего рии. Решения XXIV съезда КПСС свидетельствуют о том большом внимании, которое уделяется развитию работ по стандартизации, и ее роли в деле повышения качества продукции, эффективности производства и производительности общественного труда.
За последние годы в нашей стране значительно улучшились организация и планирование работ по стандартизации, создан ряд научно-исследовательских институтов, широким фронтом ведутся научные и методические разработки в этой области. Все шире применяются эффективные методы комплексной и опережающей стандартизации. Развивается принципиально новое направление стандартизации — создаются крупные межотраслевыесистемы стандартов, имеющие общегосударственное значение (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, единая система кодирования продукции и др.). Этой же цели служит разработанная в СССР Государственная система стандартизации.§
§ 1. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Принципы унификации, стандартизации и взаимозаменяемости использовались еще в древнейшие времена, когда указанных тер минов не существовало. Например, около 5000 лет назад египтяне изготовляли блоки строго определенных размеров для пирамид. В Древнем Риме при сооружении водопроводов применялись трубы также определенных размеров. В XIV —XV вв. нашей эры в Ве неции, являвшейся в то время крупной морской державой, по стройка большого количества торговых судов и военных кораблей была организована на одном потоке. Корпуса спускали в узкий канал. По мере продвижения корпуса по каналу на нем устанав ливали дополнительные унифицированные элементы, снаряжение
идр.
ВРоссии возникновение промышленной стандартизации отно сится к началу XVIII в., когда по образцам, утвержденным Пет
ром I, были построены серии судов с одинаковыми размерами, якорями, вооружением и снаряжением. Это позволяло выдержи вать как равные размеры элементов конструкций судов, так и единый уровень их качества.
России принадлежит приоритет и организации взаимозаменяе мого производства в металлообрабатывающей промышленности.
6
Оно впервые в мире осуществлено в 1701 г. на Тульском, а затем и на Ижевском заводах, где было организовано массовое произ водство ружей.
В конце X IX — начале XX в. принцип взаимозаменяемоегп распространился на многие виды военной и гражданской продук ции. В этот период на некоторых крупных заводах Петербурга
иМосквы, а также на оружейных заводах Тулы, Ижевска и Сестрорецка появились заводские нормы на допуски и посадки. Первая попытка обобщить и создать единую систему допусков и посадок была сделана в 1914—1915 гг. профессором Московского высшего технического училища И. И. Куколевским. Предложен ная им система была использована в 1915—1917 гг. при выполне нии военных заказов; она нашла также применение и в граждан ской промышленности.
Однако интенсивное развитие стандартизации и взаимозаменяе мости в нашей стране началось только после Великой Октябрьской социалистической революции. Развитие стандартизации и взаимо заменяемости в СССР шло параллельно с ростом отраслей машино-
иприборостроения. В первые годы Советской власти работы по стандартизации и взаимозаменяемости проводились отдельными промышленными ведомствами. В 1924 г. но решению правительства было организовано Бюро промышленной стандартизации ВСНХ
СССР как руководящий орган по стандартизации в промышлен ности. Одновременно были созданы рабочие комиссии по стандар тизации при главных отраслевых управлениях BC1IX СССР.
В1924—1925 гг. под руководством проф. А. Д. Гатцука был разработан проект стандарта «Допуски для пригонок» *, который послужил основой современной государственной системы допу сков. В проекте предусматривалось четыре класса точности со срав нительно полным для того времени набором посадок и асимметрич ным расположением полей допусков для основных валов и отвер стий. Зависимость допуска от диаметра устанавливалась формулой
6 = CYd. В 1929 г. проект, доложенный председателем специаль ной Комиссии проф. М. А. Савериным, был утвержден Комитетом по стандартизации при Совете Труда и Обороны в качестве об щесоюзного стандарта, обязательного для всех предприятий и организаций СССР. После утверждения этого стандарта были разработаны и в 1931 г. утверждены стандарты на гладкие ка либры.
15 сентября 1925 г. был создан Комитет стандартизации при Совете Труда и Обороны. После этого начали создаваться еди ные государственные (общесоюзные) стандарты ОСТ. Первым председателем Комитета стандартизации был В. В. Куйбышев.
В 1926—1928 гг. были разработаны таблицы номинальных размеров резьб, а в 1931 г. утвержден стандарт на допуски резьб.
* Первый проект такого стандарта был разработан инженером П. М. Шелоумовым в 1919—1921 гг., но-из-за некоторых недостатков его не применяли.
7
Начиная с 30-х годов разрабатываются новые методы расчета точности механизмов и теоретические основы учения о взаимоза меняемости, создаются системы допусков для зубчатых колес, шлицевых соединений, тугих резьб, на шероховатость поверх ности. Развиваются стандартизация и метрология.
В1930 г. Совет Народных Комиссаров СССР принял решение
ореорганизации Комитета по стандартизации во Всесоюзный Коми тет по стандартизации (BKG). В 1940 г. была введена категория государственных стандартов (ГОСТ), обязательных к применению во всех отраслях народного хозяйства Советского Союза.
В1954 г. был создан Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, который в 1971 г. в связи с возросшей ролью стандартизации был преобразован в Государ ственный Комитет Стандартов Совета Министров СССР (Госстан дарт СССР).
Госстандарт СССР руководит стандартизацией, метрологией
иразработкой общих вопросов качества продукции в нашей стране (показателей качества, методов количественной оценки его и т. и.). Он несет ответственность за состояние и дальнейшее развитие стандартизации и измерительного дела, за обеспечение единства
иправильности измерений в стране, проведение единой техниче ской политики в области стандартизации и измерительного дела.
Следуют отметить, что успешное решение вопросов взаимоза меняемости и стандартизации в машиностроении стало возможным благодаря созданию в нашей стране ряда научно-исследователь
ских институтов по стандартизации и метрологии и привлечению к этой работе отраслевых научно-исследовательских институтов, заводов и вузов.
§2. КАЧЕСТВО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ
ИЕГО ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Под качеством продукции понимается совокупность свойств и показателей, определяющих пригодность изделий, для удовлет ворения определенных потребностей в соответствии с их назначе нием (ГОСТ 15467—70). Оно зависит от технического уровня машиностроения и его отдельных отраслей, определяемого боль шим количеством факторов (схехма 1).
Для оценки качества машин и других изделий нужна четкая система показателей и методов их определения. Область практи ческой и научной деятельности, которая занимается разработкой теоретических основ и методов количественной оценки качества изделий, называется квалиметрией. Основные задачи квалиметрии: определить номенклатуру необходимых показателей качества изделий и их оптимальные значения, а также разработать методы количественной оценки качества; создать методику учета измене ния качества во времени и количественные методы оценки эрго номических признаков качества изделий и т. д.
8