Точность деталей. 
Технологические процессы в машиностроении

Под точностью понимают степень приближения действительного значения параметра к номинальному. Точность деталей характеризуется точностью размеров их элементов, т. е. отдельных поверхностей, и относительного положения поверхностей.

За меру точности детали принимают значения допусков и отклонений от геометрических значений показателей точности, которыми она характеризуется.

Действующими стандартами (ГОСТ 2.308−79, ГОСТ 24 642–81, ГОСТ 24 643–81) установлены следующие показатели точности:

• • точность размеров, т. е. расстояний между различными элементами деталей и сборочных единиц;
• • отклонение формы, т. е. отклонение (допуск) формы реальной поверхности (профиля) от номинальной;
• • отклонение расположения поверхностей и осей деталей, т. е. отклонение (допуск) реального расположения элемента от номинального.

Последовательность проектирования изделия машиностроения

Проектирование — один из самых сложных, ответственных и творческих этапов создания любого машиностроительного изделия. Его методология для некоторых специальностей машиностроительного профиля преподается на старших курсах. В рамках данной дисциплины для получения первоначального представления о содержании проектирования кратко обрисуем последовательность проектных и конструкторских работ.

Независимо от назначения машиностроительного изделия проектные работы ведут в следующей последовательности.

После тщательного изучения ТЗ специалисты-проектанты проводят глубокий и всесторонний сбор, систематизацию и анализ научно-технической и патентной информации по заданной проблеме. Выявляют прототипы и наиболее близкие по назначению аналоги, критически изучают их плюсы и минусы. Далее на основе сопоставления альтернативных вариантов по тем или иным критериям (для каждой области техники они свои) выбирают физический принцип действия, функциональную структуру проектируемого изделия. Для выбора могут использоваться методы случайного поиска, мозгового штурма, морфологического анализа, эвристических приемов и др. Затем осуществляют пространственную компоновку основных узлов, находят габаритные размеры, обосновывают применение тех или иных конструкционных материалов. Каждое проектное действие сопровождается необходимыми расчетами: прочностными, тепловыми, гидро-, газодинамическими, кинематическими, надежности, ресурса, экономическими и т. д. Если в результате проектных процедур нс выполняются основные требования ТЗ, то процесс проектирования возвращается к началу и процедуры повторяют либо с уточнением (или изменением) физического принципа действия, либо с изменением функциональной структуры (если физический принцип действия задан).

Так, для приведенного ранее примера по производству ультрадисперсного порошка А12О3 в первую очередь необходимо выбрать физический принцип его получения: механический (дробление, помол), химический (реакции водных или газовых растворов между собой или с твердой фазой), физический (плазменный, импульсный, взрывной, горения и др.). Допустим, проектанты, изучив доступную информацию, первоначально выбрали физический принцип действия установки для получения А12О3 на основе взрыва^[1].

После окончания этапа проектирования (который, как правило, ведут параллельно с экспериментальным подтверждением новых технических решений или (и) моделированием функционирования будущего изделия) начинается конструкторский этап. Он включает разработку конструкций и технологий на каждую деталь. Конструкции деталей должны учитывать специфику того предприятия, на котором они будут изготовляться (оборудование, технологии, оснастка, инструменты, кадры). При выпуске рабочей документации конструктор должен обосновать технические требования и нормы точности. Конструктор вместе с технологом в соответствии с данными о количественном выпуске изделия выбирают методы достижения требуемой точности, которые должны обеспечить минимальные издержки при изготовлении всего изделия.

Для изделий, имеющих в своем составе кинематические звенья, и особенно для технологических машин (например, обрабатывающих центров), дополнительно выбирают исполнительные поверхности или заменяющие их сочетания поверхностей надлежащей формы. Затем выбирают закон их относительного движения, обеспечивающий выполнение технологической машиной ее целевого назначения, разрабатывают кинематические схемы изделия и всех составляющих механизмов (с учетом использования современных средств управления, т. е. с минимизацией длин кинематических цепочек). Далее уточняют место приложения, характер действия и значение сил на исполнительных поверхностях узлов изделия. Используя эти данные, рассчитывают значение и характер сил, действующих на каждом из звеньев кинематических цепей и их механизмов с учетом действия сил сопротивления (трения, инерции, массы и т. д.). Зная назначение каждого звена, закон движения, характер, значение действующих на него сил и ряд других факторов (среда и условия, в которых должны работать звенья и т. д.), выбирают материал. Путем расчета определяют основные конструктивные формы, т. е. превращают их в детали машиностроительного изделия.

Для того чтобы детали, несущие исполнительные поверхности изделия и его механизмов и выполняющие функции звеньев кинематических цепей, двигались в соответствии с требуемым законом их относительного движения и занимали относительно друг друга требуемые положения, их соединяют с помощью различного рода других деталей в виде корпусов, станин, коробок, кронштейнов и т. д., которые называют базирующими деталями.

Конструктивные формы каждой детали изделия и его механизмов создают исходя из их функционального назначения путем ограничения необходимого количества выбранного материала различными поверхностями и их сочетаниями.

• [1] Этот пример носит учебный характер. К реальности он прямого отношения не имеет.