Допуски и посадки в машиностроении

Содержание:

1. Описание основных определений и терминов системы допусков и посадок
2. Номинальные размеры и отклонения от них
3. Система посадок как способ эффективного сопряжения поверхностей
4. Расчет системы посадок и допусков по квалитетам точности
5. Особенности расчетов системы допусков и посадок с помощью размерных цепей
6. Прямая и обратная задачи в определении системы допусков и посадок
7. Способы получения искомой точности начального звена

До великой промышленной революции 18 века каждый механизм изготавливался одним мастером – от начала и до конца. Самыми сложными механизмами в то время были часы, навигационные приборы и замки. Каждая деталь подгонялась к другой индивидуально, в двух часах, вышедших с одной мануфактуры не было двух одинаковых деталей. При ремонте невозможно было вынуть износившуюся деталь и заменить ее новой, так как они не подходили друг к другу.  Развитие промышленности и переход от мануфактур к фабрикам привнесло такие понятия, как разделение труда и серийное производство. Появилась необходимость стандартизации, которая позволяла бы изготавливать одинаковые (в определенных пределах) детали в рамках одной фабрики, а еще лучше — в рамках целой отрасли. Стандартные изделия, выпускаемые одной фабрикой, можно было бы использовать на многих предприятиях, а при ремонте можно было бы просто выбросить износившуюся деталь, чтобы заменить ее новой.

Для этого было необходимо создать систему стандартов, которые позволили бы организовать производство с четко определенными требованиями, сначала для каждой фабрики, а затем – для отрасли или всей промышленности в целом. Так появилась инженерная дисциплина, которая называется «основы взаимозаменяемости». Именно там родились такие термины, как допуски, посадки, расчет размерных цепей, а также многое другое.

В процессе обучения многих не раз путали понятия системы допусков и посадок. Попробуем разобраться с этим и понять, для чего они предназначены. Ведь без использования этих понятий невозможно правильное, точное соединение изделий в машиностроении и металлообработке.

Вся система допусков и посадок нацелена на стандартизацию деталей и обеспечение взаимозаменяемости их при сборке или ремонте механизмов и машин различной степени сложности. Для решения этой проблемы все серийно выпускаемые изделия должны быть выполнены с определенной точностью механической обработки. Точность производства деталей определяет система допусков и посадок, разработанная специалистами по стандартизации. Эти параметры всегда присутствуют в чертежах и технических заданиях на обработку. Задача этой статьи – научить правильно читать и понимать чертежи, а не только видеть номинальные габариты детали.

Описание основных определений и терминов системы допусков и посадок

В основе построения системы допусков посадок лежит понятие о системе отверстия (все посадки образуются соединением валов различных параметров с основным отверстием), системе вала (все посадки образуются соединением отверстий различного размера с основным валом).

Различают посадки, допуски размеров и посадок.

Допуском называют регламентированную область отклонений от номинального размера детали. При отображении на чертеже эта область составляет промежуток между линиями или числами, которые соответствуют верхнему и нижнему пределам отклонения от номинала.

Область допуска описывает не только величину допуска, но также размещение его относительно номинальных парметров детали или поверхности. Размещение области может быть относительно нулевой линии:

•      симметричным и асимметричным;

•      выше или ниже его;

•       со смещением в одну из сторон.

В инженерной графике принято указывать предельные отклонения в миллиметрах над размерной линией после обозначения номинала с учетом их знаков.

Посадка – параметр, который характеризует соединение изделий. Он определяется величиной получающихся при соединении зазоров или натягов. Все посадки в системе делятся на три основных типа: 

•     с зазором;

•     с натягом;

•     переходные.

Допуском посадки считается разность между наибольшим и наименьшим зазором, которые составляют соединение.

Вследствие неизбежного возникновения области рассеяния сопрягаемых деталей от наибольшего до наименьшего значения, возникает рассеяние зазоров, натягов.

Крайние значения зазоров и натягов рассчитываются по формулам. Точность посадки считается более высокой, если колебание зазоров или натягов минимально.

Система допусков и посадок нормирована государственными стандартами:

1.         ЕСДП — “Единая система допусков и посадок”.

2.         ОНВ — “Основные нормы взаимозаменяемости”.

Первая система применяется при составлении допусков и посадок размеров гладких элементов деталей. Также, она работает для посадок, образуемых соединениями этих деталей.

Система ОНВ регламентирует минимальные и максимальные отклонения и зазоры в резьбовых, конических, шпоночных, шлицевых соединениях. Требования основных норм взаимозаменяемости учитываются при расчетах зубчатых передач.

Допуски и посадки необходимо указывать в технологической документации:

•       эскизах;

•       чертежах;

•       технологических картах и т.п.

Основой всех техпроцессов, при их составлении, служат правильно выбранные допуски и посадки. Осуществление контроля качества деталей в разрезе точности происходит на этапе производства путем проверки соответствия их предельных отклонений от номинальных величин.

Номинальные размеры и отклонения от них

Когда создается деталь, то, прежде всего, формируется точный чертеж с ее номинальными размерами. Однако, на практике невозможно изготовление двух абсолютно точных изделий. Поэтому все они изготавливаются с тем или иным классом точности.

Чем выше этот класс, тем меньше отклонения от номинального габарита. Таким образом, допуск посадки характеризует величину этих отклонений. Он бывает только положительным, хотя размер детали по факту обработки может отличаться от номинального, в большую или в меньшую сторону.

Более точно допуском можно назвать разность между максимальным, минимальным объемом детали при ее механической обработке. Предельные габариты определенны классом точности. Между ними должен находиться размер любой детали из партии. В результате использования мерительного инструмента мы, после воздействия на заготовку, можем установить ее действительный объем.

Принято считать, что, если фактический габарит после обработки находится в пределах допусков, то деталь пригодна к сборке, является технологически годной.

Рассмотрим пример механической обработки «Штанга толкателя».

Данная деталь помогает своевременному открытию и закрытию клапанов ДВС и, при работе под нагрузкой, подвержена выработке. В частности, на головке штанги образуется борозда, которая может способствовать залипанию, заклиниванию клапанов в неправильном положении и, 

как следствие, приводить к неправильной работе двигателя. Для ликвидации подобной канавки (выработки) применяется токарная ремонтная операция: «Протачивание штанги толкателя» в пределах минимального значения допуска посадки на механическую обработку.

Задача токаря при выполнении такой операции двояка:

1. Снятие металла, выравнивание поверхности головки штанги.

2. Замеры и выбраковка изделий.

То есть, квалифицированный рабочий должен сначала устранить шероховатость поверхности, после чего проверить соответствие на попадание обработанной поверхности в нижнее поле допуска. Штанга, головка которой попадает в значения нижнего отклонения допуска, считается отремонтированной и готовой к повторному использованию. Те же изделия, которые имеют меньший диаметр после обработки, чем указано в допуске посадки, выбраковываются и идут на переплавку.

Итак, допуск — это модульное значение разницы между граничными отклонениями. Этот параметр системы задает допускаемые границы действительных размеров годных деталей в партии, фиксирует точность изготовления.

Говоря об экономической части понимания значения допуска, следует отметить, что с уменьшением величины отклонений качество изделий возрастает. Однако, стоимость их производства нелинейно увеличивается. Крайне важно, при составлении чертежей, учитывать все условия, при которых будет эксплуатироваться каждая деталь. Формировать при этом такие допуски на мехобрабоку, которые являются необходимыми, достаточными для данных условий. Ведь излишняя точность в классе изготовления детали могут сделать ее применение экономически нецелесообразным.

В вышеприведенном примере почти все штанги толкателей при малом допуске можно было бы забраковать, вместо их восстановления с возвращением на службу.

Система посадок как способ эффективного сопряжения поверхностей

Детали при сборке должны эффективно выполнять свои функции. Для обеспечения их регламентируемого взаимодействия выработана система посадок. В технологических процессах посадкой называют условия соединения деталей, которые определяются величину зазоров между ними или натягов. Посадка описывает степень свободы взаимодействия деталей в паре. Как частный случай, может описывать степень сопротивления их взаимному смещению.

Рассмотрим классический случай с отверстием и валом, работающим в нем. Каждая из деталей имеет свой номинальный размер. Однако, каждая заготовка из партии одинаковых изделий изготавливаются в пределах своих допусков посадок.

Поэтому, при их соединении, возможен зазор, который технологически допустим. Величина такого зазора не может превышать разность допусков на обработку этих изделий. То есть, зазор определенной величины не послужит причиной неправильной работы соединения, а изделие сможет выполнять свои функции без повышенного износа или биения.

Также, возможно соединение вала с отверстием с натягом. Такой тип соединения возможен, когда фактический габарит вала превышает величину отверстия в пределах допусков. Технологически осуществляется запрессовка такого вала в отверстие, при которой гарантируется качественная работа соединения.

На практике часто имеет место переходная посадка. Произвольно соединяя различные изделия из партии, возможно получение зазора между деталями, натяга. Фактически, мы имеем полное или частично перекрытие полей допусков изделий.

Расчет системы посадок и допусков по квалитетам точности

Квалитет – IT представляет собой степень точности, то есть систему допусков и посадок, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных параметров.

В ЕСПД классы точности называют для удобства квалитетами. С ростом квалитета точность изготовления понижается вследствие увеличения допуска на ее механическую обработку. Всего насчитывают 19 квалитетов: от 01 до 17.

Существуют специальные сводные таблицы, в которых описано поле допусков по возрастанию номинальных размеров. Считается, что они соответствуют одному уровню точности, определяемому квалитетом, а именно — его порядковым номером.

Для каждого номинального размера допуск посадок для разных квалитетов может быть неодинаков. Он колеблется в зависимости от способов обработки изделий. В ЕСДП наивысшим квалитетом точности считают 01, а допуск квалитета условно обозначают латиницей – IT. После этого обозначения проставляется номер квалитета.

При составлении технической документации, чертежей под словом допуск понимается допуск посадки системы. Рассмотрим подробнее, для каких видов деталей предусмотрены различные квалитеты.

•   IT01, IT0, IT1 оценивают точность измерительных приборов с плоскопараллельными поверхностями;

•   IT2, IT3, IT4 регламентируют точность гладких калибров-пробок и калибров-скоб;

•   5-й и 6-й квалитеты используют при определении допусков деталей для высокоточных ответственных соединений, таких как шпинделей прецизионного оборудования, подшипников качения, шеек коленвалов и т.п.

•  IT7, IT8 считаются самыми массовыми в машиностроении. С помощью этих квалитетов описывают допуски на изготовление размеров деталей ДВС, авто-, авиатранспорта, станков для обработки металла, измерительных приборов и т.д. Считается, что для ответственных соединений деталей в этих отраслях данной степени точности при их изготовлении достаточно и экономически – целесообразно.

•    IT9 оценивает точность размеров деталей в полиграфии и тепловозостроении, например, подшипники скольжения неточных валов; при изготовлении сельхозтехники, подъемно-транспортных механизмов, текстильных машин.

•   10-й квалитет используют для описания размеров неответственных соединений при производстве подвижного состава, сельскохозяйственных машин и посадочных мест холостых шкивов на валах.

•  IT11 и IT12 используют для регламентирования размеров в литых и штампованных деталях с большими зазорами, которые используются в неответственных соединениях.

•   Низшие квалитеты с 13го по 17й применяют для остальных неответственных размеров деталей. Как правило, это не входящие в соединения элементы, в которых допускаются свободные размеры. Они же могут регламентировать межоперационные параметры.

Допуски посадок в квалитетах 5—17 определяют по общей формуле:

1Tq = ai, где:

q — номер квалитета;

а — безразмерный коэффициент, именуемый числом единиц допуска. Устанавливается для каждого квалитета и не зависит от номинального размера;

i — единица допуска (мкм) — множитель, находящийся в функции от номинального размера;

Применяют следующее стандартное правило: заданным квалитетам, интервалам номинальных объемов соответствует значение допуска, которое является постоянным для валов и отверстий.

С 5-го квалитета, допуски посадок с порядковым понижением квалитета увеличиваются на 60%, поскольку используется знаменатель геометрической прогрессии, который равен 1,6. Таким образом, мы имеем десятикратное увеличение допусков посадок через каждые 5 квалитетов.

Особенности расчетов системы допусков и посадок с помощью размерных цепей

Одним из важнейших моментов при разработке системы допусков и посадок является расчет размерной цепи. Совокупность всех зависимых размеров в конструкции изделия или машины, которые образуют замкнутую цепь и определяют взаимное положение осей или поверхностей, называют размерной цепью. Грамотный анализ необходим для определения оптимального соотношения размеров, которые взаимосвязаны. Подробные геометрические расчеты используют при создании машин, механизмов, приспособлений, приборов.  Без них не обойтись на стадии проектирования любого техпроцесса.

В любой определенной замкнутой размерной цепи выбирается некая точка отсчета. Размеры, образующие размерную цепь, не могут назначаться независимо. Параметры хотя бы одного из размеров системы определяются остальными. Определив такое ключевое звено, можно правильно подобрать значение и точность, остальных размеров в цепи.

Каждый из размеров механизма или машины, образующих размерную цепь, именуют звеном. Такими звеньями становятся угловые или линейные параметры изделия:

•   промежутки между плоскостями или осями;

•    натяги и зазоры;

•    диаметральные размеры;

•    перекрытия и мертвые ходы;

•    отклонения формы, расположения поверхностей.

Каждая размерная цепь имеет одно начальное звено и несколько составляющих звеньев, последнее из которых связано с исходным. За точку отсчета принимается исходное звено, к которому привязывается основное требование точности. В соответствии с техусловиями, качество изделия предопределяет точность его исходного звена.

При сборке изделия исходное звено часто замыкает размерную цепь. Его называют конечным или замыкающим. Оно представляет собой законченный результат изготовления всех остальных звеньев цепи в ходе выполнения последовательных действий.

Остановимся подробнее на звеньях, которые входят в цепь. Они делятся на две группы.

→  Группа увеличивающихся звеньев – ее составляют звенья, с увеличением которых увеличивается конечное звено.

←  Группа уменьшающихся звеньев, к которой относят звенья, с убыванием их размера уменьшается замыкающее звено.

Основные рекомендации для проведения размерного анализа можно свести к следующим критериям при нахождении ключевых звеньев:

1.         Грамотная постановка задачи, для решения которой производят расчет размерной цепи или группы цепей. Каждая цепь должна содержать не более одного замыкающего или исходного звена.

2.         Установка требований к точности изделия для правильного определения исходного звена, которые подразделяются на:

•    требования к качеству изделия по точности взаимного расположения сборочных единиц;

•    условия собираемости изделий, зависящие от точности взаимной ориентации его деталей, правильного соотношения сборочных размеров и посадок.

Теория размерных цепей помогает решить многочисленные технологические, конструкторские и метрологические задачи. Она является неотъемлемым этапом при производстве и эксплуатации изделий, не говоря уже о конструкторском, предваряющем производство, периоде. На этапе конструкторской разработки устанавливаются кинематические, геометрические связи между размерами. Инженеры-конструкторы производят расчет номиналов их значений, а также возможных отклонений и допусков в размерах звеньев.

В ходе составления нового технологического процесса проводят расчет межоперационных размеров, всех припусков и допусков, посадок. Для него крайне важно произвести:

•    обоснование последовательности операций;

•    просчет требуемой точности оснастки для изготовления изделий и их сборки;

•    разработку технических условий на машины, их составные части;

•    определение средств, методов измерений для контролируемых деталей.

Прямая и обратная задачи в определении системы допусков и посадок

Размерные цепи нашли широкое применение при решении прямой и обратной задач по определению системы допусков и посадок. Эти задачи отличает последовательность расчетов, собственно, откуда и происходят их названия. Они взаимосвязаны между собой, а решение одной из них может являться проверкой другой.

Итак, что же из себя представляет прямая задача? По сути, это расчет от определенного теоретически исходного звена. В ходе ее решения определяют номинальные размеры, допуски, посадки и предельные отклонения всех элементов (звеньев) размерной цепи. Причем, расчет ведется от заданных допусков посадок и номиналов исходного звена.

При обратной задаче расчет ведется исходя из значений системы допусков посадок и размеров составляющих звеньев. Процесс позволяет определить номинальный размер, допуск, посадки, предельные отклонения замыкающего звена.

Расчеты размерных цепей рекомендуют производить:

•   методом экстремумов, который принимает во внимание только предельные отклонения составляющих звеньев;

•   вероятностным методом, который учитывает закон нормального распределения размеров деталей при их изготовлении, случайный характер их сочетания в сборке.

Способы получения искомой точности начального звена

На практике применяются 5 способов необходимой точности начального звена:

1. Полная взаимная заменяемость.
2. Вероятностный метод.
3. Способ селективной сборки.
4. Пригонка.
5. Регулировка положения относительно друг друга.

Классификация способов получения необходимой точности исходного звена изложена в таблице по стандартизации.

Конструктивные нюансы изделия, его функциональное назначение, стоимость изготовления, сборки, а также другие параметры важно учитывать при выборе способа получения заданной точности исходного или замыкающего звена. Уровень работы квалифицированного специалиста определяется выбором способа достижения точности с определенными параметрами, который позволит максимально сократить эксплуатационные, технологические издержки.

Самым перспективным, хотя не всегда возможным, является способ полной взаимной заменяемости. Необходимо стремиться к тому, чтобы сборка деталей или изделия производилась без подбора, пригонки или регулировки. Идеальный вариант, когда все собранные изделия отвечают всем параметрам взаимной заменяемости, не часто встречается.

Наиболее экономически оправданным во многих случаях является вероятностный метод. Он позволяет определять граничные, а значит более дешевые квалитеты при малом проценте бракованных изделий.

Четкая система допусков и посадок, а также методов их определения, позволяет избежать излишних затрат на всех этапах производства: от проектирования до серийного выпуска готовой продукции.

Автор статьи: зам. генерального директора АО «КоСПАС» по производству  А.Ю. Парфенов

Допуски и посадки — основные понятия

А если понравится страница, не забудьте поделиться с друзьями.

Допуск — это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, то есть абсолютная величина без знака.

Поле допуска — это диапазон значений, ограниченный наибольшим и наименьшим предельными размерами (обозначаются на чертеже буквой и цифрой, которые говорят о отклонении и номере квалитета или иногда уже указывают диапазон в цифрах, означающий верхний и нижний пределы размера).

Квалитет — это степень точности, то есть, совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров (чаще всего обозначаются номерами 7 или 14). 

Посадка — это разность соединений двух деталей, определенных размерами до сборки. Обозначаются дробным числом, где поле допуска отверстия проставляется в числителе, а поле допуска вала соответственно в знаменателе. Например:

Номинальный размер — это размер, относительно которого определяются отклонения.

Номинальный размер посадки — это номинальный размер, общий для вала и отверстия, составляющих соединение в мм.

Посадки в системе вала — это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги образуются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска вала.  

Посадки в системе отверстия — это посадки, в которых требуемые зазоры и натяги образуются сочетанием различных полей допусков валов с полем допуска основного вала.

Итак, с основными терминами относящимися к теме единая система допусков и посадок мы ознакомились и можно перейти к тому, какие же посадки бывают.

Мы решили данную информацию изложить в виде таблицы, так Вам будет наглядно видно и удобно с ней работать.

Таблица посадок

 Таблица допусков

С данной таблицей можно ознакомиться на отдельно странице, перейдя поданной »ссылке«

Сообщите об оЧеПЯтке или ошиПке: выделите текст и нажмите V + M

Как создавать вещи, которые сочетаются друг с другом — Tarkka

Дизайн

20 февраля 2019 г.

к

Михаил

Подавляющее большинство инженерных
продукты состоят из нескольких компонентов, которые должны сочетаться друг с другом. Иногда вам нужно
компоненты легко скользят вместе, в то время как в других случаях вам нужны компоненты для
сжимать и не разъединять. Существует систематический способ проектирования деталей, поэтому
они подходят друг другу именно так, как вы хотите, с первой попытки, каждый раз и в
это видео, мы покажем вам, как!

Технический термин для этого
соображением является «подгонка и допуски». Определим эти термины. Большинство из
времени, особенно в САПР, мы просто вводим в компьютер отдельные точные числа.
для наших габаритов. Это называется «номинальный» размер. Но когда придет время
на самом деле сделать эту часть, мы не сможем изготовить функции для
именно такие размеры. Каждая функция может быть немного больше или меньше, чем
число, которое мы изначально ввели в компьютер. Итак, нам нужно указать
«допуск», который сообщает производителю детали, насколько
допускается отклонение от нашего номинального размера.

Различные производственные процессы
способны к различным допускам. Важно помнить, что толерантность
возможности соответствуют большому производственному циклу, где такие факторы, как инструмент и
износ машины, отклонение, заточка и естественное изменение различных
применяются процессы. Очень распространенная ошибка, которую совершают новые инженеры, заключается в выборе
допуски, которые намного жестче, чем необходимо. По мере того, как допуски становятся
плотнее, стоимость изготовления детали растет в геометрической прогрессии.

Так насколько ты терпишь
нуждаться? Допуски обычно вступают в игру при проектировании посадок. В некоторых случаях,
вы можете захотеть, чтобы компоненты легко скользили вместе, но не
ощутимая игра. В других случаях достаточно большого количества относительных перемещений. Ты мог бы
даже нужно, чтобы два компонента постоянно соединялись и не разваливались.
Эти разные случаи называются «припадками».

Справочник по машинному оборудованию
ссылка на проектирование подходит. Подгонки имеют особое соглашение об именах
двухбуквенное сокращение, за которым следует цифра.

Буквы обозначают тип посадки, а число
соответствует классу допуска посадки, причем большие числа представляют
более слабые допуски. В этом видео в первую очередь рассматривается посадка в дюймах по стандарту ASME.
система, но есть аналогичное соглашение для метрики. Соглашение об именах
разные, но общая концепция та же. Для получения дополнительной информации вы можете
Справочник по машинному оборудованию или ISO 286-2.

Обязательно посмотрите видео, чтобы увидеть
примеры шести различных типов распространенных посадок и некоторые общие рекомендации по
как их изготовить.

Что такое анализ толерантности | Dimensional Control Systems

Анализ допусков — это название, данное ряду процессов, используемых для определения общих отклонений и влияния отклонений на продукты, возникающих из-за дефектов изготовленных деталей.

В рамках процесса анализа допусков определяются как исходные источники вариации, так и наложение, то есть комбинированная вариация всех деталей в данной сборке. Анализируя влияние изменений размеров деталей и процессов (анализ допусков), производители могут лучше понять источник изменчивости размеров в своих конструкциях, устраняя потенциальные проблемы до того, как они станут проблемами, снижая процент брака, проблемы с подгонкой сборки и оправдывая ожидания клиентов в отношении размеров. качество.

Идеальных деталей не бывает

Детали никогда не изготавливаются с идеальными характеристиками. Из-за различий, вызванных характеристиками материалов и производственными процессами, такими как штамповка и механическая обработка, детали всегда изготавливаются больше или меньше, чем их номинальная конструкция. Это отклонение фиксируется в конструкции как допуски, отображающие диапазон отклонений, допустимых в конструкции.

Установление допусков — это процесс определения допустимых верхнего и нижнего пределов размеров детали. Эти размеры, как правило, представляют собой +/-, которые обозначают, насколько больше или меньше данный размер, такой как кромка, профиль или размер отверстия, может быть собран и правильно функционировать при включении в более крупный продукт. Стандартизированные языки были созданы, чтобы упростить понимание методов определения допусков и примечаний от клиентов, поставщиков и инженеров, чтобы создать универсальные «языки» для качества деталей.

Эти стандартные языки включают такие стандарты, как ISO и ASME Y14.5 2009 Стандарт языка проектирования геометрических размеров и допусков (GD&T). Этот стандарт устанавливает единую практику для установления и интерпретации GD&T и связанных с ними требований для использования на технических чертежах и документах.

GD&T является важной частью определения допусков и качества деталей. Как указано ASME,

«GD&T — это важный инструмент для передачи проектных замыслов — чтобы детали из технических чертежей имели желаемую форму, соответствие, функции и взаимозаменяемость. Обеспечивая единообразие спецификаций и интерпретаций чертежей, GD&T сокращает количество догадок на протяжении всего производственного процесса, повышая качество, снижая затраты и сокращая сроки поставки».

Анализ допусков напрямую связан со стоимостью

Допуск напрямую влияет на стоимость и характеристики продукта. Кусок листового металла, который быстро штампуется с помощью штампа, намного дешевле в производстве, чем тот, который необходимо обработать до более точных размеров. То же самое относится к пластмассам, композитам и любой детали. Чем жестче и меньше допуск, тем сложнее изготовить деталь и тем она дороже. В то же время на работоспособность детали и изделия влияют допуски. Автомобильная дверь не будет хорошо закрываться, если допуски очень велики, и может создавать дополнительный дорожный шум из-за плохого уплотнения. Крылья самолета могут нуждаться в большом количестве прокладок, если допуски неверны, чтобы должным образом соответствовать фюзеляжу. Это стоит времени, денег и увеличивает вес самолета, снижая его топливную экономичность.

Таким образом, определение допусков и анализ допусков являются неотъемлемой частью инженерного процесса и управления жизненным циклом продукта для производства высококачественной продукции по разумным ценам.

Как проводить анализ допусков — традиционные методы анализа допусков

Существует множество методов анализа допусков, от самых простых, таких как наброски на салфетках, до продвинутых трехмерных CAD-моделей. Нет правильного и неправильного пути, если ваша математика верна!

Настоящая правда в том, насколько точны ваши результаты?

По мере увеличения сложности анализа толерантности повышается его точность и способность учитывать большее количество факторов влияния в процессе. Давайте рассмотрим несколько различных методов проведения анализа толерантности.

1. Стопки салфеток – Математика на бумаге стопки –
   1. Pro — очень быстро. Вы очень быстро получаете ответы.
   2. Con – Неточно. Это «быстрый и грязный» метод. Вы получаете ответ, но он очень простой и не должен использоваться в качестве основы для крупных программ или изменений дизайна. Это хорошо, чтобы получить приблизительное представление о том, чего ожидать, или для быстрой проверки диапазона.
2. Одномерный анализ стека – Электронная таблица Excel –
   1. Pro – Быстро и дешево. Как и стопка салфеток, этот метод позволяет быстро получить ответы. С помощью макросов Excel вы можете ввести свои допуски и позволить программе рассчитать для вас быстрые стеки. Существуют недорогие инструменты, такие как 1DCS и другие, основанные на Excel, чтобы сделать этот метод еще проще. Это, как и описанный выше метод, дает приблизительное представление о том, чего ожидать, или работает для определения простых структур, таких как пара небольших деталей в подсборке, чтобы лучше понять, чего ожидать.
   2. Con — Низкая точность, отсутствие влиятельных лиц, отсутствие первопричины — этот метод также относительно неточен. Он не учитывает большинство влиятельных лиц и не дает понимания основной причины проблем со сборкой. Если две детали не подходят друг к другу при сборке, этот метод не даст вам ответа, почему.
3. Анализ стека 2D – Электронная таблица Excel или программный инструмент
   1. Pro — хорошо подходит для простых структур, быстро — этот метод также часто использует Excel и дает лучшее понимание, объединяя все части в заданной плоскости. Это помогает привлечь дополнительных участников и может дать лучшее понимание результатов. Этот метод хорош для поверхностей, таких как оболочка продукта или простые структуры.
   2. Con — Отсутствие влиятельных лиц, плохой анализ основных причин — в этом методе отсутствуют трехмерные участники. Это может означать разницу между хорошими и плохими частями во многих продуктах. Любой продукт, состоящий из нескольких частей, должен быть проанализирован в 3D, чтобы учесть, как все части влияют на окончательную геометрию. Кроме того, поскольку в нем не так много влиятельных лиц, это плохой метод для анализа первопричин. Когда возникают проблемы на заводе, у вас может остаться больше вопросов, чем ответов.
4. 3D Stack Analysis — инструмент САПР (в эту категорию входит 3DCS)
   1. Pro — все факторы влияния, анализ первопричин, высокая степень точности, анализ процессов — 3D-анализ допусков включает все детали в сборке, определяя общее влияние на выбранные функции. Это также позволяет проводить глубокий анализ первопричин. В дополнение к этим преимуществам многие системы программного обеспечения для анализа допусков позволяют пользователю моделировать процесс сборки. Это дает полное понимание того, как ваш процесс производства и сборки повлияет на изменения.
   2. Con – Время и обучение – Создание модели анализа допусков и обеспечение ее точности требует как времени, так и обучения/опыта. Пользователь должен быть обучен и понимать инженерные методы, чтобы эффективно моделировать как детали, так и процесс. Это можно частично смягчить, создав упрощенные модели, используя встроенные (CAD) GD&T и соединения и зависимости или повторно используя исторические данные и модели. DCS также предлагает обучение и услуги с наставником, которые помогут вам построить свои модели.

Зачем проводить анализ толерантности?

Как упоминалось выше, анализ допусков можно использовать для снижения себестоимости продукции при одновременном повышении ее качества. Более конкретно, зачем вам проводить анализ толерантности?

• Улучшение качества —
  • Улучшите визуальное и механическое качество вашего продукта.
• Определить зазор и флеш —
  • Определите оптимальные условия зазора и промывки на основе ваших производственных процессов.
• Оптимизировать процессы —
  • Смоделируйте процессы производства и сборки, чтобы определить оптимальные методы и порядок.
• Уменьшить вариацию —
  • Уменьшить общую вариацию, компенсируя ее в дизайне.
• Управление доработками и браком —
  • Благодаря прочной конструкции и размерам и размерам уменьшается потребность в браке и переделок.
• Решение производственных проблем —
  • Используйте данные измерений с завода для решения производственных проблем с моделью САПР.

Почему мы должны использовать инструменты статистического анализа в проектировании измерений?

Простой ответ заключается в том, что допуски в каждом процессе изготовления детали и процесса сборки являются статистическими переменными. Описывая вариацию продукта как статистическое распределение, как статистические переменные, вариацию можно рассматривать, чтобы более эффективно уменьшить вероятность наихудшего случая.

Инструменты статистического моделирования могут дать ответы на такие вопросы, как:

Какова вероятность того, что продукт соответствует требованиям?

Какой процент сборок будет соответствовать требованиям?

Эти вопросы более важны на этапе проектирования, чем на этапе производства продукта. Хороший инструмент моделирования размерного проектирования, такой как 3DCS, должен уметь учитывать допуски спроектированной детали (например, допуск профиля при изготовлении детали) И допуски производственного процесса (например, допуск при перемещении сборочного узла с одной станции на другую).

На этапе производства инструменты статистической отчетности, такие как QDM, могут использоваться для контроля качества производства путем мониторинга статистики процесса. Используя QDM с результатами моделирования из 3DCS, инженер также может статистически сравнивать результаты производства с проектными результатами, т. е. с результатами моделирования. Этот метод используется в анализе первопричин для поиска проблем, связанных с качеством в производственном процессе.

Убедитесь сами!

Щелкните здесь, чтобы запросить бесплатную индивидуальную демонстрацию инженером РСУ

Многие традиционные методы анализа допусков являются быстрыми и неточными

Анализ допусков направлен на внесение изменений в конструкцию как можно раньше в жизненном цикле продукта, где они наименее затратны.