|
|
|
|
|
|
||
Этот принцип заключается в учете экономических факторов при назначении допусков на характеристики материала детали и на погрешности ее изготовления.
Конструктор должен помнить, что от допусков на деталь в существенной степени зависит ее стоимость. Так, чем выше качество используемого материала, тем она дороже. Например, стоимость оптического стекла первой категории класса А по показателю преломления в несколько раз больше, чем стекло той же марки пятой категории класса Г, а его стоимость с учетом всех показателей качества может отличаться на порядок.
На рис. 10 ([30]*) изображен график зависимости между допуском (dq)на точность изготовления детали и затратами по его выполнению (Zdq). На графике показана кривая, образованная участками равнобочных гипербол 1-4, характеризующих затраты на получение допуска при обработке детали на различном оборудовании, используя различный инструмент, оснастку и т.д. Узловые точки Э, П, Т, образованные пересечением соответствующих кривых, являются границами зон, характеризующими низкие, средние и высокие затраты и соответствующие им уровни точности технологических процессов, называемые экономическими, производственными и техническими* [30]*, [55]*.
Экономическому уровню точности (ЭУТ) технологических процессов (допуск обозначается dqэ) соответствует точность, получаемая в серийном производстве при изготовлении деталей на автоматическом и универсальном оборудовании с помощью типового инструмента, оснастки и приспособлений. Контроль производится средствами, находящимися на рабочем месте (микрометры, индикаторы, калибры, эталонные стекла). Для заводов оптической промышленности экономический уровень, в среднем, начинается с 9-10 квалитетов точности.
Производственному уровню точности (ПУТ) соответствует точность dqп, получаемая в серийном производстве при изготовлении деталей также на автоматическом и универсальном оборудовании, но с применением специального инструмента, оснастки и технологических процессов (например, при изготовлении деталей на шлифовальных станках; с использованием алмазных резцов; разверток; кондукторов; приспособлений для центрирования заготовки; с увеличением числа повторных циклов ("выхаживанием") обработки поверхностей детали и т.п.). Контроль производится средствами, находящимися как на рабочем месте, так и в отделе технического контроля (ОТК) цеха. Производственному уровню соответствуют в среднем допуски по 6-8 квалитетам точности.
Техническому уровню точности (ТУТ) соответствует предельно высокая точность dqт, которая может быть достигнута с помощью специального (прецизионного) оборудования, инструмента, технологических процессов и условий производства. Например, для достижения точности нанесения делений на штриховых лимбах (диаметром около 100 мм) с погрешностью в 1-2" используют прецизионные делительные машины, производят стабилизацию температуры (до сотых долей градуса), давления и влажности в рабочем помещении, осуществляют защиту от вибраций и другие мероприятия. Контроль деталей выполняют с привлечением лабораторных средств (автоколлиматоров, микроскопов, интерферометров). Техническому уровню соответствуют допуски по 4-5 квалитетам.
Более высокую точность изготовления детали (зона Д) можно получить ее доводкой, выполняемой на станках, или слесарным способом вручную (шабрением, притиркой, развертыванием, прикаткой и т.п.), как правило, в процессе сборки детали в узел (обычно этот процесс называют технологической компенсацией погрешностей деталей). Левая граница этой зоны весьма неопределенна, так как в существенной степени зависит от квалификации рабочего, наличия необходимого оборудования, инструмента и контрольных средств.
Показанную на рис. 10 кривую, можно аппроксимировать гиперболической кривой, проходящей через узловые точки Э, П, Т и характеризующей зависимости между допуском и затратами на его выполнение приближенной зависимостью
,
где Т - коэффициент для выражения допуска в единицах стоимости; t>0 - показатель степени (обычно считают, что t=0,5-1); Z0(dq) - стоимость изготовления (элемента) детали по свободному допуску.
Таким образом, назначая высокие (жесткие) допуски на погрешности изготовления деталей, конструктор должен отдавать себе отчет, что это приведет к существенному их удорожанию, поэтому такие допуски должны быть обоснованы другими факторами, связанными, например, с затратами на сборку, точностью функционирования всего прибора и т.п.
Стоимость сборки деталей, как известно ([29]*), зависит от погрешностей их изготовления (рис. 11, кривая 2) и может быть охарактеризована зависимостью
,
где R - коэффициент для выражения допуска в единицах стоимости; r>0 - показатель степени; R0(d q) - стоимость сборки при отсутствии погрешностей.
Такая зависимость обусловлена тем, что затраты на сборку растут с увеличением погрешностей изготовления деталей, так как "грубые" детали обычно требуют при сборке дополнительных регулировок, пригонок, юстировок (трудоемкость которых гораздо больше), а также затрудняют использование средств автоматической сборки. В общем случае конструктор, назначая допуски, должен учитывать затраты на изготовление и сборку деталей (рис. 11, кривая 3), назначая, по возможности, допуски, соответствующие экономическим уровням точности изготовления и сборки. В дальнейшем будут рассмотрены некоторые проблемы, связанные с исследованием зависимостей 1 и 2 и учетом экономических факторов при расчете допусков.