Метрологическая экспертиза рабочей конструкторской документации

Цель МЭ рабочей конструкторской документации — оценка возможности контроля установленных в документации норм точно­сти, достоверности и экономической целесообразности методов конт­роля.

Одной из главных задач МЭ рабочей конструкторской доку­ментации является анализ рациональности номенклатуры парамет­ров, подлежащих измерениям. Такой анализ включает в себя:

— рассмотрение возможности замены качественных требова­ний (при их наличии) на требования к ФВ;

— анализ достаточности номенклатуры измеряемых парамет­ров, необходимых для обеспечения изделием (узлом, деталью) его служебного назначения и рассмотрение возможности сокращения этой номенклатуры или такого ее изменения, которое приводит к уменьшению затрат на контрольно-измерительные операции;

— проверку взаимной увязки допусков формы, расположения а также шероховатости поверхностей и допусков на размеры, про­ставляемые на чертеже детали.

Рассмотрение возможности замены качественных требований, предполагающих органолептический (с помощью органов чувств) контроль, на требования к физическим величинам, проверяемых путем измерений, необходимо осуществлять при наличии качествен­ных требований к конструкции изделия. Однако такая замена хотя и возможна, но нецелесообразна, например в случае контроля пара­метров, повышения объективности и достоверности которого не оправдывает дополнительные затраты на организацию измерений.

Анализ достаточности номенклатуры измеряемых парамет­ров осуществляют по результатам оценки их влияния на служебное назначение изделия, взаимосвязи между собой, а также экономиче­ской целесообразности соответствующих контрольно-измерительных операций.

Так, в ряде случаев из-за удобства измерения целесообразно заменять раздельное нормирование отклонений формы и располо­жения поверхностей деталей нормированием суммарных отклоне­ний этих параметров геометрической точности, тем более, что часто точность формы и расположения поверхностей одновременно вли­яют на эксплуатационные свойства деталей. К таким парамет­рам можно отнести отклонения от плоскостности и параллельности, плоскостности и перпендикулярности и некоторые другие, часто нерационально нормируемые и измеряемые раздельно.

Вместе с тем иногда целесообразно заменять нормируемые комплексные параметры геометрической точности дифференциро­ванными. Например, измерение комплексного параметра точности формы цилиндрических поверхностей – отклонения от цилиндрич- ности, часто недостаточно обеспечено производственными измери­тельными средствами. Поэтому рекомендуют раздельно нормиро­вать и измерять отклонения от круглости и профиля продольного сечения.

Нормирование точности расположения осей отверстий под крепеж позиционными допусками часто является экономически целесообразней, чем допусками координирующих размеров, так как позволяет использовать для контроля зависимых позиционных от­клонений комплексные калибры.

При проверке взаимной увязки допусков формы, расположения, а также шероховатости поверхностей и допусков на размеры, про­ставляемые на чертеже детали, следует руководствоваться ГОСТ 24643-81.

Если для обеспечения служебного назначения изделия для одних и тех же поверхностей устанавливаются допуски расположе­ния ТР и допуски формы ТF, то рекомендуется, чтобы допуски фор­мы не превышали допусков расположения:

ТF≤ ТР.

Таким образом, для цилиндрических поверхностей допуски цилиндричности или круглости не должны превышать допусков соосности, пересечения осей, симметричности, позиционного допус­ка. Допуск профиля продольного сечения не должен превышать допусков параллельности и перпендикулярности. Для плоских по­верхностей допуски плоскостности и прямолинейности не должны превышать допусков параллельности, перпендикулярности, торцо­вого биения, симметричности и позиционного допуска положения плоскости симметрии.

Допуски формы назначают только в тех случаях, когда они должны быть меньше допуска размера IТ для плоских поверхностей ТF < IТ и меньше половины допуска диаметра для цилиндрических поверхностей ТF < 0,5IТ.

Для обеспечения рационального соотношения между допуска­ми формы и допуском размера IТ ГОСТ 24643-81 рекомендованы следующие уровни относительной геометрической точности:

А – нормальная относительная геометрическая точность; ТF = 0,6IT для плоских поверхностей и ТF = 0,3IT для цилиндрических поверхностей;

В – повышенная относительная геометрическая точность. Для плоских и цилиндрических поверхностей соответственно ТF = 0,4IT и ТF = 0,2 IT;

С – высокая относительная геометрическая точность. Для плоских и цилиндрических поверхностей соответственно ТF = 0,25IT и ТF= 0,2 IT.

Аналогичные соотношения установлены для допусков парал­лельности и размера.

При проверке взаимной увязки допусков диаметра, угла и фор­мы поверхностей деталей конических соединений следует руковод­ствоваться ГОСТ 25307-82.

При заданном допуске Т_DS диаметра конуса в заданном сече­нии рекомендуется назначать допуск угла конуса АТ_D не превыша­ющим допуск диаметра конуса:

.

При задании допусков угла и формы поверхности конуса (до­пуски круглости и прямолинейности образующих) рекомендуется соблюдать следующие соотношения между ними:

-при односторонних предельных отклонениях угла конуса (+АТ или -АТ) ТF<0,5 АТ_D;

- при симметричных предельных отклонениях угла конуса (±АТ/2) ТF<0,25 АТ_D.

Для трех уровней относительной геометрической точности наибольшие значения параметров шероховатости должны быть оп­ределены из следующих соотношений: при уровне А среднее ариф­метическое отклонение профиля R_а ≤ 0,05IT; уровне В - R_а< 0,025IТ, уровне С – R_а < 0,012IT.

При заданных допусках биения ТС (радиального ТСR или тор­цового ТСА, в заданном направлении, полного радиального или полного торцового) значения параметра шероховатости R_а рекомен­дуется ограничивать, исходя из условия R_а ≤ 0,1 TС.

В тех случаях, когда нормируют высоту неровностей по 10 точ­кам R_z, можно воспользоваться зависимостью

,

где k = 4 при R_a = (2,5 ... 80) мкм, k = 5 при R_а = (0,02 ... 1,6) мкм.

При экспертизе контролепригодности установленных норм точности основное внимание уделяют анализу возможности изме­рения указанных в конструкторской документации параметров точ­ности изделия существующими измерительными средствами. Если такая возможность отсутствует, проверяют обоснованность назначения указанных параметров точности и их допусков. При этом необходимо учитывать, что одни и те же свойства изделия могут быть обеспечены нормированием различных параметров. Например при отсутствии в единичном производстве комплексных калибров для контроля позиционного отклонения осей отверстий под крепеж возможна замена в соответствии с ГОСТ 28187-89 позиционных допусков предельными отклонениями координирующих размеров.

Проверка полноты и правильности требований к точности средств измерений производится, как правило, если нормируемые параметры непосредственно не проверяются, а используются кос­венные методы измерения. При косвенных измерениях погрешность средств измерений составляет часть погрешности измерений. В та­ких случаях необходимо представление о методической составляю­щей погрешности измерений.

При проверке правильности требований к точности средств измерения следует учитывать, что чрезмерный запас по точности экономически не оправдан. Чем точнее средство измерения, тем выше затраты на измерения, в том числе затраты на метрологическое об­служивание этих средств.

Достоверность измерений линейных размеров можно оценить величиной параметров т (число неправильно принятых деталей), п (количество неправильно забракованных деталей) и с (возмож­ный выход за границу поля допуска у неправильно принятых дета­лей), определяемыми по ГОСТ 8.051-81 в зависимости от точности технологического процесса обработки деталей и точности измере­ний. Указанные параметры должны находиться в пределах допустимых конструктивных(т, с) и экономических(п)требований.

При оценке правильности использования метрологических тер­минов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц проверяют выполнение требований ГОСТ 16263-70, ГОСТ 8.417-2002 и др. Правильное использование терминологии — залог пре­дотвращения ошибок и неоднозначности в содержании технической документации. В документации разрешается применение единиц си­стемы СИ, кратных и дольных единиц системы СИ, единиц, допу­щенных к применению наравне с единицами системы СИ.

Одним из наиболее важных и ответственных этапов МЭ кон­структорской документации является метрологическая экспертиза рабочих чертежей машин и приборов. Целью МЭ чертежа детали является установление возможности контроля заложенных в черте­же норм точности.

Метрологическая экспертиза чертежа детали выполняется в по­следовательности, приведенной далее.

— Проверяют соответствие (необходимость и достаточность) указанных, непосредственно на чертеже и в технических требовани­ях допусков размеров, формы, расположения и шероховатости по­верхностей служебному назначению детали и соответствующим го­сударственным стандартам.

— Проверяют правильность терминологии в назначенных тех­нических требованиях, соответствие наименований измеряемых ве­личин и обозначение их единиц системе СИ.

— Проверяют взаимную увязку допусков размеров, взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.

— Определяют контролепригодность указанных в п. 3 допус­ков.

— Устанавливают достоверность контроля назначенных норм точности.

Результаты метрологической экспертизы оформляют в виде замечаний и предложений. Документацию вместе со списком заме­чаний и предложений возвращают ее разработчику для внесения исправлений.