eng
ВВЕДЕНИЕ
Отработку конструкции изделия на технологичность проводят на всех стадиях разработки
конструкторской документации, начиная с технического задания и до разработки рабочей до-
кументации для серийного или массового производства.
Отработка на технологичность конструкции изделия является триединой задачей:
- отработка конструкции для выполнения технического задания,
- отработка конструкции на технологичность для обеспечения минимальной трудоемкости
изготовления изделия,
- отработка конструкции на метрологичность для обеспечения возможности применения
средств измерений и минимальной трудоемкости контроля.
Это сложная задача, требующая участия значительного числа профессионалов разных на-
правлений: технологов, метрологов, материаловедов, специалистов по лакокрасочным покры-
тиям, гальванике и др.
В связи с этим отработка конструкции должна выполнятся непрерывно на всех этапах про-
цесса разработки конструкции изделия с участием всех специалистов.
При проектировании должна быть обеспечена оценка соответствия продукции в процессе
производства. Инструментом реализации этой оценки является метрологическое обеспечение
на базе измерений, контроля и испытаний.
Следует отметить, что внедрение станков с числовым программным управлением и обра-
батывающих центров дает возможность создавать любые конфигурации (особенно для призматических
деталей). Аддитивные технологии позволяют получить детали какой угодно фор-
мы, и поэтому будет повышаться значимость простановки размеров с точки зрения их метро-
логичности, так как при возрастании трудоемкости изготовления детали будет увеличиваться
трудоемкость контроля. Таким образом, при аддитивной технологии должна быть обеспечена
метрологичная простановка размеров и задания шероховатости, формы и отклонения поверх-
ностей, обеспечивающие контролепригодность конструкции. При простановке размеров надо
учитывать читаемость чертежа и неизбежность выполнения измерений и контроля размеров,
формы, расположения поверхностей и шероховатости. Также необходимо принимать во вни-
мание наличие большого количества универсального оборудования. В связи с этим отработка
конструкции детали на технологичность и метрологичность остается актуальной задачей, от-
ражающей профессиональный уровень конструктора.
Существующие системы проектирования (Компас, AutoCad и др.), реализующие автома-
тизированное черчение для разработки конструкции, требуют:
- полного комплекса профессиональных знаний в проектировании конструкции устрой-
ства;
- знаний в обеспечении минимальной трудоемкости изготовления, то есть технологично-
сти задания размеров и параметров;
- обеспечения контролепригодности (метрологичности), которая также определяется про-
становкой размеров и контролируемых параметров.
Основная задача отработки конструкции на технологичность заключается в повышении
производительности труда при оптимальном снижении затрат, материалов, трудоемкости под-
готовки производства, технического обслуживания и ремонта, обеспечении прочих заданных
требований к изделию с учетом его производства и эксплуатации.
4 Введение
Метрологическая экспертиза конструкторской документации проводится для оценки тех-
нических решений в части метрологического обеспечения (решений, касающихся измеряе-
мых параметров, установления требований к точности измерений, применяемой терминоло-
гии, выбора методов и средств измерений, их метрологического обслуживания, и т. д.).
В настоящее время разрабатывать конструкцию и чертежи в университетах учат, но отра-
ботка конструкции на технологичность и метрологичность в части простановки размеров и па-
раметров на чертежах по-прежнему остается проблемой.
В данном практическом пособии основное внимание уделено сложной задаче отработки
конструкции деталей на технологичность и метрологичность в части простановки размеров,
назначения шероховатости, отклонений формы и расположения поверхностей детали.
Простановка размеров на чертеже требует от конструктора:
- выбора конструкторских баз и сочетания их с технологическими базами;
- выбора допусков и параметров (шероховатость, форма и расположение поверхностей)
с минимальной точностью, обеспечивающей работу изделия в условиях эксплуатации при ми-
нимальных затратах изготовления;
- технологичность простановки размеров с учетом особенностей оборудования, оснастки
и применяемого инструмента;
- обеспечения требований к конструкторским и технологическим базам для установки де-
талей и сборочных единиц для обработки детали на оборудовании и контроля;
- простановки размеров, обеспечивающей минимальное накопление погрешностей изго-
товления и их влияние на сборку и эксплуатацию изделия;
- метрологичности простановки размеров, обеспечивающей минимальную трудоемкость
метрологического обеспечения оценки соответствия продукции в производстве (измерение,
контроль и испытания).
В монографии приведены материалы трудов преподавателей Московского высшего тех-
нического училища (МГТУ имени Н.Э. Баумана) 1925 и 1928 годов. Они написаны в период
выбора и становления системы машиностроительного черчения.
Материал представлен музеем МГТУ имени Н.Э. Баумана.
Воен. Инж. Техн. Г. Апарин С 206 чертежами в тексте и отдельным альбомом с 84 чертежа-
ми. Г. Ковров. Пулеметный завод. Государственная типография Уисполком. 1925. с. 175.
В то время в Советском союзе использовались две системы машиностроительного черче-
ния: немецкая и американская. В конечном счете была принята немецкая система. Проблемы,
которые рассматривались в обучении студентов и работе инженеров, аналогичны сегодняш-
ним. Это ярко отражено в предисловии к атласу условности машиностроительного черчения:
«Практика обучения студентов ВТУЗов показала, что многие из учащихся умеют довольно
прилично составлять чертежи, но совершенно не умеют разбираться даже в простейших чер-
тежах, т.е. они «умеют писать, но не умеют читать». Наглядные материалы из трудов препода-
вателей МВТУ имени Н.Э. Баумана
представлены в пособии по разделам. Следует отметить,
что в 20-х годах прошлого века инженер-конструктор при создании конструкции давал также
наставления по технологии, метрологии и материаловедению, и другим ее аспектам. В текст
пособия включены профильные материалы по разработке конструкции и технологии изготов-
ления изделий 20-х годов прошлого столетия.
Введение 5
В монографии большое количество рисунков. В подготовке графического материала вы-
ражаю особую благодарность сотруднику МГТУ имени Н.Э. Баумана Попкову Михаилу Ни-
колаевичу.
Носов М.В., Маслов И.Ф. Атлас условности машиностроительного черчения. Наглядное пособие при
изучении, составлении и чтении машиностроительных чертежей / Акционерное общество «Москов-
ское научное издательство. Москва. «Макиз», 1928, 87 с.
6 Введение
Введение 7
8 Введение
Апарин Г. Мерительный инструмент и его изготовление.
Составил по личным наблюдениям и исследованиям.
ГЛАВА 1
ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ
КОНСТРУКЦИИ
В данном разделе представлены этапы разработки конструкции изделия и соответствую-
щие им этапы отработки изделия на технологичность и метрологической экспертизы.
Взаимосвязь конструкции изделия с технологией его производства обусловила одну из наи-
более сложных задач: отработку конструкции изделия на технологичность и метрологичность.
Основная задача отработки конструкции на технологичность заключается в повышении
производительности при оптимальном снижении затрат труда, средств, материалов, а так-
же времени на проектирование, подготовку производства, изготовление, техническое обслу-
живание и ремонт.
Отработка конструкции изделия является триединой задачей, которая должна решаться
в процессе разработки. Данная задача имеет следующие составные части:
- разработка и отработка конструкторской документации,
- отработка конструкции изделия на технологичность,
- отработка метрологичности конструкции, то есть обеспечение возможности и минималь-
ной трудоемкости измерений и контроля в процессе изготовления, испытаний и эксплуатации
изделия (контролепригодность).
Эти задачи выполняются на этапах разработки конструкции и подготовки производства:
- техническое задание,
- техническое предложение,
- эскизный проект,
- технический проект,
- рабочий проект,
- изготовление и испытания опытных образцов,
- серийное и массовое производство.
В соответствии со стадиями разработки выполняется отработка конструкции на техноло-
гичность и метрологичность. Как показала практика, для получения максимального результата
отработку конструкции изделия на технологичность и метрологичность
необходимо прово-
дить в процессе разработки на всех стадиях создания конструкторской документации с участи-
ем технологов, метрологов и специалистов других профилей.
По данным технической литературы 50–70 % возникающих дефектов приборов, машин
и механизмов связано с недостатками конструкции, 20–30 % – с технологическими процес-
сами, недостаточным качеством сырья и материалов и 5–15 % – ошибки производственного
персонала. В связи с этим стадия разработки является важнейшим этапом отработки изделия
на технологичность.
10 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Технологичность закладывается в конструкцию при назначении параметров деталей (мате-
риала, размеров, допусков, шероховатости и др.), формы и взаимного расположения поверх-
ностей, их элементов, соответствующих возможностям применяемых технологий производ-
ства и контроля.
В технологической рациональности конструкции должны учитываться взаимосвязь тру-
довых и материальных затрат с требованиями технического задания, в том числе показателя-
ми функционального назначения, надежности и эргономичности (удобство при эксплуатации
и ремонте и т. п.).
Для своевременной отработки конструкции на технологичность, сокращения сроков про-
ектирования, а также для получения отправных данных для подготовки производства технолог
должен участвовать в процессе создания конструкции изделия на всех стадиях проектирова-
ния, отчетливо представлять специфику каждой из стадий и специфику изделия как объекта
эксплуатации. Это позволит полноценно вести отработку конструкции изделия на техноло-
гичность в процессе разработки конструкции.
Основная задача метрологической экспертизы конструкторской документации – это про-
верка наличия необходимых и достаточных для контроля размеров, параметров и требований,
оценка их контролепригодности, а также анализ простановки размеров на чертежах с целью
снижения трудоемкости измерительного контроля.
Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации прово-
дится в соответствии с ГОСТ 2.103 и ГОСТ 3.1102 на всех стадиях разработки.
Основные объекты анализа при метрологической экспертизе различных видов техниче-
ских документов:
- технические задания (предложения), заявки (ТЗ).
- конструкторская документация (КД) (чертежи) и иная проектная документация,
- отчеты о научно-исследовательской работе, пояснительные записки к техническим
(эскизным) проектам (НИР).
- протоколы испытаний (ПИ).
- технические условия, стандарты (ТУ).
- эксплуатационные и ремонтные документы (ЭД).
- программы и методики испытаний (МИ).
- технологические инструкции (регламенты) (ТИ).
- технологические карты (ТК).
Необходимо обеспечение метрологичности конструкции, реализующей возможность
оценки соответствия продукции требованиям конструкторской документации и минимиза-
цию трудоемкости контроля. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологи-
ческой документации реализуется анализом и оценкой технических решений и параметров,
подлежащих измерению, установлению норм точности. Также необходимо метрологическое
обеспечение процессов разработки, изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта из-
делия. Основным результатом отработки конструкции изделия является минимизация затрат
на метрологическое обеспечение оценки соответствия продукции в процессе разработки, про-
изводства и эксплуатации.
Глава 1. Этапы разработки конструкции 11
Таблица 1.1. Этапы отработки конструкции, технологичность и метрологическая экспертиза
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
задание
Определяется основное назначение,
технические и тактико-технические харак-
теристики, показатели качества и технико-
экономические требования, предъявляемые
к разрабатываемому изделию, выполнение
необходимых стадий разработки конструк-
торской документации и ее состав, а также
специальные требования к изделию.
На стадии технического задания определяются глав-
ные задачи и направления последующей отработки
конструкции на качественную технологичность и
выполняются следующие работы:
- определяются базовые показатели технических
характеристик изделия, которые диктуются потреб-
ностями заказчика, и их сопоставление с данными
аналогичных конструкций (отечественных и зару-
бежных), выявляется степень сложности проектиру-
емого изделия;
- выполняется подбор данных о технологичности
аналогичных (в целом или по отдельным признакам)
конструкций, анализ этих данных для определения
требований к конструкции, заданной для проектиро-
вания;
- выполняется анализ новейших достижений в об-
ласти технологии, которые могут способствовать
наилучшему решению конструкторских и техноло-
гических задач, возникающих при создании нового
изделия;
- определются факторы технико-экономического
и планового характера;
- определяется состав базовых показателей техноло-
гичности конструкции изделия;
- определяется методика расчета базовых показате-
лей в зависимости от наличия и полноты статистиче-
ских данных об аналогичных конструкциях и других
данных, полученных в подготовительных работах;
- производится расчет базовых показателей техноло-
гичности для занесения их в техническое задание.
На стадии технического задания выполняются
следующие работы:
- оценка правильности использования единиц
физических величин, допущенных к примене-
нию, применения терминов и определений, уста-
новленных стандартами;
- оценка полноты и обоснованности задания
требований к измеряемым (контролируемым)
параметрам изделия и их допустимые отклоне-
ния
- оценка обоснованности требований к точно-
сти определения параметров изделия, заданных
в техническом задании;
- оценка требований к методикам выполнения
измерений и методам контроля;
- оценка требований к контролепригодности
изделия;
- оценка полноты задания требований к метро-
логическому обеспечению испытаний изделия;
- оценка обоснованности требований к показате-
лям метрологического обеспечения;
- оценка требований к измерительным системам,
средствам измерений и контроля;
- оценка требований к возможности поверки
и ремонта измерительной системы, средств из-
мерений и контроля изделия в условиях эксплу-
атации;
- оценка необходимости разработки средств из-
мерений с метрологическими характеристиками,
приведенными в техническом задании.
12 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
предложение
Совокупность конструкторских документов,
которые должны содержать технические и тех-
нико-экономические обоснования целесоо-
бразности разработки.
Выявление вариантов возможных решений,
установление их особенностей (принципов
действия, размещения функциональных
составных частей и т. п.), их конструктор-
ская проработка. Глубина такой проработки
должна быть достаточной для сравнительной
оценки рассматриваемых вариантов.
Анализ аналогичных конструкций, име-
ющихся в отечественной и зарубежной
практике, и сравнение характеристик раз-
рабатываемого изделия с характеристиками
аналогов.
Проверка вариантов на патентную чистоту
и конкурентоспособность, оформление за-
явок на изобретения.
Проверка соответствия вариантов требо-
ваниям техники безопасности и производ-
ственной санитарии.
Сравнительная оценка рассматриваемых
вариантов. Сравнение проводится по по-
казателям качества изделия, например,
надежности, экономическим, эстетическим,
эргономическим. Сопоставление вариантов
может проводиться также по показателям
технологичности (ориентировочной удель-
ной трудоемкости изготовления, ориентиро-
вочной удельной материалоемкости и др.),
стандартизации и унификации.
Оценка вариантов конструктивных решений с пози-
ций технологичности по следующим параметрам:
- выявление схемы изделия имеющей лучшие пред-
посылки для рационального членения и компоновки
конструкции;
- оценка составных частей конструкции изделия для
возможности использования стандартных или уни-
фицированных деталей и сборочных единиц;
- выявление составных частей конструктивной
схемы, которые имеют предпосылки для применения
в процессе производства типовых технологических
процессов новых и малоизученных процессов;
- оценка средств технологического оснащения, кото-
рые могут потребовать сравниваемые варианты;
- оценка возможности ограничения номенклатуры
конструкционных материалов.
Выводы сравнительной оценки технологичности
конструктивных вариантов технического предложе-
ния и их обоснование оформляются в пояснительной
записке к техническому предложению.
На стадии технического предложения выполня-
ются следующие работы:
- определение соответствия установленных
для изделий норм точности требованиям техни-
ческого задания;
- выяснение обоснованности и достаточности
дополнительных норм точности, установленных
для изделия сверх норм, предусмотренных тех-
ническим заданием;
- определение соответствия технических реше-
ний национальным и отраслевым стандартам,
распространяющимся на данное изделие;
- определение контролепригодности установ-
ленных норм точности и возможность контроля
изделия в имеющихся условиях измерений.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 13
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
предложение
При этом следует учитывать конструк-
тивные и эксплуатационные особенности
разрабатываемого изделия и существующих
аналогов, тенденции и перспективы раз-
вития отечественной и зарубежной техники
в данной области, вопросы метрологическо-
го обеспечения разрабатываемого изделия
(возможности выбора методов и средств
измерения). При необходимости изготавли-
ваются макеты.
Оценка компоновки основных составных ча-
стей, характера их взаимосвязи и их влияния
на функционирование изделия и техниче-
ское обслуживание.
Выбор оптимального варианта (вариантов)
изделия, обоснование выбора; установле-
ние требований к изделию (технических
характеристик, показателей качества и др.)
и к последующей стадии его разработки
(необходимые работы, варианты возмож-
ных решений, которые следует рассмотреть
на последующей стадии и др.)
Проработка вопросов, обеспечивающих воз-
можность использования конструкторской
документации в электронной форме на по-
следующих стадиях разработки.
Продолжение табл. 1.1
14 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Эскизный
проект
Эскизный проект, развивая наиболее раци-
ональные решения технического предложе-
ния, может быть выполненв одном и не-
скольких вариантах.
Разработка конструкторских документов,
которые должны содержать принципиаль-
ные конструктивные решения, дающие
общее представление об устройстве и прин-
ципе работы изделия, а также данные, опре-
деляющие назначение, основные параметры
и габаритные размеры разрабатываемого
изделия. Выбор вариантов конструкции из-
делия для дальнейшей разработки.
Эскизный проект является основанием
для разработки технического проекта или
рабочей конструкторской документации.
Выявление новых комплектующих изделий
и материалов, которые должны быть разра-
ботаны другими организациями и предпри-
ятиями, и определение технических требова-
ний к этим изделиям и материалам.
Проработка основных вопросов технологии
изготовления.
Достижение соответствия технических ха-
рактеристик, режимов работы, гарантийных
сроков и условий эксплуатации покупных
изделий и материалов требованиям, обеспе-
чивающим реализацию разрабатываемого
изделия.
На стадии эскизного проекта отработка конструкции
изделия на технологичность выражается в техноло-
гическом контроле конструкторской документации
и включает решение следующих задач:
- окончательный выбор рациональной конструктив-
ной схемы изделия, в которой выявлены основные
составные части, компоновка членение, методы со-
единения и общие габаритные размеры;
- принципиальная оценка технологичности основ-
ных составных частей;
- принципиальная оценка конструкторских баз
и возможность их использования как технологиче-
ских;
- принципиальная оценка общей компоновки из-
делия и составных частей, выявленных в эскизном
проекте, обеспечивающих технологичность сборки;
- выявление составных частей, которые могут быть
стандартными или унифицированными;
- выявление составных частей, которые по конструк-
тивной схеме могут быть заимствованы из освоенных
в производстве образцов;
- проработка основных вопросов технологии из-
готовления;
- выявление условий общей сборки изделия и парал-
лельных сборок составных частей;
На стадии эскизного проекта выполняются сле-
дующие работы:
- исполнение рекомендаций, выработанных
при экспертизе технического предложения;
- оценка обоснованности технических решений,
обеспечивающих получение заданных в техни-
ческом задании характеристик погрешности
измерений параметров изделия;
- оценка обоснованности состава параметров,
подлежащих измерению при изготовлении, ис-
пытании, эксплуатации изделия;
- оценка применения стандартизованных или
аттестованных методик выполнения измерений;
- уточнение установленных норм точности
национальным или отраслевым стандартам,
возможность контроля (контролепригодность)
установленных норм точности при помощи
средств измерений в условиях производства из-
готовителя;
- определение необходимости разработки, из-
готовления и приобретения средств измерений
для метрологического обеспечения производства
изделия.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 15
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
С целью экспериментальной проверки
принципов работы изделия и его составных
частей по усмотрению разработчика могут
быть изготовлены и испытаны макеты.
Разработка пояснительной записки эскизно-
го проекта с результатами конструкторской
проработки, в том числе описание кон-
струкции изделия и принципа его действия,
технико-экономические показатели, а также
предложения по дальнейшим конструктор-
ским и экспериментальным работам.
- выявление номенклатуры используемых конструк-
ционных материалов и возможности ее сокращения;
- выявление условий технического обслуживания
изделия;
- анализ соответствия компоновок и членения вари-
антов конструкции изделия условиям технического
обслуживания и ремонта;
- выявление условий контроля, регулировки и под-
готовки изделия к функционированию;
- выявление условий подготовки производства, опре-
деление основных укрупненных данных для органи-
зации технологической подготовки производства;
- выявление новых технологических процессов, тре-
бующих технического оснащения и освоения;
- определение уровня технологичности конструкции
на стадии эскизного проекта и расчет показателей
технологичности вариантов конструкции изделия;
- отработка вариантов конструкции по унификации,
стандартизации, по точности расположения и спосо-
бам соединения составных частей изделия.
Продолжение табл. 1.1
16 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Технический
проект
Технический проект конструкции изделия
выполняется в одном варианте. Технический
проект содержит окончательные конструк-
тивные решения, дающие полное представ-
ление о конструкции изделия. Разработка
конструкторских документов, которые долж-
ны содержать окончательные технические
решения, дающие полное представление
об устройстве разрабатываемого изделия,
и исходные данные для разработки рабочей
документации.
Обеспечение соответствия конструкции
изделия техническому заданию, заданному
уровню технологичности конструкции и оп-
тимальной ремонтопригодности.
Отработка конструкции изделия на технологичность
на стадии технического проекта включает решение
всего комплекса задач.
Технологичность конструкции изделия оценивает-
ся по основным и дополнительным показателям,
которые на стадии технического проекта могут быть
определены и сравнены с базовыми показателями,
указанными в техническом задании (уровень тех-
нологичности конструкции определяется на стадии
технического проекта).
В случаях, когда при проектировании изделия техни-
ческий проект не предусмотрен, задачи по отработке
конструкции на технологичность, решаемые на ста-
дии технического проекта, включают в состав задач,
решаемых при эскизном проектировании.
На стадии технического проекта выполняются
следующие работы:
- проверка выполнения рекомендаций экспер-
тизы эскизного проекта в части соответствия
установленных для изделия норм точности, со-
держащихся в эскизном проекте;
- уточнение соответствия установленных норм
точности национальным или отраслевым стан-
дартам;
- возможность контроля (контролепригодность)
установленных норм точности при помощи
средств измерений в условиях изготовителя из-
делия;
- выявление необходимости разработки, изго-
товления и приобретения специального обору-
дования для обеспечения измерений в процессе
производства изделия.
Рабочая кон-
структорская
документация
а) опытного
образца (опыт-
ной партии)
или изделия
единичного
производства
(кроме разового
изготовления)
Разработка рабочей конструкторской доку-
ментации производится в развитие техни-
ческого проекта до полной детализации
сборочных единиц.
Отработка рабочей конструкторской доку-
ментации по данным изготовления и испы-
тания опытного образца (партии).
В процессе сборки и монтажа опытных об-
разцов уточняют конструкцию и по мере их
изготовления проводят приемосдаточные
(климатические, механические, электриче-
ские и др.) испытания изделия.
Отработка конструкции изделия на технологичность
на стадии разработки рабочей документации охватывает
весь комплекс задач.
При отработке конструкции изделия на технологичность
осуществляется технологический контроль
конструкторской документации, которая подписывается
технологами.
Разработка рабочей конструкторской документации
на изделие, которое предназначено для серийного
(массового) производства, и отработка его конструкции
на технологичность производится в соответствии
с условиями этого вида производства, независимо от
того, что серийному
(массовому) производству пред-
шествует изготовление
опытного образца (партий)
изделия
На стадии рабочей конструкторской документа-
ции выполняются следующие работы:
- оценка обоснованности установленных в тех-
нологической документации значений контро-
лируемых параметров;
- оценка правильности выбора и назначения
в технологических процессах методов и средств
измерений;
- анализ фактических значений погрешностей
измерений;
- оценка соответствия производительности опе-
раций контроля производительности технологи-
ческого процесса.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 17
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
б) серийного
(массового)
производства
Комплект рабочей конструкторской доку-
ментации, включающей сборочные чертежи,
рабочие чертежи деталей, спецификации
и другие документы, достаточные для из-
готовления, контроля, приемки и эксплуата-
ции изделия.
Окончательная отработка рабочей конструкторской
документации на технологичность производится
по данным изготовления и испытания установочной
серии до начала установившегося серийного (массо-
вого) производства.
Оценка уровня технологичности в соответствии
с условиями установившегося серийного (массового)
производства производится в период изготовления
и испытания установочной серии.
Отработка конструкции изделия на технологич-
ность на стадии разработки рабочей документации
производится разработчиком документации с при-
влечением технологов предприятия-изготовителя
и специализированных научно-исследовательских
институтов.
Целесообразность привлечения различных органи-
заций к отработке конструкции на технологичность,
порядок и степень их участия определяются разра-
ботчиком конструкторской документации.
- проверка норм точности на взаимную увязку
допусков, установленных на размеры, отклоне-
ния формы, расположение поверхностей и ше-
роховатость поверхности;
- контроль достаточности установленных норм
точности для всех элементов, определяющих
выходные параметры изделия, возможность
контроля (контролепригодность) норм точ-
ности имеющимися у изготовителя средствами
измерений;
- оценка обоснованности норм точности и вы-
бора нормируемых параметров в случае проблем
контроля имеющимися средствами измерений.
Окончание табл. 1.1
18 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Конструкторская и проектная документация должна подвергаться метрологической экс-
пертизе на всех этапах ее создания. Например, на этапе эскизного проекта внимание уделяется
возможности контроля эксплуатационных характеристик изделия. На этапе технического про-
екта объем работ возрастает, так как необходимо анализировать контролепригодность каждой
сборочной единицы. На этапе рабочей документации метрологическая экспертиза проводится
для сборочных чертежей и для деталей (деталировки).
В отраслях машиностроения и приборостроения реализуется большой объем измерения
геометрических параметров, анализ правильности задания норм точности и выбор средств из-
мерения. Номенклатура контролируемых параметров должна быть минимально достаточной,
чтобы гарантировать размерную и функциональную пригодность деталей, узлов и составных
частей изделия.
В таблице 1.1 на базе нормативной документации совместно представлены этапы отработ-
ки конструкции, отработки на технологичность и метрологическая экспертиза как триединая
задача, когда отработка выполняется совместно конструкторами, технологами, метрологами,
испытателями и специалистами других направлений в процессе всех этапов создания изделия.
ГЛАВА 2.
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
ИЗДЕЛИЯ
И СБОРОЧНЫХ
ЕДИНИЦ
2.1. Сборка изделий и сборочных единиц
Сборка является завершающим этапом производства в машиностроении и приборострое-
нии и определяет работоспособность и надежность изделия. Сборка сборочных единиц и из-
делия составляет примерно от 15 % до 50 % общей трудоемкости изготовления изделия. Сейчас
сборочные операции в массовом производстве автоматизируются и роботизируются.
Собранное изделие характеризуется геометрической точностью, обеспечивающей задан-
ное взаимодействие подвижных частей машин и приборов, а также относительное положение
статических частей изделия.
Основными причинами образования погрешностей при сборке являются погрешности
размеров, формы и расположения поверхностей деталей, поступающих на сборку, а также соб-
ственные и контактные деформации деталей, возникающие в процессе сборки. Собственные
деформации обычно являются упругими, а контактные – упругопластическими.
Технологичность конструкции изделия при общей сборке должна соответствовать следую-
щим требованиям:
1. Конструкция изделия должна обеспечивать сборку из предварительно собранных сбо-
рочных единиц, что позволяет выполнять их параллельную сборку. Возможность контроля
должна быть обеспечена на всех этапах сборки изделия.
2. Необходимо стремиться к унификации деталей и частей изделия и применять стандарт-
ные изделия (винты, болты и др.).
3. Обеспечивать возможности подхода к местам регулировки и контроля.
4. Обеспечивать возможность съема, установки элементов и операций их контроля в про-
цессе сборки, которые требуют этого многократно, без дополнительных разборок механизма
(шаговые двигатели, контактные группы и т. д.).
5. Исключать регулировки, которые можно обеспечить конструктивно.
6. Обеспечивать сборку изделия без промежуточной разборки и повторных сборок состав-
ных частей, для которых выполнен контроль и измерения.
7. Обеспечивать применение типовых технологических процессов сборки изделия и его
составных частей для снижения трудоемкости сборки.
8. Исключать регулировки нескольких параметров одним элементом. Один параметр –
один регулировочный элемент.
20 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
9. Сборочная единица после сборки должна представлять собой единое целое, не распадаю-
щееся при перемене положения. Характерным признаком любой сборочной единицы является
возможность ее независимой сборки и окончательного контроля. Выявление сборочных единиц
определяется разборкой изделия, когда их можно снять в собранном виде.
10. Точность сборки, которая определяется степенью совпадения осей контактирующих
материальных поверхностей, а также других элементов сопрягающихся деталей и сборочных
единиц.
11. Точность взаимного расположения элементов и частей устройства должна нормиро-
ваться с учетом функционального назначения изделия, а также необходимости обеспечения
точности относительного расположения деталей и сборочных единиц в процессе сборки, при-
чем допуски относительного расположения сопрягаемых и базовых поверхностей должны быть
обоснованы расчетом сборочных размерных цепей. Выполнение разработанной конструкцией
заданных функций зависит от достигнутой при сборке точности функционирования исполни-
тельных поверхностей сборочных единиц и деталей.
12. При выборе метода сборки следует учитывать трудоемкость сборочных работ и затраты
на изготовление составных частей с точностью, необходимой для данного метода.
Методы сборки располагаются по убывающей производительности труда сборочных работ
в следующем порядке:
- с полной взаимозаменяемостью;
- с неполной взаимозаменяемостью;
- с регулировкой компенсаторами;
- с групповой взаимозаменяемостью;
- с пригонкой.
Наиболее предпочтителен метод полной взаимозаменяемости, обеспечивающий беспри-
гонную сборку изделия с минимальной трудоемкостью.
13. Пределы регулирования и параметры компенсаторов должны определятся расчетом
размерных цепей.
14. При автоматической сборке детали должны иметь простые формы, что упрощает за-
дачу их ориентации при подаче на рабочую позицию сборочного автомата.
15. При разработке конструкции должны учитываться следующие требования сборки:
- последовательность сборки должна быть такой, чтобы установленные детали не мешали
установке следующих;
- желательно, чтобы трудоемкость сборки сборочных единиц была примерно одинакова
при параллельной сборке;
- собранные сборочные единицы в дальнейшем не должны разбираться, так как прошли
окончательный контроль;
- конструкция должна иметь наименьшее количество поверхностей и мест соединений со-
ставных частей;
- обоснованность посадок и ограничение их количества;
- исключение сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей со-
единения составных частей;
- обеспечение удобного доступа для механизации процесса сборки, контроля, регулировки
и проведения других работ по техническому обслуживанию, доступность мест соединения со-
ставных частей при механизации сборочных работ и контроле качества соединения;
2.1. Сборка изделий и сборочных единиц 21
- в конструкции изделия следует исключать необходимость при сборке совместной меха-
нической обработки сборочных единиц и деталей;
- в конструкции сборочной единицы по возможности должны применяться стандартные
и унифицированные части;
- компоновка конструкции сборочной единицы и изделия должна позволять выполнять
сборку при неизменном базировании составных частей, что обеспечивает минимизацию тру-
доемкости сборки;
- сборочные единицы, которые проходят испытания или обкатку, должны быть выделены
в законченную единицу и иметь присоединительные элементы для установки на испытатель-
ные стенды;
- детали должны иметь конструкцию, обеспечивающую однозначную ориентацию при
сборке. Как правило, это детали, обладающие ярко выраженной несимметричностью, предпо-
чтительно по наружному контуру;
- в конструкции сборочных единиц и изделий, имеющих большую массу, должны быть кон-
структивные элементы для захвата грузоподъемными средствами, применяемые в процессе
сборки, разборки и транспортирования;
- точность и шероховатость сопрягаемых поверхностей должны соответствовать требуемой
прочности неподвижных и износостойкости подвижных соединений;
- конструкция деталей и сборочных единиц должна обеспечивать до окончания процесса
сборки детали и сборочной единицы фиксирование относительно друг друга без дополнитель-
ного крепления;
- должна быть сведена к минимуму потребность в специальных приспособлениях для осу-
ществления соединений (сжатие тугих пружин, запрессовка, развальцовка и т. д.);
- соединения не должны требовать дополнительной обработки в процессе сборки (напри-
мер, сверления по месту);
- для сборки детали должны иметь направляющие элементы, заходные конусы и фаски;
- в прессовых соединениях длина запрессовки должна быть минимальной;
- следует избегать многошпоночных соединений, а шпоночные соединения рекомендуется
заменять шлицевыми;
- в шлицевых соединениях следует использовать центрирование по наружному диаметру,
так как это снижает трудоемкость изготовления деталей.
16. При разработке конструкции сборочных единиц и изделия учитываются следующие
требования к составу:
- сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей.
- компоновка сборочной единицы должна обеспечивать общую сборку без промежуточной
разборки и повторной сборки составных частей;
- конструкция должна обеспечивать сборку сборочных единиц без применения сложных
приспособлений, необходимости переустановки базовой детали;
- в изделии должна быть обеспечена неизменность базирования деталей (узлов) и постоян-
ство контакта сопрягаемых поверхностей.
17. В конструкции сборочной единицы и изделия должна быть базовая деталь или конструк-
ция для установки остальных составных частей. Для обеспечения устойчивости и необходимой
точности необходимо, чтобы:
22 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
- базовая деталь была жесткой и не деформировалась под действием сборочных усилий,
- базовая деталь имела развитые базовые опорные поверхности,
- конструкция базовой детали предусматривала возможность совмещения технологиче-
ских, конструкторских и измерительных баз,
- в конструкции базовой части была предусмотрена возможность использования конструк-
торских сборочных баз в качестве технологических и измерительных,
- базовая деталь была жесткой и имела удобные для сборки технологические базы, обеспе-
чивающие высокую точность ее установки.
18. Конструкция должна допускать сборку из предварительно собранных узлов. Это по-
зволяет осуществлять параллельную сборку узлов и общую сборку, что сокращает длительность
сборочного цикла. Значительное преимущество обеспечивается в случае, если узел перед об-
щей сборкой проходит контроль и испытание.
19. Сборка изделия и сборочной единицы:
- сборка изделия и сборочных единиц не должна обуславливать применение сложного тех-
нологического оснащения;
- общую сборку изделия и сборочной единицы следует начинать с базирующей детали или
сборочной единицы, которая должна быть достаточно жесткой и иметь надежные техноло-
гические базы, позволяющие обеспечить требуемую точность сборки и контролепригодность
конструкции;
- сборка конструкции должна производиться без применения сложных приспособлений,
предпочтительно без поворота базовой детали (с которой начинается сборка) для обеспечения
постоянного базирования;
- последовательность установки деталей должна быть такой, чтобы ранее смонтированные
детали и сборочные единицы не мешали установке и контролю после установки последующих
деталей и сборочных единиц;
- в первую очередь, как правило, монтируются сборочные единицы и детали, выполняю-
щие наиболее ответственные функции;
- сборочные единицы, требующие каких-либо испытаний или обкатки, должны быть вы-
делены в законченную сборку;
- сложные конструкции с большим числом деталей и сборочных единиц предпочтительно
конструировать блоками;
- нежелательно базировать детали и сборочные единицы по нескольким поверхностям
на разном уровне для исключения деформации устанавливаемой детали или сборочной еди-
ницы.
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц
2.2.1. Сборка и запрессовка деталей по двум посадочным поверхностям должна быть не од-
новременной, а последовательной для исключения запрессовки диаметра d в двух отверстиях
(рис. п. 2.2.1).
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц 23
2.2.2. При центрировании детали и закреплении ее резьбовым соединением (две базы:
гладкое отверстие и резьба) зазор в резьбовом соединении должен быть больше чем в гладком
для компенсации погрешностей формы и расположения, а также постепенного входа детали
(рис. п. 2.2.2.).
2.2.3. При сборке точные диаметры не должны подвергаться механическому воздействию
из-за возможной деформации и повреждений (рис. п. 2.2.3) Функциональный элемент не дол-
жен подвергаться воздействию.
24 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
2.2.4. Минимизация расхода материала заменой материалоемкой детали сборочной едини-
цей (рис. п. 2.2.4).
2.2.5. Предпочтительно заменять сложную конструкцию детали сборочной единицей, со-
стоящей из деталей простой конструкции для снижения затрат на изготовление, исключения
сложного инструмента и контроля (рис. п. 2.2.5).
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц 25
2.2.6. Рациональное членение сборочной единицы на составные части для уменьшения
трудоемкости изготовления (рис. п. 2.2.6).
2.2.7. Перенос профильных элементов на охватываемые детали. Внутренние поверхности
труднее обрабатывать, чем наружные профильные элементы на вале (рис. п. 2.2.7). Также при
данном подходе обеспечивается контролепригодность детали и минимизация трудоемкости.
2.2.8. Обеспечение стопорения болта от проворачивания в условиях эксплуатации
(рис. п. 2.2.8).
2.2.9. Необходимо упрощать конструкцию отверстий в сборочной единице. На рисунке
п. 2.2.9 показано упрощение конструкции сборочной единицы для снижения затрат на изго-
товление.
26 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
2.3. Историческая справка
В данном разделе приведены материалы преподавателей Московского высшего техни-
ческого училища (МГТУ имени Н.Э. Баумана) 1928 года издания. Носов М.В., Маслов И.Ф.
Атлас условности машиностроительного черчения. Наглядное пособие при изучении, состав-
лении и чтении машиностроительных чертежей / Акционерное общество «Московское науч-
ное издательство. Москва. «Макиз», 1928, 87 с. Материал представлен музеем МГТУ имени
Н.Э. Баумана.
2.3. Историческая справка 27
Атлас 1928 год
28 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
Атлас 1928 год
2.3. Историческая справка 29
Атлас 1928 год
30 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
Атлас 1928 год
Отработку конструкции изделия на технологичность проводят на всех стадиях разработки
конструкторской документации, начиная с технического задания и до разработки рабочей до-
кументации для серийного или массового производства.
Отработка на технологичность конструкции изделия является триединой задачей:
- отработка конструкции для выполнения технического задания,
- отработка конструкции на технологичность для обеспечения минимальной трудоемкости
изготовления изделия,
- отработка конструкции на метрологичность для обеспечения возможности применения
средств измерений и минимальной трудоемкости контроля.
Это сложная задача, требующая участия значительного числа профессионалов разных на-
правлений: технологов, метрологов, материаловедов, специалистов по лакокрасочным покры-
тиям, гальванике и др.
В связи с этим отработка конструкции должна выполнятся непрерывно на всех этапах про-
цесса разработки конструкции изделия с участием всех специалистов.
При проектировании должна быть обеспечена оценка соответствия продукции в процессе
производства. Инструментом реализации этой оценки является метрологическое обеспечение
на базе измерений, контроля и испытаний.
Следует отметить, что внедрение станков с числовым программным управлением и обра-
батывающих центров дает возможность создавать любые конфигурации (особенно для призматических
деталей). Аддитивные технологии позволяют получить детали какой угодно фор-
мы, и поэтому будет повышаться значимость простановки размеров с точки зрения их метро-
логичности, так как при возрастании трудоемкости изготовления детали будет увеличиваться
трудоемкость контроля. Таким образом, при аддитивной технологии должна быть обеспечена
метрологичная простановка размеров и задания шероховатости, формы и отклонения поверх-
ностей, обеспечивающие контролепригодность конструкции. При простановке размеров надо
учитывать читаемость чертежа и неизбежность выполнения измерений и контроля размеров,
формы, расположения поверхностей и шероховатости. Также необходимо принимать во вни-
мание наличие большого количества универсального оборудования. В связи с этим отработка
конструкции детали на технологичность и метрологичность остается актуальной задачей, от-
ражающей профессиональный уровень конструктора.
Существующие системы проектирования (Компас, AutoCad и др.), реализующие автома-
тизированное черчение для разработки конструкции, требуют:
- полного комплекса профессиональных знаний в проектировании конструкции устрой-
ства;
- знаний в обеспечении минимальной трудоемкости изготовления, то есть технологично-
сти задания размеров и параметров;
- обеспечения контролепригодности (метрологичности), которая также определяется про-
становкой размеров и контролируемых параметров.
Основная задача отработки конструкции на технологичность заключается в повышении
производительности труда при оптимальном снижении затрат, материалов, трудоемкости под-
готовки производства, технического обслуживания и ремонта, обеспечении прочих заданных
требований к изделию с учетом его производства и эксплуатации.
4 Введение
Метрологическая экспертиза конструкторской документации проводится для оценки тех-
нических решений в части метрологического обеспечения (решений, касающихся измеряе-
мых параметров, установления требований к точности измерений, применяемой терминоло-
гии, выбора методов и средств измерений, их метрологического обслуживания, и т. д.).
В настоящее время разрабатывать конструкцию и чертежи в университетах учат, но отра-
ботка конструкции на технологичность и метрологичность в части простановки размеров и па-
раметров на чертежах по-прежнему остается проблемой.
В данном практическом пособии основное внимание уделено сложной задаче отработки
конструкции деталей на технологичность и метрологичность в части простановки размеров,
назначения шероховатости, отклонений формы и расположения поверхностей детали.
Простановка размеров на чертеже требует от конструктора:
- выбора конструкторских баз и сочетания их с технологическими базами;
- выбора допусков и параметров (шероховатость, форма и расположение поверхностей)
с минимальной точностью, обеспечивающей работу изделия в условиях эксплуатации при ми-
нимальных затратах изготовления;
- технологичность простановки размеров с учетом особенностей оборудования, оснастки
и применяемого инструмента;
- обеспечения требований к конструкторским и технологическим базам для установки де-
талей и сборочных единиц для обработки детали на оборудовании и контроля;
- простановки размеров, обеспечивающей минимальное накопление погрешностей изго-
товления и их влияние на сборку и эксплуатацию изделия;
- метрологичности простановки размеров, обеспечивающей минимальную трудоемкость
метрологического обеспечения оценки соответствия продукции в производстве (измерение,
контроль и испытания).
В монографии приведены материалы трудов преподавателей Московского высшего тех-
нического училища (МГТУ имени Н.Э. Баумана) 1925 и 1928 годов. Они написаны в период
выбора и становления системы машиностроительного черчения.
Материал представлен музеем МГТУ имени Н.Э. Баумана.
Воен. Инж. Техн. Г. Апарин С 206 чертежами в тексте и отдельным альбомом с 84 чертежа-
ми. Г. Ковров. Пулеметный завод. Государственная типография Уисполком. 1925. с. 175.
В то время в Советском союзе использовались две системы машиностроительного черче-
ния: немецкая и американская. В конечном счете была принята немецкая система. Проблемы,
которые рассматривались в обучении студентов и работе инженеров, аналогичны сегодняш-
ним. Это ярко отражено в предисловии к атласу условности машиностроительного черчения:
«Практика обучения студентов ВТУЗов показала, что многие из учащихся умеют довольно
прилично составлять чертежи, но совершенно не умеют разбираться даже в простейших чер-
тежах, т.е. они «умеют писать, но не умеют читать». Наглядные материалы из трудов препода-
вателей МВТУ имени Н.Э. Баумана
представлены в пособии по разделам. Следует отметить,
что в 20-х годах прошлого века инженер-конструктор при создании конструкции давал также
наставления по технологии, метрологии и материаловедению, и другим ее аспектам. В текст
пособия включены профильные материалы по разработке конструкции и технологии изготов-
ления изделий 20-х годов прошлого столетия.
Введение 5
В монографии большое количество рисунков. В подготовке графического материала вы-
ражаю особую благодарность сотруднику МГТУ имени Н.Э. Баумана Попкову Михаилу Ни-
колаевичу.
Носов М.В., Маслов И.Ф. Атлас условности машиностроительного черчения. Наглядное пособие при
изучении, составлении и чтении машиностроительных чертежей / Акционерное общество «Москов-
ское научное издательство. Москва. «Макиз», 1928, 87 с.
6 Введение
Введение 7
8 Введение
Апарин Г. Мерительный инструмент и его изготовление.
Составил по личным наблюдениям и исследованиям.
ГЛАВА 1
ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ
КОНСТРУКЦИИ
В данном разделе представлены этапы разработки конструкции изделия и соответствую-
щие им этапы отработки изделия на технологичность и метрологической экспертизы.
Взаимосвязь конструкции изделия с технологией его производства обусловила одну из наи-
более сложных задач: отработку конструкции изделия на технологичность и метрологичность.
Основная задача отработки конструкции на технологичность заключается в повышении
производительности при оптимальном снижении затрат труда, средств, материалов, а так-
же времени на проектирование, подготовку производства, изготовление, техническое обслу-
живание и ремонт.
Отработка конструкции изделия является триединой задачей, которая должна решаться
в процессе разработки. Данная задача имеет следующие составные части:
- разработка и отработка конструкторской документации,
- отработка конструкции изделия на технологичность,
- отработка метрологичности конструкции, то есть обеспечение возможности и минималь-
ной трудоемкости измерений и контроля в процессе изготовления, испытаний и эксплуатации
изделия (контролепригодность).
Эти задачи выполняются на этапах разработки конструкции и подготовки производства:
- техническое задание,
- техническое предложение,
- эскизный проект,
- технический проект,
- рабочий проект,
- изготовление и испытания опытных образцов,
- серийное и массовое производство.
В соответствии со стадиями разработки выполняется отработка конструкции на техноло-
гичность и метрологичность. Как показала практика, для получения максимального результата
отработку конструкции изделия на технологичность и метрологичность
необходимо прово-
дить в процессе разработки на всех стадиях создания конструкторской документации с участи-
ем технологов, метрологов и специалистов других профилей.
По данным технической литературы 50–70 % возникающих дефектов приборов, машин
и механизмов связано с недостатками конструкции, 20–30 % – с технологическими процес-
сами, недостаточным качеством сырья и материалов и 5–15 % – ошибки производственного
персонала. В связи с этим стадия разработки является важнейшим этапом отработки изделия
на технологичность.
10 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Технологичность закладывается в конструкцию при назначении параметров деталей (мате-
риала, размеров, допусков, шероховатости и др.), формы и взаимного расположения поверх-
ностей, их элементов, соответствующих возможностям применяемых технологий производ-
ства и контроля.
В технологической рациональности конструкции должны учитываться взаимосвязь тру-
довых и материальных затрат с требованиями технического задания, в том числе показателя-
ми функционального назначения, надежности и эргономичности (удобство при эксплуатации
и ремонте и т. п.).
Для своевременной отработки конструкции на технологичность, сокращения сроков про-
ектирования, а также для получения отправных данных для подготовки производства технолог
должен участвовать в процессе создания конструкции изделия на всех стадиях проектирова-
ния, отчетливо представлять специфику каждой из стадий и специфику изделия как объекта
эксплуатации. Это позволит полноценно вести отработку конструкции изделия на техноло-
гичность в процессе разработки конструкции.
Основная задача метрологической экспертизы конструкторской документации – это про-
верка наличия необходимых и достаточных для контроля размеров, параметров и требований,
оценка их контролепригодности, а также анализ простановки размеров на чертежах с целью
снижения трудоемкости измерительного контроля.
Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации прово-
дится в соответствии с ГОСТ 2.103 и ГОСТ 3.1102 на всех стадиях разработки.
Основные объекты анализа при метрологической экспертизе различных видов техниче-
ских документов:
- технические задания (предложения), заявки (ТЗ).
- конструкторская документация (КД) (чертежи) и иная проектная документация,
- отчеты о научно-исследовательской работе, пояснительные записки к техническим
(эскизным) проектам (НИР).
- протоколы испытаний (ПИ).
- технические условия, стандарты (ТУ).
- эксплуатационные и ремонтные документы (ЭД).
- программы и методики испытаний (МИ).
- технологические инструкции (регламенты) (ТИ).
- технологические карты (ТК).
Необходимо обеспечение метрологичности конструкции, реализующей возможность
оценки соответствия продукции требованиям конструкторской документации и минимиза-
цию трудоемкости контроля. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологи-
ческой документации реализуется анализом и оценкой технических решений и параметров,
подлежащих измерению, установлению норм точности. Также необходимо метрологическое
обеспечение процессов разработки, изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта из-
делия. Основным результатом отработки конструкции изделия является минимизация затрат
на метрологическое обеспечение оценки соответствия продукции в процессе разработки, про-
изводства и эксплуатации.
Глава 1. Этапы разработки конструкции 11
Таблица 1.1. Этапы отработки конструкции, технологичность и метрологическая экспертиза
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
задание
Определяется основное назначение,
технические и тактико-технические харак-
теристики, показатели качества и технико-
экономические требования, предъявляемые
к разрабатываемому изделию, выполнение
необходимых стадий разработки конструк-
торской документации и ее состав, а также
специальные требования к изделию.
На стадии технического задания определяются глав-
ные задачи и направления последующей отработки
конструкции на качественную технологичность и
выполняются следующие работы:
- определяются базовые показатели технических
характеристик изделия, которые диктуются потреб-
ностями заказчика, и их сопоставление с данными
аналогичных конструкций (отечественных и зару-
бежных), выявляется степень сложности проектиру-
емого изделия;
- выполняется подбор данных о технологичности
аналогичных (в целом или по отдельным признакам)
конструкций, анализ этих данных для определения
требований к конструкции, заданной для проектиро-
вания;
- выполняется анализ новейших достижений в об-
ласти технологии, которые могут способствовать
наилучшему решению конструкторских и техноло-
гических задач, возникающих при создании нового
изделия;
- определются факторы технико-экономического
и планового характера;
- определяется состав базовых показателей техноло-
гичности конструкции изделия;
- определяется методика расчета базовых показате-
лей в зависимости от наличия и полноты статистиче-
ских данных об аналогичных конструкциях и других
данных, полученных в подготовительных работах;
- производится расчет базовых показателей техноло-
гичности для занесения их в техническое задание.
На стадии технического задания выполняются
следующие работы:
- оценка правильности использования единиц
физических величин, допущенных к примене-
нию, применения терминов и определений, уста-
новленных стандартами;
- оценка полноты и обоснованности задания
требований к измеряемым (контролируемым)
параметрам изделия и их допустимые отклоне-
ния
- оценка обоснованности требований к точно-
сти определения параметров изделия, заданных
в техническом задании;
- оценка требований к методикам выполнения
измерений и методам контроля;
- оценка требований к контролепригодности
изделия;
- оценка полноты задания требований к метро-
логическому обеспечению испытаний изделия;
- оценка обоснованности требований к показате-
лям метрологического обеспечения;
- оценка требований к измерительным системам,
средствам измерений и контроля;
- оценка требований к возможности поверки
и ремонта измерительной системы, средств из-
мерений и контроля изделия в условиях эксплу-
атации;
- оценка необходимости разработки средств из-
мерений с метрологическими характеристиками,
приведенными в техническом задании.
12 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
предложение
Совокупность конструкторских документов,
которые должны содержать технические и тех-
нико-экономические обоснования целесоо-
бразности разработки.
Выявление вариантов возможных решений,
установление их особенностей (принципов
действия, размещения функциональных
составных частей и т. п.), их конструктор-
ская проработка. Глубина такой проработки
должна быть достаточной для сравнительной
оценки рассматриваемых вариантов.
Анализ аналогичных конструкций, име-
ющихся в отечественной и зарубежной
практике, и сравнение характеристик раз-
рабатываемого изделия с характеристиками
аналогов.
Проверка вариантов на патентную чистоту
и конкурентоспособность, оформление за-
явок на изобретения.
Проверка соответствия вариантов требо-
ваниям техники безопасности и производ-
ственной санитарии.
Сравнительная оценка рассматриваемых
вариантов. Сравнение проводится по по-
казателям качества изделия, например,
надежности, экономическим, эстетическим,
эргономическим. Сопоставление вариантов
может проводиться также по показателям
технологичности (ориентировочной удель-
ной трудоемкости изготовления, ориентиро-
вочной удельной материалоемкости и др.),
стандартизации и унификации.
Оценка вариантов конструктивных решений с пози-
ций технологичности по следующим параметрам:
- выявление схемы изделия имеющей лучшие пред-
посылки для рационального членения и компоновки
конструкции;
- оценка составных частей конструкции изделия для
возможности использования стандартных или уни-
фицированных деталей и сборочных единиц;
- выявление составных частей конструктивной
схемы, которые имеют предпосылки для применения
в процессе производства типовых технологических
процессов новых и малоизученных процессов;
- оценка средств технологического оснащения, кото-
рые могут потребовать сравниваемые варианты;
- оценка возможности ограничения номенклатуры
конструкционных материалов.
Выводы сравнительной оценки технологичности
конструктивных вариантов технического предложе-
ния и их обоснование оформляются в пояснительной
записке к техническому предложению.
На стадии технического предложения выполня-
ются следующие работы:
- определение соответствия установленных
для изделий норм точности требованиям техни-
ческого задания;
- выяснение обоснованности и достаточности
дополнительных норм точности, установленных
для изделия сверх норм, предусмотренных тех-
ническим заданием;
- определение соответствия технических реше-
ний национальным и отраслевым стандартам,
распространяющимся на данное изделие;
- определение контролепригодности установ-
ленных норм точности и возможность контроля
изделия в имеющихся условиях измерений.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 13
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Техническое
предложение
При этом следует учитывать конструк-
тивные и эксплуатационные особенности
разрабатываемого изделия и существующих
аналогов, тенденции и перспективы раз-
вития отечественной и зарубежной техники
в данной области, вопросы метрологическо-
го обеспечения разрабатываемого изделия
(возможности выбора методов и средств
измерения). При необходимости изготавли-
ваются макеты.
Оценка компоновки основных составных ча-
стей, характера их взаимосвязи и их влияния
на функционирование изделия и техниче-
ское обслуживание.
Выбор оптимального варианта (вариантов)
изделия, обоснование выбора; установле-
ние требований к изделию (технических
характеристик, показателей качества и др.)
и к последующей стадии его разработки
(необходимые работы, варианты возмож-
ных решений, которые следует рассмотреть
на последующей стадии и др.)
Проработка вопросов, обеспечивающих воз-
можность использования конструкторской
документации в электронной форме на по-
следующих стадиях разработки.
Продолжение табл. 1.1
14 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Эскизный
проект
Эскизный проект, развивая наиболее раци-
ональные решения технического предложе-
ния, может быть выполненв одном и не-
скольких вариантах.
Разработка конструкторских документов,
которые должны содержать принципиаль-
ные конструктивные решения, дающие
общее представление об устройстве и прин-
ципе работы изделия, а также данные, опре-
деляющие назначение, основные параметры
и габаритные размеры разрабатываемого
изделия. Выбор вариантов конструкции из-
делия для дальнейшей разработки.
Эскизный проект является основанием
для разработки технического проекта или
рабочей конструкторской документации.
Выявление новых комплектующих изделий
и материалов, которые должны быть разра-
ботаны другими организациями и предпри-
ятиями, и определение технических требова-
ний к этим изделиям и материалам.
Проработка основных вопросов технологии
изготовления.
Достижение соответствия технических ха-
рактеристик, режимов работы, гарантийных
сроков и условий эксплуатации покупных
изделий и материалов требованиям, обеспе-
чивающим реализацию разрабатываемого
изделия.
На стадии эскизного проекта отработка конструкции
изделия на технологичность выражается в техноло-
гическом контроле конструкторской документации
и включает решение следующих задач:
- окончательный выбор рациональной конструктив-
ной схемы изделия, в которой выявлены основные
составные части, компоновка членение, методы со-
единения и общие габаритные размеры;
- принципиальная оценка технологичности основ-
ных составных частей;
- принципиальная оценка конструкторских баз
и возможность их использования как технологиче-
ских;
- принципиальная оценка общей компоновки из-
делия и составных частей, выявленных в эскизном
проекте, обеспечивающих технологичность сборки;
- выявление составных частей, которые могут быть
стандартными или унифицированными;
- выявление составных частей, которые по конструк-
тивной схеме могут быть заимствованы из освоенных
в производстве образцов;
- проработка основных вопросов технологии из-
готовления;
- выявление условий общей сборки изделия и парал-
лельных сборок составных частей;
На стадии эскизного проекта выполняются сле-
дующие работы:
- исполнение рекомендаций, выработанных
при экспертизе технического предложения;
- оценка обоснованности технических решений,
обеспечивающих получение заданных в техни-
ческом задании характеристик погрешности
измерений параметров изделия;
- оценка обоснованности состава параметров,
подлежащих измерению при изготовлении, ис-
пытании, эксплуатации изделия;
- оценка применения стандартизованных или
аттестованных методик выполнения измерений;
- уточнение установленных норм точности
национальным или отраслевым стандартам,
возможность контроля (контролепригодность)
установленных норм точности при помощи
средств измерений в условиях производства из-
готовителя;
- определение необходимости разработки, из-
готовления и приобретения средств измерений
для метрологического обеспечения производства
изделия.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 15
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
С целью экспериментальной проверки
принципов работы изделия и его составных
частей по усмотрению разработчика могут
быть изготовлены и испытаны макеты.
Разработка пояснительной записки эскизно-
го проекта с результатами конструкторской
проработки, в том числе описание кон-
струкции изделия и принципа его действия,
технико-экономические показатели, а также
предложения по дальнейшим конструктор-
ским и экспериментальным работам.
- выявление номенклатуры используемых конструк-
ционных материалов и возможности ее сокращения;
- выявление условий технического обслуживания
изделия;
- анализ соответствия компоновок и членения вари-
антов конструкции изделия условиям технического
обслуживания и ремонта;
- выявление условий контроля, регулировки и под-
готовки изделия к функционированию;
- выявление условий подготовки производства, опре-
деление основных укрупненных данных для органи-
зации технологической подготовки производства;
- выявление новых технологических процессов, тре-
бующих технического оснащения и освоения;
- определение уровня технологичности конструкции
на стадии эскизного проекта и расчет показателей
технологичности вариантов конструкции изделия;
- отработка вариантов конструкции по унификации,
стандартизации, по точности расположения и спосо-
бам соединения составных частей изделия.
Продолжение табл. 1.1
16 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
Технический
проект
Технический проект конструкции изделия
выполняется в одном варианте. Технический
проект содержит окончательные конструк-
тивные решения, дающие полное представ-
ление о конструкции изделия. Разработка
конструкторских документов, которые долж-
ны содержать окончательные технические
решения, дающие полное представление
об устройстве разрабатываемого изделия,
и исходные данные для разработки рабочей
документации.
Обеспечение соответствия конструкции
изделия техническому заданию, заданному
уровню технологичности конструкции и оп-
тимальной ремонтопригодности.
Отработка конструкции изделия на технологичность
на стадии технического проекта включает решение
всего комплекса задач.
Технологичность конструкции изделия оценивает-
ся по основным и дополнительным показателям,
которые на стадии технического проекта могут быть
определены и сравнены с базовыми показателями,
указанными в техническом задании (уровень тех-
нологичности конструкции определяется на стадии
технического проекта).
В случаях, когда при проектировании изделия техни-
ческий проект не предусмотрен, задачи по отработке
конструкции на технологичность, решаемые на ста-
дии технического проекта, включают в состав задач,
решаемых при эскизном проектировании.
На стадии технического проекта выполняются
следующие работы:
- проверка выполнения рекомендаций экспер-
тизы эскизного проекта в части соответствия
установленных для изделия норм точности, со-
держащихся в эскизном проекте;
- уточнение соответствия установленных норм
точности национальным или отраслевым стан-
дартам;
- возможность контроля (контролепригодность)
установленных норм точности при помощи
средств измерений в условиях изготовителя из-
делия;
- выявление необходимости разработки, изго-
товления и приобретения специального обору-
дования для обеспечения измерений в процессе
производства изделия.
Рабочая кон-
структорская
документация
а) опытного
образца (опыт-
ной партии)
или изделия
единичного
производства
(кроме разового
изготовления)
Разработка рабочей конструкторской доку-
ментации производится в развитие техни-
ческого проекта до полной детализации
сборочных единиц.
Отработка рабочей конструкторской доку-
ментации по данным изготовления и испы-
тания опытного образца (партии).
В процессе сборки и монтажа опытных об-
разцов уточняют конструкцию и по мере их
изготовления проводят приемосдаточные
(климатические, механические, электриче-
ские и др.) испытания изделия.
Отработка конструкции изделия на технологичность
на стадии разработки рабочей документации охватывает
весь комплекс задач.
При отработке конструкции изделия на технологичность
осуществляется технологический контроль
конструкторской документации, которая подписывается
технологами.
Разработка рабочей конструкторской документации
на изделие, которое предназначено для серийного
(массового) производства, и отработка его конструкции
на технологичность производится в соответствии
с условиями этого вида производства, независимо от
того, что серийному
(массовому) производству пред-
шествует изготовление
опытного образца (партий)
изделия
На стадии рабочей конструкторской документа-
ции выполняются следующие работы:
- оценка обоснованности установленных в тех-
нологической документации значений контро-
лируемых параметров;
- оценка правильности выбора и назначения
в технологических процессах методов и средств
измерений;
- анализ фактических значений погрешностей
измерений;
- оценка соответствия производительности опе-
раций контроля производительности технологи-
ческого процесса.
Продолжение табл. 1.1
Глава 1. Этапы разработки конструкции 17
Стадии разра-
ботки конструк-
торской доку-
ментации
Основное содержание
работ по разработке
конструкции изделия
Основное содержание работ по обеспечению
технологичности конструкции изделия
Метрологическая
экспертиза
б) серийного
(массового)
производства
Комплект рабочей конструкторской доку-
ментации, включающей сборочные чертежи,
рабочие чертежи деталей, спецификации
и другие документы, достаточные для из-
готовления, контроля, приемки и эксплуата-
ции изделия.
Окончательная отработка рабочей конструкторской
документации на технологичность производится
по данным изготовления и испытания установочной
серии до начала установившегося серийного (массо-
вого) производства.
Оценка уровня технологичности в соответствии
с условиями установившегося серийного (массового)
производства производится в период изготовления
и испытания установочной серии.
Отработка конструкции изделия на технологич-
ность на стадии разработки рабочей документации
производится разработчиком документации с при-
влечением технологов предприятия-изготовителя
и специализированных научно-исследовательских
институтов.
Целесообразность привлечения различных органи-
заций к отработке конструкции на технологичность,
порядок и степень их участия определяются разра-
ботчиком конструкторской документации.
- проверка норм точности на взаимную увязку
допусков, установленных на размеры, отклоне-
ния формы, расположение поверхностей и ше-
роховатость поверхности;
- контроль достаточности установленных норм
точности для всех элементов, определяющих
выходные параметры изделия, возможность
контроля (контролепригодность) норм точ-
ности имеющимися у изготовителя средствами
измерений;
- оценка обоснованности норм точности и вы-
бора нормируемых параметров в случае проблем
контроля имеющимися средствами измерений.
Окончание табл. 1.1
18 Глава 1. Этапы разработки конструкции
Конструкторская и проектная документация должна подвергаться метрологической экс-
пертизе на всех этапах ее создания. Например, на этапе эскизного проекта внимание уделяется
возможности контроля эксплуатационных характеристик изделия. На этапе технического про-
екта объем работ возрастает, так как необходимо анализировать контролепригодность каждой
сборочной единицы. На этапе рабочей документации метрологическая экспертиза проводится
для сборочных чертежей и для деталей (деталировки).
В отраслях машиностроения и приборостроения реализуется большой объем измерения
геометрических параметров, анализ правильности задания норм точности и выбор средств из-
мерения. Номенклатура контролируемых параметров должна быть минимально достаточной,
чтобы гарантировать размерную и функциональную пригодность деталей, узлов и составных
частей изделия.
В таблице 1.1 на базе нормативной документации совместно представлены этапы отработ-
ки конструкции, отработки на технологичность и метрологическая экспертиза как триединая
задача, когда отработка выполняется совместно конструкторами, технологами, метрологами,
испытателями и специалистами других направлений в процессе всех этапов создания изделия.
ГЛАВА 2.
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
ИЗДЕЛИЯ
И СБОРОЧНЫХ
ЕДИНИЦ
2.1. Сборка изделий и сборочных единиц
Сборка является завершающим этапом производства в машиностроении и приборострое-
нии и определяет работоспособность и надежность изделия. Сборка сборочных единиц и из-
делия составляет примерно от 15 % до 50 % общей трудоемкости изготовления изделия. Сейчас
сборочные операции в массовом производстве автоматизируются и роботизируются.
Собранное изделие характеризуется геометрической точностью, обеспечивающей задан-
ное взаимодействие подвижных частей машин и приборов, а также относительное положение
статических частей изделия.
Основными причинами образования погрешностей при сборке являются погрешности
размеров, формы и расположения поверхностей деталей, поступающих на сборку, а также соб-
ственные и контактные деформации деталей, возникающие в процессе сборки. Собственные
деформации обычно являются упругими, а контактные – упругопластическими.
Технологичность конструкции изделия при общей сборке должна соответствовать следую-
щим требованиям:
1. Конструкция изделия должна обеспечивать сборку из предварительно собранных сбо-
рочных единиц, что позволяет выполнять их параллельную сборку. Возможность контроля
должна быть обеспечена на всех этапах сборки изделия.
2. Необходимо стремиться к унификации деталей и частей изделия и применять стандарт-
ные изделия (винты, болты и др.).
3. Обеспечивать возможности подхода к местам регулировки и контроля.
4. Обеспечивать возможность съема, установки элементов и операций их контроля в про-
цессе сборки, которые требуют этого многократно, без дополнительных разборок механизма
(шаговые двигатели, контактные группы и т. д.).
5. Исключать регулировки, которые можно обеспечить конструктивно.
6. Обеспечивать сборку изделия без промежуточной разборки и повторных сборок состав-
ных частей, для которых выполнен контроль и измерения.
7. Обеспечивать применение типовых технологических процессов сборки изделия и его
составных частей для снижения трудоемкости сборки.
8. Исключать регулировки нескольких параметров одним элементом. Один параметр –
один регулировочный элемент.
20 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
9. Сборочная единица после сборки должна представлять собой единое целое, не распадаю-
щееся при перемене положения. Характерным признаком любой сборочной единицы является
возможность ее независимой сборки и окончательного контроля. Выявление сборочных единиц
определяется разборкой изделия, когда их можно снять в собранном виде.
10. Точность сборки, которая определяется степенью совпадения осей контактирующих
материальных поверхностей, а также других элементов сопрягающихся деталей и сборочных
единиц.
11. Точность взаимного расположения элементов и частей устройства должна нормиро-
ваться с учетом функционального назначения изделия, а также необходимости обеспечения
точности относительного расположения деталей и сборочных единиц в процессе сборки, при-
чем допуски относительного расположения сопрягаемых и базовых поверхностей должны быть
обоснованы расчетом сборочных размерных цепей. Выполнение разработанной конструкцией
заданных функций зависит от достигнутой при сборке точности функционирования исполни-
тельных поверхностей сборочных единиц и деталей.
12. При выборе метода сборки следует учитывать трудоемкость сборочных работ и затраты
на изготовление составных частей с точностью, необходимой для данного метода.
Методы сборки располагаются по убывающей производительности труда сборочных работ
в следующем порядке:
- с полной взаимозаменяемостью;
- с неполной взаимозаменяемостью;
- с регулировкой компенсаторами;
- с групповой взаимозаменяемостью;
- с пригонкой.
Наиболее предпочтителен метод полной взаимозаменяемости, обеспечивающий беспри-
гонную сборку изделия с минимальной трудоемкостью.
13. Пределы регулирования и параметры компенсаторов должны определятся расчетом
размерных цепей.
14. При автоматической сборке детали должны иметь простые формы, что упрощает за-
дачу их ориентации при подаче на рабочую позицию сборочного автомата.
15. При разработке конструкции должны учитываться следующие требования сборки:
- последовательность сборки должна быть такой, чтобы установленные детали не мешали
установке следующих;
- желательно, чтобы трудоемкость сборки сборочных единиц была примерно одинакова
при параллельной сборке;
- собранные сборочные единицы в дальнейшем не должны разбираться, так как прошли
окончательный контроль;
- конструкция должна иметь наименьшее количество поверхностей и мест соединений со-
ставных частей;
- обоснованность посадок и ограничение их количества;
- исключение сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей со-
единения составных частей;
- обеспечение удобного доступа для механизации процесса сборки, контроля, регулировки
и проведения других работ по техническому обслуживанию, доступность мест соединения со-
ставных частей при механизации сборочных работ и контроле качества соединения;
2.1. Сборка изделий и сборочных единиц 21
- в конструкции изделия следует исключать необходимость при сборке совместной меха-
нической обработки сборочных единиц и деталей;
- в конструкции сборочной единицы по возможности должны применяться стандартные
и унифицированные части;
- компоновка конструкции сборочной единицы и изделия должна позволять выполнять
сборку при неизменном базировании составных частей, что обеспечивает минимизацию тру-
доемкости сборки;
- сборочные единицы, которые проходят испытания или обкатку, должны быть выделены
в законченную единицу и иметь присоединительные элементы для установки на испытатель-
ные стенды;
- детали должны иметь конструкцию, обеспечивающую однозначную ориентацию при
сборке. Как правило, это детали, обладающие ярко выраженной несимметричностью, предпо-
чтительно по наружному контуру;
- в конструкции сборочных единиц и изделий, имеющих большую массу, должны быть кон-
структивные элементы для захвата грузоподъемными средствами, применяемые в процессе
сборки, разборки и транспортирования;
- точность и шероховатость сопрягаемых поверхностей должны соответствовать требуемой
прочности неподвижных и износостойкости подвижных соединений;
- конструкция деталей и сборочных единиц должна обеспечивать до окончания процесса
сборки детали и сборочной единицы фиксирование относительно друг друга без дополнитель-
ного крепления;
- должна быть сведена к минимуму потребность в специальных приспособлениях для осу-
ществления соединений (сжатие тугих пружин, запрессовка, развальцовка и т. д.);
- соединения не должны требовать дополнительной обработки в процессе сборки (напри-
мер, сверления по месту);
- для сборки детали должны иметь направляющие элементы, заходные конусы и фаски;
- в прессовых соединениях длина запрессовки должна быть минимальной;
- следует избегать многошпоночных соединений, а шпоночные соединения рекомендуется
заменять шлицевыми;
- в шлицевых соединениях следует использовать центрирование по наружному диаметру,
так как это снижает трудоемкость изготовления деталей.
16. При разработке конструкции сборочных единиц и изделия учитываются следующие
требования к составу:
- сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей.
- компоновка сборочной единицы должна обеспечивать общую сборку без промежуточной
разборки и повторной сборки составных частей;
- конструкция должна обеспечивать сборку сборочных единиц без применения сложных
приспособлений, необходимости переустановки базовой детали;
- в изделии должна быть обеспечена неизменность базирования деталей (узлов) и постоян-
ство контакта сопрягаемых поверхностей.
17. В конструкции сборочной единицы и изделия должна быть базовая деталь или конструк-
ция для установки остальных составных частей. Для обеспечения устойчивости и необходимой
точности необходимо, чтобы:
22 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
- базовая деталь была жесткой и не деформировалась под действием сборочных усилий,
- базовая деталь имела развитые базовые опорные поверхности,
- конструкция базовой детали предусматривала возможность совмещения технологиче-
ских, конструкторских и измерительных баз,
- в конструкции базовой части была предусмотрена возможность использования конструк-
торских сборочных баз в качестве технологических и измерительных,
- базовая деталь была жесткой и имела удобные для сборки технологические базы, обеспе-
чивающие высокую точность ее установки.
18. Конструкция должна допускать сборку из предварительно собранных узлов. Это по-
зволяет осуществлять параллельную сборку узлов и общую сборку, что сокращает длительность
сборочного цикла. Значительное преимущество обеспечивается в случае, если узел перед об-
щей сборкой проходит контроль и испытание.
19. Сборка изделия и сборочной единицы:
- сборка изделия и сборочных единиц не должна обуславливать применение сложного тех-
нологического оснащения;
- общую сборку изделия и сборочной единицы следует начинать с базирующей детали или
сборочной единицы, которая должна быть достаточно жесткой и иметь надежные техноло-
гические базы, позволяющие обеспечить требуемую точность сборки и контролепригодность
конструкции;
- сборка конструкции должна производиться без применения сложных приспособлений,
предпочтительно без поворота базовой детали (с которой начинается сборка) для обеспечения
постоянного базирования;
- последовательность установки деталей должна быть такой, чтобы ранее смонтированные
детали и сборочные единицы не мешали установке и контролю после установки последующих
деталей и сборочных единиц;
- в первую очередь, как правило, монтируются сборочные единицы и детали, выполняю-
щие наиболее ответственные функции;
- сборочные единицы, требующие каких-либо испытаний или обкатки, должны быть вы-
делены в законченную сборку;
- сложные конструкции с большим числом деталей и сборочных единиц предпочтительно
конструировать блоками;
- нежелательно базировать детали и сборочные единицы по нескольким поверхностям
на разном уровне для исключения деформации устанавливаемой детали или сборочной еди-
ницы.
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц
2.2.1. Сборка и запрессовка деталей по двум посадочным поверхностям должна быть не од-
новременной, а последовательной для исключения запрессовки диаметра d в двух отверстиях
(рис. п. 2.2.1).
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц 23
2.2.2. При центрировании детали и закреплении ее резьбовым соединением (две базы:
гладкое отверстие и резьба) зазор в резьбовом соединении должен быть больше чем в гладком
для компенсации погрешностей формы и расположения, а также постепенного входа детали
(рис. п. 2.2.2.).
2.2.3. При сборке точные диаметры не должны подвергаться механическому воздействию
из-за возможной деформации и повреждений (рис. п. 2.2.3) Функциональный элемент не дол-
жен подвергаться воздействию.
24 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
2.2.4. Минимизация расхода материала заменой материалоемкой детали сборочной едини-
цей (рис. п. 2.2.4).
2.2.5. Предпочтительно заменять сложную конструкцию детали сборочной единицей, со-
стоящей из деталей простой конструкции для снижения затрат на изготовление, исключения
сложного инструмента и контроля (рис. п. 2.2.5).
2.2. Примеры технологичности сборочных единиц 25
2.2.6. Рациональное членение сборочной единицы на составные части для уменьшения
трудоемкости изготовления (рис. п. 2.2.6).
2.2.7. Перенос профильных элементов на охватываемые детали. Внутренние поверхности
труднее обрабатывать, чем наружные профильные элементы на вале (рис. п. 2.2.7). Также при
данном подходе обеспечивается контролепригодность детали и минимизация трудоемкости.
2.2.8. Обеспечение стопорения болта от проворачивания в условиях эксплуатации
(рис. п. 2.2.8).
2.2.9. Необходимо упрощать конструкцию отверстий в сборочной единице. На рисунке
п. 2.2.9 показано упрощение конструкции сборочной единицы для снижения затрат на изго-
товление.
26 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
2.3. Историческая справка
В данном разделе приведены материалы преподавателей Московского высшего техни-
ческого училища (МГТУ имени Н.Э. Баумана) 1928 года издания. Носов М.В., Маслов И.Ф.
Атлас условности машиностроительного черчения. Наглядное пособие при изучении, состав-
лении и чтении машиностроительных чертежей / Акционерное общество «Московское науч-
ное издательство. Москва. «Макиз», 1928, 87 с. Материал представлен музеем МГТУ имени
Н.Э. Баумана.
2.3. Историческая справка 27
Атлас 1928 год
28 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
Атлас 1928 год
2.3. Историческая справка 29
Атлас 1928 год
30 Глава 2. Технологичность изделия и сборочных единиц
Атлас 1928 год