Transcript 2. ea_Kapcs. felt. és méretlánc_05

2. Kapcsolódási feltételek és
méretláncok vizsgálata
Prof. Dr. KUNDRÁK
János
1
2. Kapcsolódási feltételek és méret láncok vizsgálata
2.1.A cserélhetőségről általában
2.1.A cserélhetőségről általában
a) Történelmi áttekintés
ősember: kőbalta, nyíl-nyílhegy,
–
–
–
–
–
2
–
Hunyadi: Brassó várát 1443-ban .kéri, hogy minta alapján 40-40
db kőlövedéket gyártson
„MEGENGEDETT MÉRETSZÓRÁS”
..
Hasonló rendszer, kb. 200 évvel ezelőttig, kisipari gépekkel folyt a
munka
Tömeggyártás  cserélhető alkatrészgyártás
Először a hadiipar
Nagy Péter a narvai csatától a Poltavai ütközetig (1709) a
kamenszki vasgyárban több mint 440 t tömegű ágyúlövedéket
készíttetett
“cserélhető”, tűrés figyelembevétele
2.1.A cserélhetőségről általában





3
Szuvorov (1761) a Tulai fegyvergyárnak: “minden
fegyverfajtára legyen mérték, sablon, teljesen
egyenlők legyenek”
Itt veszi kezdetét a cserélhető alkatrészgyártáson
alapuló fegyvergyártás.
J. Whitworth a XIX.század lözepén a kétoldali
határmérést vezettte be.
Gazdaságosság------- szabványosítás
A szabványosítás tényleges kezdete az első
világháború befejezésének időpontjára tehető.
2.1. A cserélhetőségről általában

b) Cserélhetőség
–
–
–
A gépalkatrészeknek, a SZA, SZR. SZE-nek a kész gépen (terméken )
egymáshoz viszonyítva meghatározott helyzetet kell elfoglalniuk
miközben a szabadságfokok számától függően - egymáshoz viszonyítva forgó vagy haladó mozgást kell végezniük vagy mozdulatlanok

Az alkatrészeknek csereszabatosnak kell lenniük.
(( külön helyen gyártják, megfelelő pótalkatrész stb. )

Csereszabatos : az összeszereléshez vagy alkatrészcseréhez
válogatás nélkül felhasználható alkatrész.
( Bármelyike egymással helyetttesíthető anélkül , hogy befolyásolná az egész gép , a szerelési egység működését )

4
A cserélhetőség
funkcionálisan megkívánt és
technológiailag megvalósítható tűrésekkel érhető el.
( Funkcionális szempont : minél kisebb tűrés , de ez gazdaságtalan.
2.2. Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának
kapcsolata a szereléssel

Gyártmánytervezéskor a tervező, a technológia kidolgozásakor
pedig a technológus feladata, hogy helyesen állapítsa meg az
alkatrészek gyártási és szerelési tűréseit, amelyek a gyártmány előírt
pontosságát, szerelhetőségét és gazdaságosságát szavatolják.

Az alkatrészgyártáskor előírt
–
–
–
–
5
Mérettűrések
Alaktűrések
Helyzettűrések
Felületminőségi előírások
helyessége és az előírások betartása, vagyis az alkatrészgyártás magas
szintű minőségbiztosítása a szerelt egység működőképességét és
minőségét biztosítja.
2.2. Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának
kapcsolata a szereléssel

Mérettűrések
–
A legfontosabb kapcsolódást biztosító előírások, amelyeket felül
kell vizsgálni, mivel egy szerelési méretláncban az alkatrészek
tűrései összetevőkként összegeződnek és megszabják az eredő
értékét.
–
Illesztés: két közös alapméretű alkatrész csatlakozásának jellege,
amely meghatározza a kapcsolódó alkatrészek között jelentkező
játék vagy fedés nagyságát.

6
Illesztések fajtái:
– Laza
– Átmeneti
– Szilárd
Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának
kapcsolata a szereléssel

Alaktűrések
–
A működés szempontjából kritikus elemi alkatrészfelületeken kell
megadni és be kell tartani.
Pl.: hengeres alaktól való eltérés, síklapúságtól való eltérés
–
Alaktűrések elemi felületen:

Hengeres
–
–


7
Köralakhiba
Alkotó egyenesség
Sík
Forgástest (általános)
Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának
kapcsolata a szereléssel

Helyzettűrések
A szerelhetőség érdekében elsősorban a
•
•
•
•
Párhuzamosság
Merőlegesség
Tengelyek kereszteződése
Egytengelyűség
betartása a fontos.

Felületminőség
–
8
A méretpontosságtól és a minőségi követelményektől függő
szabványos mérőszámokkal jellemezhető, amelyeket szintén be
kell tartani. (pl.: Ra, Rz, Rt)
Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának
kapcsolata a szereléssel
•Felületminőség
A méretpontosságtól és a minőségi követelményektől függő szabványos
mérőszámokkal jellemezhető, amelyeket szintén be kell tartani.
(pl.: Ra, Rz, Rt)
–
A felületminőség értelmezése


Geometria szerint: - mikrogeometria
- makrogeometria
Felületi réteg állapota szerint
–
–
–
9
Keménység
Szövetszerkezet
Maradó feszültség
A gyártási hibák eloszlásának
törvényszerűségei

A szerelésre kerülő alkatrészek főleg:
–
–
–

A gyártási hiba nagysága sorozatgyártásban véletlenszerűen
ingadozik és általában Gauss eloszlást követ
-
10
Kereskedelmi alkatrészek (csavar, anya , golyóscsapágy)
Üzemben termékorientáltan gyártott „rajzszámos” alkatrészek
Általában sorozat és tömeggyártásban nagy darabszámon
készülnek
Példák Gauss eloszlású méretszóródására sorozatgyártásban:
- méretes szerszámokkal végzett megmunkálások
- beállított szerszámmal “automatikusan” gyártott átmérő- és
hosszméretek
- ütközésre történő gyártás
- NC program szerinti sorozatgyártás
A gyártási hibák eloszlásának
törvényszerűségei

A Gauss-féle eloszlási görbe sajátosságai
–
Sorozatgyártásban a méretek és az összes gyártási jellemzők szórását
véletlen jellegű, nagyszámú okok közrehatása okozza, melyeknél a
nagyságukat tekintve eltérő, előjelükre nézve különböző értékek
valószínűsége egyforma.
–
Az ilyen jellegű adatokat jellemzi:
 Átlaguk
 Szórásuk
 Eloszlásuk
–
Ezek alapján a Gauss görbe egyenlete a következő:
y  f x  
11
1
e
 2

 x  x 2
2 2
A gyártási hibák eloszlásának
törvényszerűségei
–
Az egyenletben szereplő jelölések:
 X: az az abszisszák számtani közepe
x




n: a méretek száma
: az elméleti szórás
A megmunkálási hiba a tényleges méreteknek az átlagtól mért
eltérése:   x1  x
A tűrés általános definíciója a sűrűség-függvény segítségével
–
12
x 1  x 2 ...x n
n
A gyakorlat számára általában lehatárolják az eloszlási függvényt. A
megmunkálási szórást is figyelembevéve, a teljes szórásmezőből 3s
terjedelmű tűrést hoznak létre, amelyen belül esik a méretek P=99,73%-a.
A gyártási hibák eloszlásának
törvényszerűségei

A Gauss-féle függvény átalakítása valószínűségszámításhoz
–
Valószínűségszámításokhoz és szereléstechnológiai számításokra az
előbbi függvényeket egyszerűsítésekkel át kell alakítani
xx
 Bevezetve a z 
új változatát

 Transzformálás az origóba x=0
 Az elméleti szórás rögzítése s=1
2
z

1
az új sűrűség függvényalak: z  
e 2
2
Ebből az új eloszlásfüggvény:

13
z

z2
2
1
P
e
dz

2
2 0
Technológiai megállapodás: egy tetszés szerinti lehatárolt tűrésmező
T’=2z szélességű lehet.
 z  
2.3. A szerelési méretlánc kialakítása és
megoldásának módszerei
Kialakítás


14
Szereléskor az egyes elemeket meghatározott sorrendben:
–
egymáshoz kell rendelni
–
megfelelő helyzetbe kell állítani
–
rögzíteni kell
Az összeállítási rajz előírása a méretekben, méretláncokban
tükröződik, az egyes méretek határainak, a tűréseknek a
megadásával.
A méretlánc megoldása:
• a zárótag előírt tűréseinek biztosítása
• olyan szerelési módszer megválasztása, melynek
felhasználásával
a szerelvények, a gyártmány működését biztosító alkatrész
kapcsolatok jöjjenek létre.
A méretlánc megoldásának módszerei

Az alkatrészgyártás pontossága, valamint a tűrések és a
méretláncok tervezése szerint a szerelés lehet:
a) az alkatrészek cserélhetőségét biztosító szerelés
1. teljes cserélhetőség
2. részleges cserélhetőség
3. válogató párosítás
b) Utólagos illesztéssel végzett szerelés (szerelés közbeni
forgácsoló megmunkálással)
15
c) Beszabályozással végzett szerelés kiegyenlítő kompenzátorral
1.beszabályozás állítható méretű kompenzátor segítésével
2. beszabályozás fix méretű kompenzátor segítségével.
A méretlánc megoldásának módszerei
a/1) Teljes cserélhetőség


A méretlánc tagjaiként szereplő valamennyi alkatrész és szerelvény
korlátozás nélkül beépíthető.
A legkorszerűbb szerelési módszer
Alkalmazás
–
–
–

Előnyei:
–
–
–
16
Tömeggyátásban (gépkocsi, repülő, motorgyártás)
Kevés tagból álló méretláncok esetén
Olyan alkatrészeknél és szerelvényeknél, melyeknek az élettartama
normál használat esetén kisebb, mint a gyártmányé.
a szerelés egyszerű összeépítéssé válik
gazdaságos
betanított munkással végezhető a szerelés
A méretlánc megoldásának módszerei
a/1) Teljes cserélhetőség
–
–
17
a szerelés idő normája előre számítható, mivel nincs váratlan
esemény:

szalagszerű szerelésben is jól szervezhető

pótalkatrész ellátás egyszerű
Tartalék és cserealkatrészek könnyen biztosíthatóak

Hátrányai
–
a zárótag tűrése miatt az összetevők tűrését szigorítani kell
–
az alkatrészek megmunkálása viszonylag nagy pontosságot
kíván költséges, időigényes eljárás az alkatrész gyártásánál
–
kapcsolódó alkatrészek száma kicsi lehet
–
az alkatrészek tűrésének szigorítása növeli az összköltséget

Egyéb jellemzők
–
megengedett a 6s (a legszélsőségesebb találkozás is)
–
bármelyik alkatrészpárt kapcsolhatjuk egymással
A méretlánc megoldásának módszerei
a/2) részleges cserélhetőség




18
Az alkatrészek cserélhetőségét tudatosan tervezett korlátozásokkal
megvalósító méretlánc megoldási módszer
Alkalmazás
– Viszonylag nem sok tagból álló, nagyobb pontosságot igénylő
egységek szerelésénél a megmunkálási költségek csökkentésére
Előnyei
– az összetevő tagok tűrésének bővítésével
– csökken az alkatrészgyártással szemben támasztott igény, és
ezzel a szükséges ráfordítás
Hátránya
– A tervezettnek megfelelő meghatározott arányú selejt szerelésnél
időleges zavar fellépésének lehetősége
A méretlánc megoldásának módszerei
a/2) részleges cserélhetőség

Egyéb jellemzők
–
A szélső értékek találkozási valószínűsége
–
Bizonyos selejtszázalékot meg kell engedni
n 1
Az eredő szórása:
2
–
 

0%
i
i 1
–
19
Az eredő tűrése a valóságban: T  6 T  6    Ti
P
0%
A méretlánc megoldásának módszerei
a/3 Válogató párosítás



20
Az alkatrészek cserélhetőségét a legyártott AR-eket
csoportokra bontva, majd azokat megfelelően párosítva
biztosító méretlánc megoldási mód.
Alkalmazás
– minimális számú, alacsony tűrésértékű méretláncok
– ha a cserélhetőséget feltétlen biztosítani kell, és az
alkatrész cseréje gyakori
Előnyei
– a szűk illesztési tűrés nagyobb, gazdaságosabb
megmunkálási tűréssel is biztosítható
– könnyít az alkatrész utánpótláson és cserén
A méretlánc megoldásának módszerei
a/3 Válogató párosítás

Hátrányai
– az alkatrészeket azonos tűrésminőséggel, azonos méret
megoszlással kell megmunkálni
–
meg kell teremteni az alkatrészek mérését, osztályozását,
összejelölését, tárolását, szállítását biztosító feltételeket és
eszközöket
–
válogató párosítássl illesztett alkatrészek nem lehetnek a
méretláncok közös tagjai csatlakozó méretláncokból felépített
egységekben
–
többletköltségek merülnek fel



21
mérés
osztályozás
raktározás
A méretlánc megoldásának módszerei
b) utólagos illesztés

Az utólagos illesztéssel végzett szereléskor a kapcsolódás szükséges
pontosságát oly módon érik el, hogy az alkatrészcsoport egyik tagjának
(kiegyenlítő tag) méretét utólagos megmunkálással készítik el. A többi
illeszkedő alkatrészt a gazdaságos megmunkálás szempontjából
kedvező tűréssel gyártják.

Alkalmazás
– több tagú, hosszabb, valamint kapcsolódó méretláncoknál

Előnye
–
22
szűk tűrések feloldásával az alkatrészek gazdaságos
megmunkálásának lehetősége
A méretlánc megoldásának módszerei
b) utólagos illesztés

23
Hátrányai
– utólagos megmunkálás szükséges (elsősorban forgácsoló), amely
többször kézi
– az illesztések minősége megköveteli a szakképzett dolgozók
alkalmazását
– mérés, ellenőrzés, beállítás elvégzésének idő és költséghatásai
A méretlánc megoldásának módszerei
c) Szerelés a beszabályozás módszerrel





24
Valamelyik összetevőnek állítható elemnek kell lennie, amely rögzíthető, a
beállítás szakértelmet igényel.
Elvileg hasonló,mint az utólagos illesztés,de a kapcsolatok létrehozásakor
a méretláncot úgy alakítják ki, hogy egy kiválasztott tag méretét alakítás
nélkül változtatják meg
C/1 az előzetesen kijelőlt tag beállításával
mozgó kompenzátor
C/2 előre meghatározott, megválasztott (méretre legyártott, csoportosított
pl. alátét, persely)
álló kompenzátor
Alkalmazás
– sok tagból álló, pontos méretláncok megoldására
– az automatizált szerelés kivételével valamennyi fejlettségi szintű
folyamatos szerelésnél
A méretlánc megoldásának módszerei
c) Szerelés a beszabályozás módszerrel
Előnyei
• a méretlánc zárótagjának tetszőleges pontossága elérhető
valamennyi többi tag gazdaságos tűrési értéke mellett
• szereléskor illesztési munkára nincs szükség (gyártási ütem,
szerelhetőség jobb )
• a zárótag eredeti pontossága a kiegyenlítőtag időszakos
cseréjével
vagy állításával folyamatosan fenntartható vagy helyreállítható

25
Hátránya
– megbízható mérési rendszer és szervezet szükséges