2. Kapcsolódási feltételek és méretláncok vizsgálata

1. 2. Kapcsolódási feltételek és méretláncok vizsgálata Prof. Dr. KUNDRÁK János

2. 2. Kapcsolódási feltételek és méret láncok vizsgálata2.1.A cserélhetőségről általában 2.1.A cserélhetőségről általában a) Történelmi áttekintés ősember: kőbalta, nyíl-nyílhegy, • 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

3. 2.1.A cserélhetőségről általában • 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.

4. 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 befo- lyásolná az egész gép , a szerelési egység működését ) • A cserélhetőség funkcionálisan megkívánt és technológiailag megvalósítható tűrésekkel érhető el. ( Funkcionális szempont : minél kisebb tűrés , de ez gazdaságtalan.

5. 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 • Mérettűrések • Alaktűrések • Helyzettűrések • Felületminőségi előírások helyessége és az előírások betartása, vagyis az alkatrészgyártás magas szintű minőségbiztosítása a szerelt egység működőképességét és minőségét biztosítja.

6. 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. • Illesztések fajtái: • Laza • Átmeneti • Szilárd

7. 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 • Köralakhiba • Alkotó egyenesség • Sík • Forgástest (általános)

8. Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának kapcsolata a szereléssel • Helyzettűrések A szerelhetőség érdekében elsősorban a • Párhuzamosság • Merőlegesség • Tengelyek kereszteződése • Egytengelyűség betartása a fontos. • Felületminőség • A méretpontosságtól és a minőségi követelményektől függő szabványos mérőszámokkal jellemezhető, amelyeket szintén be kell tartani. (pl.: Ra, Rz, Rt)

9. Az alkatrészgyártás minőségbiztosításának kapcsolata a szereléssel • A felületminőség értelmezése • Geometria szerint: - mikrogeometria - makrogeometria • Felületi réteg állapota szerint • Keménység • Szövetszerkezet • Maradó feszültség • Felületminőség • A méretpontosságtól és a minőségi követelményektől függő szabványos • mérőszámokkal jellemezhető, amelyeket szintén be kell tartani. • (pl.: Ra, Rz, Rt)

10. A gyártási hibák eloszlásának törvényszerűségei • A szerelésre kerülő alkatrészek főleg: • Kereskedelmi alkatrészek (csavar, anya , golyóscsapágy) • Üzemben termékorientáltan gyártott „rajzszámos” alkatrészek • Általában sorozat és tömeggyártásban nagy darabszámon készülnek • A gyártási hiba nagysága sorozatgyártásban véletlenszerűen ingadozik és általában Gauss eloszlást követ • Példák Gauss eloszlású méretszóródására sorozatgyártásban: • méretes szerszámokkal végzett megmunkálások • beállított szerszámmal “automatikusan” gyártott átmérő- és hosszméretek • ütközésre történő gyártás • NC program szerinti sorozatgyártás

11. 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:

12. A gyártási hibák eloszlásának törvényszerűségei • Az egyenletben szereplő jelölések: • X: az az abszisszák számtani közepe • n: a méretek száma • : az elméleti szórás • A megmunkálási hiba a tényleges méreteknek az átlagtól mért eltérése: • A tűrés általános definíciója a sűrűség-függvény segítségével • 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.

13. A gyártási hibák eloszlásának törvényszerűségei • A Gauss-féle függvény átalakítása valószínűségszámításhoz • Valószínűségszámításokhoz és szereléstechnológiai számításokra az előbbi függvényeket egyszerűsítésekkel át kell alakítani • Bevezetve a új változatát • Transzformálás az origóba x=0 • Az elméleti szórás rögzítése s=1 az új sűrűség függvényalak: Ebből az új eloszlásfüggvény: • Technológiai megállapodás: egy tetszés szerinti lehatárolt tűrésmező T’=2z szélességű lehet.

14. 2.3. A szerelési méretlánc kialakítása és megoldásának módszerei Kialakítás • 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.

15. 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) c) Beszabályozással végzett szerelés kiegyenlítő kompenzátorral 1.beszabályozás állítható méretű kompenzátor segítésével 2. beszabályozás fix méretű kompenzátor segítségével.

16. A méretlánc megoldásának módszereia/1) Teljes cserélhetőség • A méretlánc tagjaiként szereplő valamennyi alkatrész és szerelvény korlátozás nélkül beépíthető. A legkorszerűbb szerelési módszer • Alkalmazás • Tömeggyátásban (gépkocsi, repülő, motorgyártás) • Kevés tagból álló méretláncok esetén • Olyan alkatrészeknél és szerelvényeknél, melyeknek az élettartama normál használat esetén kisebb, mint a gyártmányé. • Előnyei: • a szerelés egyszerű összeépítéssé válik • gazdaságos • betanított munkással végezhető a szerelés

17. A méretlánc megoldásának módszereia/1) Teljes cserélhetőség • 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

18. A méretlánc megoldásának módszereia/2) részleges cserélhetőség • 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

19. A méretlánc megoldásának módszereia/2) részleges cserélhetőség • Egyéb jellemzők • A szélső értékek találkozási valószínűsége0% P 0% • Bizonyos selejtszázalékot meg kell engedni • Az eredő szórása: • Az eredő tűrése a valóságban:

20. A méretlánc megoldásának módszereia/3 Válogató párosítás • 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

21. A méretlánc megoldásának módszereia/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 • mérés • osztályozás • raktározás

22. A méretlánc megoldásának módszereib) 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 • szűk tűrések feloldásával az alkatrészek gazdaságos megmunkálásának lehetősége

23. A méretlánc megoldásának módszereib) utólagos illesztés • Hátrányai • utólagos megmunkálás szükséges (elsősorban forgácsoló), amely többször kézi • az illesztések minősége megköveteli a szakképzett dolgozók alkalmazását • mérés, ellenőrzés, beállítás elvégzésének idő és költséghatásai

24. A méretlánc megoldásának módszereic) Szerelés a beszabályozás módszerrel • 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

25. A méretlánc megoldásának módszereic) Szerelés a beszabályozás módszerrel • Hátránya • megbízható mérési rendszer és szervezet szükséges • 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