1

2. Kapcsolódási feltételek és méretláncok vizsgálata

Prof. Dr. KUNDRÁK János

2

2. Kapcsolódási feltételek és méret láncok vizsgálata 2.1.A cserélhetőségről általában

2.1.A cserélhetőségről általábana) 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. )

CsereszabatosCsereszabatos : az összeszereléshez vagy alkatrészcseréhez válogatás nélkül felhasználható alkatrész.

( Bármelyike egymással helyetttesíthető anélkül , hogy befo- lyásolná az egész gép , a szerelési egység működését )

A cserélhetőségfunkcionálisan megkívánt éstechnológiailag 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

•FelületminőségA 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:

2

2

2

2

1

xx

exfy

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.

xx x ...x

n1 2 n

xx1

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’=2z szélességű lehet.

zx x

2

z2

e2

1z

2

Pdze

2

1z

2

zz

0

2

14

2.3. A szerelési méretlánc kialakítása és megoldásának módszerei

KialakításKialakítás 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 megoldásamegoldása:• 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 módszerei a/1) Teljes cserélhetőség

A méretlánc tagjaiként szereplő valamennyi alkatrész és szerelvény korlátozás nélkül beépíthető.

A legkorszerűbb szerelési módszerA 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 módszerei a/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 módszerei a/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 módszerei a/2) részleges cserélhetőség

Egyéb jellemzők

– A szélső értékek találkozási valószínűsége 0% P 0%– Bizonyos selejtszázalékot meg kell engedni– Az eredő szórása:

– Az eredő tűrése a valóságban:

1n

1i

2i

iT6T6T

20

A méretlánc megoldásának módszerei a/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 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 mérés osztályozás raktározás

22

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– szűk tűrések feloldásával az alkatrészek gazdaságos

megmunkálásának lehetősége

23

A méretlánc megoldásának módszerei b) 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 módszerei c) 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/1C/1 az előzetesen kijelőlt tag beállításával mozgó kompenzátormozgó kompenzátor C/2 C/2 előre meghatározott, megválasztott (méretre legyártott, csoportosított

pl. alátét, persely) álló kompenzátorálló kompenzátor

Alkalmazás– sok tagból álló, pontos méretláncok megoldására– az automatizált szerelés kivételével valamennyi fejlettségi szintű

folyamatos szerelésnél

25

A méretlánc megoldásának módszerei c) 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