Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

МОДУЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ (МП) ДЕТАЛИ

Любая деталь, создаваемая конструктором, предназначена выпол­нять соответствующее служебное назначение посредством ее поверхно­стей. Следовательно, каждая ее поверхность предназначена выполнять определенную служебную функцию.

Анализ деталей различных изделий показывает, что независимо от того, в какие изделия входит деталь, она предназначена или непосредст­венно участвовать в рабочем процессе, осуществляемом изделием, и (или) выполнять роль базовой детали для монтажа на ней других деталей. Таким образом, признак служебного назначения позволяет классифици­ровать все детали (независимо от их конструктивного и геометрического оформления, материала, массы) на детали: базовые; участвующие в рабо­чем процессе; выполняющие роль базовых и одновременно участвующих в рабочем процессе.

Между этими характеристиками детали и ее служебным назначени­ем существуют связи. Именно служебное назначение детали предопреде­ляет ее конструктивные формы, размеры, материал, требования к точно­сти и т. д. Например, если деталь предназначена передавать крутящий момент, то она должна вращаться, следовательно, конструктивно она будет выполнена в виде тела вращения. В зависимости от передаваемого крутящего момента будет выбран соответствующий материал детали и т. д.

В соответствии с приведенной на рис. 1.2.1 (с. 28) классификацией поверхности де тати в итоге подразделяются на базирующие, рабочие и связующие.

С помощью рабочих поверхностей деталь осуществляет рабочий процесс. Например, если деталь является инструментом, то в зависимо­сти от его типа у нее должны быть поверхности для резания материала или выдавливания и т. д. Если деталь, например, зубчатое колесо, предна­значена передавать крутящий момент, то у нее будет набор боковых по­верхностей зубьев, которые являются рабочими поверхностями.

Для того чтобы деталь могла выполнять функции базовой детали для других деталей, она должна содержать базирующие поверхности, по которым они монтируются на ней. Например, чтобы на вал смонтировать зубчатое колесо, вал должен иметь комплект вспомогательных баз в виде торца, наружной цилиндрической поверхности и плоскости, образуемой боковой поверхностью шпонки. Для этого у зубчатого колеса должен быть набор базирующих поверхностей, образующих ответный комплект баз в виде торца, внутренней цилиндрической поверхности и шпоночного паза.

Итак, чтобы деталь могла выполнять свое служебное назначение, она должна иметь соответствующий набор рабочих и базирующих по­верхностей. При этом необходимо, чтобы все поверхности сохраняли заданное относительное положение в процессе работы детали. Таким образом, зубчатое колесо для выполнения служебного назначения можно представить (см. рис. 1.2.2) набором боковых поверхностей зубьев, на­пример, эвольвентной формы и комплектом баз (торец, отверстие, шпо­ночный паз). И никакие другие поверхности зубчатому колесу с точки зрения служебного назначения не нужны. Но при этом необходимо обес­печить точное и постоянное относительное положение указанных по­верхностей. Стоит только нарушить их относительное положение, как сразу снизится качество работы передачи, может произойти заклинива­ние, появится неравномерность вращения и т. п. Поэтому требуется свя­зать эти два вида поверхностей с помощью связующих поверхностей в одну систему.

Связующие поверхности, как правило, сами непосредственно не участвуют в выполнении деталью ее служебного назначения; их задача заключается в объединении всех исполнительных поверхностей в единое пространственное тело - деталь, и придание ей требуемых форм и размеров.

В настоящее время связи между поверхностями осуществляются с помощью материала, когда деталь создается из одного куска материала.

В перспективе, возможно, появятся и другие виды связей исполни­тельных поверхностей, и тогда надобность в связующих поверхностях может отпасть. Например, если использовать магнитные силы для обес­печения относительного положения исполнительных поверхностей дета­ли, то деталь не будет представлять собой монолит и у нее могут отсут­ствовать связующие поверхности.

Рассмотрим конструктивное оформление исполнительных и свя­зующих поверхностей.

Базирующие поверхности. Как следует из теории базирования, для того чтобы установить деталь в заданное положение, ее надо лишить всех шести степеней свободы. Для этого она должна иметь комплект баз, на котором будут располагаться шесть опорных точек.

Функции базирующих поверхностей накладывают определенные ог­раничения на разнообразие их конструктивного оформления. Например, в качестве установочной и направляющей баз, как правило, используется плоская поверхность; в качестве двойной направляющей базы и двойной опорной базы чаще всего выступает поверхность вращения, например, цилиндрическая поверхность; в качестве опорной базы может выступать небольшой участок поверхности любой формы.

Рассматривая рабочие поверхности деталей, следует прежде всего установить рабочие функции, которые выполняют детали. Рабочие функ­ции можно разделить по роду рабочих процессов, в которых участвуют детали:

- процесс обработки;

- передача движения (вращательного, поступательного);

- герметизация;

- хранение сыпучих и жидких материалов;

- передача рабочей среды и др.

Для осуществления каждого из перечисленных рабочих процессов детали имеют соответствующие рабочие поверхности. Если, к примеру, деталь участвует в процессе обработки заготовки резанием, то у детали, именуемой в данном случае инструментом, будет набор поверхностей, образующих режущую часть.

У штампа рабочая поверхность чаще всего представлена сложной по форме поверхностью; колесо центробежного насоса имеет рабочие по­верхности для передачи рабочей среды; у турбинной лопатки рабочей поверхностью служит поверхность сложной формы.

Если деталь предназначена передавать движение, то она выступает в роли звена кинематической цепи и имеет соответствующие рабочие по­верхности. Например, для поступательного движения деталь имеет ком­плект направляющих поверхностей.

Из приведенных примеров видно, что рабочие поверхности зависят от характера рабочего процесса, в котором участвует деталь, и могут представлять собой как совокупность поверхностей, так и отдельные по­верхности, среди которых встречаются поверхности сложной геометри­ческой формы. Условимся под поверхностями простой геометрической формы понимать плоские поверхности и поверхности вращения.

Как уже отмечалось, связующие поверхности необходимы прежде всего для достижения и сохранения требуемого относительного положе­ния исполнительных поверхностей. Выполняя эту главную задачу, свя­зующие поверхности попутно выполняют и ряд других вспомогательных функций, в ряде случаев оказывающих существенное влияние на геомет­рическую форму как самих связующих поверхностей, так и детали в це­лом. К таким функциям относятся:

- придание детали соответствующих конструктивных форм, обу­словленных требованиями прочности, экономии материма, эстетики;

- ограничение габаритных размеров исполнительных поверхностей;

- обеспечение технологичности детали и др.

Например, если деталь представляет собой тело вращения и крепит­ся консольно, то с позиции равной прочности деталь будет иметь поверх­ность вращения сложной формы. Чтобы избежать концентраторов на­пряжений, необходимо обеспечить связь между торцем и поверхностью вращения через поверхность, обеспечивающую плавный переход, и т. д. Большое влияние связующие поверхности оказывают на технологичность детали как для получения заготовки, так и для ее обработки и сборки из­делия. В связи с этим связующие поверхности выполняются в виде раз­личного рода канавок, скосов, фасок и т. п.

В то же время, несмотря на то, что связующие поверхности не уча­ствуют в выполнении деталью ее служебных функций, они могут оказы­вать существенное влияние на качество работы детали. Например, для детали типа тела вращения погрешности формы и расположения свя­зующих поверхностей могут вызвать дисбаланс. В связи с этим в ряде случаев к качеству связующих поверхностей могут предъявляться доста­точно высокие требования.

Анализ выполнения деталями их служебных функций позволяет сделать важный вывод о том, что деталь выполняет свое служебное на­значение, в основном, сочетаниями поверхностей и только в ряде случаев отдельными поверхностями. Поэтому деталь можно представить как со­вокупность сочетаний поверхностей (реже отдельных поверхностей) со­ответствующего служебного назначения. Они и являются теми элемента­ми, из которых можно создать любую деталь независимо от того, к како­му изделию она принадлежит. В связи с этим было введено понятие мо­дуля поверхностей (МП), под которым понимается сочетание поверхно­стей (или отдельная поверхность), предназначенных выполнять соответ­ствующую служебную функцию детали и придавать детали конструктив­ную форму, обусловленную требованиями эксплуатации и изготовления.

Положив в основу классификации модулей поверхностей их слу­жебный признак, можно все модули поверхностей разделить на три клас­са МП: базирующие (МПБ), рабочие (МПР), связующие (МПС) (рис. 1.4.1).

Деление всех модулей поверхностей по служебному признаку на три класса придает им однозначность в определении и является главным от­личием и преимуществом данной классификации. На предприятии гра­мотный конструктор или технолог сможет однозначно сгруппировать все поверхности любой детали на модули трех классов.

Следующим шагом в разработке классификации модулей поверхно­стей является деление каждого класса на подклассы, группы, подгруппы. При этом следует помнить, что любая классификация характеризуется объектом классификации, перечнем отличительных признаков и их после­довательностью, согласно которой производится группирование объектов.

В существующих классификациях поверхностей деталей в качестве первого признака принимают геометрический, в соответствии с которым деталь представляется в виде совокупности элементарных поверхностей. Например, при кодировании деталь рассматривают как структуру, со­стоящую из множества элементов. Различают элементы основной формы детали и элементы, находящиеся в отношении наложения к элементам основной формы. Элементы основной формы детали - это поверхности, образующие главный контур детали: наружные и внутренние, цилиндри­ческие, конические, криволинейные, поверхности вращения, плоские торцы, поверхности движения. Элементы, находящиеся в отношении на­ложения, расположены на элементах основной формы - это фаски, лыс - ки, резьбы, дополнительные отверстия, шлицы, зубья и т. п.

МОДУЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ (МП) ДЕТАЛИ

Б211

Б212

Б221

Б222

Б311

Б312

Б321

Б322

Р111

Р112

Р121

Р122

С112

С121

С122

Cm

|і II

Рис. 1.4.1. Классификация модулей поверхностей

Такое деление детали на отдельные поверхности искусственно раз­деляет поверхности, предназначенные совместно выполнять ту или иную функцию детали. С другой стороны, одну и ту же деталь можно предста­вить разными наборами поверхностей, в зависимости от того, что пони­мать под "элементарной" поверхностью. В рассматриваемом случае при построении классификации МП группирование МП производится не по геометрическому, а по служебному признаку.

В конечном итоге задача классификации заключается в том, чтобы получить номенклатуру МП в виде их конструктивно-геометрического оформления, которые в дальнейшем служат проектными модулями. Да­лее каждый класс МП должен подразделяться по признакам, характери­зующим конструктивно-геометрическое оформление МП.

Рассмотрим деление класса базирующих модулей. Задача любого МПБ лишить объект всех степеней свободы. В зависимости от схемы базирования и типа базирующих поверхностей, входящих в состав МПБ, последние имеют соответствующее конструктивно-геометрическое оформление.

Класс МПБ характеризуется наличием у модуля трех базирующих поверхностей, на которых может быть построена прямоугольная система координат с расположением шести опорных точек по схеме 3 - 2 - I. Принимая во внимание возможный набор поверхностей, где поверхность лишает деталь от одной до четырех степеней свободы, можно по конст­руктивно-геометрическому признаку разделить класс МПБ на пять под­классов.

Первый, четвертый и пятый подклассы (Б1, Б4, Б5) делятся на две группы по характеру поверхностей, образующих модуль. Комплекты баз, содержащие внутренние (охватывающие) поверхности, вошли в первую группу (БИ, Б41, Б51), а комплекты баз, образованные наружными (ох­ватываемыми) поверхностями, вошли во вторую группу (Б 12, Б42, Б52).

Подклассы Б2 и БЗ делятся на две группы по геометрическим разно­видностям поверхностей, входящих в подклассы. В группу Б21 входят базирующие модули поверхностей, содержащие цилиндрическую резь­бовую поверхность, а в группу Б22 - базирующие модули, содержащие коническую резьбовую поверхность. В свою очередь каждая из групп Б21 и Б22 делится на две подгруппы: Б21 делится на Б211 и Б212 в зависимо­сти от того, охватывающей или охватываемой является резьбовая цилин­дрическая поверхность; аналогично и Б22 делится на Б221 и Б222 в зави­симости от того, охватывающей или охватываемой является резьбовая коническая поверхность.

Также подкласс БЗ делится на две группы Б31 и Б32. В Б31 входят базирующие модули, содержащие две плоскости и цилиндрическую по­верхность, а в группу Б32 - базирующие модули, содержащие две цилин­дрические поверхности и одну плоскую. Далее каждая из групп бази­рующих модулей поверхностей Б31, Б32 подразделяются на две группы КЗ 11, Б312 и Б321, Б322 по признаку охватываемой или охватывающей цилиндрической поверхности.

Классификация рабочих модулей (МПР) сложнее, поскольку в отли­чие от базирующих модулей у МПР служебные функции разнообразнее. Конструктивно-геометрическое оформление МПР зависит от характера рабочего процесса, в осуществлении которого он участвует.

Если для деления МПР на подклассы в качестве отличительного признака принять тип рабочего процесса, то может оказаться, что в раз­ных подклассах окажутся МПР одинакового конструктивно-геометри - ческого оформления. Чтобы этого не произошло, деление МПР на под­классы и группы следует производить по признакам, отражающим конст- рукторско-гсометрические характеристики. В дальнейшем, по мерс нако­пления данных о встречающихся МПР и их анализа появится возмож­ность внести уточнения в их классификацию.

В связи с изложенным предлагается класс МПР разделить на под­классы Р1 и Р2, в которые входят соответственно модули с совокупно­стями поверхностей простой и сложной формы. В свою очередь каждый подкласс делится на две группы по виду поверхности (охватываемая или охватывающая). Группы Р11 и Р12 делятся на подгруппы Pill, Р112 и Р121, Р122 также по виду поверхностей (охватываемая, охватывающая).

Аналогично, на тех же основаниях и по тем же признакам, была проведена классификация связующих модулей (МПС). Класс МПС был разделен на подклассы С1 и С2, а они в свою очередь на группы С11, С12 и С21, С22; группы СП и С12 разделены на подгруппы СІП, С112 и С121,С122.

Нарис. 1.4.2 приведены примеры конструктивного оформления ка­ждого из 26 видов МП. Как следует из рис. 1.4.2, модули поверхностей в силу простоты конструктивного оформления описываются небольшим набором характеристик.

Из изложенного следует, что МП отличается однозначностью в оп­ределении, которое ему придает его служебное назначение, простотой конструкции и высокой устойчивостью. Например, как показывает прак­тика, конструктивное оформление МП за последние полвека не претер­пело принципиальных изменений и нет признаков их существенного из­менения в обозримом будущем.

МОДУЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ (МП) ДЕТАЛИ

В качестве примера представления детали совокупностью МП на рис. 1.4.3, а и 6 представлены редуктор конической передачи и его кор­пус. Редуктор устанавливается плоскостью основания и двумя отвер­стиями корпуса, выполняющих роль комплекта основных баз и обра­зующих базирующий модуль 1Б321. Как следует из рис. 1.4.3, б, корпус имеет только один рабочий модуль поверхностей Р21, выполняющий роль емкости под масло. Корпус редуктора содержит еще целый ряд базирующих модулей, выполняющих роль комплектов вспомогатель­ных баз. В частности, поверхности / и 2 образуют базирующий модуль 6Б311, по которым базируется левый стакан подшипника. Аналогично поверхности 3 и 4 образуют базирующий модуль І8Б311 под правый стакан, в который установлены два подшипника. Для крепления обоих стаканов в корпусе предусмотрены базирующие модули Б211 по четы­ре штуки под крепление каждого стакана (на чертеже видны только 5Б211, 8Б211 и 17Б211, 20Б21І). Эти базирующие модули содержат только одну базирующую поверхность в виде внутренней резьбовой поверхности, другая поверхность этих модулей торец - принадлежит стакану.

Для слива масла в редукторе предусмотрена заглушка, под которую в корпусе редуктора имеется базирующий модуль 26Б221, выполненный в виде внутренней конической резьбовой поверхности. Под крышку, за­крывающую корпус редуктора, предусмотрен базирующий модуль 12Б321, являющийся неполным комплектом баз и содержащий одну пло­скую поверхность.

Для крепления крышки к корпусу редуктора в корпусе имеется две­надцать базирующих модулей Б211 (из которых на чертеже видны только два - № 10 и № 14) под установку винтов, каждый из которых содержит лишь одну базирующую поверхность в виде внутренней цилиндрической резьбы, а вторая поверхность - торец, принадлежит крышке. Остальные поверхности корпуса редуктора относятся к связующим поверхностям, образующим соответствующие МПС.

В итоге корпус редуктора представляется совокупностью соответст­вующих МП, которые указываются выносными линиями, подобно вы­носным линиям на сборочном чертеже, указывающим детали, входящие в состав изделия.

МОДУЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ (МП) ДЕТАЛИ

МОДУЛЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ (МП) ДЕТАЛИ

Рис. 1.4.3. Представление детали совокупностью МП:

А - конический редуктор; б - корпус редуктора

Б)

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Задачами этой функции на предприятии являются разработка рабочих и типовых технологических процессов на детали и сборочные единицы; разра­ботка управляющих программ для оборудования с ЧПУ; организация фон­дов документации на типовые технологические …

АНАЛИЗ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО КОНСТРУКЦИИ

Анализ служебного назначения заключается в оценке того, насколь­ко полно оно отражает задачу, решаемую с помощью данного изделия. В служебном назначении изделия должны содержаться качественные и количественные характеристики процесса, для выполнения …

ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Имея отработанный рабочий чертеж, технические требования, кото­рым должна отвечать готовая деталь, и зная количество деталей, подле­жащих изготовлению в единицу времени по неизменяемому чертежу, приступают к выбору экономичного вида полуфабриката (прокат, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.