Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Основные понятия и определения

Размерной цепью называют совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и обра­зующих замкнутый контур. Из определе­ния следует, что размерную цепь образу­ет замкнутый контур не любых размеров, а только тех размеров, которые непо­средственно участвуют в решении по­ставленной задачи. Например, если по­ставлена задача обеспечить зазор между зубчатым колесом и торцом проставоч - ного кольца, то (рис. 1.3.11) в размерную цепь включаются только те размеры (Ль Аг, А3, Аа), изменение которых непосред­ственно влияет на величину зазора (Ал). Если же в том же примере изменить ве­личину размера Б корпуса, то при А2 = const как бы его не уменьшали или увеличивали, величина Ад останется неизменной.

Размерные цепи принято обозначать прописными буквами русского алфавита А, Б, ..., если они образованы линейными размерами, и строч­ными буквами греческого алфавита а, р, у, ..., если их составляют угло­вые размеры.

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размер­ной цепи. Так, все размеры А„ образующие размерную цепь А на рис. 1.3.11, являются ее звеньями.

На схемах размерных цепей их звенья условно обозначаются сле­дующим образом:

Линейные размеры (рис. 1.3.12, а) - двусторонними стрелками; угловые размеры (рис. 1.3.12, б) - односторонними стрелками с на­правлением острия к базе;

Угловой размер с отклонением от перпендикулярности - рис. 1.3.12, е. Для обозначения звеньев размерных цепей используют те же буквы, что и для обозначения самих размерных цепей, с добавлением соответст­вующих индексов. В любой размерной цепи одно из звеньев является замыкающим, все остальные - составляющими звеньями.

Замыкающим называют звено раз­мерной цепи, являющееся исходным при постановке задачи или получающееся последним в результате ее решения и оно обозначается буквой с индексом "Д". Если исходя из заданного допуска на зазор надо определить, допуски на со­ставляющие звенья, то Ад будет исход­ным звеном размерной цепи. Если же в качестве исходных данных заданы от­клонения составляющих звеньев и тре­буется определить, какое при этом полу­чится отклонение на звене Лд, то оно будет называться замыкающим звеном.

Составляющим звеном называется звено, с изменением величины которого непосредственно изменяется величина замыкающего звена.

По характеру влияния на величину замыкающего звена составляющие зве­нья подразделяются на увеличивающие и уменьшающие. Увеличивающим называ­ют составляющее звено размерной цепи,

С увеличением которого замыкающее звено увеличивается (например, звено Аг на рис. 1.3.11). Уменьшающим называют составляющее звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено уменьшает­ся (например, звенья А\ и Аг на рис. 1.3.11). Увеличивающее звено обо­значают стрелкой над буквой, обозначающей звено, направленной вправо, уменьшающее звено - стрелкой, направленной влево (см. рис. 1.3.11).

Компенсирующим называется звено, изменением которого уменьшают отклонение замыкающего звена. Для отличия компенсирующего звена от других звеньев оно обозначается в прямоугольной рамке (рис. 1.3.11, размер Аз).

На рис. 1.3.13 приведена классификация плоских размерных цепей, подразделяющихся по виду размера, подчиненности, по характеру связей между размерными цепями и назначению.

Конструкторская технологическая измерительная

Параллельно связанная последовательно связанная комбинированная

Рис. 1.3.13. Классификация размерных цепей

Л) | , 'У | . Ач

6)

Рис. 1.3.14 Линейные размерные цепи:

А - с размерами, совпадающими по направлению с замыкающим звеном;

6 - содержащие размеры, расположенные под углом к замыкающему звену

Под линейной размерной цепью понимают размерную цепь, звенья­ми которой являются линейные размеры (рис. 1.3.14. а). Линейная раз­мерная цепь может содержать размеры, которые по направлению не сов­падают с направлением размера замыкающего звена (рис. 1.3.14, б).

Под угловой размерной цепью понимают размерную цепь, звенья­ми которой являются угловые размеры (повороты) поверхностей (рис. 1.3.15) (часто такие размерные цепи называют размерными цепями относительных поворотов).

Звенья размерной цепи могут быть расположены в одной или не­скольких параллельных плоскостях; в первом случае размерную цепь называют плоской, во втором - пространственной.

Основной называют размерную цепь, замыкающим звеном которой яв­ляется размер, обеспечиваемый в соот­ветствии с решением основной задачи.

Производной называют размерную цепь, замыкающим звеном которой яв­ляется одно из составляющих звеньев основной размерной цепи.

Производная размерная цепь рас­крывает содержание составляющего зве­на основной размерной цепи. Так, раз­мерная цепь Г на рис. 1.3.16 является основной, кратчайшим путем отобра - Рис. 1.3.15. Угловые размерные жающей получение размера ГА в техно - цепи логической системе фрезерного станка.

При желании содержание составляющих звеньев может быть раскрыто с помощью производных (размерных) цепей, как это сделано, например, со звеном Г2 с помощью производной размерной цепи Е.

По характеру связей между собой размерные цепи могут быть па­раллельно связанными, последовательно связанными и параллельно - последовательно связанными.

Параллельно связанными называют размерные цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев составляющих звеньев (рис. 1.3.17, а). Осо­бенность таких размерных цепей состоит в том, что общие звенья участ­вуют в достижении точности замыкающих звеньев одновременно всех размерных цепей, в состав которых они входят.

Последовательно связанными называют размерные цепи, из которых каждая последующая цепь имеет общую базу с предыдущей (рис. 1.3.17, б).

Размерные цепи с комбинированными связями обладают свойствами параллельно и последовательно связанных цепей (рис. 1.3.17, в).

Задачи, решаемые с помощью размерных цепей, бывают конструк­торскими, технологическими и измерительными.

Конструкторской называют размерную цепь, определяющую рас­стояние или относительный поворот поверхностей или осей поверхно­стей в изделии. Примером конструкторской размерной цепи может слу­жить размерная цепь А, показанная нарис. 1.3.11.

Технологической называют размерную цепь, обеспечивающую тре­буемое расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в про­цессе его изготовления.

Б)

Вз, Вл

Вг = Б^

В)

Рис. 1.3.17. Три вида связей размерных цепей:

А - параллельный; б - последовательный; в - параллельно-последовательный

Технологические размерные цепи возникают в процессе сборки ма­шины, сборочных единиц и в процессе изготовления деталей. Технологи­ческие размерные цепи могут отображать связи между операциями (пе­реходами) технологического процесса в получении того или иного раз­мера (рис. 1.3.18, б) и образовании размера при выполнении перехода на технологической системе (рис. 1.3.18, а) или роль отдельных этапов опе­рации в обеспечении точности выдерживаемого размера (рис. 1.3.18, а).

Є)

Рис. 1.3.18. Технологические размерные цепи:

А - первого типа; б - второго типа

Рис. 1.3.19. Измерительная размерная цепь

Измерительной называют размерную цепь, с помощью которой позна­ются значения измеряемого размера, расстояния, относительного поворота поверхностей или их осей изготовляемого (изготовленного) изделия.

На рис. 1.3.19 показана измерительная размерная цепь А, опреде­ляющая расстояние между торцами плитки, измеряемое микрометром.

Построение размерных цепей. Размерные цепи отражают размер­ные связи конструкции изделия, процессов изготовления и измерения.

В свою очередь изготовление деталей, сборка сборочных единиц, изделий и процесс измерения осуществляются с помощью технологиче­ских и измерительных систем, представляющих собой соответствующие конструкции.

Таким образом, во всех случаях составляющими звеньями размер­ных цепей будут размеры деталей или расстояния между ними. Поэтому для построения размерных цепей должны быть известны соответственно конструкторские, технологические и измерительные базы. Первые позво­ляют определить положение деталей в конструкции изделия, технологи­ческой системы и измерительной системы, а вторые и третьи - положе­ние заготовки, детали и измеряемого объекта.

Построение размерной цепи начинается с определения замыкающе­го звена, отражающего решаемую задачу. Поэтому вначале должна быть поставлена и четко сформулирована задача, решение которой необходи­мо для обеспечения соответствия конструкции изделия его служебному назначению, обеспечения требуемой точности изделия при изготовлении или оценке его точности измерением.

При конструировании изделия переход от формулировки задачи к нахождению замыкающего звена заключается в выявлении такого линей­ного или углового размера, от значения которого полностью зависит ре­шение поставленной задачи. При изготовлении изделия замыкающим звеном размерной цепи является размер, точность которого должна быть
обеспечена технологическим процессом. При измерении замыкающим звеном является измеренный размер.

Допуск замыкающего звена устанавливают следующим образом: в конструкторских размерных цепях - исходя из служебного назна­чения изделия или его механизма;

В технологических размерных цепях - в соответствии с допуском на расстояние или относительный поворот поверхностей детали (их осей) или деталей изделия, которые необходимо получить в результате техно­логического процесса изготовления детали или сборки изделия;

В измерительных размерных цепях - исходя из требуемой точности измерения.

Выявление составляющих звеньев конструкторских размерных це­пей. На рис. 1.3.20 показано устройство, состоящее из вала, трех колец и штифта. Для того чтобы кольца 2 и і могли свободно вращаться на валу 1, между торцами колец 3 и 4 должен быть гарантированный зазор, величи­ну которого и примем за замыкающее звено АЛ. Задача заключается в том, чтобы найти размеры, являющиеся составляющими звеньями, обра­зующие Лд.

Составляющими звеньями размерной цепи конструкции являются расстояния (относительные повороты) между поверхностями вспомога­тельных и основных баз деталей, непо­средственно участвующих в решении поставленной задачи своими размера­ми, а также зазоры. В соответствии с изложенным найдем составляющие звенья линейной размерной цепи А.

На чертеже устройства видны ос­новные и вспомогательные базы дета­лей, участвующие в образовании Ал.

Чтобы найти детали, чьи размеры участвуют в образовании замыкающего звена Лд, можно воспользоваться сле­дующим способом: к каждой из по­верхностей, образующих замыкающее звено, следует мысленно приложить силы Р параллельно размеру Ал и на­
правленные в противоположные стороны. Действие силы Р влево вызо­вет перемещение кольца 3 до соприкосновения с кольцом 2; произойдет контакт основной базы кольца 3 со вспомогательной базой кольца 2.

Если допустить, что кольцо 2 неподвижно, то при изменении шири­ны кольца 3 (размер As) величина замыкающего звена изменится. Следо­вательно, размер А5 надо считать составляющим звеном размерной цепи А.

Сила Р, передаваемая кольцом 3, вызовет перемещение кольца 2, пока он не войдет в соприкосновение с буртиком вала 1.

Если считать буртик вала 1 неподвижным, то при изменении шири­ны кольца 2 (размер А4) произойдет изменение величины замыкающего звена Ал. Поэтому размер Л4 является составляющим звеном размерной цепи А.

Согласно конструкции устройства, буртик вала 1 является непод­вижным, поэтому дополнительное движение колец 2 и і становится не­возможным. Тогда следует обратиться к правой стороне замыкающего звена Ал. Сила Р, действуя на кольцо 4, будет смещать его до тех пор, пока образующая отверстия в нем под штифт 5 не соприкоснется с обра­зующей штифта 5. Если допустить, что штифт 5 неподвижен, то при из­менении величины размера А і будет изменяться величина Ал. На основа­нии этого размер А і примем за составляющее звено размерной цепи А.

Сила Р, действуя через кольцо 4 на штифт 5, должна прижать его к правой стороне отверстия в валу 1. Поскольку штифт 5 соединен с валом / по неподвижной посадке, постольку он неподвижен и движение не произойдет. Если изменить диаметральный размер А2, то сместится и кольцо 4, в результате изменится размер Ал. Поэтому звено Аг следует считать составляющим звеном размерной цепи А.

Дальнейшее смещение кольца 4 под действием силы Р становится невозможным, так как отверстие под штифт 5 находится в валу 1; остает­ся только замкнуть размерную цепь А размером А3.

На рис. 1.3.20 показан также размер Б (ширина буртика). Включить Б в размерную цепь можно только в том случае, если изменение его вели­чины изменит размер Ай. Изменить величину Б можно только в левую сторону, так как изменение в правую сторону вызовет изменение раз­мера Аз, а изменение Б в левую сторону не нарушит размер Ад. Отсюда следует, что размер Б нельзя включать в размерную цепь А.

Аналогичным образом строятся технологическая размерная цепь размера, получаемого на технологическом переходе, и измерительная размерная цепь.

3 - 11382