Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ВЫБОР МЕТОДОВ ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗДЕЛИЯ И ЕГО КОНТРОЛЯ

Приступая к выбору методов достижения требуемой точности изде­лия, прежде всего необходимо сформулировать задачи, которые требует­ся решить в процессе достижения его точности. Эти задачи вытекают из требований к точности изделия, и каждая из них касается обеспечения точности одного из параметров размерных связей. При проведении кон­структором расчетов на точность уже были избраны методы ее достиже­ния по каждому из параметров. Технологу необходимо установить эти методы, оценить, удачен ли их выбор при заданном масштабе выпуска, организационной форме процесса, проверить правильность простановки размеров и допусков в чертежах изделия и наличие компенсаторов, если достижение требуемой точности каких-то параметров предполагается вести методом регулировки или пригонки.

Для успешного выполнения этой работы необходимо изучить конст­рукторские размерные цепи. При построении размерных цепей необхо­димо иметь в виду:

От четкости формулировки задачи во многом зависит правильность выявленной размерной цепи и ее соответствие поставленной задаче;

Поставленную задачу можно решать только единственно правильно построенной размерной цепью, тогда размерные связи в изделии между деталями и узлами объективны;

Каждая размерная цепь дает решение только одной задачи. При решении прямой задачи первым должно быть выявлено исход­ное звено, отражающее сущность решаемой задачи.

Требуемая точность изделия в процессе его сборки достигается че­рез технологические размерные цепи. Совпадение технологической раз­мерной цепи с конструкторской возможно лишь при достижении точно­сти ее замыкающего звена одним из методов взаимозаменяемости. При­менение других методов, использование в процессе сборки различных приспособлений и контрольных устройств, точность которых сказывает­ся на результатах сборки, приводят к возникновению в процессе сборки размерных связей, отличающихся от тех, что действуют в работающем изделии. Технолог, разрабатывающий технологический процесс сборки изделия, должен не только отчетливо представлять размерные связи, воз­никающие при избранном им построении технологического процесса, но и сознательно направлять технологические размерные связи, добиваясь большей точности и экономичности процесса сборки.

Избрание метода и средств достижения точности замыкающего зве­на в ряде случаев требуют изменения системы простановки размеров в рабочих чертежах деталей и назначения допусков с учетом размерных связей, возникающих в избранном варианте построения технологическо­го процесса сборки изделия при намеченной оснастке.

Вернемся к примеру с шестеренным насосом. Чтобы провести раз­мерный анализ конструкции насоса, примем перечисленные выше зазоры (см. п. 2.2.2) в качестве замыкающих звеньев размерных цепей. Тогда задача размерного анализа сведется к установлению заложенных в конст­рукции насоса методов достижения точности этих замыкающих звеньев, правильности проставленных размеров и допусков на чертежах деталей насосов. Далее оценивается эффективность заложенных конструктором методов достижения точности замыкающих звеньев.

Чтобы оценить эффективность методов достижения точности замы­кающих звеньев, необходимо знать не только конструкцию насоса, но и объем выпуска изделия. В связи с этим зададимся выпуском насоса в ко­личестве 100 000 штук в год при общем выпуске по неизменным черте­жам - 300 ООО штук.

На рис. 2.2.2 приведен чертеж шестеренного насоса с размерными цепями, где замыкающими звеньями являются зазоры: Лд - зазор между зубчатым колесом и корпусом; Ь'л - зазор между корпусом и торцами зубчатых колес; Вл - боковой зазор между зубьями зубчатых колес; Гл - зазор между торцом оси ведомого зубчатого колеса и крышкой корпуса; Дй - зазор между корпусом и торцом зубчатого колеса.

Определим метод достижения точности замыкающего звена на при­мере размерной цепи радиального зазора А у.

Ал -= - Ai+Ai + Aj + А4 + А5.

Числовое значение звеньев размерной цепи "Л" согласно чертежам деталей приведены в габл. 2.2.1.

Тогда АА = - 48,75 + 0 г 0 + 0 + 48,75 = 0.

Если принять в качестве метода достижения Ал метод полной взаи­мозаменяемости, то

ТАа = 0,017 + 0.03 + 0.072 н 0,05 + 0,05 - 0,219 мм, а координата середины поля допуска

А0/1Д - до.4, "" Ао, ь 4 Ао,1, ^ Аол4 + А0Л ;

До -- 0,008 < 0 + 0 + 0 + 0.1 = 0,108 мм.

Верхнее и нижнее предельные отклонения замыкающего звена:

П ~> 19

Дн? =0,108+ ^^ =0,2175 мм; 0 219

Дн? = 0,108 - ----------- = 0,002 мм.

-■<д 2

Техническими условиями на насос зазор задан в пределах 0,07...0,15 мм. Таким образом, при допусках на размеры деталей, заданных чертежами, рассчитывать на достижение требуемого радиального зазора методом полной взаимозаменяемости не приходится.

Из оставшихся четырех методов методы регулировки и пригонки не предусмотрены конструкцией насоса. Метод групповой взаимозаменяе­мости применять нецелесообразно из-за большого числа звеньев. Остает­ся метод неполной взаимозаменяемости.

Проверим возможность достижения радиального зазора в требуемых пределах по методу неполной взаимозаменяемости, считая экономически эффективным риск 0,27 % (коэффициент риска t = 3) при условии, что рассеяние погрешностей составляющих звеньев подчинено закону Гаусса

=1/9.

При этом целесообразно несколько уменьшить зазор в подшипни­ках, который обычно назначается для насосов среднего давления в пре­делах 0,002...0,003 от диаметра вала. Для вала диаметром 15 мм можно считать допустимым зазор в подшипниках 0,03...0,045 мм, Изменив в соответствии с этим значение Т'А , при достижении точности радиально­го зазора по методу неполной взаимозаменяемости, можно ожидать по­грешности Алв пределах

Итак, при условии, что допуск на зазор в подшипниках изменен, ра­диальный зазор в насосе можно обеспечить по методу неполной взаимо­заменяемости при риске в 0,27 %. При заданном масштабе выпуска такой риск вполне приемлем, а допуски экономически достижимы. Поэтому, принятый метод достижения точности можно признать эффективным.

Аналогичным образом устанавливаются методы достижения точно­сти остальных замыкающих звеньев. Если потребуется, вносятся соответ­ствующие изменения в чертежи деталей.

Размерный анализ помогает оценить конструкцию насоса с точки зрения сборки - насколько она технологична. Например, наличие общих звеньев в размерных цепях показывает необходимость предусмотреть при сборке соответствующие меры по достижению точности замыкаю­щих звеньев.

Выбор методов и средств контроля качества изделия. Методы контроля качества изделия оказывают существенное влияние на техноло­гический процесс его сборки.

В зависимости от уровня точности контролируемого параметра, трудоемкости контроля, величины такта выпуска контроль качества из­делия его сборочных единиц и соединений может в ряде случаев выно­ситься в самостоятельную операцию.

Контроль качества изделия в процессе его сборки включает не толь­ко методы контроля, базирующиеся на использовании средств измерения, но и визуальные. Несмотря на несовершенство и субъективность оценки качества сборки изделий и их узлов на основе визуального контроля, этот вид контроля необходим на протяжении всего процесса сборки изделий, поэтому играет чрезвычайно важную роль. Выявление царапин, забоин, коррозии, окалины и загрязненности поверхностей смонтированных де­талей, контроль наличия прокладок, шайб, проверка "качки" деталей, легкости хода, шума зубчатых колес должны выполнять не только кон­тролеры на контрольных постах, но и сами сборщики при выполнении сборочных операций.

Контроль точности собранного изделия и его сборочных единиц имеет целью проверить соответствие точности формы, относительного положения и перемещения их исполнительных поверхностей установ­ленным нормам. Эффективность любого контроля тем выше, чем ближе удается получить результаты измерений контролируемых параметров к их действительным значениям.

Степень приближения измеренного к действительному зависит от следующих факторов: 1) раскрытия смысла контролируемого параметра
и явлений, порождающих возникновение погрешностей; 2) правильности раскрытия взаимосвязи различных параметров и умения выделить кон­тролируемый параметр; 3) правильности выбора или разработки средств контроля; 4) техники осуществления контроля.

Правильная и четкая терминология раскрывает смысл контролируе­мого параметра. Однако для успешного контроля еще недостаточно представлять смысл контролируемого параметра. Необходимо видеть и учитывать взаимосвязь контролируемого параметра с другими парамет­рами точности изделия.

Например, согласно определению радиального биения его причиной служит несовпадение оси контролируемой поверхности с осью вращения самой детали. Но это несовпадение складывается из относительного смещения и поворота осей / -/ и2-2в пространстве (рис. 2.2.3). По­этому судить о радиальном биении какой-либо поверхности детали мож­но не вообще, а лишь применительно к сечению, в котором осуществля­ется контроль. Кроме того, на величину радиального биения при его кон­троле влияет погрешность формы профиля контролируемого сечения.

Чтобы получить при контроле наиболее полное представление о значении контролируемого параметра, необходимо исключить, насколько это возможно, влияние погрешностей параметров, взаимосвязанных с ним. Например, соосность переднего и заднего центров токарного станка обычно проверяют при помощи оправки, закрепляемой в центрах. Пере­мещая вдоль по оправке расположенные в двух взаимно перпендикуляр­ных плоскостях и установленные на суппорте индикаторы, судят о вели­чине и направлении несоосности центров (рис. 2.2.4, а). Но аналогичные показания могут дать индикаторы при повороте оси оправки относитель­но направляющих станины при абсолютной соосности центров (рис. 2.2.4, 6). Поэтому, прежде чем приступать к проверке совпадения

V777777777777777777777?

А)

L

Осей центров в передней и задней бабках токарного станка, необходимо обеспечить параллельность осей отверстий под центры в шпинделе и пи - ноли в более жестких пределах в сравнении с допустимой несоосностью центров. Рассмотрим другие широко встречающиеся примеры контроля точности изделий.

Радиальное биение вращающейся детали определяют как разность показаний индикатора при повороте детали на 180° (рис. 2.2.5, а).

Осевое биение детали определяют как разность крайних показаний индикатора, расположенного по оси вращения детали (рис. 2.2.5, б). Если деталь полая, то осевое отверстие при контроле заглушается.

Торцовое биение вращающейся детали определяют со схеме, приве­денной на рис. 2.2.5, а. Индикатор, установленный по торцу детали, на
заданном радиусе показывает сумму осевого перемещения, неплоскост­ности торца и его неперпендикулярности оси вращения детали за полный ее оборот.

Соосность цилиндрических поверхностей двух неподвижных деталей проверяют индикатором, установленным на одной из них (рис. 2.2.5, 6) при помощи муфты; вращая муфту, обкатывают индикатором вторую деталь. О несоосности судят по крайним показаниям индикатора при нахожде­нии его в двух противоположных положениях в одной из плоскостей из­мерения. Так как в общем случае оси контролируемых поверхностей де­талей скрещиваются в пространстве, то полученный результат измерения следует считать действительным только для контролируемого сечения. На точность определения несоосности влияют погрешности формы по­верхностей второй детали, а также точность базирования муфты на пер­вой детали.

Совпадение оси вращения одной детали с осью цилиндрической по­верхности другой детали может быть проверено при помощи индикатора, установленного на вращающейся детали (рис. 2.2.5, д). Вращая первую деталь, производят обкатку индикатором неподвижной детали. О несоос­ности судят по наибольшей разности показаний индикатора при его на­хождении в противоположных положениях в одной из плоскостей изме­рения. Такое измерение действительно только для контролируемого се­чения; при этом овальность и огранка неподвижной детали сказываются на результатах измерения.