Методы достижения точности замыкающего звена

Условия достижения заданной точности замыкающего звена

Решить размерную цепь, — значит обеспечить соотношения:

Последние три неравенства определяют параметры, характеризующие точность.

Удовлетворить эти соотношения и значит решить размерную цепь.

Таким образом, уже на начальном этапе проектирования конструктор должен провести размерно-технологический анализ, в процессе которого устанавливаются:

  • • требования точности относительно расположения деталей и сборочных единиц;
  • • окончательная схема общей компоновки машины;
  • • предварительные значения допусков на изготовление деталей и сборочных единиц;
  • • методы достижения требуемой конечной точности при общей сборке машины.

Сопоставляя расчетный допуск ТАДрасч с заданным, конструктор назначает технологический метод достижения требуемой точности исходного размера.

Если ТАДрасч < ТАДзадан; требуемая точность может быть обеспечена по методу взаимозаменяемости. Если же ТАДрасч > ТАДзадан, то требуемую точность нужно обеспечить методом компенсации. Если по каким-либо причинам применять компенсатор нельзя, конструктор должен уменьшить расчетный допуск, добиваясь выполне- ния следующего условия: ТАДрасч » ТАДаадан.

Уменьшить ТАДрасч можно двумя способами: сокращением числа влияющих размеров и уменьшением значений Т.. Первый способ требует изменения схемы компоновки деталей и сборочных единиц, второй связан с усложнением технологии изготовления деталей. Нередко окончательное решение может быть принято только после проведения сравнительных экономических расчетов.

Различают следующие методы достижения точности замыкающего звена:

  • 1. Полная (абсолютная) взаимозаменяемость.
  • 2. Неполная взаимозаменяемость.
  • 3. Метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки).
  • 4. Метод технологической компенсации (пригонки).
  • 5. Метод конструктивной компенсации (регулирования).

Метод полной взаимозаменяемости (решение прямой

задачирасчет методом максимума-минимума плоской

размерной цепи с параллельными размерами)

? Способ равных допусков

Из основного уравнения точности

определяем среднюю величину допуска составляющих звеньев

Теперь для каждого звена необходимо подобрать ближайшее для каждого значения Т. по стандарту.

Недостаток метода — одинаковые допуски для деталей разных размеров.

Способ равных допусков рекомендуется для предварительного назначения допусков составляющих размеров с последующей их корректировкой или в тех размерных цепях, где составляющие размеры одного порядка (лежат в одном или соседних интервалах) и могут быть получены с примерно одинаковой экономической точностью.

? Способ равных квалитетов

где кср число единиц допу ска (величина постоянная для одного

квалитета; / — единица допуска (мм).

Используя основное уравнение точности

получаем

Значение кср характеризует точность, с которой следует изготавливать все составляющие звенья размерной цепи. Рассчитанное по формуле значение к в общем случае не будет соответствовать стро- го определенному квалитету, поэтому для назначения допусков на соответствующие звенья выбирают ближайшие квалитеты (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Квалитет

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

к

7

10

16

25

40

64

100

160

250

400

640

1000

1600

Значения / выбирают в зависимости от интервала размеров (табл. 5.4).

Таблица 5.4

Интервалы размеров (мм)

ДоЗ

Свыше 3 до 6

Свыше 6 до 10

Свыше 10 до 18

Свыше 18 до 30

Свыше 30 до 50

Свыше 50 до 80

Свыше 80 до 120

Свыше 120 до 180

Свыше 180 до 250

Свыше 250 до 315

Свыше 315 до 400

Свыше 400 до 500

/

0,55

0,73

0,90

1,08

1,31

1,56

1,86

2,17

2,52

2,89

3,22

3,54

3,89

Метод неполной взаимозаменяемости (решение прямой задачи — расчет вероятностным методом плоской размерной цепи с параллельными размерами)

? Способ равных допусков

Из основного уравнения точности

определяем среднюю величину допуска составляющих звеньев

? Способ равных квалитетов

где к — число единиц допу ска (величина постоянная для одного квалитета; / . — единица допуска (мм).

Используя основное уравнение точности получаем

Метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки)

Этот метод заключается в предварительной сортировке деталей по размерам звеньев цепи на группы (рис. 5.9).

График распределения деталей по размерам звеньев цепи на группы

Рис. 5.9. График распределения деталей по размерам звеньев цепи на группы

При этом точность деталей в группе повышается во столько раз, на сколько групп разбит допуск (в нашем примере Тф = Т/5). Таким образом, это чисто организационное мероприятие. Взаимозаменяемость в этом случае обеспечивается в пределах одной группы — непосредственного подбора, что возможно исключительно при короткозвенных цепях, поскольку непосредственный подбор реален только при малом числе деталей.

Метод пригонки (технологической компенсации)

Суть метода пригонки состоит в том, что допу ски звеньев цепи расширяют обычно до допусков, полученных по средним экономическим точностям теоретико-вероятностным методом. Достижение требуемой точности замыкающего звена обеспечивается путем пригонки по месту одной из деталей, компенсируя повышенные допуски остальных звеньев цепи.

При методе технологической компенсации величина компенсации составляет

Обычно ТАДрасч берется исходя из условия средней экономической точности (что, как правило, принимается по 11 квалитету).

Допуск Тк необходим для того, чтобы рассчитать припуск на пригонку. Естественно, этот расчет должен быть проведен теоретико-вероятностным методом, так как он исходит из реальных условий распределения допусков и их расширенных значений.

Метод регулирования

(конструктивной компенсации)

Суть его аналогична методу технологической компенсации, но в качестве компенсаторов (для достижения требу емой точности замыкающего звена) применяются дополнительные детали: прокладки, дроссельные шайбы в трубопроводах, домкраты при горизон- тировании изделий и т.п. Точность прокладок определяется как

Преимущества этого метода состоят в повышении качества, расширении допусков составляющих звеньев, но конструктивные компенсаторы увеличивают вес и снижают надежность изделий за счет появления дополнительных деталей.

Для достижения точности соединения узлов с наименьшими затратами при выборе схемы компоновки можно руководствоваться следующими общими принципами:

  • • по возможности конструктор должен избегать пригонок и регулировок при сборке, так как эти ручные операции всегда обходятся дорого и их применение допустимо только в крайних случаях и должно быть обосновано экономически;
  • • в первую очередь конструктору следует уточнить, каковы требования точности к относительному положению узлов и сколько размеров деталей влияет на точность.

Чем больше допуск размера детали, тем проще и дешевле ее изготовить, поэтому очень важно получить как можно бо 'лыиую величину Т. для каждой детали. Численное значение Т. зависит от величины Ts и числа влияющих размеров, входящих в данную расчетную схему. Следовательно, для увеличения Т(. можно повышать Tz и уменьшать число влияющих размеров. На практике для расширения допусков используют оба направления.

Для конкретных условий производства и конкретных изделий можно выбрать такие схемы, в которых одну часть требований точности обеспечивают регулировкой, а другую — точным изготовлением деталей.

Как известно, при массовом и крупносерийном производстве широко применяют специальное оборудование, специальные приспособления и инструменты. В этих условиях при изготовлении деталей удается выдержать и сравнительно жесткие допу ски (табл. 5.5).

Таблица 5.5

Классификация методов решения размерных цепей

Метод

Характеристика

Преимущества и недостатки

Область применения. Примеры

Полной

взаимозаменяемости

Детали соединяются на сборке без пригонки, регулировки и подбора. При любом сочетании размеров деталей значения замыкающего звена не выходят за установленные пределы. Расчет РЦ производится методом max—min

Преимущества: простота и экономичность сборки; упрощение организации сборочных процессов; возможность широкой кооперации; упрощение снабжения запчастями.

Недостатки: допуски составляющих звеньев получаются меньшими, чем при всех остальных методах, что может оказаться неэкономичным

В индивидуальном и мелкосерийном производствах; при малом допуске на исходное звено и небольшом числе звеньев РЦ; при большом допуске исходного звена. Получил широкое распространение вследствие простоты

Неполной

взаимозаменяемости

Детали соединяются на сборке обычно без пригонки и регулировки, хотя в небольшом количестве случаев (обычно 3 из 1000) значения замыкающих звеньев могут выйти за установленные пределы.

Расчет производится теоретиковероятностным методом

Преимущества: те же, что и метода полной взаимозаменяемости плюс экономичность изготовления деталей за счет расширенных полей допусков.

Недостатки: возможны, хотя и маловероятны, дополнительные затраты на замену или подгонку некоторых деталей тех изделий, у которых значения замыкающего звена вышли за установленные пределы

Обычно в серийных и массовых производствах: при малой величине допуска исходного звена и относительно большом числе составляющих звеньев

Продолжение табл. 5.5

Метод

Характеристика

Преимущества и недостатки

Область применения. Примеры

Групповой

взаимозаменяемости

Детали соединяются на сборке без пригонки и регулировки. Расчетное значение допуска размера составляющего звена увеличивается в несколько раз. После изготовления детали рассортировываются по значениям действительных размеров на несколько групп в пределах расчетного допуска. При сборке соединяют детали одинаковых групп.

Обычно расчет ведется методом max—min

Преимущества: возможность достижения высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных допусках на составляющие звенья.

Недостатки: увеличение незавершенного производства; дополнительные затраты на проверку и сортировку деталей; усложнение сборки и хранения до сборки; усложнение снабжения запасными частями

Обычно в массовом и крупносерийном производстве для малозвенных (3—4 звена) РЦ. Подбор: шариков и колец шарикоподшипников; поршней и колец; палец — отверстие поршня (обеспечение зазора) и т.д.

Пригонки

Требуемая точность исходного звена достигается при сборке за счет пригонки заранее намеченной детали (компенсатора), на которую при механообработке устанавливают припуск. Величина съема припуска устанавливается после предварительной сборки путем измерений.

Расчет ведется методом max—min или теоретиковероятностным методом

Преимущества: на составляющие звенья могут быть установлены экономически целесообразные допуски.

Недостатки: значительное удорожание сборки и удлинение ее срока; существенное усложнение планирования производства и снабжения запчастями

Чаще в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Например, достижение совпадения центров передней и задней бабок некоторых токарных станков

Окончание табл. 5.5

Метод

Характеристика

Преимущества и недостатки

Область применения. Примеры

Регулирования

Требуемая точность исходного звена достигается при сборке за счет изменения размера компенсирующего звена без снятия стружки. Изменение размера в сборке обеспечивается или специальными конструкциями (компенсаторами)с помощью непрерывных или периодических перемещений деталей по резьбе или подбором сменных деталей. Расчет ведется методом max-min или теоретико-вероятностным методом

Преимущества: на составляющие звенья могут быть установлены экономически целесообразные допуски; возможность регулировки замыкающего звена не только при сборке, но и в эксплуатации, причем, при необходимости, автоматизированно.

Недостатки: возможное усложнение конструкции за счет увеличения числа деталей; усложнение сборки из-за необходимости регулировки и измерений

Весьма широко распространен, особенно для РЦ высокой точности.

Например: достижение параллельности оси вала плоскости; обеспечение малых осевых перемещений вращающихся деталей (шпинделей, червяков, зубчатых колес), а также минимального зазора между опорами и шейками шпинделей и т.д.

На сборке ручные операции типа пригонок и регулировок крайне нежелательны, поэтому в массовом и серийном производстве узлы соединяют часто гибкими связями (ремни, цепи, шарниры, муфты). Если жесткие связи узлов сохраняют, требуемую точность их относительного положения обеспечивают точным изготовлением деталей, чтобы при перемещении и установке узлы занимали фиксированное положение.

При единичном и мелкосерийном производстве требуемую точность относительного положения узлов преимущественно обеспечивают регулировкой, пригонкой и изготовлением некоторых простых деталей по месту. В этих случаях желательно, чтобы при у становке узлы могли свободно перемещаться и поворачиваться по базовым поверхностям.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >