Размерный анализ изделия и выбор метода достижения точности замыкающего звена

Важной задачей, решаемой в процессе конструкторско-технологической подготовки производства изделия (машины) является установление связей между ее служебным назначением и техническими условиями на сборочные единицы и отдельные детали.

Качество и экономичность машины в значительной степени определяются правильной простановкой размеров и назначением допусков.

В основе размерной отработки конструкции лежит анализ двух уровней размерных связей: вначале между деталями механизмов и узлов, а затем между поверхностями каждой детали.

Размерный анализ конструкций является одним из обязательных этапов конструкторско-технологической подготовки производства, позволяющим:

- выявить взаимосвязи деталей и сборочных единиц, требования к точности относительного расположения сборочных единиц;

- определить методы достижения требуемой точности замыкающих звеньев при сборке машины;

- оптимизировать схему компоновки машины;

- обосновать простановку размеров, назначить технические условия и допуски;

- повысить технологичность конструкции;

- установить последовательность сборки машины.

Размерный анализ машины рекомендуется выполнять в следующем порядке:

1. На начальной стадии разработки технического проекта машины составить возможные схемы ее общей компоновки.

2. Выявить замыкающие звенья, определяющие требования к точности относительного расположения сборочных единиц и деталей машины.

3. Исходя из служебного назначения машины, обосновать номинальные значения, допуски и предельные отклонения замыкающих звеньев на основе:

- стандартов на типовые изделия, соединения, передачи; - теоретических расчетов;

- опыта проектирования и эксплуатации аналогичных конструкций;

- испытаний опытных образцов.

4. Выявить размеры деталей, влияющих на точность замыкающих звеньев, и составить расчетные схемы (размерные цепи), фиксирующие размерные взаимосвязи узлов и деталей, компонуемых в машине.

5. Определить среднюю точность Т_ср составляющих звеньев размерных цепей при заданной точности их замыкающих звеньев.

6. Оценить возможность обеспечения Т_ср в производстве и обосновать метод достижения точности для данного замыкающего звена.

Если значения Т_ср находятся в пределах средне экономических норм точности используемых методов обработки деталей, требуемую точность замыкающего звена можно обеспечить методами полной или неполной взаимозаменяемости. При очень жестких значениях средних допусков Т_ср, точность может быть достигнута методами пригонки или регулирования.

Возможен и другой подход к выбору метода достижения точности: можно назначить приемлемые значения допусков Тi для каждого составляющего звена и вычислить возможную погрешность замыкающего звена:

Сопоставляя расчетный допуск Т_∆р с заданным допуском Т_∆, выбирают метод достижения требуемой точности замыкающего звена. Если допуск Т_∆р меньше допуска Т_∆ или мало отличается от него, то требуемая точность может быть обеспечена методами взаимозаменяемости. Если Т_∆р › Т_∆, то требуемую точность нужно обеспечивать методами пригонки или регулирования.

Если по каким-либо причинам применение методов пригонки или регулирования невозможно, следует уменьшить допуск Т_∆р, добиваясь выполнения условия Т_∆р ≈ Т_∆.

Уменьшить допуск Т_∆р можно двумя путями: сокращением числа составляющих звеньев и уменьшением их допусков. Первый способ требует изменения схемы компоновки или конструкции сборочных единиц, ворой связан с усложнением технологии изготовления деталей.

На рис. 11.2, 11.3 приведены возможные варианты схем компоновки машины [13]:

При сборке расточных головок 1 и 2 со станиной 3 необходимо обеспечить соосность осей вращения шпинделей в вертикальной (В_∆,β_∆) и горизонтальной (В^′_∆,β′_∆) плоскостях.

На рис. 11.2 приведена схема компоновки, согласно которой головки 1

и 2 устанавливают на плоскости и поджимают к направляющим буртикам плиты станины 3.

При этой схеме компоновки требования точности к относительному положению сборочных единиц 1 и 2 можно обеспечить различными методами:

1. Метод полной взаимозаменяемости – путем установки головок на станине и поджима к направляющим буртикам. Для этого необходимо, чтобы линейные размеры В₁ - В₃, В^′₁ - В^′₃ и угловые размеры β₁ - β₃, β^′₁ - β^′₃ выполнялись с такой точностью, чтобы сумма их погрешностей не превышала допускаемые величины В_∆, В^′_∆, β_∆, β^′_∆. Сборка по этой схеме наиболее проста, но механическая обработка деталей усложняется предъявляемыми к ним требованиями точности.

Рис.11.2. Схемы компоновки сборочной единицы

Рис.11.3. Схемы компоновки сборочной единицы

2. Пригонкой плиты станины 3 или основных баз головок 1 и 2.

3. Методом регулирования – путем применения компенсаторов-прокладок, клиньев.

При компоновке по схеме, приведенной на рис. 11.3.а, направляющие буртики отсутствуют. Благодаря этому сборочные единицы имеют степени свободы перемещения по осям X и Y и поворота вокруг вертикальной оси, что позволяет обеспечить требуемую точность совпадения и параллельность осей в горизонтальной плоскости методом регулирования. Для этого перемещают и поворачивают узлы в этой плоскости до тех пор, пока оси валов не совпадут и не будут параллельными. Точность совпадения осей будет зависеть от применяемых сборочных приспособлений, точности контрольных средств и квалификации сборщиков.

Совпадение и параллельность осей шпинделей в вертикальной плоскости, как в предыдущей схеме, можно обеспечить методами взаимозаменяемости, т.е. точным изготовлением деталей по размерам В₁ - В₃, β₁ - β₃, пригонкой или применением компенсаторов.

В схеме компоновки, приведенной на рис. 11.3.б, головку 2 крепят к вертикальной торцевой плоскости плиты. Базовые плоскости станины для головок 1 и 2 расположены взаимно перпендикулярно. Каждая головка имеет при установке по три степени свободы. Это дает возможность обеспечить совпадение осей шпинделей в вертикальной и горизонтальной плоскостях и их параллельность в горизонтальной плоскости выверкой положения расточных головок. И лишь параллельность осей шпинделей в вертикальной плоскости обеспечивается точным изготовлением деталей по угловым размерам β₁ –β₃.

В схеме компоновки, показанной на рис. 2.в, головка 2 установлена на боковой вертикальной плоскости плиты. Каждая из головок имеет три степени свободы во взаимно перпендикулярных плоскостях, что дает возможность обеспечить все требования точности к относительному положению сборочных единиц выверкой их положения.

Если компоновочные схемы равноценны с точки зрения удобства эксплуатации и габаритных размеров, тогда выбор наилучшей схемы компоновки будет зависеть от результатов экономических расчетов: принимается вариант схемы, обеспечивающей минимальную стоимость изготовления машины.

Наиболее простую и дешевую сборку обеспечивает схема, приведенная на рис. 1, т.к. она требует выверки, пригонки или регулирования. Наиболее трудоемкой будет сборка по схеме, приведенной на рис. 2.в. Зато схема, приведенная на рис. 1, потребует больших затрат на механическую

обработку деталей для обеспечения необходимой точности размеров В₁ - В₃,

В^′₁ - В^′₃ и β₁ - β₃, β^′₁ - β^′₃.

Поиск по сайту: