Методы обеспечения точности сборки
Качество сборочных работ определяется:
1. качеством деталей, сборочных единиц;
2. качеством проведения комплектовочных работ.
Точность сборки – степень соответствия действительных параметров соединения параметрам, регламентированным технической документацией.
Требуемая точность сборки достигается следующими методами:
1. Метод полной взаимозаменяемости— метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем соединения деталей без их выбора, подбора или изменения размеров (подгонки), например сборка коренных и шатунных подшипников двигателя.
Этот метод целесообразен при сборке соединений, состоящих из наибольшего количества деталей.
2. Метод неполной взаимозаменяемости – метод, при котором требуемая точность сборки достигается не у всех соединений при сопряжении деталей без их выбора, подбора, подгонки, а часть соединений не удовлетворяют точности сборки и требуют разборки и повторной сборки.
3. Метод групповой взаимозаменяемости (селективный метод) – метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем соединения деталей, принадлежащих к одной из размерной групп, на которые они предварительно рассортированы. В пределах размерной группы требуемая точность сборки достигается методом полной взаимозаменяемости. Например, соединение поршневой палец – отверстие в поршне – отверстие в шатуне – 4 размерных группы
1. высокая эффективность;
2. экономическая точность;
3. более низкая стоимость обработки деталей
1. дополнительный 100% контроль;
2. добавочная сортировка работы и маркировка;
3. более точные измерительные средства
4. незавершенное производство
4.Метод регулирования – метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем изменения размера одной из деталей соединения (компенсатора – кольца, шайбы, прокладки, регулировочные болта и др.) без снятия слоя металла.
5. Метод пригонки – метод, при котором требуемая точность достигается путем изменения размера компенсатора со снятием слоя металла, например соединение клапан-седло клапана в головке цилиндров, в плунжерной паре.
Размерные цепи
Сборочные и рабочие чертежи автомобиля, его сборочных единиц (узлов и механизмов) создаются на основе расчетов (динамического, кинематического и размерного).
Размерными расчетами устанавливаются размеры деталей и допустимые отклонения взаимного их положения, а также взаимосвязь между размерами сборочных единиц и нескольких деталей, входящих в сборочную единицу (все это предопределяет качество машины и ее составных частей).
Точность сборки определяют решением сборочных размерных цепей.
Размерная цепь – замкнутый контур взаимосвязанных размеров одной детали (или нескольких деталей) с допусками.
Замкнутость размерного контура – необходимое условие для составления и анализа размерной цепи.
Классификация размерных цепей:
1. по степени детализации
1.1.1 общей компоновки — характеризуют взаимосвязь между размерами сборочных единиц автомобиля, собираемых в единое целое.
1.1.2 узловые — предопределяют взаимосвязь между размерами нескольких деталей, входящих в сборочную единицу.
1.2 детальные — характеризуют взаимную связь размеров или поверхностей, относящихся к одной детали. Расчетом детальной размерной цепи достигается заданная точность взаимного расположения поверхностей и осей деталей.
2. по расположению звеньев в пространстве
2.1 линейные — все звенья, входящие в размерную цепь, расположены параллельно между собой (линейные размеры)
2.2 плоские – все звенья в одной или нескольких параллельных плоскостях (но некоторые звенья не параллельны между собой)
2.3 пространственные — некоторые или все звенья не параллельны между собой и лежат в непараллельных плоскостях.
2.4 угловые — звеньями которых являются угловые размеры
3. в зависимости от поставленной задачи
3.1 конструкторские — задача обеспечения точности решается при конструировании изделий.
3.2 технологические — задача обеспечения точности решается при изготовлении детали по мере выполнения технологического процесса.
3.3 измерительные — когда решается задача измерения величин, характеризующих точность изделия.
Размерные цепи можно изображать графически в виде схем. Размеры, образующие размерную цепь, называются звеньями размерной цепи. Отдельные звенья размерной цепи обозначаются буквами, а в индексе дается порядковый номер звена (А1, А2).
Размерная цепь состоит из следующих звеньев:
1. исходное (замыкающее) звено – звено, возникающее в результате постановки задачи при проектировании (или получаемой в цепи последним в результате решения задачи при изготовлении и ремонте) – АΔ , БΔ;
2. составляющее звено – звено, изменение которого вызывает изменение исходного (замыкающего) звена – А1, А2…Б1, Б2…;
2.1увеличивающее звено —звено, при увеличении которого увеличивается замыкающее звено.
2.2уменьшающее звено —звено, при увеличении которого уменьшается замыкающее звено.
3. компенсирующее звено – звено, изменением размера которого достигается требуемая точность замыкающего звена – А4к , Б7к и т.д.; В качестве компенсаторов используются шайбы, установочное кольцо, набор прокладок, пружины, соединительные и шлицевые муфты.
4. общее звено – звено, принадлежащее одновременно несколько размерным цепям А5 – Б9 и т.д.;
В каждой размерной цепи есть только одно замыкающее или исходное звено, все остальные звенья являются составляющими.
Замыкающее звено может быть положительным, отрицательным и равным нулю. Решение размерных цепей позволяет определить номинальные размеры и допуски замыкающего звена, а затем, сопоставив их с действительным размером, судить о величине погрешностей.
Звено сборочной размерной цепи, которое определяет функционирование механизма, и для обеспечения точности которого, решается размерная цепь, называется исходным (функциональным) размером (зазор, натяг).
На схеме стрелки над буквенным обозначением направленные вправо – увеличивающий размер (звено), влево – уменьшающий.
Источник
Тема 5. Качество и точность сборки
Лекция № 4.
1. Конструкторские базы (напомнить основные определения)
2. Понятие о точности сборки
Осуществление основного назначения машины связано с преобразованием движений, передачей сил и моментов. Силы и моменты, воздействуя на звенья механизма и их соединения могут изменять, искажать их форму, что вызывает отклонение от заданного характера движения всего механизма и машины. Большие или меньшее значение этих отклонений, характеризующее точность машины зависят от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. При этом одним из важнейших технологических факторов являются погрешности, допущенные при сборке механизмов, т.е. в процессе формирования их из отдельных деталей. Эти погрешности в различных сочетаниях в конечном счете приводят к ошибкам результирующих характеристик собираемого изделия.
Под точностью сборки подразумевается степень совпадения материальных осей, контактирующих поверхностей или иных элементов сопрягающихся деталей с положением их условных прототипов, определяемым соответствующими размерами на чертеже или техническими требованиями.
Несмотря на широкое разнообразие служебного назначения машин, основные показатели их точности общие: точность относительного движения ИП, точности их геометрических форм и расстояниями между этими поверхностями и точность их относительных поворотов.
Точность замыкающего звена РЦ обеспечивается известными методами (напомнить).
Известно также, что повышения точности замыкающего звена РЦ можно достичь тремя методами: повышением точности составляющих звеньев, сокращением количества звеньев и уменьшением величины передаточных отношений.
Для обеспечения надежности и долговечности работы машины в эксплуатации поля зазоров (натягов) в сопрягаемых деталях должны лежать по возможности в узких пределах. Однако следует учитывать, что сокращение этих пределов влечет за собой увеличение стоимости обработки деталей.
Правильный выбор посадок в сопряжениях, кроме увеличения общего срока службы всей машины, имеет большое значение для обеспечения равностойкости ее отдельных СЕ и деталей.
Большое значение для обеспечения точности сборки имеет характер базирования. Для сохранения точности взаимного расположения элементов машин необходимо достичь неизменности базирования или постоянства контактов сопрягаемых поверхностей. Последнее как известно, должно обеспечиваться соответствующей конструкцией СЕ, позволяющей создать силы или моменты вызывающие силовые замыкания сопрягаемых деталей.
Уместно остановиться еще на одном вопросе, связанном с точностью. Параметры, характеризующие требуемую точность при сборке СЕ и машины в целом, устанавливаются обычно исходя из предположения, что СЕ не обладают упругостью. Между тем, детали машин как при сборке, так и последующей работе претерпевают деформации.
В конструкции предусматривается, чтобы эти деформации не превышали определенных величин и не влияли на выполнение машиной ее СН. Тем не менее, многие параметры сопряжений деталей в работающей машине отличаются от значений, определяемых при ее сборке. Следовательно точность, которая предусматривается чертежом и техническими требованиями и достигается в процессе сборки машины, является в значительной мере условной.
В связи с этим имеет особое значение определение действительной точности машины, т.е. именно той, которой она обладает в процессе работы и от которой зависит качество выполнения ее служебного назначения, а также ее надежность. Речь идет о проблеме так называемой технической диагностики состояния работающей машины.
3. Контроль точности при сборке
Осуществляемые в процессе сборки контрольные операции дают возможность установить в соединениях, СЕ и в машине степень соответствия относительного положения, и перемещения исполнительных поверхностей техническим требованиям на сборку. В общем случае методы контроля могут быть разделены на визуальные и с применением технических средств измерений (универсальных, специальных, механизированных, автоматизированных).
В практике сборки без специальных приборов проверяют, например, форму и размеры пятен касания при контроле на краску, плотность посадки простукиванием «на звук», состояние поверхностей, кромок, стыков и пр. Понятно, что этот метод субъективен, и точность таких измерений весьма мала.
С помощью технических средств измерений контролируют зазоры в сопряжениях и относительное положение деталей. Для этого применяют концевые и штриховые меры длины, щупы, штангенинструменты, микрометрические инструменты, рычажно-механические, электрические и пневматические приборы, а также различные специальные контрольные приспособления и установки.
Точность контроля в этих случаях зависит прежде всего от правильности установки измерительного инструмента или приспособления на контролируемой СЕ, изделии, точности настройки системы и точности самого измерения. Каждому из этих элементов контроля соответствуют и свои погрешности, составляющие в конечном счете суммарную погрешность измерения. Последнее может либо увеличивать, либо уменьшать контролируемую величину, снижая тем самым точность контроля. Поэтому при выборе метода и вида технических средств контроля учитывают это состояние с тем чтобы не допустить выбраковки соединений, контролируемые параметры которых фактически находятся в пределах допуска, установленного техническими условиями. Если возможно, то в качестве контрольной базы всегда следует принимать установочные базы.
К основным видам геометрических проверок, осуществляемых при сборке СЕ и механизмов с помощью технических средств, относятся контроль зазоров, проверка на радиальное, торцевое и осевое биение, контроль параллельности и перпендикулярности, соосности, прямолинейности и плоскостности, положения деталей в некоторых СЕ.
Для обеспечения требуемой точности измерений необходимо, чтобы контролируемая СЕ и прибор или контрольные приспособления находились в удобном для рабочего положении и базировались на жестких опорах. Поэтому контрольные посты целесообразно оборудовать плитами, подставками для измерительного инструмента и средствами для закрепления проверяемых СЕ.
Номенклатура приборов и приспособлений, применяемых при механизированных измерениях, достаточно широка. Особенно часто используют приспособления с индикаторами часового типа. Выбор необходимого типа контрольного приспособления зависит от требуемой точности и допустимой погрешности измерения; при этом последняя характеризуется разностью между показанием контрольного приспособления и фактическим значением контролируемого параметра. Относительная погрешность измерения составляет 15-20% допуска контролируемого параметра.
Ниже указана точность, обычно достигаемая при некоторых видах измерения:
Уровнем до 0,02мм на 1м длины
Штихмассом до 0,01=
Оптическими приборами = 0,02 ¾//¾
Шаблоном и щупом = 0,02=
Контрольными валами = 0,01 ¾//¾
Для контроля точности сборки служат также разнообразные специальные средства контроля, измерения кинематической погрешности; применяют анализирующие приборы объективной оценки качества СЕ и изделий.
Автоматизированные измерения осуществляются путем использования контрольно-сборочных инструментов и приспособлений, автоматически обеспечивающих создание необходимых для контроля сил, крутящих моментов , давлений и пр. В качестве примера можно указать на автоматы, предназначенные для контроля радиального зазора полусобранных подшипников качения в процессе их сборки. Принцип измерения в автоматах электропневматический, точность ±0,001мм. Такие автоматы встраивают в линию сборки подшипников. В случае несоответствия радиального зазора требованиям соответствующий подшипник автоматически отбраковывается и удаляется со сборки.
В современных сложных контрольных приспособлениях и автоматах для проверки СЕ и изделий применяют электроконтактные, пневмоэлектрические, фотоэлектрические и индуктивные системы. Немало таких приспособлений и автоматов многопозиционных, обеспечивающих контроль нескольких параметров.
Источник