Задачи, решаемые при обеспечении точности размерных цепей. Проектировочная

Известны допуск замыкающего звена (исходного звена) и номинальные размеры составляющих звеньев.

Требуется определить допуски составляющих звеньев.

Способ 1 – равные допуски на все звенья размерной цепи. Применяется, когда размеры составляющих звеньев примерно одинаковы.

Тср = ТА_δ /(m + n)

После этого допуски составляющих звеньев корректируются до целых чисел (в микрометрах). Для более сложных звеньев назначаются большие допуски, для менее сложных – меньшие: (или для больших по величине – большие, для меньших – меньшие).

После чего проверяют равенство допуска замыкающего звена сумме допусков составляющих звеньев:

ТА₁ + ТА₂ + ТА₃ + ТА₄ = Та_δ.

Если сумма допусков не равна допуску исходного звена, то их снова аналогично корректируют. После окончательной корректировки определяют отклонения составляющих звеньев.

Способ 2 – назначение допусков на размеры звеньев из одного ряда точности (по одному квалитету).

Решение задачи сводится к нахождению квалитета, по которому необходимо назначать допуски на составляющие звенья.

Для нахождения квалитета необходимо найти безразмерный коэффициент «k», характеризующий ряды точности, т. к.:

ТА =k · а,

где а – единица допуска (табл. 1).

k – количество единиц допуска (табл.2).

Таблица 1. Значения единиц допуска для различных интервалов размеров.

Интервал размеров, мм	До3	3-6	6-10	10-18	18-30	30-50	50-80	80-120	120-180	180-250	250-315	315-400	400-500
Значение единицы допуска, мкм	0,55	0,73	0,90	1,08	1,31	1,56	1,86	2,17	2,52	2,90	3,23	3,54	3,89

Таблица 2. Количество единиц допуска для разных квалитетов в ЕСДП:

Квалитет

Количество единиц допуска

Допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев:

ТА_δ = ∑ ТА_i = ∑ k × a_i,

отсюда:

k = ТА_δ / ∑ a_i = ТA_δ /(а₁ + а₂ +а₃ +а₄)

Полученное значение коэффициента “k” обычно не совпадает со значением для определенного квалитета. Поэтому выбирается ближайший квалитет (табл. 2), и назначаются допуски по стандарту в соответствии с номинальными размерами составляющих звеньев. В данной работе допуски составляющих звеньев определяем умножением “k” на единицы допусков для соответствующих размеров.

После чего также проверяется равенство суммы допусков составляющих звеньев допуску исходного звена и, если необходимо, выполняется аналогичная корректировка:

ТА₁ + ТА₂ + ТА₃ + ТА₄;

После корректировки определяются предельные отклонения составляющих звеньев.

Предельные отклонения для размеров увеличивающих звеньев принимаются со знаком (+), а для размеров уменьшающих звеньев - со знаком (–) и численно равны допуску.

43 Обеспечение точности размерных цепей при неполной взаимозаменяемости. Вероятностный метод расчёта. Метод групповой взаимозаменяемости

Методы расчёта для обеспечения полной взаимозаменяемости часто оказываются экономически невыгодными. Применение их оправдано при небольшом числе звеньев размерной цепи и относительно невысоких требованиях к точности (JT7 и грубее). Поэтому часто точность размерной цепи обеспечивается при неполной взаимозаменяемости.

Метод обеспечения точности размерных цепей при неполной взаимозаменяемости – это метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается не при всех объектах, а у заранее обусловленной её части.

Точность при неполной взаимозаменяемости может быть обеспечена:

а) вероятностным методом расчёта;

б) методом групповой взаимозаменяемости (селективная сборка);

в) методом пригонки и совместной обработки (технологический);

г) методом регулирования (конструкторский).

Вероятностный метод расчёта. Этот метод расчёта решает те же задачи и в той же последовательности, что и расчёт на максимум – минимум, но при этом учитывается малая вероятность неблагоприятных сочетаний размеров элементов размерной цепи, т. е. размеров с предельными односторонними отклонениями в одной сборочной единице.

При вероятностном методе расчёта размерных цепей используются данные о законах распределения размеров элементов цепи и вероятность различных сочетаний отклонений составляющих звеньев в одной сборке.

Использование теории вероятностей при расчёте размерных цепей позволяет расширить допуски на изготовление практически при очень небольшом риске нарушения значения замыкающего звена.

Основная трудность использования вероятностного метода расчёта размерных цепей заключается в невысокой достоверности знаний о законах распределения размеров звеньев цепи и параметров этих законов, которые не остаются постоянными с износом оборудования и по другим многочисленным причинам.

При крупносерийном и массовом производстве требования к точности размеров размерной цепи обычно устанавливаются не по правилам расчёта на максимум – минимум, а допускается, в принципе, возможность неблагоприятных сочетаний.

Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка). Существо метода заключается в том, что полная взаимозаменяемость обеспечивается не для всех сопрягаемых элементов деталей, изготовленных при одном допуске, а только для элементов деталей определённой размерной группы. Метод применяется чаще всего для образования посадок.

Метод групповой взаимозаменяемости заключается в следующем. На сопрягаемые элементы деталей назначаются относительно большие допуски. Изготовление деталей осуществляется по этим допускам. После изготовления все детали измеряются и раскладываются на отдельные группы в зависимости от определённого диапазона размеров, на который разбит исходный допуск. При образовании посадок сопрягаются между собой только элементы деталей определённой группы. Измерение и разделение элементов деталей на размерные группы чаще всего осуществляется с помощью контрольных автоматов.

Таким образом, принцип групповой взаимозаменяемости (селективной сборки) заключается:

- в разделении изготовленных деталей по результатам измерений на размерные группы по более узким допускам;

- в использовании при сборке сочетания определённой группы валов и отверстий.

Приём групповой взаимозаменяемости обладает как достоинствами, так и недостатками.

Достоинство групповой взаимозаменяемости заключается в том, что можно использовать расширенные допуски на изготовление и получать сопряжения высокой точности. Таким образом, получается более экономное производство по сравнению с тем, если бы производилась обработка по узким групповым допускам.

Недостатки групповой взаимозаменяемости:

- усложняется технологический процесс изготовления введением 100% измерений деталей;

необходимы дополнительные площади и тара для размещения групп деталей;

- усложняется техническая документация назначением дополнительных требований к точности;

- отсутствует полная взаимозаменяемость;

- ужесточаются требования к точности формы сопрягаемых поверхностей в пределах значений размерной группы;

- необходимо, чтобы кривые распределения размеров валов и отверстий были идентичны в отношении вида законов распределения и распределения центра группирования.

Таким образом, групповая взаимозаменяемость решает прежде всего экономическую задачу в условиях крупносерийного и массового производств. Она широко применяется в подшипниковой промышленности и при производстве плунжерных пар двигателей внутреннего сгорания.