5.12.16. Метод групповой взаимозаменяемости. Селективная сборка деталей

Сущность метода групповой взаимозаменяемости заключается в изготовлении деталей со сравнительно большими допусками, а для осуществления сборки детали сортируются на группы по факти­ческой величине сопрягаемых размеров деталей с более узкими групповыми допусками. Это обеспечивает при последующей сборке полу­чение требуемых по техническим условиям значений замыкающего звена в пределах каждой группы. Сортировка может осуществляться как ав­томатически, так и вручную. При селективной сборке обеспечивается полная взаимозаменяемость только в пределах каждой группы. Чем больше число групп сортировки, тем меньше разброс значений замы­кающего звена в одной группе, тем выше точность селективной сбор­ки. Из этого следует, что точность сборки можно увеличивать безгра­нично. Однако это невозможно, так как вступают в силу ограничения, связанные с возможностями измерительной техники, погрешностями базирования в приспособлениях и т. п. Кроме того, увеличение числа групп сортировки приводит к тому, что групповые допуски незначи­тельно отличаются, а процессы сортировки и сборки значительно ус­ложняются; увеличивается количество деталей, для которых нет пары; усложняется ремонт изделий в связи с отсутствием полной взаимоза­меняемости деталей в разных сборочных группах.

Метод селективной сборки широко применяется в производ­стве подшипников качения, при сборке резьбовых шпилек со сталь­ными корпусами (с целью обеспечения гарантированного натяга в соединении), некоторых деталей гидрооборудования.

Рассмотрим расчет размерных цепей с использованием метода селективной сборки на простейшем примере соединения двух дета­лей: вала и отверстия. Пусть допуски на изготовление вала и отвер­стия соответственно равны ITB и ITA. Обычно поле допуска отвер­стия в соединении больше, чем допуск вала, т. е. ITA > ITB. Сортировку деталей будем осуществлять на п групп (рис. 5Л 55). Тогда, очевидно, верхние (ESA, esB) и нижние (ELA, eib) отклонения для k-й группы деталей можно определить по формулам:

(5.194)

(5.195)

Предельные зазоры в соединениях определяются по следующим формулам:

(5.196)

Средний зазор в соединении определяется по формуле. С учетом (5.196) получим:

(5.197)

Допуск посадки в k-й группе деталей

(5.198)

т. е. величина зазора в k-й группе изменяется в следующих пределах (относительно среднего значения):

Отсюда следует, что при селективной сборке наибольшие зазоры уменьшаются, а наименьшие увеличиваются, приближаясь с ростом числа групп сортировки к среднему зазору для данной посадки.

При равенстве допусков вала и отверстия зазор в любой группе определяется по формуле

(5.199)

(5.200)

(5.201)

(5.202)

Число групп, полученное по формуле (5.202), округляется до бли­жайшего целого числа.

При расчете посадок с гарантированным натягом наибольший натяг (наименьший зазор) будет в группе, а наи­меньший натяг (наибольший зазор) — в 1-й группе:

(5.203)

Тогда число групп для селективной сборки

(5.204)

Одно из отклонений EIA или eiB определяется по формулам (5.203).В посадках с натягом при селективной сборке наибольшие натяги уменьшаются, а наименьшие увеличиваются, приближаясь с ростом числа групп сортировки к среднему натягу для данной посадки.

Переходные посадки рассчитывают по форму­лам для посадок с зазором, а число групп можно определить как по формуле (5.202), так и по формуле (5.204). В переходных посадках наибольшие натяги и зазоры уменьшают­ся, приближаясь с увеличением числа групп сортировки к тому натягу или зазору, который соответствует серединам полей допусков деталей. В посадках с гарантированным зазором при ITA < ITB (см. рис. 5.155) наибольший зазор будет в 1-й группе, а наименьший, т. е. так же, как в формулах (5.203), т. е. по ним и надо определять необходимые предельные отклонения. Число групп в этом случае определяют по формуле (5.204).

Посадки с натягом при ITA < ITB рассчитываются по формулам (5.201), (5.202), а переходные посадки по формулам (5.203), (5.204).

Действительные законы рассеяния размеров валов и отверстий, как правило, несимметричны. При изготовлении деталей типа «вал».

центр группирования размеров обычно смещается в сторону испра­вимого брака, т. е. в сторону больших валов (рис. 5.156). В связи с этим деталей типа «вал» в 1-й, 2-й, ... группах будет несколько меньше, чем в симметричных с ними относительно центра поля допуска в группах п и (п — 1).

Рис. 5.156. Асимметрия распределения отклонений размеров деталей:

} — плотность распределения отклонений размеров деталей типа «отверстие»; 2 — плотность распределения отклонений размеров деталей типа «вал;

е„, £„ — координаты середин полей допусков вала, отверстия;

^ея,' ^<™ ~~ координаты максимумов плотностей распределения отклонений размеров вала,

отверстия

Для деталей типа «отверстие» — наоборот: деталей в 1-й, 2-й,... группах будет больше, чем в группах п и (я—1).

При селективной сборке деталей 1-й, 2-й, ... групп будут оста­ваться «лишние» детали типа «отверстие», а при сборке деталей групп п и (п— 1) остаются «лишние» детали типа «вал», что ведет к накоп­лению незавершенного производства непарных деталей. Для умень­шения незавершенного производства необходимо так организовать технологический процесс обработки сопрягаемых размеров, чтобы уменьшить асимметрию распределения размеров деталей типа «ва­лов» и «отверстий». Полное отсутствие незавершенного производ­ства возможно только при идентичности кривых распределения.

Отношения 1ТА/п и ITB/п называют групповыми допусками.