Выбор формы детали
Форма детали определяется формами, ограничивающими деталь поверхностями.
Плоскость, цилиндр, сфера – типовые формы, легко изготавливаются.
Специальные формы: параболоид, эллипсоид, эвольвентный профиль.
При выборе формы руководствуются следующими требованиями:
Функцией детали.
Конструктивной целесообразностью
Технологичностью и эстетичностью.
Функция детали оказывают большое влияние на выбор формы. Например линза имеет сферическую поверхность, но для устранения аберраций используют параболическую форму. Конструктивная целесообразность выражается соблюдением принципов минимизации.
Критерий технологичности состоит в выборе определенных методов изготовления деталей и оборудования.
Эстетичность проявляется в соблюдении пропорций деталей.
Определение размеров детали
Размеры рабочих элементов детали определяются из условий функциональной точности, надежности и жесткости соединения данной детали с другой. Например, точность базирования вала в отверстии определяется шириной вала В.
Рисунок 3 Базирование вала в отверстии
Угол
разворота вала
Базовый элемент находят из условия точности ориентирования рабочего элемента и технологичности сборки.
Свободный элемент находят из условия прочности и жесткости детали, технологичности изготовления.
Определение размеров элементов основано на методах расчета или выбора. Расчеты применяются только в тех случаях, когда можно составить математические модели, связывающие размеры детали с характеристиками прибора, для оптических деталей это возможно, часть размеров элемента можно рассчитать. Используя формулу линзы, можно рассчитать ее размеры.
(1)
Радиусы линзы должны соответствовать ГОСТ 1807-57,между диаметром линзы Д, толщиной по оси d и толщиной по краю t должны соблюдаться соотношения:
4d+10t
Д0.05
t Д -для положительных линз.
12d+3t Д
t 0,05Д -для отрицательных линз.
Если линза имеет равные радиусы разных знаков r1=r2=r.то
(2)
Для плосковыпуклой или плосковогнутой линз один из радиусов равен бесконечности и формула линзы упрощается.
Между толщиной линзы по оси и по краю имеет место соотношение: d=t+2
где
-стрелка
прогиба.
Рисунок 4-Определение стрелки прогиба
Стрелку прогиба можно найти из выражения:
,
(3)
Технологические основы конструирования деталей
При назначении допусков на точность изготовления детали необходимо всегда учитывать технологические ограничения точности, получаемые в процессе обработки детали. При этом стоимость детали существенно зависит от точности ее изготовления, что показано на рисунке. Узловые точки Э, П, Т, образованные пересечением соответствующих гипербол, являются границами зон, характеризующими низкие, средние и высокие затраты и соответствующие им уровни пониженной, средней и высокой точности технологических процессов, называемые экономическими, производственными и техническими уровнями точности.
Экономическому
(пониженному) уровню точности (ЭУТ)
технологических процессов (допуск
обозначается
)
соответствует точность, получаемая в
серийном производстве при изготовлении
деталей на автоматическом и универсальном
оборудовании с помощью типового
инструмента, оснастки и приспособлений.
Контроль производится средствами,
находящимися на рабочем месте (микрометры,
индикаторы, калибры, эталонные стекла).
Для заводов оптической промышленности
экономический уровень в среднем
начинается с 9-10-го квалитетов точности.
Производственному
(среднему) уровню точности (ПУТ)
соответствует точность
получаемая в серийном производстве при
изготовлении деталей также на
автоматическом и универсальном
оборудовании, но с применением специальных
инструментов, оснастки и технологических
процессов (например, при изготовлении
деталей: на шлифовальных станках; с
использованием алмазных резцов;
разверток; кондукторов; приспособлений
для центрирования заготовки; с увеличением
числа повторных циклов («выхаживанием»)
обработки поверхностей детали и т. п.).
Контроль производится средствами,
находящимися как на рабочем месте, так
и в отделе технического контроля (ОТК)
цеха. Производственному уровню
соответствуют в среднем допуски по
6-8-му квалитетам точности.
Рисунок5 - Зависимость стоимости от точности изготовления детали
Техническому
(высокому) уровню точности (ТУТ)
соответствует предельно высокая точность
,
которая может быть достигнута с помощью
специального (прецизионного) оборудования,
инструмента, технологических процессов
и условий производства. Контроль деталей
выполняют с привлечением лабораторных
средств (автоколлиматоров, микроскопов,
интерферометров). Техническому уровню
соответствуют допуски по 4-5-му квалитетам.
Более высокую точность изготовления детали (зона Д) можно получить ее доводкой, выполняемой на станках, или слесарным способом вручную (шабрением, притиркой, развертыванием, прокаткой и т. п.), как правило, в процессе сборки детали в узел (обычно этот процесс называют технологической компенсацией погрешностей деталей). Левая граница этой зоны весьма неопределенна, так как в существенной степени зависит от квалификации рабочего, наличия необходимого оборудования, инструмента и контрольных средств.