5.1. Приспособления для контроля корпусных деталей

В машиностроении корпусные детали сложной конструкции широко применяются в двигателях различной конструкции, насосах, редукторах и др. Независимо от назначения корпуса сложной конструкции имеют большое количество плоских и цилиндрических поверхностей, которые должны быть обработаны с высокой точностью по диаметральным и линейным размерам, а также по взаимному расположению между собой.

Приведенная на рис. 5.1 деталь имеет следующие наиболее ответственные поверхности:

1) цилиндры С для установки поршней;

2) отверстия M и N под подшипники для установки валов различного назначения;

3) точные отверстия F с пересекающимися осями и с соответствующей площадкой Т₃ для установки и крепления различных приводов;

4) плоские поверхности Т, Т₁, Т₂ для крепления различных механизмов и крышек.

В корпусных деталях сложных конструкций контроль точности выполнения этих поверхностей, а также их расположения являются основным содержанием проверки на окончательной приемке независимо от конструкции и назначения. Именно это обстоятельство позволяет в серийном производстве на окончательной приемке широко применять типовые контрольно-измерительные приспособления, с помощью которых и определяется качество геометрических параметров корпусных деталей, поступающих на сборку.

Рис. 5.1. Корпус двигателя

Допуск перпендикулярности осей цилиндров к оси отверстий для коренных подшипников. В соединении поршень – цилиндр необходимо обеспечить линейный контакт образующих, что важно для минимального износа их поверхностей. Чтобы это требование было выполнено при обработке корпусных деталей сложной конструкции, необходимо обеспечить перпендикулярность осей цилиндров к оси отверстий под подшипники. На последние устанавливается вал, который определяет положение поршней в цилиндрах. По техническим условиям отклонение от перпендикулярности цилиндров к оси подшипников допускается не более 0,01-0,02 мм на длине 100 мм. Это требование – одно из основных в технических условиях на обработку корпусов этой группы.

На рис. 5.2 представлено контрольное приспособление для контроля отклонения от перпендикулярности осей цилиндров от оси отверстий под подшипники. Корпус 3 приспособления закрепляют на стойке 6 с двумя разнесенными призмами и устанавливают на оправку 4. Оправку 4 вводят в две конусные втулки 5, устанавливаемые в крайние отверстия для подшипников. Конические втулки 5 плотно входят в отверстия. Поэтому ось внутренних отверстий втулок и соответственно оправки 4 воспроизводит общую ось крайних отверстий корпуса. Приспособление на оправке может свободно поворачиваться. Поворот ограничивается штифтом 9, чем обеспечивается определенное его положение в блоке.

Рис. 5.2. Приспособление для контроля допуска

перпендикулярности осей цилиндров

Приспособление в осевом направлении перемещается на оправке до соприкосновения упора 2 со стенкой цилиндра. В этой плоскости расположен подвижной измерительный стержень 1, связанный через рычаг и стержень 7 с измерительным стержнем индикатора 8. Измерительный стержень 1 расположен на расстоянии L от упора 2. На этой длине определяют отклонение от перпендикулярности образующей цилиндра к оси отверстий для подшипников. Для измерения отклонения от перпендикулярности при соприкосновении упора 2 и измерительного стержня 1 с образующей АВ цилиндра отмечают показание индикатора. Положение стрелки индикатора фиксируют на любом делении шкалы. Затем приспособление с поворотом на 180 вторично устанавливают в цилиндр до соприкосновения упора и измерительного стержня с противоположной образующей CD цилиндра и вновь отмечают показания индикатора. Если образующие АВ и CD цилиндра перпендикулярны к оси отверстий для подшипников, показания индикатора будут такие же, как и в первом положении приспособления, то есть разность показаний будет равна нулю.

Если образующие цилиндра неперпендикулярны (например, на величину е) к оси отверстия для подшипников, то измерительный стержень переместится на эту же величину.

При первой установке приспособления и перемещении стержня 1 до соприкосновения с образующей такого цилиндра фиксируют первое показание индикатора равное е. Затем, при второй установке приспособления и соприкосновении измерительного стержня с противоположной образующей цилиндра, фиксируют второе показание индикатора – е. Далее определяют разность показаний индикатора, которая будет равна удвоенной величине отклонения от перпендикулярности оси цилиндров к оси отверстий для подшипников, то есть  = е – (–е) = 2е.

При оценке действительного отклонения от перпендикулярности оси цилиндров к оси отверстий для подшипников необходимо показания индикатора поделить пополам. При этом методе измерения погрешности формы цилиндров в продольном и поперечном направлении не оказывают влияния на результаты показаний приспособления.

Допуск соосности осей среднего отверстия относительно общей оси двух отверстий. Контрольное приспособление для проверки отклонения от соосности осей среднего отверстия под подшипники относительно крайних показано на рис. 5.3.

Рис.5.3.Приспособление для контроля допуска соосности

В отверстия крайних коренных подшипников устанавливают втулки 2 и 4. Для измерения отклонения от соосности отверстий во втулки вводят скалку 3, в которую вмонтированы рычаги 5 и 7, а также плунжер 6. Рычаг 7 соприкасается с измерительным стержнем индикатора 1. Скалку поворачивают на полный оборот и по максимальным показаниям индикатора определяют удвоенное отклонение от соосности осей отверстий для подшипников. С помощью контрольного приспособления проверяют соосность среднего отверстия относительно крайних. Если в корпусных деталях сложных конструкций имеется пять и более подшипников, их отклонение от соосности проверяют аналогичным контрольным приспособлением с несколькими индикаторами, на которых можно одновременно измерять отклонение от соосности среднего и промежуточного отверстий относительно крайних.

Расстояние между осями отверстий для подшипников и отклонение от параллельности их осей. На подшипники корпусных деталей часто устанавливают валы, на которых монтируют зубчатые колеса. При сборке необходимо в требуемых пределах обеспечить зазор между зубьями колес и правильный контакт между их профилями. Чтобы обеспечить требуемый зазор между зубьями колес, допуск на расстояние R между осями отверстий для подшипников (рис.5.1) устанавливают в пределах от 0,025 до 0,05 мм.

Расстояние между осями отверстий. Контрольное приспособление со ступенчатыми оправками для измерения расстояния R между осями отверстий для подшипников показано на рис. 5.4

Оправки 1 и 2 устанавливают в крайние отверстия, оси оправок воспроизводят общую ось отверстий. На оправке 1 установлен корпус 4, в который вмонтирован рычаг 3, соприкасающийся с измерительным стержнем индикатора 5 (сечение С – С).

Рис. 5.4. Приспособление для измерения расстояния между осями

Для измерения расстояния между осями отверстий рычаг вторым плечом соприкасается с базирующей оправкой 2. Чтобы определить действительное расстояние R между осями отверстий, стрелку индикатора предварительно устанавливают на нулевое деление по калибру 6. Последний торцами А устанавливается на торцы В корпуса 4. Для определения расстояния R корпусу 4 вместе с индикатором на оправке дается поворот до получения минимального показания. По отклонению стрелки индикатора от нуля определяется действительное расстояние R между осями отверстий для подшипников.

Диаметры оправок 1 и 2 выполняются на 0,01-0,02 мм меньше минимального диаметра отверстий для подшипников. Последние выполняются с допуском 0,02-0,035 мм. Следовательно, между оправками и отверстиями для подшипников возможен существенный зазор. Между тем точность показаний приспособления непосредственно зависит от величины зазора между оправками и отверстиями для подшипников. Чтобы компенсировать эту погрешность, ступенчатые оправки выполняются с тремя ступенями с интервалом через 0,01 мм. В ряде случаев вместо ступенчатых оправок применяются контрольные приспособления с коническими или разжимными головками.

Измерительный стержень индикатора 5 находится в плоскости С – С приспособления, расположенной на незначительном расстоянии от торца отверстия для подшипника. В связи с этим отклонение от параллельности осей отверстий оказывает несущественное влияние на точность измерения расстояния между ними.

Допуск параллельности осей отверстий под подшипники в корпусных деталях сложных конструкций устанавливается в пределах 0,04 – 0,06 мм. Для этой проверки контрольным приспособлением расстояние между осями отверстий для подшипников проверяют со стороны обоих торцов корпусных деталей. По разности показаний индикатора определяют отклонение от параллельности осей отверстий для подшипников между собой. Обычно завершающая их обработка производится на хорошо налаженных станках с устойчивой работой. В таких случаях расстояние между осями отверстий для подшипников, а также отклонение от параллельности между ними можно проверять выборочно при приемочном контроле.

Отклонение от перпендикулярности торцов корпуса к оси отверстий для подшипников. К торцам Т и Т₁ корпусных деталей (рис. 5.1) крепятся крышки картера, через отверстия которого проходит конец вала, стаканы под подшипники и др. Для точной их установки в корпусных деталях сложной формы необходимо обеспечить перпендикулярность этих торцов к оси отверстий. Отклонение от перпендикулярности допускается не более 0,05-0,1 мм на длине 100 мм и проверяется контрольным приспособлением (рис. 5.5).

Контрольная полая оправка 7 приспособления плотно входит в оба отверстия под подшипники. Таким образом, ось оправки реализует общую ось отверстий под подшипники. На оправке установлен корпус 5 с индикатором 2, который через рычаг 3 связан с измерительным стержнем 4, соприкасающимся с проверяемыми торцами.

Рис. 5.5. Приспособление для измерения отклонения от

перпендикулярности торцов корпуса к оси отверстий для подшипников

Для измерения отклонения от перпендикулярности торцов необходимо повернуть контрольное приспособление при помощи рукоятки 1 на полный оборот и определить максимальную разность показаний индикатора. Измерительный стержень 4 приспособления расположен на расстоянии L от оси отверстий для подшипников. При полном обороте приспособления по индикатору определяют отклонение от перпендикулярности торца на длине 2L. Допуск перпендикулярности торцев назначается на длине 100 мм. Следовательно, отклонение от перпендикулярности проверяемого торца на этой длине равна:  = Х100/2L (мм), где Х – максимальная разность показаний индикатора.

Обычно одним контрольным приспособлением измеряют отклонение от перпендикулярности переднего и заднего торцов корпуса. В отдельных случаях для такой проверки сменная втулка 6 может заменяться другой, если отверстия под подшипники со стороны торцов имеют различные диаметры.