книги из ГПНТБ / Стандартизация и качество машин учеб. пособие

решение о контролируемой партии продукции принимается по ре­ зультатам проверки ряда выборок, максимальное число которых заранее установлено: причем, отбор последующей выборки зависит от результатов проверки предыдущих выборок.

Максимальное число выборок в каждом конкретном случае вы­ бирается особо, исходя из условий оптимальности.

Однако минимального среднего объема выборки можно добиться при использовании п о с л е д о в а т е л ь н о г о контроля, при котором решение о контролируемой партии продукции принимается по ре­ зультатам проверки нескольких выборок, максимальное число кото­ рых заранее не установлено и определяется в процессе ее контроля в зависимости от результата проверки предыдущих выборок. Из партии берут и испытывают последовательно по одному изделию, а результат сразу же наносят на предельную диаграмму последо­ вательного выборочного контроля (рис. 46). Испытания продолжа-

Рис. 46. Предельная диаграмма последователь­ ного контроля

ются до тех пор, пока не будет принято решение о принятии или

•браковке партии, т. е. пока результаты испытаний, отмечаемые точками на диаграмме, не выйдут в верхнюю или нижнюю зону. Математическое обоснование системы последовательного контроля уже разработано, хотя этот метод еще не нашел широкого примене­ ния на практике.

Механизированные приборы для измерения деталей в процессе

•обработки. Для измерения деталей в ряде случаев приходится ■останавливать станок, снимать деталь и ставить ее на специальный измерительный прибор. При этом непроизводительно расходуется много времени. Поэтому еще в 1922—1924 гг. были созданы первые приборы, позволяющие измерять деталь в процессе обработки.

Н е а в т о м а т и ч е с к и е к о н т р о л ь н ы е у с т р о й с т в а . Для контроля диаметров широкое применение нашли индикатор­ ные скобы. Такая скоба опирается на контролируемую деталь тре­ мя точками: микрометрическим, боковым и нижним упорами. Ниж­ ний подвижней упор связан рычагом с индикатором. Прибор дает

1 3 0

возможность измерять вращающиеся детали. Скоба настраивается на нужный размер по эталону.

Недостатком скобы является то, что при неправильной установ­ ке вращающаяся деталь может вырвать скобу из рук рабочего. Этого недостатка нет у скоб с призматическими неподвижными на­ конечниками (скобы-наездники или рейтерные скобы). Скобы-на­ ездники устанавливают на детали сверху. Средним наконечником служит шток миниметра, который закреплен в корпусе цилиндра. Недостатком скобы-наездика, так же как и индикаторной скобы, является то, что рабочий не может управлять станком и одновре­ менно производить измерение. Поэтому использование таких прибо­ ров не дает значительного выигрыша во времени.

Этот недостаток удается исключить применением измеритель­ ных приборов, установленных непосредственно на станке.

Ряс. 47. Съемная седлообразная скоба

Одним из таких приборов является седлообразная скоба, уста­ навливаемая на основании люнета станка (рис. 47). Скоба под дей­ ствием собственного веса прижимается губками к поверхности об­ рабатываемой детали и опирается призмами на цапфы люнета.. Верхний конец измерительного штока упирается в удлиненный на-' конечник миниметра, который позволяет контролировать размер детали непосредственно в процессе шлифования. Однако для сня­ тия обработанной и установки новой детали измерительный при­ бор нужно снимать и снова устанавливать.

Следующим усовершенствованием измерительных средств яви­ лось введение накидных седлообразных скоб. Такая скоба укреп­ ляется на станке на кронштейне и отводится от обрабатываемой де­ тали поворотом за рукоятку. Губки у скобы делаются неподвиж­ ными, что позволяет настраивать ее на разные диаметры. По тако­ му же принципу построены накидные индикаторные скобы для шлифовальных станков.

Значительно сложнее приборы, служащие для измерения внут­ реннего диаметра конических и цилиндрических отверстий в про­ цессе шлифования.

А в т о м а т и ч е с к и е у с т р о й с т в а а к т и в н о г о к о н т ­ р о л я . Рассмотренные типы приборов являются средствами меха­ низации операций контроля. При их применении рабочий должен следить за показанием прибора с тем, чтобы своевременно вмешать­ ся в процесс обработки. Поэтому следующим этапом совершенство­ вания средств контроля явилось создание приборов активного конт­ роля, которые по результатам измерения обрабатываемых деталей сами управляют механизмами станка, вмешиваясь в технологиче­ ский процесс. Оборудование такого вида является самоуправляю­ щимся.

В зависимости от способа воздействия на исполнительные орга­ ны оборудования средства активного контроля подразделяются на три типа:

автокалибраторы — устройства, изменяющие процесс обработки или прекращающие его в момент достижения заданной величины контролируемого размера. Такой тип активных средств контроля ис­ пользуется для проведения контроля в процессе обработки;

автоподналадчики — устройства, которые, воздействуя на меха­ низмы наладки станка, изменяют их расположение относительно обрабатываемой поверхности деталей. Производя подналадки, та­ кие устройства обеспечивают обработку деталей в заданных пре­ делах;

автоблокировщики (автостопы) — устройства, не пропускающие для обработки на станке детали или заготовки с погрешностями, выходящими за установленные допуски (припуски), и останавли­ вающие станок при выходе размеров обрабатываемых деталей за установленные допуски или в случае поломки режущего инстру­ мента.

Системы автоматического активного контроля являются система­ ми с обратной связью. Выходными параметрами у этих систем яв­ ляются: непосредственно размер обрабатываемой детали, положе­ ние режущей кромки инструмента, положение исполнительных ор­ ганов станка. Входными параметрами систем активного контроля являются приводные органы станка: двигатель привода исполни­ тельных органов, электромагнит, воздействующий на храповое или золотниковое устройство механизма подач и другие элементы.

В современных автоматических контрольных приборах приме­

132.

няют электроконтактные, пневматические, индуктивные, фотоэлек­ трические и радиоактивные датчики.

На рис. 48 показаны схемы трехконтактной скобы с электроконтактным датчиком. В датчике имеется два неподвижных электри­ ческих контакта (левый и правый) и один подвижный, закреплен­ ный на верхнем конце поворотного углового рычага. Для поворота рычага служит вертикальный шток,

сердечниками верхней и нижней индуктивных катушек. В начале обработки шток скобы, шток датчика и связанный с ним якорь на­ ходятся в крайнем верхнем положении. Зазор между верхней ка­ тушкой и якорем меньше, чем зазор между якорем и нижней катуш­ кой. Неравенство зазоров вызывает изменение индуктивности кату­

133

шек. По электрической цепи, куда включены катушки, проходит ток и станок получает рабочее движение. По мере уменьшения диаметра детали шток датчика опускается и воздушные зазоры между яко­ рем и катушками постепенно выравниваются. В момент достиже­ ния деталью заданного размера зазоры становятся одинаковыми, прохождение тока по цепи прекращается и станок автоматически выключается.

метров валов трехконтактной скобой приведена на рис. 50. Датчик выполнен в виде трех сообщающихся сосудов. К среднему сосуду (рис. 50, а) подается сжатый воздух от пневматической измеритель­ ной системы. По мере увеличения давления воздуха ртуть в сред­ нем сосуде будет опускаться, а в боковых — подниматься. Величи­ на давления сжатого воздуха определяется положением измери­ тельного штока прибора. На штоке имеется клапан, который про­ пускает воздух из пневматической системы в атмосферу. Чем мень­ ше будет зазор S между клапаном и его седлом, тем меньше воз­ духа будет выходить из системы и тем больше будет давление в си­ стеме. В момент окончания чернового шлифования давление воз­ духа повышается настолько, что ртуть в правой трубке достигает правого контакта и замыкает электрическую цепь, что вызывает автоматическое переключение поперечной подачи шлифовального круга с черновой на чистовую (рис. 50, б ).

При чистовом шлифовании клапан продолжает опускаться. В мо­ мент достижения деталью заданного размера (рис. 50, в) ртуть в ле­ вой трубке сосуда замыкает левый контакт датчика, автоматиче­ ски отключая при этом станок.

К устройствам с пневматическим датчиком относится устройство для управления процессом комплектования шарикоподшипников.

134

Эта система лишена обратной связи. Устройство служит для. изме­ рения разности диаметров беговых дорожек колец подшипников и подачи на стенд сборки шариков нужного размера, заранее рассор­ тированных и уложенных в соответствующие бункеры.

в

Рис. 50. Скоба с пневмоэлектроконтактным датчиком

Схема автомата приведена на рис. 51. К дорожкам наружного 7 и внутреннего 6 колец подшипника подводятся сопла пневматиче­ ской измерительной системы. В правую полость мембранного дат­ чика 5 поступает воздух, давление которого пропорционально раз­ ности диаметров беговых дорожек колец. Одновременно с этим от распределительного вала приводится в движение клин 1, что посте­ пенно увеличивает противодавление воздуха, подаваемого в левую полость мембранного датчика. В тот момент, когда происходит за­ мыкание контакта 2 мембранного датчика, щетка 3 находится на контакте коммутатора 4, связанном с тем 'бункером, в котором ле­ жат шарики с размером, соответствующим измеренной разности

135

средних диаметров беговых дорожек колец. Одновременно происхо­ дит срабатывание реле Р и на сборку поступают шарики требуе­ мого размера.

Рис. 51. Схема автомата для комплектования шарико­ подшипников

В фотоэлектрических измерительных устройствах используется фотоэлектрический эффект (рис. 52). Световой поток от источника света 3 падает на фотоэлемент 4. Измерительный стержень 2, ка-

сающийся детали 1, изменяет щель в перегородке, регулируя этим величину светового потока. Возникающий под действием света ток через электронный усилитель 5 подается на электроаппаратуру 6 станка или сортировочного устройства.

136

В основу радиоактивных датчиков положено явление поглоще­ ния или отражения радиоактивных излучений материалом измеряе­ мого объекта. На рис. 53 приведена схема устройства, предназна-

■Рис. 53. Схема радиоактивного датчика для измере­ ния толщины ленты при прокатке

ценного для контроля толщины ленты при прокатке. Источник ра­ диоактивного излучения 7 помещен по одну сторону от контроли­ руемого объекта 6. С противоположной стороны расположена иони­ зационная камера 5. Прошедшее через обрабатываемую деталь радиоактивное излучение вызывает в ионизационной камере 5 ток. Вместо ионизационной камеры может быть использован счетчик радиоактивных частиц. От усилителя 4 ток подается на серводви­ гатель 2, через который происходит управление положением вали­ ка 1, определяющим толщину ленты при прокатке. Прибор 3 слу­ жит для визуального контроля толщины прокатываемой ленты.

Подналадчики. В некоторых случаях непосредственное измере­ ние деталей в процессе их обработки затруднено. Например, при сверлении, зенкерованин и развертывании обрабатываемые отвер­ стия закрыты режущим инструментом; при чистовом точении де­ таль вращается с большой скоростью, в результате чего подводи­ мые к ним наконечники измерительных устройств быстро изнаши­ ваются, на токарных станках при обточке валов образующаяся стружка может не только сбить настройку прибора, но даже повре­ дить самый прочный прибор. Поэтому на оборудовании такого типа

137

широкое применение нашли специальные приборы, называемые подналадчнками.

При использовании подналадчиков измерение детали произво­ дится после их обработки. Если величина контролируемого разме­ ра находится в заданных пределах, измерительный прибор не по­ дает команд и станок работает как и ранее. Если размер детали достигает предельного, измерительный прибор подает команду на подналадку, т. е. на такое перемещение режущего инструмента, которое обеспечит смещение размеров последующих деталей на се­ редину поля допуска.

На токарных и расточных станках подналадка производится пе­ ред обработкой следующей детали, на плоско- и бесцеитрошлифо-

подводится и контролирует ее диаметр. Если диаметр достиг уста­ новленного предела, подналадчик подает резец вперед, подготав­ ливая станок к обработке следующей детали.

Имеются подналадчики, которые подают команды на переме­ щение резца не только вперед, но и назад.

Автостопы. Применение подналадчиков на многорезцовых то­ карных станках затруднено в силу того, что резцы изнашиваются по-разному, и одновременное перемещение при подналадке не имеет смысла, а подналадка каждого резца требует сложных конструк­ тивных изменений станков. В этом случае широкое применение на­ шли автостопы, останавливающие станки, если размеры обрабаты­ ваемых деталей достигают предельных значений.

Подналадка станка производится вручную.

На рис. 54 показана схема многорезцового станка, обрабаты­ вающего трехступенчатые валики. Станок оснащен автостопами и автоматическим загрузочно-разгрузочным устройством с двумя автоматическими захватами (руками), перемещающимися в гори­ зонтальном и вертикальном направлениях. Эти захваты устанавли­

трех измерительных скоб, снабженных электроконтактными датчи­ ками. Если размер детали выходит за пределы допуска, датчики автоматически останавливают станок. При этом загораются лампоч­ ки, указывающие, какие из размеров детали выходят за поле допу­ ска.

Система автоматического регулирования погрешностей системы СПИД. В последние годы разработан ряд систем автоматического регулирования погрешностей системы станок — приспособление — инструмент — деталь.

138

Так, «а кафедре «Технология машиностроения» Станкин создана система автоматического регулирования (САР) для стаби­ лизации упругих перемещений в системе СПИД, т. е. компенсации погрешностей, вызываемых силовыми деформациями технологиче­ ской системы.

Рис. 54. Механические руки и автостоп на автоматической линии токарных станков:

1 — подъемный столик: 2 — датчики; 3 — механические руки; 4 — станок

На рис. 55 приведена структурная схема САР. Датчик Д выра­ батывает сигнал, пропорциональный отклонению регулируемой ве-

Рис. 55. Схема системы автоматического ре­ гулирования

личины от заданного значения. Сигнал поступает в усилитель У и после усиления — в исполнительное устройство ИУ, которое осуще­ ствляет поперечное перемещение стола станка. Для наблюдения за ходом обработки установлен показывающий прибор.

13Э