
книги из ГПНТБ / Мовчин, В. Н. Технология производства измерительных инструментов и приборов учебник
.pdfпредставляют собой в основном минеральные масла, загущенные церезином, петролатумом или парафином.
Жидкие смазки наносят на поверхность инструментов тампоном, кистью или окунанием. Густые смазки наносят погружением инструментов на 1—3 мин в разогретую до температуры 70—80° С консистентную смазку. После смазки инструменты завертывают в негигроскопическую (конденсаторную) бумагу.
Консервация инструментов с применением растворов нитрита натрия. При смачивании инструментов в тече ние 15—20 с в 20—30%-ном растворе нитрита натрия на поверхностях стальных деталей образуются кристаллы, непрерывно подновляющие защитную окисную пленку. Для сохранения образованной защитной пленки и кри сталлов нитрита натрия в течение длительного времени (6— 12 мес. в зависимости от условий хранения) изделие при упаковке завертывают в бумагу, также смоченную 8—10%-ным раствором нитрита натрия. Для удобства завертывания бумагу предварительно нарезают на опре деленные форматы, смачивают раствором и затем высу шивают. На длительное хранение шлифованные заго товки, полированную ленту, инструмент и т. д. погру жают в ванны с раствором нитрита натрия, при этом срок хранения не ограничен.
Антикоррозионную обработку деревянных футляров перед укладкой в них инструментов и приборов произво дят либо путем проваривания основных деталей футля ров в масле при температуре 100—120° С в течение 1— 2 ч, либо смачиванием внутренних полостей футляров 15%-ным раствором нитрита натрия.
При использовании растворов нитрита натрия, в осо бенности 20—30%-ной концентрации, необходимо пом нить, что длительное воздействие его вызывает раздраже ние кожи, поэтому необходимо выполнять правила тех ники безопасности, т. е. применять сетку и приспособле ния для погружения деталей, резиновые перчатки, сма зывание рук глицерином и т. д.6
6. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ
Технологический процесс сборки приборов и кон трольно-измерительных устройств представляет собой со вокупность последовательных операций по соединению деталей или сборочных единиц в готовое изделие.
380
В соответствии с ГОСТ 2.101—68 на единую систему конструкторской документации (ЕСКД) под деталью по нимают изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. Несколько деталей, соединенных между собой различными способами, назы вают сборочной единицей. Таким образом, изделиями являются:
а) детали, выпускаемые предприятием; б) сборочные единицы, состоящие из нескольких де
талей и в) несколько сборочных единиц или сборочных еди
ниц и деталей, собранных на предприятии. Технологический процесс сборки изделия, кроме соб
ственно сборки деталей в сборочные единицы, включает в себя пригонку отдельных деталей и сборочных единиц друг к другу; юстировку, т. е. отладку приборов для обеспечения требуемой точности и работоспособности; контроль и испытание готового изделия.
Одной из основных особенностей сборки приборов является большой объем пригоночных и отладочных ра бот, вызванных высокими требованиями к их точности. Суммарную накопленную погрешность А Пт собранного изделия обычно исчисляют в микрометрах или для грубых работ — в сотых долях миллиметра. Очевидно, экономи чески нецелесообразно, а иногда и невозможно выполнить механическую обработку деталей с такими отклонениями, которые при их суммировании в собранном изделии обес печивали бы Alim в указанных пределах. Погрешности отдельных деталей, собранных в изделие, можно компен сировать в процессе сборки и отладки.
Установление определенной последовательности сборки, включая пригоночные и отладочные операции, следует начинать прежде всего с тщательного изучения чертежей, технических требований, условий приемки и выявления базовой детали, т. е. основной детали данной сборочной единицы, с которой начинается сборка. Для установления последовательного порядка сборки других деталей весь технологический процесс расчленяют на операции, переходы и приемы.
Операцией называют часть процесса сборки, выпол няемую над сборочной единицей на одном рабочем месте и включающую все действия рабочего или группы рабо чих до перехода к сборке такой же или иной сборочной единицы.
381
Операцию делят на переходы. Переходом называют часть операции сборки, выполняемую на одном рабочем месте над деталью одного наименования без смены при способлений и инструмента.
Каждый переход подразделяют на приемы, т. е. на ряд простейших движений, например, установка детали, подвод инструмента и т. д.
Исходными материалами для разработки технологи ческого процесса сборки являются: а) чертежи деталей, сборочных единиц и изделия; б) технические требования на изделие; в) методика испытания и контроля; г) специфи кации на отдельные детали и сборочные единицы и д) про изводственная программа (объем выпуска), определяющая вид производства.
Вид производства существенно влияет на характер технологии и организации сборочных работ. В единичном и мелкосерийном производстве разработка подробного технологического процесса сборки экономически неце лесообразна, поэтому устанавливают только последова тельность сборки основных деталей и сборочных единиц. При большой номенклатуре и разнообразии собираемых измерительных устройств все работы в условиях штуч ного производства выполняют высококвалифицированные рабочие при помощи универсальной оснастки и инстру ментов. Специальную оснастку применяют только в исклю чительных случаях, когда выполнить сборку без нее невозможно.
В серийном производстве разрабатывают более диффе ренцированный технологический процесс, т. е. сложные и трудоемкие операции расчленяют на простые. Кроме того, сложные сборочные единицы также по возможности расчленяют на более простые, из которых в дальнейшем собирают изделие. Такое построение технологического процесса позволяет проводить специализацию сбороч ных работ, закрепляя за сборщиками схожие сборочные единицы (измерительные узлы; командоаппараты, дат чики и т. п.).
Более глубокая проработка технологического про цесса сборки и упрощение операций при одновременной высокой оснащенности различной оснасткой, в том числе и специальной, обеспечивают уменьшение величины при гоночных работ, а следовательно, и трудоемкость.
Дифференциация операций создает также условия для частичной замены последовательного выполнения опера
382
ций на последовательно-параллельное, что способствует уменьшению цикла сборочных работ. Так как на сборку детали поступают после механической обработки, то уменьшение цикла сборки изделия способствует и умень шению объема незавершенного производства.
В массовом производстве технологический процесс расчленяют на элементарно простые операции с закре плением их за рабочими местами. Пригоночные работы за счет максимальной взаимозаменяемости деталей либо исключаются, либо применяются только для компенса ции погрешностей замыкающих звеньев измерительных устройств.
Характерной особенностью массового производства является высокая оснащенность операций приспособле ниями, инструментами, а в отдельных случаях специали зированным или специальным оборудованием (прессы, отладочные стенды и т. п.). Уменьшение цикла сбороч ных работ достигается параллельной сборкой сборочных единиц, а также включением в поток отдельных операций (термообработка, окраска, сварка и т. д.), обычно в серий ном производстве выполняемых в специальных цехах.
Технологическая документация сборочных работ. Раз работка технологического процесса сборки является чрез вычайно трудоемкой, поэтому в штучном и мелкосерий ном производстве вместо пооперационного развернутого процесса составляют маршрутные карты сборки, указы вающие только последовательность соединения основных сборочных единиц. В серийном и массовом производ ствах процесс сборки оформляют на операционных кар тах, в которых указывают последовательность сборки в пределах данной операции; наименование и количе ство собираемых деталей; размеры и основные требова ния; время и т. д. При сборке простых инструментов или приборов, как правило, в технологических картах при водят операционные эскизы, а при сборке сложных — многодетальных приборов и измерительных устройств к картам прикладывают специальные операционные чер тежи собираемой сборочной единицы.
Для исключения ошибок при сборке многодетальных измерительных устройств, а также наглядного предста вления о последовательности сборочного процесса, реко мендуется составлять графическую схему сборки. Схему сборки используют для детальной разработки и оформле ния технологических операционных карт, и для проверки
383
действующего процесса сборки. В качестве примера на рис. 207 показана схема поточной сборки микрометров. Схема показывает последовательность соединения дета лей каждой сборочной единицы СБ-П\ СБ-1П; СБ-IV, собираемых параллельно сборке основной сборочной еди ницы СБ-Б, номера деталей и их количество, входящее в сборку (на рис. 207 наименование детали сопровождается номером детали —- слева, и количеством деталей на одно
Рис. 207. Схема поточной сборки микрометров: СБ-I; СБ-11; СБ-Ш; СБ-IV — сборочные единицы; /, II, III, IV — порядок выполнения механической обработки, включенной в сборку
изделие — справа); последовательность соединения сбо рочных единиц с основной и очередность механических операций, включенных в процесс сборки.
Виды сборки. Для обеспечения положения деталей в собранной конструкции изделия в соответствии с тре бованиями чертежа применяют виды сборки: 1) по прин ципу индивидуальной пригонки деталей; 2) по прин ципу полной взаимозаменяемости; 3) по принципу огра ниченной взаимозаменяемости.
Сборку по принципу индивидуальной пригонки выпол няют путем пригонки поверхностей одной детали к дру гой за счет дополнительной механической или слесарной обработки, например, прикатка микровинта микрометра к микрогайке; шабрение направляющих типа «ласточкин хвост» и т. д. Такой вид сборки применяют в основ ном только в единичном и мелкосерийном производ ствах, в массовом производстве применяют, когда
384
механическая обработка не обеспечивает требуемую точ ность.
Сборку по принципу полной взаимозаменяемости осу ществляют путем соединения любых сопрягаемых дета лей без какой-либо их пригонки или подбора и применяют в крупносерийном и массовом производствах изделий сравнительно невысокой точности. При изготовлении средств измерения такой вид сборки применяют для соединения деталей в сборочные единицы, которые не оказывают существенного влияния на точность работы изделия.
Сборка j t o принципу полной взаимозаменяемости, являясь наиболее прогрессивной, в то же время предъяв ляет высокие требования к точности механической обра ботки деталей. Известно, что повышение требований к точности изготовления деталей ведет к увеличению трудоемкости и себестоимости, поэтому решение о полной взаимозаменяемости деталей, составляющих кинематичес кую и размерную цепи, может быть принято только после тщательного анализа возможностей механической обра ботки.
Сборку по принципу неполной взаимозаменяемости выполняют двумя способами: путем дополнительной обра ботки и путем подбора парных деталей.
Дополнительная обработка (пригонка) одной из дета лей изделия, входящей в размерную цепь, позволяет компенсировать накопленные погрешности размеров дру гих собираемых деталей. Конструкции отдельных изме рительных устройств и машин предусматривают допол нительные детали (компенсаторы), за счет подбора кото рых (мерные шайбы, прокладки и т. п.) регулируют положение деталей изделия. Компенсаторами также являются дополнительные детали, размеры которых пре дусматривают возможность пригонки для получения тре буемого положения деталей относительно друг друга или посадок (натяги или зазоры). В некоторых случаях при меняют регулируемые компенсаторы, с помощью которых можно без пригонки обеспечить требуемое положение деталей.
На рис. 208, а показан токарный станок, в котором по техническим требованиям необходимо обеспечить соос ность осей шпинделя и пиноли задней бабки в пределах допуска Аа. В данном случае сборка по принципу полной взаимозаменяемости исключается, так как выдержать
1/г 13 З а к а з № 772 |
385 |
расстояние от станины до оси шпинделя и пиноли задней бабки в пределах Лд практически невозможно. Если принять в качестве компенсирующей детали заднюю бабку, то за счет обработки ее основания можно добиться требуемой соосности, но в этом случае пригонка детали громоздкой и неудобной формы возможна только вруч ную. Наиболее правильным решением является введе
ние компенсирующей де тали с размером А %(рис. 208, б), за счет механиче ской обработки которой можно обеспечить соос ность в требуемых преде лах.
Соединение парных (охватываемой и охваты вающей) деталей путем подбора выполняют сле дующими способами: а) не посредственным подбором одной детали к другой; б) предварительной сорти ровки деталей на группы и в) комбинированным спо собом, т. е. сортировкой на группы с последующей подборкой.
Наиболее распростра ненной в крупносерийном и массовом производствах является сборка с применением
сортировки деталей на группы. Такой способ наиболее эффективен в тех случаях, когда необходимо обеспечить натяги и зазоры в пределах значительно меньших, чем возможная точность изготовления сопрягаемых деталей.
Для сборки по указанному епособу поле допуска деталей разбивают на равные части и соответственно им сортируют детали на группы. При сборке группы деталей (охватывающих и охватываемых) комплектуют таким образом, чтобы в одну группу входили детали с разме рами, обеспечивающими требуемый натяг или зазор. Количество принимаемых групп зависит от величины допусков на детали и требуемой точности сопряжения.
Применение способа группового подбора (селективная сборка) позволяет значительно снизить требования к точ
386
ности механической обработки, а также исключить какиелибо пригоночные работы; к недостаткам относятся неко торое увеличение незавершенного производства, так как невозможно гарантировать получение одинакового коли чества комплектующих деталей в каждой группе, и необ ходимость введения операции сортировки деталей по группам. Последний недостаток исключается введением контрольно-сортировочных автоматов.
Понятие о размерных цепях. Правильное расположе ние частей изделия, выявление необходимости регулировки той или иной детали, определение величины компенсации или специального компенсатора может быть обеспечено путем установления и решения уравнения размерной цепи.
Размерной цепью называют расположенную в опреде ленной последовательности замкнутую цепь размеров исполнительных поверхностей, включая и размер, сое диняющий эти поверхности.
Для наглядного представления размерной цепи все составляющие ее размеры наносят на контур деталей изделия или сборочных единиц (рис. 208, б) или изобра жают в виде схемы (рис. 208, в).
Составляющие размерную цепь отдельные размеры называют звеньями размерной цепи и каждое звено обоз начают буквами (Аг; А 2; Л3; Б х; Б 2; Б 3 и т. д.), цифры около которых показывают порядковый номер звена.
Размерная цепь имеет следующие звенья: а) исходное звено, т. е. звено, с которого начинается построение размерной цепи; б) замыкающее звено, являющееся по следним при построении размерной цепи и соединяющее поверхности деталей, положение которых требуется обес печить при известных величинах размеров всех состав ляющих звеньев цепи; в) составляющие звенья (все осталь ные). Замыкающее звено в отличие от остальных, обоз
начают вместо цифр индексом, например Аа\ БА; ВА и т. д.
Составляющие звенья подразделяют на увеличиваю щие и уменьшающие, когда при увеличении их размеров замыкающее звено увеличивается или уменьшается.
В зависимости от количества размеров, входящих в размерную цепь, и их расположения размерные цепи могут быть простыми или многозвеньевыми, с звеньями, расположенными параллельно и под углом друг к другу.
Величину замыкающего звена размерной цепи с парал лельными звеньями определяют из уравнения размерной
387
цепи. Как следует из схемы, показанной на рис. 208, в, уравнение размерной цепи имеет вид
+ А-3 — ^ 1 + < 4 2 и л и ^ д = ^ 1 + А 2 — ^ 3 -
В общем виде уравнение размерной цепи может быть записано так:
|
|
/—/72—I |
^ Д = -^1 + '42 + ^ 3 + |
+ А т - 1 = |
Ъ A t , |
|
|
i=1. |
где т — общее количество всех звеньев цепи.
Из приведенного уравнения следует, что номиналь ная величина замыкающего звена равна алгебраической сумме номинальных размеров составляющих звеньев.
Вследствие того, что детали, составляющие размер ную цепь, имеют отклонения в пределах допуска на их изготовление, возникает и погрешность замыкающего
звена |
сод, величина |
которой равна сумме |
погрешностей |
всех |
звеньев цепи, т. |
е. |
г—т —1 |
|
|
|
|
|
Юд = « 1 + © г + ® 3 + • • • ® m - 1 = |
S ° V |
|
|
|
|
i=i |
Приведенное уравнение используют для установле ния фактической погрешности замыкающего звена при известных погрешностях, входящих в размерную цепь деталей.
Для установления допусков на размеры деталей, со ставляющих размерную цепь при заданной величине замыкающего звена,( уравнение можно записать так:
i = m —1
й д = ^ 1 + б 2 + • • ■ + & m - l — 1=1 6 ( 1
т. е. допуск замыкающего звена равен сумме допусков деталей, составляющих размерную цепь. Из уравнения следует, что все предельные отклонения деталей арифме тически суммируются, т. е. принимаются, что все детали выполнены с наименее выгодными предельными отклоне ниями. В практике вероятность такого сочетания нич тожно мала, поэтому возможно некоторое увеличение допусков по отношению к расчетным с очень малой долей риска получения брака. Возможную величину брака при увеличении допусков можно определить методом математической статистики и теории вероятности.
Величину компенсирующего звена (обозначаемого на схемах буквой с порядковым номером, заключенным
388
в рамку, например |/4в|), также определяют из уравнения размерной цепи. На рис. 209 показана схема размерной цепи с компенсационной шайбой |ле|. Уравнение размер ной цепи в данном случае имеет вид
A 1 = A 2 - h A 3 -j-A4 Jr A 3 Jr \Ав\ + Лд
или
А 1 — (Л 2 + Лз + Л4 + Л5 + Лд).
Подставляя в полученное уравнение максимальные и минимальные предельные значения звеньев, можно определить предельное значение компенсатора.
Организация сборочных процессов. По формам орга низации работы сборку делят на стационарную и подвиж ную.
Стационарную сборку вы полняют на одном рабочем месте, к которому подают все детали и сборочные единицы. Такую сборку применяют в единичном и мелкосерийном производствах, а также в крупносерийном производ стве высокоточных уст ройств, перемещение которых может вызвать нарушение точности сборки.
Подвижную сборку применяют в крупносерийном и массовом производствах приборов и измерительных ин струментов (микрометры, штангенциркули, индикаторы). При подвижной сборке собираемое изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Детали и сборочные единицы в процессе сборки подаются к рабочим местам, на которых постоянно выполняются одни и те же опера ции. Благодаря небольшим размерам и массе измеритель ных приборов их перемещают при помощи ленточных или цепных конвейеров, приводимых в движение от одной приводной станции.
Для выполнения поточной сборки технологический процесс расчленяют на элементарно простые операции (метод дифференциации), примерно рабные или кратные
13 Заказ № ?Г2 |
389 |