РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ

УДК 621.757 (07)

Проектирование технологических процессов сборки: Учеб. пособие/Сост. В.Е. Авраменко, Зеленкова Е.Г.

Политехнический институт СФУ, Красноярск 2007.– 72 с.

В учебном пособии рассматриваются вопросы проектирования технологических процессов сборки изделий в машиностроении. Предназначено для студентов, выполняющих курсовые и дипломные проекты по специальностям: 120100 «Технология машиностроения», 120200 «Металлообрабатывающие станки и комплексы».

2

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Исходными данными для проектирования технологического процесса сборки являются:

1сборочные чертежи собираемого изделия (узла или машины);

2технические условия на сборку изделия;

3рабочие чертежи деталей, входящих в изделие;

4годовая программа выпуска изделия и предполагаемая продолжительность его производства.

При проектировании необходимо использовать:

-каталоги паспорта, характеристики сборочного оборудования и механизированного инструмента [4, 5, 7, 10, 23, 24];

-стандарты и нормали на механизированный сборочный инструмент;

-технологические процессы сборки типовых узлов машин [1, 2, 3];

-альбомы типовых и нормальных сборочных приспособлений [6];

-нормативы времени на сборочные работы [13];

-бланки технологических карт сборки [30, 31, 32].

Приступая к разработке технологического процесса необходимо изучить:

1.Конспекты лекций по «Технологии машиностроения» и разделы, посвященные проектированию технологических процессов сборки,

учебников [1, 2, 3, 4, 8, 26].

2.Ознакомиться с указанными выше технологическими процессами сборки типовых узлов, каталогами сборочного инструмента, нормативами времени на выполнение сборочных работ, ГОСТами, относящимися к сборке, и рекомендуемой литературой по проектированию технологических процессов сборки.

3

2.ИЗУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖЕЙ ИЗДЕЛИЯ

1.При ознакомлении с собираемым изделием необходимо выяснить: - служебное назначение узла или машины; - конструкцию и назначение каждой сборочной единицы (комплекта,

подузла) и деталей, входящих в собираемое изделие;

-характер соединений и закреплений узлов и деталей (подвижные, неподвижные, разборные, неразборные, прессовые, клепаные сварные и т.д.);

-сущность и порядок работы изделия, т.е. характер и последовательность движений узлов и деталей.

2. Одновременно с изучением чертежа изделия осуществляется его контроль. При этом проверяется наличие:

-технических условий на сборку;

-проекций и разрезов, дающих полное представление о конструкции собираемого изделия;

-посадок выполняемых соединений и других размеров, выдерживаемых при сборке;

-спецификаций сборочных единиц и деталей, входящих в изделие. При отсутствии каких-либо из этих данных необходимо пополнить

недостающие в сборочном цехе или КБ завода в период практики, а также на основании литературных источников.

3. При ознакомлении изделием выясняются все замыкающие звенья, которые необходимо выдержать при сборке, и методы достижения их точности, предусмотренные конструкцией и отраженные в чертежах.

При выявлении замыкающих звеньев их целесообразно разделить на две группы.

В первую входят звенья, метод достижения которых не вызывает сомнения:

а) зазоры и натяги цилиндрических и резьбовых соединений. Посадки этих соединений либо указаны на сборочном чертеже, либо определяются по рабочим чертежам сопрягаемых деталей.

Точности этих звеньев можно добиться методами полной, неполной и групповой взаимозаменяемости. В последнем случае на чертеже должно быть указано количество групп, на которые необходимо рассортировать детали и допуск на группу;

4

б) боковые зазоры, возникающие при сборке цилиндрических шестерен, замыкающие звенья, определяющие относительное положение осей цилиндрических, конических и червячных передач, обеспечиваемые методами полной и неполной взаимозаменяемости;

в) совпадение вершин делительных конусов конических шестерен, средней плоскости червячного колеса и оси червяка, обеспечиваемые методом регулирования.

Во вторую группу входят замыкающие звенья, метод достижения заданной точности которых может быть установлен только на основе размерного анализа:

а) замыкающие звенья многозвенных размерных цепей, состоящих из линейных, осевых размеров;

б) замыкающие звенья, получающиеся в результате соединения двух собранных узлов.

4. Изучив работу изделия, выявив замыкающие звенья и методы достижения их точности, необходимо критически оценить заданные технические условия на сборку с точки зрения их содержания, соответствия служебному назначению изделия и полноты.

При этом решаются следующие вопросы: а) для чего дано то или техническое условие;

б) какие технические условия должны быть заданы дополнительно, чтобы изделие выполняло свое служебное назначение;

в) чем обосновывается численная величина технического условия; г) когда в процессе сборки эти условия выдерживаются; д) какие проверки (контроль) необходимы в процессе сборки изделия.

Эти вопросы, а так же предложения по дополнению и изменению технических условий должны быть выяснены и согласованы в сборочном цехе или КБ завода в период практики.

Обоснование численных величин основных технических условий делают на основе расчета размерных цепей.

В качестве примера рассмотрим служебное назначение плунжерного насоса. Общая формулировка задачи, для решения которой создается насос – перекачивание жидкости.

5

3. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ИЗДЕЛИЯ И ВЫБОР МЕТОДА ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЗАМЫКАЮЩЕГО ЗВЕНА

Важной задачей, решаемой в процессе конструкторскотехнологической подготовки производства изделия (машины) является установление связей между ее служебным назначением и техническими условиями на сборочные единицы и отдельные детали.

Качество и экономичность машины в значительной степени определяются правильной простановкой размеров и назначением допусков.

В основе размерной отработки конструкции лежит анализ двух уровней размерных связей: вначале между деталями механизмов и узлов, а затем между поверхностями каждой детали.

Размерный анализ конструкций является одним из обязательных этапов конструкторско-технологической подготовки производства, позволяющим:

-выявить взаимосвязи деталей и сборочных единиц, требования к точности относительного расположения сборочных единиц;

-определить методы достижения требуемой точности замыкающих звеньев при сборке машины;

-оптимизировать схему компоновки машины;

-обосновать простановку размеров, назначить технические условия и допуски;

-повысить технологичность конструкции;

-установить последовательность сборки машины.

Размерный анализ машины рекомендуется выполнять в следующем порядке:

1.На начальной стадии разработки технического проекта машины составить возможные схемы ее общей компоновки.

2.Выявить замыкающие звенья, определяющие требования к точности относительного расположения сборочных единиц и деталей машины.

3.Исходя из служебного назначения машины, обосновать номинальные значения, допуски и предельные отклонения замыкающих звеньев на основе:

- стандартов на типовые изделия, соединения, передачи; - теоретических расчетов;

6

-опыта проектирования и эксплуатации аналогичных конструкций;

-испытаний опытных образцов.

4.Выявить размеры деталей, влияющих на точность замыкающих звеньев, и составить расчетные схемы (размерные цепи), фиксирующие размерные взаимосвязи узлов и деталей, компонуемых в машине.

5.Определить среднюю точность Тср составляющих звеньев размерных цепей при заданной точности их замыкающих звеньев.

6.Оценить возможность обеспечения Тср в производстве и обосновать метод достижения точности для данного замыкающего звена.

Если значения Тср находятся в пределах средне экономических норм точности используемых методов обработки деталей, требуемую точность замыкающего звена можно обеспечить методами полной или неполной

взаимозаменяемости. При очень жестких значениях средних допусков Тср, точность может быть достигнута методами пригонки или регулирования.

Возможен и другой подход к выбору метода достижения точности: можно назначить приемлемые значения допусков Тi для каждого составляющего звена и вычислить возможную погрешность замыкающего звена:

Сопоставляя расчетный допуск Т∆р с заданным допуском Т∆, выбирают метод достижения требуемой точности замыкающего звена. Если допуск Т∆р меньше допуска Т∆ или мало отличается от него, то требуемая точность может быть обеспечена методами взаимозаменяемости. Если Т∆р › Т∆, то требуемую точность нужно обеспечивать методами пригонки или регулирования.

Если по каким-либо причинам применение методов пригонки или регулирования невозможно, следует уменьшить допуск Т∆р, добиваясь выполнения условия Т∆р ≈ Т∆.

Уменьшить допуск Т∆р можно двумя путями: сокращением числа составляющих звеньев и уменьшением их допусков. Первый способ требует изменения схемы компоновки или конструкции сборочных единиц, ворой связан с усложнением технологии изготовления деталей.

На рис. 1, 2 приведены возможные варианты схем компоновки машины [13]:

7

Рис.1. Схемы компоновки сборочной единицы

8

Рис.2. Схемы компоновки сборочной единицы

9

При сборке расточных головок 1 и 2 со станиной 3 необходимо обеспечить соосность осей вращения шпинделей в вертикальной (В∆,β∆) и горизонтальной (В′∆,β′∆) плоскостях.

На рис. 1 приведена схема компоновки, согласно которой головки 1 и 2 устанавливают на плоскости и поджимают к направляющим буртикам плиты станины 3.

При этой схеме компоновки требования точности к относительному положению сборочных единиц 1 и 2 можно обеспечить различными методами:

1. Метод полной взаимозаменяемости – путем установки головок на станине и поджима к направляющим буртикам. Для этого необходимо, чтобы линейные размеры В1 - В3, В′1 - В′3 и угловые размеры β1 - β3, β′1 - β′3 выполнялись с такой точностью, чтобы сумма их погрешностей не превышала допускаемые величины В∆, В′∆, β∆, β′∆. Сборка по этой схеме наиболее проста, но механическая обработка деталей усложняется предъявляемыми к ним требованиями точности.

2.Пригонкой плиты станины 3 или основных баз головок 1 и 2.

3.Методом регулирования – путем применения компенсаторовпрокладок, клиньев.

При компоновке по схеме, приведенной на рис. 2.а, направляющие буртики отсутствуют. Благодаря этому сборочные единицы имеют степени свободы перемещения по осям X и Y и поворота вокруг вертикальной оси, что позволяет обеспечить требуемую точность совпадения и параллельность осей в горизонтальной плоскости методом регулирования. Для этого перемещают и поворачивают узлы в этой плоскости до тех пор, пока оси валов не совпадут и не будут параллельными. Точность совпадения осей будет зависеть от применяемых сборочных приспособлений, точности контрольных средств и квалификации сборщиков.

Совпадение и параллельность осей шпинделей в вертикальной плоскости, как в предыдущей схеме, можно обеспечить методами взаимозаменяемости, т.е. точным изготовлением деталей по размерам В1 - В3, β1 - β3, пригонкой или применением компенсаторов.

В схеме компоновки, приведенной на рис. 2.б, головку 2 крепят к вертикальной торцевой плоскости плиты. Базовые плоскости станины для

10