Konspekt_lekcii автом.пр.проц.в. маш.(Норко)

машины.

Далее переходят на вспомогательные базы (ВБ) сопряженных деталей и проставляют очередные размеры до основных баз (ОБ) этих деталей. Так двигаются по обе стороны от исходного звена пока не приходят на одну и ту же поверхность базовой детали. Несовпадения основных и вспомогательных баз сопряженных деталей учитывают отдельным размером, что особенно важно для последующего обоснования требований к точности монтажа деталей при сборке.

На рис. 3.4 в качестве примера показаны конструкторские размерные цепи, исходными звеньями которых являются размеры А и Б , характеризующие требуемое положение и точность вращения выходного вала редуктора.Составляющими звеньями размерных цепей являются размеры составляющих деталей А3, Б1, Б3, а также размеры установки А2, Б2 деталей, т.е. размеры несовпадения основных и вспомогательных баз соединяющихся деталей. Для рассматриваемого примера отклонения от соосности шейка вала с внутренним кольцом шарикоподшипника - Б2 и отклонение от соосности наружного кольца подшипника с отверстием в корпусе А2.

Следующим этапом анализа является выбор метода достижения точности исходного звена с учетом возможности его реализации в автоматическом режиме.

Последний этап состоит в расчете допусков составляющих звеньев и координат середин полей допусков. Номинальные размеры составляющих звеньев определяются на раннем этапе исходя из расчетов деталей машин на прочность, жесткость и т.д. по соответствующим формулам при проектировании конструкции изделия. Расчет допусков составляющих звеньев осуществляется с учетом выбранного метода достижения точности выбранного звена при сборке.

73

Рис. 3.4. Размерные цепи для размерного анализа конструкции

При отсутствии возможности для оптимального распределения допусков по составляющим звеньям используют метод расчета по среднему допуску, по единому квалитету точности изготовления звеньев, метод подбора экономично достижимых допусков.

Ориентируясь на это и учитывая другие факторы: особенности конструкции, объем выпуска, количество составляющих звеньев, возможности автоматизации и д.р., выбирают метод достижения точности. Пользуясь соответствующим уравнениям допусков для выбранного метода достижения точности осуществляют перерасчет допусков составляющих звеньев.

3.2Особенности, выбора и реализации методов достижения точности при автоматической сборке

Различают пять методов достижения точности (МДТ) замыкающего звена размерных цепей:

74

1.полная взаимозаменяемость (ПВ);

2.неполная взаимозаменяемость (ЫВ);

3.групповая взаимозаменяемость (ГВ);

4.регулирование (Р):

5.пригонки (П).

Рассмотрим возможности и особенности использования каждого из пяти методов достижения точности замыкающего звена при автоматической сборке изделий.

Структурная схема метода автоматической сборки по методу ПВ показана на рис. 3.5.

Рис, 3.5. Структурная схема автоматической сборки методом ПВ.

Сборочный автомат (СА), осуществляющий сборку двух деталей Д1 и Д2, поступающих на его вход, обеспечивает получение сборочной единицы (СЕ). Гарантированное обеспечение требуемого размера замыкающего звена при полной взаимозаменяемости позволяет отказаться от контроля замыкающего звена, получающегося в результате сборки. Это особенно важно в тех случаях, когда трудно автоматизировать процесс контроля получающегося при сборке размера а сборочной единице. При методе ПВ достаточно контролировать размеры деталей, подаваемых на сборку. Этим метод ПВ отличается от всех других методов достижения точности, которые требуют получения и использования дополнительной информации в ходе реализации сборочного процесса. Относительная простота организации и управления сборочным процессом при использовании метода ПВ объясняет его широкую распространенность достижении точности размеров в автоматическом производстве.

75

Сборка по методу ПВ наиболее производительна, т.к. не требует дополнительных затрат времени на получение и использование какой-либо дополнительной информации. Однако стремление предельно удешевить сборку и автоматическое оборудование сборки за счет использования метода ПВ приводит в ряде случаев к значительному повышению точности изготовления деталей, а, следовательно, и себестоимости изготовления их, что не всегда окупается снижением затрат на сборку.

При методе неполной взаимозаменяемости (НВ) не у всех собранных сборочных единиц гарантируется получение замыкающего звена в требуемых допусках. Поскольку заранее неизвестно, в каком именно составляющем звене требуемый размер замыкающего звена не обеспечивается, то замыкающее звено размерной цепи, образующееся при сборке, необходимо контролировать в каждой сборочной единице. Поэтому необходимо осуществлять 100% контроль деталей. Это усложняет и удорожает сборку по методу НВ, т.к. необходимо предусмотреть дополнительную контрольную позицию в сборочном автомате. Вместе с этим, при методе НВ допуски на составляющие звенья размерной цепи, т.е. на изготовление деталей увеличиваются поля допусков при тойже точности замыкающего звена по сравнению с методом ПВ в среднем в m раз, где т- количество составляющих звеньев, при проценте риска 0.27% и нормальных законах распределения размеров. Поэтому, чем больше число составляющих звеньев в размерной цепи, тем выгоднее использовать метод НВ по сравнению с методом ПВ. Структурная схема сборочного автомата, реализующего сборку по методу неполной взаимозаменяемости, показана на рис. 43.6. Детали Д1. Д2 собираются в сборочном автомате (СА). Все сборочные единицы (СЕ) должны пройти контрольный автомат (КА) и часть СЕ, попавших в процент брака должны отбрасываться. Эти СЕ должны быть разобраны разбирающим автоматом (РА), а составляющие детали возвращены для повторной сборки в другом сочетании. В ряде случаев может оказаться, что некоторые детали вовсе нельзя установить при сборке.

76

Эти случаи тоже попадают под процент брака. Такие случаи могут привести к заклиниванию или поломки сборочного автомата. Для предотвращения заклинивания и поломки необходимо предусматривать контрольноблокировочное устройство (КБУ), которое прерывает сборочный процесс, выводит из зоны сборки не собравшихся детали.

Рис. 3.6. Структурная схема автоматической сборки методом НВ.

Схематично сборка двух деталей по методу групповой взаимозаменяемости (ГВ) показана на рис. 3.7. При автоматической сборки по методу ГВ детали должны быть предварительно рассортированы по размерам на группы сортировочными автоматами (С). Далее детали Д1, Д2 каждой размерной группы собираются сборочным автоматом (СА). На структурной схеме показаны п сборочных автоматов, каждый из которых собирает детали одной размерной группы. Такая структура может быть реализована только при соответствующембольшом объеме выпуска изделий. Если же по производительности достаточно одного сборочного автомата, то в этом случае детали разных размерных групп собираются на одном автомате по очереди. В пределах одной размерной группы достижение точности замыкающего звена изделия осуществляется по методу ПВ. Поэтому в собранных изделиях гарантируется достижение требуемого размера замыкающего звена и дополнительный контроль не требуется.

77

Рис. 3.7. Структурнаясхема автоматической сборки двухдеталей методом ГВ

Таким образом при ГВ m составляющих сборочную единицу деталей сортируют на п размерных групп. Для хранения и подачи на сборочный автомат необходимо иметь (т*п) накопителей. Это усложняет организацию сборочного процесса. Предварительная сортировка собираемых деталей на размерные группы требует получения информации о размерах всех деталей путем их измерения. Поэтому по сравнению с методом ПВ методГВ так же как и другие методы требует увеличение информации для осуществления автоматической сборки. Для этого требуются дополнительные устройства и дополнительные затраты времени. Вместе с тем, допуски на составляющие звенья расширяются в к раз, что снижает затраты на изготовление деталей.

Примером метода регулирований при автоматической сборке может быть автоматическая сборка подшипников. Шарики (Ш) (рис.3.8), поступающие на сборку измеряются контрольно-сортировочным автоматом (КСА) и сортируются на п размерных групп через каждые 2 мкм.

78

Рассортированные по группам шарики попадают в накопители (Н). На позицию сборочного автомата (СА) поступают два кольца шарикоподшипника: наружное 1 и внутреннее 2. Радиальный зазор между двумя пришедшими на сборку кольцами 1 и 2 автоматически измеряется датчиком (Д). Сигнал от датчика поступает в решающее устройства (РУ) и далее в устройство выбора (Ув) размеров шариков. УВ включает и переключает подвижный лоток на кассету накопителя с требуемыми размерами шариков. Необходимое количество шариков нужного размера по трубчатому лотку 3 подается на сборочную позицию.

Таким образом, метод регулирования при достижении требуемой точности замыкающего звена размерной цепи характеризуется следующими общими положениями: допуски на составляющие звенья могут быть установлены исходя из возможностей изготовителя и значительно большими по сравнению с методами ПВ; регулирование размеров при сборке требует наличие информации о получаемых при сборке размерах, т.е. реализация обратной связи; регулированием можно обеспечить высокую точность размера замыкающего звена независимо от допусков изготовления составляющих звеньев.

79

Рис. 3.8. Схема автоматической сборки шарикоподшипников.

Метод пригонки позволяет также как и метод регулировки обеспечить высокую точность размера замыкающего звена даже при большом количестве составляющих звеньев. Однако, для метода пригонки необходимо осуществить дополнительную обработку компенсатора непосредственно на сборке, что в ряде случаев нежелательно. На рис.3.9 показана схема так называемого сопряженного шлифования плунжерных пар. Окончательно обработанная плунжерная втулка 1 подается на бесцентровый шлифовальный станок, на котором под размер d0 данной втулки I шлифуется плунжер 2 по наружному диаметру dв . Диаметр do отверстия

80

вычисляется разность∆= d0-dB и сравнивается с сигналом от задающего устройства 4, в котором задается требуемая величина

значения сигнала с выхода сумматора 3 усиленный усилителем 5 оказывается положительным шлифование плунжера продолжается.

Рис. 3.9. Схема автоматической пригонки плунжеров под размер плунжерной втулки dВ.

По мере шлифования, размер dВ постепенно уменьшается и разность ∆=d0-dB увеличивается. При достижении заданной величины разности диаметров, т. е. ∆=∆3 сигнал на выходе сумматора становится равным нулю и далее становится отрицательным. Регулятор (Р) мгновенно срабатывает и подает команду на отвод шлифовального круга. Размер dB плунжера соответствует размеру do втулки и обеспечивает с ней требуемый зазор ∆з. Таким образом, каждый плунжер подгоняется по наружному размеру к диаметру каждой втулки. Taк осуществляется автоматическая пригонка размера плунжеров.