4.3 Технологические методы повышения точности и степени взаимозаменяемости и увязки
Для достижения требуемой точности и взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц в процессе их производства осуществляется целеустремленное управление точностью технологических процессов.
Конечные производственные погрешности геометрических параметров деталей и сборочных единиц образуются в результате накопления более мелких погрешностей, возникающих при выполнении каждой операции технологического процесса (операционная погрешность).
Результирующая производственная погрешность (D) накапливается по схеме суммирования операционных погрешностей:
,
где Di – операционная погрешность (с учетом знака).
В общем случае результирующую производственную погрешность необходимо снижать. Для этого возможно применение трех методов:
уменьшением величины каждой из операционных погрешностей Di;
методом кратчайшего пути;
методом компенсации.
Первый способ требует детального изучения каждой конкретной операции. В общем случае размер, возникающий в результате выполнения операции, зависит от нескольких факторов, определяющих протекание операции. Для того чтобы получить в результате выполнения операции номинальное значение размера необходимо, чтобы все факторы получили соответствующие номинальные значения. Но практически это невозможно и действительные значения всегда отличаются от их номинальных значений. Опыт показывает, что обеспечение высокой точности замыкающего звена за счет предъявления высоких требований к точности составляющих звеньев не всегда является экономически целесообразным. Реализовать этот метод можно: применением высокоточного оборудования, обеспечивающего обработку с минимальными погрешностями; тщательным выполнением каждой операции, т.е. обеспечением минимальных отклонений размеров при выполнении операций.
Для изготовления деталей и сборки узлов и агрегатов в самолетостроении, когда технологические размерные цепи включают большое число звеньев, особое значение приобретает второй путь повышения точности – уменьшение числа составляющих звеньев размерных цепей. Для достижения высокой точности размеров деталей и узлов технологический процесс должен строится таким образом, чтобы размерная цепь включала наименьшее количество составляющих звеньев. Построение технологического процесса с соблюдением этого метода предусматривает также выполнение правила совмещения баз. Это правило основано на соответствующем выборе технологических баз.
Третий способ, чаще всего, применяется при выполнении сборочных процессов и дает возможность получать сборочный размер не суммированием размеров, входящих в узел деталей, а копированием его с приспособления или разделочного стенда и, тем самым, получить кратчайшую размерную цепь. Для этого детали изготавливаются с той степенью точности, которая возможна в условиях конкретного производства. Далее, при сборке, происходит взаимная подгонка деталей так, чтобы окончательные (замыкающие) размеры сборочной единицы соответствовали заданным значениям путем перемещения одной из деталей относительно других (регулировкой).
При наличии технологического припуска у сопрягаемых деталей применяются процессы постепенного удаления материала, как правило, методами резания. Если размер не соответствует заданной величине и деталь не устанавливается на свое место, то процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен нужный размер (или положение детали). Технологический припуск может удаляться до установки в сборочное положение на специальных разделочных стендах.
При наличии зазоров по сопрягаемым поверхностям они заполняются специальными вставками, прокладками или специальными заполнителями – компенсаторами.
Если конструкция узла позволяет, то применяют регулировку зазора винтовыми устройствами.
При малой жесткости деталей, характерной для целого ряда деталей (обшивки, стрингеры, стенки) погрешности изготовления деталей могут быть скомпенсированы путем их деформации.
Основными недостатками этого метода управления точностью являются: его очень высокая трудоемкость и длительность работ, выполняемых чаще всего вручную, необходимость в высокой квалификации работников, нестабильность качества, сложность достижения полной взаимозаменяемости, невозможность организовать быстрый ремонт в условиях эксплуатирующей организации.
Метод компенсации дает возможность собирать из деталей, изготовленных с невысокой точностью, узел с точным замыкающим размером. Возможность сборки узла по методу компенсации должна быть учтена при проектировании узла, т.е. в конструкции узла должны быть предусмотрены специальные детали – компенсаторы, устанавливаемые при сборке на заключительном этапе. Обязательным для реализации метода компенсации является наличие специального приспособления, с которого копируется результирующий размер на деталь, узел, агрегат.