4.4.1. Способ групповой взаимозаменяемости (селективная сборка)

Сущность данного метода заключается в изготовлении деталей с расширенными (по сравнению с заданными) технологически выполнимыми допусками. Расширенные допуски должны быть стандартными. После изготовления детали сортируются на размерные группы. В каждой размерной группе количество деталей должно быть одинаковым. Затем производят сборку сопряжений из деталей одинаковых групп (рисунок 4.4). Детали сопряжения будут иметь разные размеры, величины зазоров или натягов будут одинаковыми.

При селективной сборке (в посадках с зазором или натягом) наибольшие зазоры и натяги уменьшаются, а наименьшие увеличиваются, приближаясь с увеличением числа групп сортировки к среднему значению зазора или натяга для данной посадки. Это позволяет получить сопряжение более стабильным и долговечным.

Число групп, на которое сортируются соединяемые детали, определяется исходя из требуемых предельных значений групповых зазоров или натягов. Величины требуемых зазоров или натягов находят из условия обеспечения наибольшей долговечности сопряжения или определяют допустимую величину группового допуска T_DGrилиT_dGr. При этом учитывается экономическая точность сборки и сортировки деталей, а также возможное отклонение их от правильной геометрической формы. Отклонения формы не должны превышать группового допуска.

T

n

n –1

II

I

_DGr

T_D

S_min

00

S_{min Gr}

S

n

n – 1

II

I

_{max Gr}

T_d

T_dGr

S_max

Рисунок 4.4. Схема сортировки деталей по размерным группам (Gr)

Рассмотрим определение числа групп (n), на которые необходимо сортировать изготовленные детали для случая, когдаT_D=T_d , т.е. сопрягаемые отверстие и вал выполнены с одинаковой точностью (рисунок 4.4). ПриT_D=T_d групповой зазор или натяг остаются постоянными при переходе собираемый сопряжений от одной группы к другой. Для повышения долговечности подвижных соединений в процессе сборки необходимо создавать наименьший допустимый зазор. В соединениях с натягом наибольшая долговечность достигается при обеспечении в процессе сборки наибольшего допустимого натяга. Число группnможно рассчитать, используя уравнения:

при заданном минимальном зазоре (посадка с зазором) групповой зазор равен

S_{min Gr} = S_min + T_d – T_d/ n; (4.28)

при заданном максимальном натяге (посадка с натягом) групповой натяг равен

N_maxGr = N_max – T_D + T_D / n; (4.29)

при заданной величине группового допуска T_DGrилиT_dGrимеем

T_D/n=T_DGr; откудаn=T_D /T_DGr ;

Аналогичные соотношения справедливы и для допуска вала

T_d/n=T_dGr; откудаn=T_d/T_dGr.

В случае T_D=T_d уравнения для расчета числа групп можно записать

n = T_D /T_DGr = T_d / T_dGr. (4.30)

При T_D>T_dилиT_D<T_dгрупповой зазор (или натяг) при переходе от одной размерной группы деталей к другой не остается постоянным. Следовательно, однородность соединений не обеспечивается. В связи с этим селективную сборку целесообразно производить для сопрягаемых деталей, которые изготавливаются по одному квалитету (T_D=T_d). Следует также отметить, что при большом числе групп сортировки групповой допуск отличается незначительно, по сравнению с малым числом групп. Однако, при этом усложняется процесс контроля и сборки. На практике число групп принимают обычноn= 4 – 5. Только в подшипниковой промышленности при сортировке тел качения количество групп может достигатьn= 10 и более.

Селективную сборку применяют для различных категорий сопряжений, и в том числе, более сложных по форме, чем гладкие цилиндрические детали, например, резьбовых. Селективная сборка позволяет повысить точность сборки в nраз без уменьшения допусков на изготовление деталей или обеспечить заданную точность сборки при расширении допусков на изготовление до экономически целесообразных значений.

Селективная сборка имеет и некоторый недостатки: усложняется контроль, который требует большого штата контролеров, более точных измерительных средств, контрольно – сортировочные автоматы; возрастает трудоемкость сборки и квалификация сборщиков; возможно увеличение незавершенного производства вследствие разного числа деталей в парных группах сортировки.

Метод селективной сборки (групповой взаимозаменяемости) может выполняться только заводом – изготовителем при обеспечении внутренней взаимозаменяемости. Исключение составляют поршни, поршневые пальцы к двигателям внутреннего сгорания и другие запасные части.

Селективная сборка наиболее эффективна в крупносерийном и массовом производствах, где дополнительные затраты на сортировку деталей, маркировку, сборку, применение современных измерительных средств окупаются высоким качеством изделий. При производстве подшипников качения и ответственных резьбовых соединений селективная сборка является единственным экономически целесообразным способом обеспечения требуемой точности.

4.4.2. Способ пригонки

Сущность данного способа заключается в следующем. Предписанная точность замыкающего звена достигается путем дополнительной обработки одного из намеченных составляющих звеньев размерной цепи, на котором заранее оставляется припуск для выполнения пригоночных работ. Все детали, размеры которых входят в размерную цепь обрабатываются с допусками, экономически приемлемыми для данного производства. Припуск на выполнение пригоночных работ должен быть оптимальным, то есть достаточным для обеспечения требуемой точности и не требовалось большого объема пригоночных работ.

Способ пригонки применяется только в единичном и мелкосерийном производствах, когда использование других способов обеспечения заданной точности не представляется возможным. Кроме того, в единичном и мелкосерийном производствах применяется также способ совместной обработки деталей в предварительно собранном виде или установленных в одном приспособлении.

4.4.3. Способ регулирования

При способе регулирования предписанная точность замыкающего звена достигается путем преднамеренного изменения (регулирования) размера одного из заранее выбранных составляющих звеньев. Это звено размерной цепи называется компенсирующим. Роль компенсатора обычно выполняет специальное звено в Виле прокладки, регулируемого упора, клина и т. д. Все остальные размеры деталей размерной цепи обрабатываются по экономически приемлемым для данного производства допускам.

Номинальный размер замыкающего звена с учетом компенсатора можно определить по аналогии с уравнением (4.1)

_{n p}

А₀ = ∑ А_{i ув.} – ∑ А_{j ум.} ± К, (4.31)

^{i=1 J =1}

где К – размер компенсирующего звена.

Значение К принимают со знаком “плюс”, когда он является увеличивающим размером, и со знаком “минус”, когда звено К является уменьшающим.

В случаях, когда размер К является увеличивающим в соответствии с уравнениями (4.2), (4.3), (4.7) и (4.8) можно записать

_{n p}

А_0max = ∑ А_{imax ув.} + К_min – ∑ А_{jmin ум.} , (4.32)

^{i=1 J =1}

_{n p}

А_0min = ∑ А_{imin ув.} + K_max – ∑ А_{jmax ум.} , (4.33) ^{i=1 J =1}

_{n p}

Es (А₀) = ∑ Es (А_i)_ув. – ∑ Ei (А_j)_ум. + Ei(K), (4.34)

^{i=1 J =1}

_{n p}

Ei (А₀) = ∑ Ei (А_i) _ув. – ∑ Es (А_j) _ум. + Es(K) , (4.35)

^{i=1 J =1}

В тех случаях, когда размер К является уменьшающим размером, предельные значения К и его предельные отклонения в уравнениях (4.32) – (4.35) принимаются со знаком “минус”.

Вычитая почленно уравнение (4.32) из уравнения (4.33) получим

_n

ТА₀= ∑TA_i –VK, (4.36)

ⁱ⁼¹

где ТА₀ – заданный допуск замыкающего звена, определенный исходя из эксплуатационных требований;

TA_i – принятые расширенные технологически выполнимые допуски составляющих размеров размерной цепи;