25.3.1 Метод групповой взаимозаменяемости

(селективная сборка)

При методе групповой взаимозаменяемости, требуемая точность замыкающего звена достигается путем включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к общей группе предварительно измеренных и рассортированных деталей. В этом случае детали изделия обрабатываются по расширенным, а также экономически достижимым производственным допускам и сортируются по их истинным размерам на группы с таким расчетом, чтобы при их соединении, входящих в определенные группы, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замыкающего звена и гарантирована требуемая точность сборочного соединения. Метод групповой взаимозаменяемости применяется глав­ным образом для размерных цепей, состоящих из небольшого числа звеньев (обычно трех, иногда четырех), для сборочных соединений особо высокой точности, практически недостижимой методом полной взаимозаменяемости (шариковые подшипники, плунжерные пары, поршневой палец и отверстие поршня или верхней головки шатуна).

Сборка по методу групповой взаимозаменяемости носит название селективной сборки (или сборки по методу подбора). Селективная сборка применяется не только для сопряжений цилиндрических деталей, но рекомендуется также для конических, призматических и резьбовых соединений, а в некоторых случаях и для соединения нескольких деталей в многозвенных размерных цепях. В последнем случае сортировке на группы в пределах расширенных допусков мо­гут подвергаться не только две какие-либо сопрягаемые детали из числа входящих в данную размерную цепь, но последовательно не­сколько пар деталей.

Расчет групповых допусков сводится к определению числа групп n, на которые должны быть рассортированы сопрягаемые детали, ве­личины полей групповых допусков и предельных отклонений груп­повых размеров. Допуск замыкающего звена соединения, изображенного на рис. 25.4 (допуск зазора), при поставленных в чертеже широких экономически достижимых допу­сках составляющих звеньев ТА₁ и ТА₂ опре­деляются выражением

, (25.6)

Где ∆max и ∆min — наиболь­ший и наименьший зазоры соединения.

Рис.25.4. Схема для определения групповых допусков

Для повышения точности соединения без ужесточения экономически достижимых до­пусков на составляющие звенья ТА1 и ТА2 поля этих допусков делятся на п частей (групп), образуя групповые допуски ТА1гр I ТА2гр. Соответственно этому все детали, изготовленные по допускам ТА1 и ТА2, сор­тируются по группам в пределах групповых допусков и поступают на сборку групповыми комплектами (комплект валов и втулок пер­вой группы, комплект второй группы и т. п.). При этом соединение валов и отверстий общей группы производится без всякого дополнительного подбора, т. е. по принципу полной взаимозаме­няемости.

Если по условиям эксплуатации изделия наибольший зазор соеди­нения ∆max должен быть уменьшен до величины ∆_max^гр (рис. 25.4), то необходимая величина группового допуска ТА2гр может быть определена из выражения

ТА2^гр =∆max^гр − ∆min – ТА1 (25.7)

где ∆_min — наименьший зазор соединения, определяемый эксплуа­тационными требованиями (обеспечение необходимого слоя смазки и т. п.), указанный в чертеже изделия.

Количество необходимых групп п определяется по формуле

. (25.8)

Для обеспечения равномерности соединений в разных группах (постоянство предельных зазоров во всех группах) необходимо, чтобы ТА1 = ТА2, и тогда ТА1гр = ТА2гр.

Сортировка деталей, изготовленных по широким допускам раз­меров, повышает точность соединений, уменьшая их зазоры пропорционально числу принятых групп п. Однако при этом значи­тельно возрастает влияние шероховатости сопрягаемых поверхностей и погрешностей их геометрической формы, обычно ограничиваемых величинами, пропорциональными выдерживаемым допускам на размеры. При широких экономически достижимых допусках, по которым обычно обрабатываются сортируемые в дальнейшем детали, погрешности их формы и шероховатость бывают довольно значи­тельными и недопустимыми при высокоточной селективной сборке, В связи с этим яри применении метода групповой взаимозаменяемости, несмотря на сравнительно широкие допуски составляющих размеров, необходимо ужесточить допуски на погрешности геометри­ческой формы и снизить шероховатость сопрягаемых поверхностей.

Метод групповой взаимо­заменяемости позволяет значи­тельно повысить точность сборки без существенного повышения требований к точности механи­ческой обработки деталей или расширить допуски на механи­ческую обработку без снижения точности сборки. В ряде случаев сборка высокоточных соедине­ний метод групповой взаимо­заменяемости является практи­чески единственно возможным.

Для осуществления нормальной и ритмичной сборки необходимо ее непрерывное обеспечение достаточным количеством собираемых деталей в каждой группе, В связи с этим организация селективной сборки реально осуществима только в условиях крупносерийного или массового производства. При этом практически важно, чтобы внутри каждой группы собираемых деталей на сборке было обеспе­чено одинаковое количество валов и отверстий. Это может быть до­стигнуто только при условии одинаковых законов распределения размеров комплектуемых деталей с симметричным распределением отклонений или с одинаковым направлением асимметрии. В противном случае на сборке скапливается большое число деталей разных групп, не комплектующихся друг с другом.

Э то приводит к нарушениям ритма сборки и требует увеличения запасов деталей в сборочных цехах. Последнее увеличивает объем незавершенного производства и снижает оборачиваемость оборотных средств. Одинаковые законы распределения отклонений размеров собираемых деталей при групповой взаимозаменяемости должны обеспечиваться соответствующим построением технологических опе­раций и организацией технического контроля. Необходимость точ­ных измерений при сортировке деталей на группы усложняет конт­рольные операции, а необходимость четкой организации хранения и учета деталей по группам усложняет работу планово-диспетчер­ской службы.