38. Способы обеспечения точности при сборке изделий

Детали машин при соединении их в сборочные единицы должны сохранять определенное взаимное расположение в пределах заданной точности. В одних случаях при сборке должен быть выдержан зазор, обеспечивающий взаимное перемещение деталей, в других необходимый натяг, обеспечивающий прочность соединения.

В зависимости от типа производства применяют 5 основных методов сборки:

1. полной взаимозаменяемости деталей сборочных единиц;

2. с сортировкой деталей по группам (метод селективной сборки);

3. с подбором деталей (неполная взаимозаменяемость);

4. регулирования с применением компенсаторов;

5. с индивидуальной пригонкой деталей по месту.

Каждый из этих методов сборки обладает своими преимуществами и недостатками, и поэтому в зависимости от характера производства, его организации и технической оснащенности применяют тот или иной метод.

1.Метод полной взаимозаменяемости – предусматривает сборку машин без какой либо дополнительной обработки деталей с установкой и заменой любой детали без пригонки. Этот метод экономически целесообразен в массовом и крупносерийном производстве, где капитальные вложения на оснащении производства окупаются большим количеством изготовляемых машин. При этом методе ускоряется сборка машин, снижается трудоемкость и повышается выпуск продукции за счет отсутствия операций подбора или пригонки деталей. Использование комплектов запасных деталей и узлов, изготовленных на основе полной взаимозаменяемости обеспечивает быструю замену изношенных или поврежденных деталей (в период эксплуатации), что повышает качество эксплуатации машин.

TΔ = ∑TL_I

Δ_ВΔ = ∑ Δ_{В ув.} - ∑ Δ_{Н ум.}

Δ_{Н Δ}= ∑ Δ_{Н ув.} - ∑ Δ_{В ум.}

Δ = ∑L_ув. - ∑L_ум.

Основными факторами, позволяющими использовать метод полной взаимозаменяемости, являются

- применение точных методов обработки большого количества деталей;

- применение сложных и точных приспособлений;

- применение точных контрольно измерительных приборов, что рентабельно при большом объеме производства.

2. Метод селективной сборки.(или метод группового подбора) – заключается в том, что детали, размеры которых входят в размерную цепь, сортируют по размерам на несколько групп в пределах полей допусков. Такой метод дает возможность при сравнительно невысокой точности деталей достигнуть повышенной точности замыкающего звена. Нужный допуск замыкающего звена достигается путем сборки деталей, входящих в одну группу сортировки, такая сборка называется селективной. Этот метод применяется для коротких размерных цепей в серийном и массовом производстве. Таким методом на автомобильных заводах собирают поршни с цилиндрами двигателей, поршневые пальцы с поршнями, сортируя их на 5 групп.

Рассмотрим пример.

Когда сопрягаемые детали имеют различные допуски, тогда при сортировке деталей на 3 группы будем иметь для каждой группы допуск зазора

Т_о – допуск на отверстие

Т_в – допуск на вал

Детали сортируют таким образов, чтобы в каждую группу вошли охватывающие и охватываемые детали одной группы, т.е. охватывающая деталь I группы – с охватываемыми деталями I, охватывающая деталь II группы – с охватываемыми деталями II группы и т.д.

Палец и поршень двигателя:

Палец Ø36_-0,012

Отверстие под палец Ø36^+0,015

При полных полях допусков получаем

Δ_max=0.027 Δ_min=0.000 T_Δ=0.027мм

При сортировке деталей на 3 группы получаем допуск зазора

Т_Δ(n=3)=

Разбивка деталей по группам

Гр.	Диаметр пальца, мм	Диаметр отверстия в поршне, мм	Зазоры, мм
I	35.988….35.992	36.000…36.005	0.008…0.017
II	35.992…35.996	36.005…36.010	0.009…0.018
III	35.996…36.000	36.010…36.015	0.01…0.019

3. Метод неполной взаимозаменяемости – заключается в том, что используя некоторые положения теории вероятности, допуски на размеры деталей, составляющих размерную цепь, расширяют, идя на риск получения некоторого, относительно небольшого процента собранных узлов, у которых допуск замыкающего звена выйдет за пределы допускаемой по техническим условиям величины. Этот метод дает значительный экономический эффект для механической обработки, так как, благодаря расширению допусков на отдельные детали, обработка их упрощается и обходиться дешевле. Узлы, оказавшиеся негодными по техническим условиям, не являются браком, а подлежат разборке на отдельные детали, которые затем поступают снова на сборку. При расчете по вероятностному методу поле допуска замыкающего звена рассчитывается по формуле:

- коэффициент риска выхода размера замыкающего звена за его предельно допустимое значение

λ_i – коэффициент рассеивания i составляющего звена

Т_Аi – поле допуска i составляющего звена

При сборке узлов по вероятностному методу возможно появление брака. Вероятность появления брака определяется по коэффициенту риска, величина которого рассчитывается по формуле при известных значениях поля допуска замыкающего звена и закона рассеивания полей допусков составляющих звеньев.

Степень риска в процентном соотношении (Р) в зависимости от коэффициента степени риска приводим в таблице.

4. Метод сборки с применением компенсаторов – состоит в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается изменением размера одного из звеньев цепи без снятия стружки.

Изменение размера осуществляется:

- или посредством перемещения детали, положение которой определяет размер данного звена (деталь называют подвижным компенсатором);

- или посредством введения дополнительной детали, которую заранее изготавливают с разными отклонениями от номинального. Дополнительная деталь называется неподвижным компенсатором (прокладки, кольца, втулки).

Обработка же всех остальных звеньев цепи осуществляется по расширенным допускам.

Кп – подвижный компенсатор, Кн – неподвижный компенсатор

А₃ изменяющийся размер

Применение подвижных компенсаторов дает возможность получить высокую точность размерной цепи, поддерживать эту точность при эксплуатации, когда отдельные звенья вследствие износа изменяют свои размеры; отпадает необходимость в пригоночных работах.

Рабочий производит регулирование положение подвижного компенсатора, контролируя величину замыкающего звена обычными измерительными инструментами.

В случае неподвижных компенсаторов рабочий сначала измеряет величину замыкающего звена, а затем подбирает из имеющегося комплекта подходящий по размеру неподвижный компенсатор.

При этом методе решения сборочной цепи:

1. выбирается компенсатор

2. определяется возможная компенсация и число ступеней компенсатора

3. рассчитываются размеры компенсаторов и диапазоны колебаний разрывов цепи, соответствующие размерам тех компенсаторов, установка которого обеспечит получение заданных значений исходного звена.

Метод сборки с пригонкой деталей по месту

Заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается путём изменения размера одного из звеньев со снятием стружки подрезкой, припиловкой, шабрением и т.д.

Этот метод требует значительной затраты ручного труда высококвалифицированных рабочих сборщиков, он является не экономичным для сборочного цеха. Применяется при мелкосерийном и единичном производстве (для многозвенных цепей).