6. Условия стандартизации и нормализации.

Конструирование и изготовление контрольных приспособлений могут быть улучшены качественно и удешевлены при широком использовании нормальных узлов и деталей. Нормали крепежных деталей, шпонок, всевозможных рукояток и ряда других деталей общего назначения должны быть общими для контрольных и ста­ночных приспособлений. Но, кроме этих деталей, должны быть широко нормализованы специфические детали и узлы контрольных приспособлений.

Значительная часть из рассмотренных узлов и деталей легко подвергается нормализации. Должны быть оформлены в виде нормалей: прямые передачи, отдельные детали угловых передач, элементы крепления измерительных устройств, центровые бабки с неподвижным и подвижным центрами, универ­сальные стойки для индикаторов. Могут быть нормализованы целые конструкции контрольных приспособлений, в том числе и плита с центровыми бабками. Эта плита может быть использована не только для универсальных измерений. При установке на плите дополнительных вспомогательных устройств она превращается в специализированное контрольное приспособление, предназначенное для измерения совершенно определенных элементов конкретной детали.

Необходимо предусматривать также инструкционные нормали по расчету различных элементов приспособлений, методов их по­строения, расчета и назначения допусков на них и т. д. Так, напри­мер, необходимо иметь инструкционные нормали на расчет: кони­ческих контрольных оправок, шлицевых калибров, приспособлений и калибров для проверки взаимного расположения отверстий и др. Подобные нормали имеют целью не только облегчить и уско­рить работу конструктора, но и обеспечивают единый и постоян­ный подход при проектировании измерительных средств для любой аналогичной детали и любым конструктором.

Наиболее ходовые нормали контрольных приспособлений в ин­струментальном цехе можно хранить в изготовленном виде.

Затраты на нормализацию деталей и узлов контрольных при­способлений вполне окупаются не только за счет удешевления кон­струирования и изготовления, но и за счет повышения качества выпускаемых конструкций.

Важным условием правильной работы контрольного приспо­собления является его правильная сборка, правильность взаим­ного расположения отдельных деталей и узлов, выполнение усло­вий легкости вращения и перемещения деталей и ряд других спе­цифических условий. Все они обычно ограничиваются жесткими допусками на изготовление, так как оказывают существенное влия­ние на точность измерения и на возникновение погрешностей изме­рения.

Конструктор приспособления по окончании разработки общего вида должен указать на нем технические условия на изготовление и приемку готового приспособления. В этих технических условиях предусматриваются в соответствии с конструкцией приспособления:

1) концентричность вращающихся элементов;

2) совпадение осей цилиндрических поверхностей или пересе­чение их в пространстве;

3) нахождение различных поверхностей или осей в одной пло­скости;.

4) взаимная перпендикулярность или отклонение от заданного угла различных поверхностей или осей;

5) взаимная параллельность различных поверхностей или осей;

6) прямолинейность цилиндрических поверхностей, прямолиней­ность и плоскостность плоских поверхностей;

7) легкость вращения или перемещения отдельных элементов;

8) допустимые зазоры между различными элементами или ма­ксимально допустимая их качка.

Кроме того, в ряде специальных случаев в технических условиях можно предусматривать и всевозможные другие пункты, как, напри­мер, герметичность приспособлений, максимальный момент вра­щающихся элементов, усилие продольного перемещения, усилия элементов, нагруженных пружинами, и т. д. На общем виде должны быть проставлены размеры с допусками, которые обеспечи­ваются сборкой, причем конструктор должен четко представлять себе возможность и метод измерения этих размеров, так как в процессе эксплуатации приспособление необходимо периодически проверять.

При наличии различных пространственных размеров по воз­можности должны быть предусмотрены вспомогательные отверстия, позволяющие производить измерение приспособлений при помощи стандартного универсального инструмента. Если для измерения приспособления в процессе эксплуатации требуются вспомогатель­ные оправки, установочные детали и т. д., то они должны быть предусмотрены конструктором, а метод пользования ими должен быть указан в технических условиях на общем виде приспособления.

Высокое качество внешней отделки, как и красивое конструк­тивное оформление контрольного приспособления наряду с глубокой продуманностью и точностью его конструкции, способствуют повышению общей технической культуры средств измерения, вни­мательному и бережному отношению к ним как со стороны работ­ников производства, так и самих контролеров.

Контрольные приспособления должны по своей отделке прибли­жаться к лабораторным измерительным приборам. Должны широко применяться декоративные и антикоррозионные покрытия многих деталей, хромирование, оксидирование, фосфатирование и т. д. Литые необработанные поверхности должны быть хорошо зачищены, и их рекомендуется окрашивать в черный цвет лаком «Мороз» или «Муар».

Хорошая внешняя отделка приспособления является гарантией бережного с ним обращения в цехе и, следовательно, меньшей ве­роятности возникновения погрешностей измерения, вызванных изно­сом и повреждениями.

Типовые узлы контрольных приспособлений

Рассмотренные ранее детали и схемы механизмов реализуются как узлы в различных контрольных приспособлениях. Для примера можно рассмотреть наиболее часто применяемую конструкцию центрового приспособления для контроля расположения поверхностей валов и втулок на оправках (рис.1).

Приспособление состоит из следующих основных узлов: основания 1, передней бабки 2, задней бабки 3, каретки с индикаторной стойкой 4.

Основание представляет собой чугунную плиту коробчатого сечения с плоской рабочей поверхностью; боковыми угловыми фасками для соосного базирования исполнительных узлов и Т – образного паза для их крепления.

Передняя и задняя бабки и каретка имеют сложную опорную поверхность в виде плоскости и двух заплечиков, опирающихся на угловые фаски основания. Совместный контакт основания и узлов по трем плоскостям достигается притиркой данных поверхностей. Положение осей центров узлов жестко размерно завязано с положением базовых поверхностей, что обеспечивает при перемещении узлов вдоль основания иметь минимальные погрешности положения оси центров.

Для фиксации бабок и каретки используется эксцентриковый механизм, состоящий из эксцентрикового вала 6 с рукояткой 5, специального болта 7, гайки 8 и пружины. Гайка выполнена с небольшим выступом, которым она центрируется по центральной части паза, что предохраняет ее от раскручивания. Величина эксцентриситета вала обычно не превышает 1мм. Для компенсации неточности нарезания резьбы дополнительно на болт устанавливается шайба. При повороте рукоятки вала вниз эксцентрик поднимает болт и гайка упирается в выступы Т- образного паза. При повороте рукоятки вверх болт освобождается и пружина отжимает гайку вниз – узлы раскрепляются.

Стойка в каретке устанавливается также по Т – образному пазу, позволяющему перемещать ее при настройке. Крепление производится гайкой 25, находящейся в пазу, за счет завинчивания ручной гайки 26. Элементы 19, 20, 21 и 22 предназначены для крепления и установки индикатора.

В отверстие корпуса передней бабки по переходной посадке установлена стальная, закаленная втулка 9 с коническим отверстием ( конус Морзе ) для сменных центров. Для надежности положения втулка крепится гайкой 10. В отверстие корпуса задней бабки установлена пиноль ( вал с коническим отверстием под центр ), которая может перемещаться в осевом направлении. Обычно в соединении рекомендуется посадка H5/g5. В торце пиноли привернут хвостовик 15. Для перемещения пиноли установлена пружина 12, которая в

Рис.1 Универсальное приспособление для контроля валов.

с жатом состоянии удерживается крышкой. Для предотвращения вращения пи-

Рис.2 Универсальное приспособление для контроля валов (вид Б).

ноли у нее сбоку выполнен паз, в который входит выступ винта. При контроле для удаления бокового зазора пиноль слегка поджимается к корпусу бабки. Для этого используется тангенциальный зажим, состоящий из сухаря 17, втулки 18 и рукоятки 16.

Cложность конструкции данного приспособления обеспечивает универсальность его использования, достаточную точность и надежность получаемых результатов, долговечность и сокращение времени настройки и проведения измерений. В качестве средств измерения могут быть использованы: индикаторы, индуктивные и емкостные датчики, а также миниметры и системы типа ротаметров.

Для разработки специальных конструкций приспособлений для контроля цилиндрических деталей, ориентированных на контроль отдельных элементов, а также при разработке операционных приспособлений для контроля нескольких или даже одного параметра рекомендуется использовать отдельные, упрощенные элементы данного приспособления.

Так наиболее рекомендуемой конструкцией передней бабки является конструкция, представленная на рис.3.

Рис.3 Бабка передняя (рекомендуемый вариант).

Корпус 1 может изготавливаться литым из чугуна СЧ 12-24 или получаться механической обработкой из стали 10…20. Для базирования по центральному пазу плиты используются две шпонки, а для крепления винтами 4 в корпусе профрезерованы специальные пазы. Следует отметить, что использование для крепления узлов Т – образных пазов (рис. 1) и винтов 4 (рис. 3) со срезанными головками, предохраняющими винты от проворота, наиболее используемое конструктивное решение, принятое в измерительных приспособлениях.

Наиболее ответственными элементами бабки являются опорная плоскость А, шпоночный паз Б и отверстие под втулку 2. Рекомендуется, чтобы неплоскостность поверхности А не превышала 0.005 мм, непрямолинейность паза Б находилась в таких же пределах, а непараллельность оси отверстия относительно данных элементов (А и Б) укладывалась в допуск на межцентровое расстояние, не превышающий 0.01мм.

Между корпусом 1 и центром 3 для повышения надежности и долговечности по переходной посадке, обеспечивающей практически отсутствие зазоров и хорошее центрирование в соединении, устанавливается промежуточная втулка 2, изготавливаемая из стали 40…40Х и закаленная до твердости 38…40 HRC_э. Несоосность посадочной и конической под центр поверхностей втулки не должна превышать 0.002мм.

Более упрощенный вариант конструкции передней бабки представлен на рис. 4. Однако даже в этом варианте сохранены все требования, изложенные для конструкции рис. 3.

Рис.4 Бабка передняя (упрощенный вариант).

Для неразборных операционных конструкций, не предназначенных для долговременного использования возможно применение еще более простых конструкций передних бабок (рис.5).

Рис.5 Бабка передняя (операционный вариант).

Задние бабки имеют более сложную конструкцию (рис. 6), что связано со значительным осевым перемещением заднего центра, необходимым для установки контролируемой детали. Базирующие элементы задних бабок изготавливаются по таким же требованиям, как и к передним бабкам. Однако перемещение пиноли 2, в которую устанавливается задний центр, относительно корпуса 1 требует посадки с зазором H/g не ниже 5…6 квалитетов. Гарантированный поджим центра к детали обеспечивается пружиной 14, причем усилие поджима должно гарантированно (с запасом) компенсировать вес контролируемой детали, но не приводить к значимым упругим деформациям всей измерительной системы. Воизбежание проворота пиноли 2 в ней профрезерован паз, в который в качестве шпонки входит штифт 11. Одновременно он предохраняет пиноль от выпадения за счет упора под действием пружины в край буртика. Для снижения коэффициента трения производится смазка соединения через масленку 10. Для выборки зазора в соединении и жесткого закрепления

Рис.6 Типовая конструкция задней бабки.

Рис.7 Типовая конструкция задней бабки с ручным поджимом центра.

пиноли при необходимости предусмотрен тангенциальный зажим 7. Для отвода пиноли при установке или снятии контролируемой детали предусмотрен рычаг с ручкой 4, расположенный на поворотной оси 9 и входящий в поперечный паз пиноли 2.

Указанная конструкция задней бабки характерна при контроле изделий с массой до 1…2 кг, что связано с усилием отжатия заднего центра. При больших массах деталей рекомендуются задние бабки с жестко подводимым центром (рис. 7). В этом случае усилие поджима полностью определяется только опытом измерителя. Перемещение пиноли 2 осуществляется за счет вращения винта 3.

Для более простых конструкций контрольных приспособлений возможно применение более простых конструкций задних бабок (рис.8).

Рис.8 Упрощенная конструкция задней бабки.

В этом случае возможно совмещение функций пиноли и заднего центра. Отвод пиноли осуществляется эксцентриковым рычагом 10.

Рис. 1 Типовая конструкция индикаторной измерительной стойки.