CC BY
13
УДК 621:006.91
В.Б. Пшеничникова, V.V. Pshenichnikova, e-mail:pshemchiikova@omgtu.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical Univrasity, Omsk, Russia
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ: СТАНДАРТИЗАЦИЯ ТОЧНОСТИ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
GEOMETRIC PRODUCTS SPECIFICATIONS: STANDARDIZATION ACCURACY PIN ASSEMBLERS
Представлены решения проблемы точности соединений штифтовых соединений с помощью геометрических моделей.
Presents solve connection pin assemblers using geometric models.
Ключевые слова: штифтовое соединение, метрологическое обеспечение, база, геометрическая модель, ?почность
Keywords: pin joint, metrologicai support, base, the geometric model, accuracy
45
Штифт - изделие в виде цилиндрического или конического стержня, предназначенное для неподвижного соединения деталей, как правило, в строго определенном положении, а также для передачи относительно небольших нагрузок.
По форме рабочей поверхности штифты делятся две группы: днтиндричес кие и конические (рис. 1). [1], [2]
Рис. 1. Визы штифтов по форме рабочей поверхности
Стандартами регламентируются номинальные размеры штифтов, поля допусков их основных размеров, материал штифта, шероховатость поверхности, что позволяет назначать необходимые типовые посадки штифтов в отверстия корпусов, крышек, втулок и валов Но нигде не рассматриваются соединения штифта с деталями, тогда как именно б штифтовых соединениях возникает избыточность базирования, и вследствие чего проблемы при сборке и эксплуатации изделий.
Разобщенность систем стандартов, отсутствие единых систем отсчета различных видов геометрических величин (координат, линейных и угловых размеров, отклонений расположения и отклонений формы), отсутствие научного обоснования допусков не позволяют комплексно нормировать точность геометрических элементов, деталей, сборочных единил.
я иаоея
изделии и являются причинами снижения качества технической продукции еще в процессе проектирования. Одним из фундаментов создания новой методологии являются геометрические модели реальных деталей и соединений. [3] Исследование штифтовых соедине-
ИПЛЛ еМЪ'аЬ
03 ДМЗЙеи И.
в * ■ ГЦ
ИЗ 1,7, шб
, Ютн бьлисхной Корпус ЦаЪъЗ-Х} Х&яцесЕвра П^ХИОЧз .
Рнс. 2. Штифтовое соединение в сборе
Л
нпп должно опираться на геометрические модели, которые учитывают отклонения размеров, расположения и формы.
Рассмотрим пример многослойного штифтового соединения (рис. 2) с помощью двух штифтов. Здесь штифты предназначены для ориентирования деталей относительно друг друга. Причем при базировании штифта в отверстия корпуса ставится посадка с натягом (это обычное центрирующее гладкое цилиндрическое сопряжение), тогда как все остальные детали должны сопрягаться со штифтом с зазором, в противном случае сборка не получится.
Штифтовые соединения двух деталей представляют достаточно сложную задачу. связанную с составлением взаимосвязанных размерных цепей. Каждое штифтовое сопряжение включает в себя две простейших размерных цепи (например, посадка штифта в отверстие корпуса и посадка штифта в отверстие сопрягаемых деталей). Образовавшиеся зазоры (натяги) будут входить как составляющие звенья в размерные цепи, определяющие координирующие (межосевые) размеры штифтового соединения. а также их замыкающие звенья - зазоры (натяги) между образующими штифтов и корпусной детали (крышки).
Кроме линейных размерных цепей, следует также рассчитывать и угловые размерные цепи. т.к. отклонения осей штифтовых отверстий от перпендикулярности также существенно влияет на собираемость изделия
В связи с тем, что обеспечить точность замыкающих звеньев таких размерных цепей бывает затруднительно, достаточно часто применяют совместную окончательную обработку штифтовых отверстий в сборе. Такой технологический процесс можно рассматривать для применения в индивидуальном производстве, поскольку нарушается взаимозаменяемость деталей.
Решить эту проблему можно, если рассмотреть геометрическую модель штифтового соединения (рис. 3).
Основное назначение геометрической модели - адекватность реальному объекту за счет учета первичных погрешностей положения размеров и формы элементов детали.
МЛСг,
Рнс. 3. Геометрическая модель многослойного штифтов ого соединения
Модель строится в системе координат комплекта основных или вспомогательных баз базирующей детали 1. представляя собой сопряжение геометрических моделей двух детален (штифта и корпуса 1) с учетом подвижности присоединяемых деталей 23 3, 4 и крышки 5 (рис. 1).
Построение геометрической модели (рис. 3) начинается с изображения обобщенной системы координат ОХУ2 на контурном эскизе объекта. Погрешности баз с меньшей информативностью отсчнтываются относительно осей и координатных плоскостей, материализованных базами с большей информативностью. Угловые погрешности положения баз отсчнтываются только от осей координат с информативностью 4и2, изображаются на проекциях, перпендикулярных осям поворота, обозначаются тремя буквами: АЕХ, АЕУ. РЛТ, последняя из которых указывает ось поворота, и наносятся на модель вместе с номиналом угла 0°±АЕХ. 0С=АЕУ, 0°± АЕ2. Линейные погрешности положения баз отсчитываются вдоль соответствующих осей координат: 0±ЕХ, 0±ЕУ, 0±Е2. [4]
Поверхности элементов, материализующих обобщенную систему координат, имеют отклонения формы, которые изображаются на модели основными волнистыми линиями касательными к образующим из материала элементов. Эти отклонения являются первичными погрешностями формы.
Относительно обобшенной системы координат ОХУ2 объекта измерения строится вспомогательная система координат О"К'Х'Ъ'. Проекщш обобщенной и вспомогательных систем координат наносятся на все проекции модели объекта измерения. Отклонения от номинала каждой координаты являются первичными погрешностями координирующих размеров. которые вместе с номиналами координат наносятся на всех проекциях модели (ЕХ. ЕУ, Ег, 0°=АЕХ, Ос±АЕУ, 0°± АЕГ) (табл. 1).
Таблица 1
Линейные и углобые отклонения присоединяемых деталей штифтобого многослойного соединения
№ дет. АЕХ АЕУ АЕ7 ЕХ ЕУ Е1
1 О О О О О О
2 0'±АЕХг 0'±АЕГг ЕХ? ЕУ? £12
3 0°±АЕХз О'лАЕУз 0'±АЕ1з ЕХз ЕУ? £3
4 0°*АЕХ<. ОлАЕГ* ЕХ ЕК ЕЬ
5 0*±АВ& в&±А£П 0'±АЕ25 ЕХ; ЕУб £Ъ
Первичные погрешности свободных поверхностей не находятся. На модели объекта измерения эти поверхности изображаются в номинальном положении.
Анализ модели показывает, что реальная деталь сильно отличается от своего номинального прототипа. Геометрические модели раскрывают системные взаимосвязи элементов н нх первичных погрешностей, влияющих на характер соединений. Геометрические модели являются основой при создании образцов новой продукции, при нормировании размерной и геометрической точности в конструкторской и технологической документации, при разработке достоверных методик выполнения измерений и контроля, способствуют повышению качества технической продукции. [4]
Библиографический список
1. ГОСТ 26862-86. Штифты. Обшие технические требования. - Введ. 1987-07-01. -М. : Изд-во стандартов, 1987. - 10 с.
2. ГОСТ 14229 - 93 (ИСО 3752 — 87). Штифты цилиндрические пружинные с прорезью. -Введ. 1995 -01 -01. -М. : Изд-во стандартов, 1993. - 6 с.
3. Глухов, В. И. 50-дет кафедре «Метрология и приборостроение» Омского государственного технического университета / В. И. Глухов // Мир измерений. - 2013. - № 3 (145).-С.35 42
4. Глухов, В. И. Геометрические модели деталей и сборочных единиц / В. И. Глухов И Анализ и синтез механических систем : сб. научных трудов / под ред. В. В. Евстифеева ; ОмГТУ. - Омск, 2004. - С. 132-145.
49
