CC BY
97
Список литературы
1. Маликов А.А., Мигай А.Ю., Ямников А.С. Технология сборки машин: учеб. пособие для вузов; под ред. А.А. Маликова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 127 с.
2. МР 32-82. Цепи размерные: Расчёт допусков с учётом условий контакта сопряжённых деталей/ И.А. Коганов [и др.]. М.: ВНИИНМАШ, 1982.61с.
3. Терёхин Н.А. Влияние параметров технологической оснастки на точность сборки при машинном удалении компенсационного слоя // Исследования в области технологии механической обработки и сборки. Тула, 1983. С. 10-17.
4. Технология машиностроения. Специальная часть: учебник/ М.Н. Бобков [и др.]; под ред. А.А. Маликова и А.С. Ямникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. 388 с.
I. V. Grigorov, A.A. Malikov, A.S. Yamnikov
THE TECHNOLOGICAL DECISION OF DIMENSIONAL CIRCUITS WITH THE VARIABLE TRANSMISSION RATIO
The original technological decision of a difficult multilink dimensional circuit of lever mechanisms by imitation in станочной positions of working conditions of the gear in an article construction is reduced. It is displayed that the given reception reduces computing processes on a bench, simplifies technique offitting operations and creates premises for substitution of manual adjustment mechanised.
Key words: the mechanised adjustment, a dimensional circuit, a lever mechanism.
Получено 17.10.12
УДК 621.9.08:53.088
Г.М. Шейнин, канд. техн. наук, проф., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
М.Н. Бобков, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ПОГРЕШНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ ПРИ КОНТРОЛЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВОК И ИЗДЕЛИЙ
Рассматриваются термины «Эскизная база при контроле» и «Погрешность базирования при контроле» - составляющая погрешности измерения, вызываемая колебаниями в положении эскизных баз и рассматриваемого элемента объекта контроля относительно измерительной базы. Приводятся схемы контроля, рекомендуется совмещение эскизных и измерительных баз.
Ключевые слова: контроль, измерение, базирование, погрешность,, расчет, база, измерительная, технологическая, эскизная, выбор.
При проектировании приспособлений, используемых для контроля геометрических параметров заготовок и изделий, возникает необходимость
определения погрешности измерения, одной из составляющих которой может быть погрешность базирования (ПБ).
По стандарту [1] ПБ - отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого. Под требуемым положением объекта контроля (ОК) условимся понимать положение, определяемое конструкцией средства контроля, схемой контроля или схемой базирования, приведенной на карте эскизов контрольной операции. Например, на рис. 1 показан фрагмент чертежа [2] средства для измерения биения поверхностей диска 1, установленного на основание 3 и шейку А оправки 2. При отсутствии карты эскизов и другой информации можно считать, что биение задано относительно оси отверстия диска. Для контролера, не имеющего дополнительных указаний, требуемым положением ОК будет такое, при котором диск, одетый на оправку, дойдет до основания.
Рис. 1. Фрагмент чертежа средства для измерения биения поверхностей диска
Конструктор или студент, собирающийся использовать конструкцию в качестве аналога при проектировании прибора для контроля биения поверхностей заготовки того же типа, желает, чтобы ось отверстия заготовки совпадала с осью шейки А и осью вращения оправки. Кроме того, он стремится обеспечить гарантированный зазор между отверстием и шейкой А для того, чтобы облегчить установку заготовки и избежать повреждения отверстия. Однако, вследствие этого зазора в общем случае возможны смещение и поворот оси отверстия. В частности, при строгой перпендикулярности оси отверстия базовому торцу ось отверстия может смещаться, оставаясь параллельной оси оправки. Для партии объектов направление и модуль вектора смещения являются случайными величинами, максимальное значение модуля равно максимальному радиальному зазору в партии. Подобные схемы условно называют схемами с неопределенным базированием, а вектор смещения определит ПБ в соответствии со стандартом [1].
В схеме а (рис. 2) из стандарта [1] при контроле параллельности плоскости А и базы Г ОК 1 должен располагаться на плоскости контрольного стола, верстака, плиты и т.д., а стойка 2 с индикатором должна перемещаться по базе Г. ПБ, определяемая стандартом, при этом отсутствует.
При расчетах точности обработки применяются нестандартные определения ПБ, в частности, как составляющей погрешности обработки, которая вызывается колебаниями в относительном расположении эскизных баз и обработанных поверхностей из-за погрешностей формы и размеров заготовок, а также из-за использования схем с неопределенным базированием [3]. В этом определении эскизные базы - поверхности, линии и точки, относительно которых на карте эскизов задано положение обработанной на операции поверхности. Применительно к контрольным операциям и переходам в учебном процессе ТулГУ используют аналогичные термины:
Эскизные базы при контроле - поверхности, линии или точки, относительно которых на технологическом эскизе (или в тексте технологической карты) определяется положение рассматриваемого элемента или между которыми задан контролируемый размер или допуск расположения.
Погрешность базирования при контроле - составляющая погрешности измерения (ПИ), которая вызывается колебаниями в положении эскизных баз и рассматриваемого элемента (РЭ) ОК относительно измерительной базы (ИБ) из-за погрешностей формы и размеров объекта, а также использования схем с неопределённым базированием. При этом согласно стандарту [1] ИБ - база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.
Как известно [1], технологическая база (ТБ) - база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте. Рассматривая контроль как часть технологического процесса изготовления или ремонта изделия, можно называть ТБ базу, используемую для определения положения объекта при контроле.
Анализируя базирование при контроле, не будем учитывать погрешности изготовления эталонов, наладки приборов, отсчета по их шкале и все другие факторы, кроме погрешностей формы и размеров ОК, а также зазоров между базами ОК и средства измерения (СИ). При этих условиях ПИ будет равна ПБ.
Например, при проверке размера а и параллельности плоскостей А и Г плоскость Г заготовки является эскизной базой (ЭБ) параметра «параллельность» (ЭБп) и одной из ЭБ размера а (ЭБа), плоскость А - второй ЭБ размера а. ТБ служит плоскость Е заготовки. Рассмотрим два варианта контроля, не учитывая в первом приближении отклонения от плоскостности поверхности А.
Рис. 2. Схемы контроля размера a и параллельности верхней плоскости базы Г
Вариант 1. При контакте измерителя с верхней плоскостью эталона 3 (рис. 2, б) зафиксируем показание прибора, соответствующее размеру эталона аэ. Обычно контролер обеспечивает равенство этого показания нулю. Установим прибор на заготовку с действительным размером ад
(рис. 2, в) и подведем наконечник измерителя к высшей точке заготовки.
Измерительными базами заготовки являются плоскость Г и точка G, с которой контактирует наконечник индикатора, измерительными базами СИ - плоскость В стойки и соответствующая точка поверхности наконечника.
Изменение показаний прибора А = ад - аэ, измеренный размер заготовки а = аэ + А = аэ + ад - аэ = ад.
ПИ, т.е. разность между измеренным и действительным размерами, Ди = а - ад = 0. Это означает, что ПБ по размеру а = 0.
Перемещая стойку по плоскости Г, можно найти нижнюю точку плоскости А и по размаху показаний измерителя Д:' определить отклонение от параллельности плоскости А относительно базы Г Дп = Д = Дпд.
Разность Дп - Дпд = 0, поэтому для параметра «параллельность» ПИ и ПБ также отсутствуют, т.е. е бп = 0.
ПБ при контроле размера а и параллельности равны нулю вследствие совмещения рассматриваемого элемента - плоскости А и эскизных баз с измерительными базами СИ.
Вариант 2. Зафиксируем показание прибора, соответствующее высоте эталона аэ + Ьэ (рис. 2, г). Если перемещать стойку 2 (рис. 2, д) по
плите 4, на которую установлена заготовка, то измерительными базами заготовки будут плоскости Е и А, а измерительными базами СИ - плоскость плиты и нижняя точка наконечника индикатора. При контроле заготовки с размерами ад и Ьд показание индикатора изменится на величину
Д = (яд + Ьд ) - («э + ьэ ). (1)
Измеренный размер
ПИ
а = аэ + Л = аэ + ад + Ьд - аэ - Ьэ = ад + Ьд - Ьэ.
Ли = а - ад = Ьд - Ьэ
(2)
Максимальное значение ПИ в партии соответствует наибольшему размеру Ьтах, т.е.
Литах = Ьтах - Ьэ = Ьтп + ЮЬ - Ьэ = Лсист + ЮЬ' где юь - поле рассеяния размера b ( юь = Ьтах - Ьт^п ); Лсист - систематическая составляющая ПИ, причем
Лсист = bmin - Ьэ- (3)
Для повышения точности определения размера а скорректируем его значение на величину Лсист, приняв a = a + bz - Лсист.
Тогда согласно формулам (1) и (3)
а = аэ + (ад + Ьд - аэ - Ьэ) - (bmin - Ьэ) = ад + Ьд - bmin,
ПИ
Ли = а - ад = Ьд - bmin, Ли max = bmax - bmin = ЮЬ •
Согласно формуле (2) поле рассеяния ПИ юЛи = ю>ь + ю>ьэ . Поле
рассеяния постоянной величины Ьэ равно нулю. Поэтому ю>ли = ю>ь . Следовательно, максимальное значение компенсированной ПИ равно её полю
рассеяния. Если учитывать только влияние геометрии и базирования ОК, то ПИ равна ПБ, т.е. ебаа = Оь .
Если поле рассеяния размера b с запасом принять равным его допуску Тb, то = Тb. Таким образом, несовпадение ЭБ и ИБ привело к появлению ПБ по размеру а, равной полю рассеяния (или с запасом допуску) размера b, связывающего ЭБ и ИБ заготовки.
В схеме на рис. 2, е измеренное отклонение от параллельности равно размаху показаний прибора в верхней и нижней точках, т.е.
Лп = СН + HD = Адц cosP +/ sin р, где l - длина контролируемого участка; р - угол между плоскостями Г и Е. В силу малости этого угла Лп «Лпц + /р и ПИ по параметру «параллельность»
Лип =^бп =Лп -Лng ~lp.
При контроле партии заготовок ПБ
^бп = Л ип max = ю(Л ип ) ~ о(Р) = lюр,
где юр - поле рассеяния угла р. Несовпадение ЭБ и ИБ параметра «параллельность» также привело к появлению ПБ.
Из приведенных примеров следует, что при контроле в качестве измерительных баз желательно использовать элементы, положение которых подлежит проверке, и эскизные базы, предусмотренные картой эскизов на операцию контроля. При отсутствии карт эскизов в качестве измерительных баз используют аналогичные элементы и базы, указанные на чертеже объекта.
При первом варианте контроля несовпадение измерительных баз с ТБ не вызвало появление ПБ, при втором варианте погрешности базирования появились несмотря на единство измерительных и технологических баз. Эти результаты противоречат известному положению о том, что в контрольном приспособлении ПБ появляется, если ТБ не совпадает с ИБ [4]. Противоречие вызвано тем, что вопреки стандарту [1] по традиции измерительными базами называют поверхности, линии и точки, от которых производят измерения [5], а фактически к ним относят элементы, подпадающие под определение ЭБ. Вторая причина противоречия заключается в том, что при установке в контрольные приспособления чаще всего ИБ определяет положение объекта при контроле, т.е. совпадает с ТБ. Например, на рис. 1 нижняя плоскость диска является одновременно технологической и измерительной базой диска 1. Если бы проверялась параллельность торцов диска, то эта плоскость была бы ЭБ и ПБ была бы равна нулю.
Список литературы
1. ГОСТ 21495-76. Базирование и базы в машиностроении. М.: Изд-во стандартов, 1990. 35 с.
2. Альбом контрольно-измерительных приспособлений / Ю.С Степанов [и др.]; под общ. ред. Ю.С Степанова. М.: Машиностроение, 1998. 184 с.
3. Шейнин Г.М. Термин «Погрешность базирования» // Известия ТулГУ. Сер. Машиностроение. 2001. Вып. 6. Тула, С. 157-166.
4 Технология машиностроения: учебник для вузов: в 2 т. Т. 2. Производство машин / В.М. Бурцев [и др.]; под ред. Г.Н. Мельникова. 2-е изд. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 640 с.
5. Технология машиностроения: учебник для вузов: в 2 т. Т. 1. Основы технологии машиностроения/ В.М. Бурцев [и др.]; под ред.
A.М. Дальского. 2-е изд. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 564 с.
G.M. Sheynin, M.N. Bobkov
ERRORS OF LOCATING AT CONTROL OF GEOMETRICAL PARAMETERS BLANKS AND PRODUCTS
Review terms "The sketch base at the control" and "The error of locating at the control" - a component of measurement error caused by variations in the position of sketch bases and of the element of control object relative to measuring base. Gives examples of control schemes, it is recommended the combination of sketch and measuring bases.
Key words: control, measurement, basing, error, calculation, the base, measuring, processing, sketch, choice.
Получено 17.10.12
УДК 621.85.051.5
Л.Л. Башкирцева, инж., (4872) 33-47-59, l .baskirceva@mail. ru (Россия, Тула, ОАО «АК «Туламашзавод»),
B.В. Забабурин, инж., 8-905-113-58-71 (Россия, Тула, ОАО «АК «Туламаш-завод»)
ОБРАБОТКА ТОРЦОВ ЗУБЬЕВ НАРУЖНОГО КОЛЬЦА СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ «ПОГОН»
Представлены назначение изделия, актуальность наложения фасок на торцах зубчатых колес, рассмотрен наиболее приемлемый существующий метод обработки, сделан вывод по итогам испытаний, проведенных на ОАО «АК «Туламашзавод».
Ключевые слова: метод обработки, зубчатое колесо, крупногабаритный, «Погон», заусенцы, фаски, обкатник, прикатник.
Сборочная единица «Погон» является изделием машиностроения, обеспечивает поворот в горизонтальной плоскости башенной установки в составе машин специального назначения. «Погон» состоит из колец, составляющих беговую дорожку, на которую укладывают специальные ша-ри, при эксплуатации изделия обеспечивающих поворот башенной уста-
