CC BY
32
4. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник; под ред. д-ра техн. наук проф. А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. 391 с.
D.P. Volkov, A.S. Yamnikov
INTEGRATED TECHNOLOGY OF MANUFACTURING OF SPIRAL MULTIPLE-THREAD ARBORS
The making method of spiral sockets on internal surface of cylindrical storages is considered here. Factors that obstruct free removal of spiral arbor from finished storage are investigated. Integrated technology of manufacturing of spiral multiple-thread arbors is suggested.
Key words: arbor, straight line profile, spiral sockets, worm tool, hone.
Получено 17.10.12
УДК 621.7.57
И.В. Григоров, первый проректор, (4872) 33-23395, 1уе1ви@еша11 .сот (Россия, Тула, ТулГУ),
А. А. Маликов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой (4872) 35-53-58, апёге[email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф. (4872) 33-23-10, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ МНОГОЗВЕННЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Приведено оригинальное технологическое решение сложной многозвенной размерной цепи рычажных механизмов путем имитации в станочной позиции условий работы механизма в конструкции изделия. Показано, что данный прием сокращает вычислительные операции на рабочем месте, упрощает технологию пригоночных работ и создает предпосылки для замены ручной пригонки механизированной.
Ключевые слова: механизированная пригонка, размерная цепь, рычажный механизм.
Многочисленные наблюдения процесса формирования точности выходных параметров собираемых автоматических машин при контроле по копоти полноты контакта поверхностей взаимодействующих деталей показали, что существует определённая закономерность: если расстояние между противолежащими точками на сопрягаемых поверхностях равно или меньше толщины слоя копоти, последняя при контроле облетает с поверхности. Таким образом, при полном облетании слоя копоти максимальная (для обеих сопрягаемых поверхностей) погрешность геометрической формы не должна превосходить его толщину. Если же одна из сопрягаемых поверхностей является геометрическим эталоном другой, то и в этом случае максимально возможное отклонение от правильной геометрической
формы после подгонки её также должно быть равно максимальному слою копоти, который будет облетать при сопряжении этих поверхностей. Это расстояние можно рассматривать как замыкающее звено размерной цепи, составляющими звеньями которой являются отклонения формы и расположения сопрягаемых поверхностей. В данном случае допуск замыкающего звена - это максимально возможный слой копоти, который облетает при сопряжении поверхностей, удостоверяя тем самым удовлетворительное качество их контакта [1].
Сама по себе задача достижения контакта между двумя поверхностями как точностная задача может быть интерпретирована схемой размерной цепи, где замыкающим звеном является расстояние между точками двух сопряжённых поверхностей, измеренное по нормали к номинальной линии (поверхности) сопряжения. Составляющими же звеньями являются расстояния точек сопрягаемых реальных поверхностей от номинальной поверхности (линии) сопряжения. Следует заметить, что в частном случае номинальная поверхность (линия) сопряжения может быть в то же время и прилегающей. В точностных задачах совокупность двух контактирующих поверхностей целесообразно представить в виде схемы размерной цепи, откуда могут быть выявлены требования к параметрам этих поверхностей.
В реальных конструкциях сопрягаемые детали ориентируются друг относительно друга внешними направляющими связями. Эти связи можно идеализировать, считая при этом, что имеет место вполне определённое базирование одной из сопрягаемых деталей относительно другой. В большинстве же случаев практически трудно, а подчас и невозможно создать условия, обеспечивающие определённость базирования. В конкретных задачах неопределённость базирования в некоторой степени способствует обеспечению требуемого пятна контакта (в случае задания норм точности по пятну контакта при проверке по краске или копоти). Рассмотрим случай сопряжения деталей в рычажном механизме, характерном для узлов автоматических машин (рис. 1).
При рассмотрении данной схемы считаем, что зазоры в шарнире и перекос последнего в плоскости, перпендикулярной чертежу, отсутствуют. При идеальном исполнении размеров и геометрических форм поверхностей деталей возможно их полное прилегание на заданной длине I под воздействием силы Р (рис. 1, а). При отклонении размеров от номинальных значений (рис. 1, б) происходит раскрытие стыка на угол у, величина которого определяется из уравнения размерной цепи А
Ау + А4 БШ у- АзСОБ у = 0. (1)
Замыкающее звено, как это следует из схемы размерной цепи Б,
равно
А3- 4
Б дъ =—-—1, (2)
где Ь = А4, I = Б1.
Рис. 1. Виды контакта в сопряжённых деталях рычажного механизма: а - контакт деталей с идеальными размерами; б - раскрытие стыка из-за неточности размеров; в - возможное уменьшение раскрытия стыка
По равенству (2) могут быть определены при заданной длине участка контакта I предельные значения конструктивных размеров Ау, А3 и Ь, при которых раскрытие стыка не превзойдёт допустимой для него величины Бд , т.е. толщины слоя копоти, обычно задаваемого для контроля качества контакта деталей автоматики стрелкового оружия.
На рис. 1,в показана схема взаимодействия тех же деталей с учётом наличия зазора 8, в шарнире и соответствующей взаимной их переориентации. В этом случае уравнение (1) принимает вид
£
А\ + — + А4вт у- А3соб у = 0, (3)
где 8 - величина зазора в шарнирном сочленении деталей.
Переориентация деталей, приведшая к одному из множества их возможных взаимных расположений, вызвала изменение величины угла раскрытия стыка, в данном случае, уменьшение. Из схемы механизма, а также из равенства (3) видно, что у - величина утла раскрытия стыка зависит от соотношения размеров, образующих рассматриваемую размерную цепь. Возможен и наружный кромочный контакт деталей Д и Д2 при
Аз| < А\ + У2 . (4)
Рассмотренные примеры размерных цепей определяют пути достижения требуемой полноты контакта как выходного параметра сборочного соединения за счёт регулирования точности взаимодействующих деталей.
О возможной трудоёмкости достижения точности выходных параметров этих размерных цепей можно судить на основании результатов расчёта [2]. Вследствие технологических трудностей при обеспечении высокой точности размеров приходится прибегать к использованию пригоночных работ, выполняемых, как правило, вручную.
Для устранения недостатков, присущих ручной компенсационной доработке деталей, разработаны способы станочного съёма компенсационного слоя [3,4]. Эти способы позволяют с помощью специальных станочных установок производить доработку компенсирующих деталей, обеспечивая при этом необходимую полноту контактных взаимодействий соприкасающихся поверхностей и точность других выходных параметров, характеризующих данное сборочное соединение.
Эти способы базируются на принципах реализации технологических моделей сборочных соединений, сущность которых заключается в воспроизведении положениями элементов станочной установки положений исполнительных и базовых поверхностей деталей сборочного соединения. Исполнительная (контактная) поверхность компенсирующей детали образуется пересечением последней с производящей поверхностью режущего инструмента, имитирующей соприкасающуюся поверхность другой детали. Базовая поверхность станочной установки имитирует измерительную поверхность сборочного соединения, определяющую величину второго выходного параметра. Разработаны установки для станочного съёма компенсационного слоя с компенсирующих деталей типа кулачков, рычагов и корпусов. На рис. 2 приведена графическая иллюстрация сущности технологического моделирования сборочных соединений, точность выходных параметров которых достигается станочной доработкой компенсирующей детали. Рассматривается случай, когда компенсирующая деталь имеет форму плоского рычага. Механизмы с рычагами, выполняющими функции компенсаторов, широко распространены в автоматических машинах. На рис. 2, а показана конструкция механизма.
7 2
Рис. 2. Технологическое моделирование размерных связей в сборочных соединениях
Правое плечо рычага 1 согласно техническим требованиям должно иметь вылет заданной точности К относительно нижней торцовой плоскости корпуса 2, а левое плечо - одновременный плоскостной контакт с выступом в того же корпуса. Изготовление рычага и корпуса по условию их взаимозаменяемости при сборке связано со значительными технологическими трудностями и поэтому прибегают к пригонке левого плеча рычага, являющегося компенсирующей деталью. С этой целью на нём оставлен компенсационный слой кс. При наличии компенсационного слоя рычаг занимает положение, обозначенное на чертеже пунктиром, контрольный размер К имеет погрешность А, а левое плечо рычага - точечный контакт с выступом в корпуса. Из этого положения в ходе последовательных съёмов компенсационных слоев рычаг переводится в положение, удовлетворяющее заданным нормам точности вылета К правого плеча и полноты контакта левого плеча с выступом в корпуса.
Технологическое моделирование сборочного соединения осуществлено следующим образом: размерные характеристики собранного механизма до и после съёма компенсационного слоя с компенсирующей детали-рычага воспроизведены базовыми и настроечными размерами станочной установки (рис. 2, б). От базовой плоскости основания 3 приспособления, имитирующей измерительную плоскость сборки, устанавливается выдвижная опора 4 на высоту А, равную погрешности размера К в механизме до съёма компенсационного слоя с левого плеча рычага 1.
На расстоянии А - К от базовой плоскости приспособления размещена ось стойки 5 с пальцем 6 для установки на нём рычага 1. При поджа-тии правого плеча рычага I к опоре 4 (пунктирное положение) до касания с верхней точкой левого плеча подводится режущий инструмент 7, производящая поверхность которого имитирует контактную поверхность выступа в корпуса. Производящая поверхность режущего инструмента отстоит от базовой плоскости приспособления на расстоянии В - К так же, как и контактная поверхность выступа в от контрольной плоскости в механизме. Так имитировано в станочной установке взаимное расположение деталей механизма до съёма компенсационного слоя.
После отвода инструмента при сохранении настроечного размера В - К убирается заподлицо основание опоры 4, и рычаг переводится в положение контакта правого плеча с базовой плоскостью приспособления. Поднимающееся левое плечо пересекает производящую поверхность. При включении подачи инструмента с рычага как с компенсатора удаляется компенсационный слой, размеры и форма которого обеспечивают получение в окончательно собранном механизме требуемой точности контрольного размера К и полноты контакта левого плеча рычага с корпусом. Эти результаты были получены имитацией в станочной установке взаимного расположения деталей в окончательно собранном механизме.
Основным достоинством способа является обеспечение высокой точности положения контактной поверхности компенсирующей детали, а, следовательно, и требуемой полноты контакта.
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, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
М.Н. Бобков, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-23-10, [email protected] (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
