Конструкция подшипниковых узлов.

В большинстве случаев в качестве опор передающих валов при скоростях вращения более 100 об/мин рекомендуется использовать подшипники качения. В этом случае при отсутствии осевых нагрузок, например при использовании прямозубых зубчатых колес эвольвентного зацепления рекомендуется использовать радиальные шарикоподшипники соответствующей несущей способности. Подшипники устанавливаются внутренними кольцами на опорные шейки вала до упора в специальные буртики, а наружными кольцами в отверстия в корпусе. От осевого смещения подшипники фиксируются крышками, устанавливаемыми в корпусе. Во избежание создания осевых усилий за счет зажима наружных колец подшипников крышками, а также для компенсации тепловых расширений деталей узла рекомендуется оставлять осевой зазор в пределах 0.15 мм.

В случае незначительных осевых нагрузок, а также при использовании косозубых передач углом наклона зубьев до 10⁰ в качестве элементов, воспринимающих данную нагрузку допускается использовать радиально - упорные шарикоподшипники, которые устанавливаются также, как и радиальные с упором в буртики вала внутренними кольцами и узкими торцами наружных колец внутрь в сквозной расточке корпуса. Осевой зазор выбирается за счет подбора размера прокладок между крышками и торцами корпуса.

При значительных радиальных и осевых нагрузках, например при использовании косозубых передач с углом наклона зубьев более 10⁰, конических и червячных передач, а также цилиндрических передач со скрещивающимися осями, рекомендуется в качестве опор использовать конические роликовые подшипники с установкой по принципу радиально - упорных шарикоподшипников.

Однако наряду с большой несущей способностью конические роликовые подшипники обладают пониженной точностью. Поэтому для более точных узлов приборов (например шпинделей), испытывающих значительные осевые усилия, например когда осевой поджим детали к шпинделю осуществляется задней бабкой, в качестве опор шпинделя независимо от используемого вида зубчатых передачи рекомендуется разделить функции восприятия различных нагрузок. Так для компенсации радиальной нагрузки рекомендуется использовать 2 радиальных шарикоподшипника повышенной точности, а для компенсации осевой нагрузки использовать специальный блок, установленный в отдельном корпусе - стакане. В этом случае наружные кольца радиальных шарикоподшипников не фиксируются в осевом направлении при установке в корпусе. На конец вала устанавливается специальная ступенчатая съемная втулка, которая упирается в буртик вала, а с другой стороны крепится гайкой со стопорной шайбой. На выступ втулки с разных сторон устанавливаются упорные шарикоподшипники, зафиксированные крышкой. Зазор в упорных подшипниках выбирается с помощью регулировочных прокладок.

 

Механизмы деления.

При контроле деталей с повторяющимися элементами таких как зубчатые колеса, шлицевые валы, многозубые металлорежущие инструменты (цилиндрические фрезы) одним из контролируемых параметров является шаг между периодическими профилями, причем очень часто данный шаг между различными элементами может быть различной величины. Наиболее рациональным методом контроля таких изделий является относительный метод, который заключается в сравнении фактического расположения элементов детали с их положением на эталонной детали. В качестве подобной эталонной детали часто используются эталонные делительные диски, которые могут иметь две различные формы: с радиальными пазами и торцовыми отверстиями.

Диски изготавливают из стали 40 или 40Х с последующей термообработкой до достижения твердости HRC40...45 и последующей прецезионной обработкой рабочих поверхностей. Максимальный диаметр диска d_max обычно в 3...5 раз превышает диаметр контролируемой детали, что ведет к снижению влияния погрешностей изготовления дисков на точность измерений. Базовое (посадочное) отверстие, которым диск устанавливается на шпиндель контрольного приспособления обычно составляет 0.25 d_max. Вид сопряжения диска и базовой поверхности H5 / k...g_S5. Часто базовое отверстие выполняется коническим с углом конуса 15⁰ и 80% прилеганием по базовой поверхности шпинделя. В контрольных приспособлениях для универсальности применения обычно используют наборы сменных дисков с различным числом пазов или отверстий. Их крепление производится либо болтами к торцу фланца шпинделя, либо затягиванием гайки по резьбе на шпинделе. Окружного усилия, создаваемого при закреплении, обычно достаточно для точной фиксации диска на шпинделе. Однако для установки его в необходимое положение дополнительно используются призматические шпонки или штифты, установленные на торце фланца. Неперпендикулярность торцев диска посадочному отверстию - не более 0.02 мм в местах контакта с опорным фланцем. В остальных частях неперпендикулярность торцев не более 0.1 мм.

Погрешность окружных шагов делительных пазов или отверстий не более 0.016 мм. Делительные отверстия в большинстве случаев выполняются конусными с углом конуса 15⁰...30⁰. Диаметр цилиндрических отверстий 3...5 мм выполняется по посадку H7 / f7. Пазы выполняются угловыми с такой же точность окружных шагов и с углом 15⁰...30⁰, причем одна - базирующая сторона паза располагается строго радиально по отношению к оси посадочного отверстия. Для возможности шлифования и притирки поверхностей сторон паза в нижней части паза предусмотрена разрядка в виде косого прямоугольного паза или отверстия.

 

Фиксаторы.

Служат для четкого позиционирования (линейного или углового) контролируемых деталей или элементов приспособлений. Фиксирующие устройства должны:

быстро и точно фиксировать подвижную деталь в определенном положении,

останавливать подвижную деталь без толчков и ударов,

просто и быстро освобождать подвижную деталь,

надежно работать.

Различают жесткие фиксаторы с принудительным освобождением задерживающего элемента и фиксаторы с упругой фиксацией.

1. Жесткие фиксаторы. Применяются в основном для фиксации делительных дисков. Состоят: из отдельного корпуса, крепящегося болтами к основному корпусу приспособления, с круглой или прямоугольной направляющей в зависимости от формы задерживающего элемента; фиксирующего устройства соответствующей формы; рукоятки для его отвода и упругого элемента (в основном цилиндрической пружины). Фиксирующее устройство выполняется обычно из конструкционной стали типа сталь 40 с последующей закалкой до HRC40...45 и чистовой обработкой. У круглых фиксаторов для повышения износостойкости направляющая выполнена в виде закаленной втулки. Длина направляющей по отношению к диаметру фиксатора принимается из соотношения 2...2.5 / 1. Рекомендуема посадка H6 / g6, для прямоугольных направляющих предусматривается устройство для регулировки бокового зазора. Гарантированное усилие поджатия пружины - не более 2...2.5 кгс. Наиболее точными являются прямоугольные фиксаторы с угловой рабочей частью и конические фиксаторы.

2. Фиксаторы с упругой фиксацией. В данных фиксаторах освобождение подвижной детали осуществляется под действие сдвигающей силы. Конструктивно наиболее часто выполняются в виде качающегося углового фиксирующего элемента с углом фиксирующей части a» 30⁰...45⁰ или фиксирующего элемента сферической формы (шарика). Конусное отверстие под шарик должно иметь угол профиля в пределах 90⁰...120⁰. Глубина отверстия должна обеспечивать опускание шарика в пределах 0.25...0.33 d_ш. Сдвигающее усилие, необходимое для расфиксации механизма Q

Q = P tg (a + r),

где r - угол трения.

 

Шкалы.

Для определения значений измеряемой величины приборы снабжаются отсчетными устройствами - шкальными приспособлениями. Чаще всего - шкальные приспособления состоят из шкалы и указателя (стрелки). ГОСТ определяет шкалу как совокупность отметок, изображающих ряд последовательных чисел, соответствующих значения измеряемой величины.

Основные элементы шкалы.

Цена деления шкалы - значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Интервал деления: расстояние межу осями двух смежных отметок.

Отметка шкалы - соответствует определенному значению измеряемой величины и в большинстве случаев соответствует определенному нормальному ряду значений величин, в которых измеряется контролируемый параметр.

Конец шкалы - отметка, определяемая наименьшим и наибольшим значением измеряемой величины.
Чисть шкалы, в пределах которой погрешности показаний прибора не превышают величин, установленных нормами, называется рабочей.

Шкалы классифицируются:

1. по форме циферблата: плоские, цилиндрические, конические.

2. по конструкции циферблата: подвижные, неподвижные (что перемещается шкала или указатель).

3. по начертанию (выполнению штрихов и отметок): прямолинейные, дуговые, круговые и винтовые.

4. по длине делений: равномерные шкалы с постоянным интервалом и ценой делений, неравномерные шкалы с переменным интервалом и ценой делений.

5. по расположению нулевой отметки: односторонние, двухсторонние и без нулевые,

6. по количеству строк: однострочные и многострочные.

 

Основные параметры шкал.

Для удобства отсчета на шкале должно быть не менее 4 отцифрованных отметок. Штрихи, цифры, знаки и надписи на шкалах выполняют отчетливо, с резко очерченными краями в соответствии с требованиями ГОСТ, предъявляемыми к шрифтам и их размерам. Соответствие размера интервала шкалы измеряемой величине производится на основании кинематических расчетов, а в случае возможности тарирования показаний изготавливаемого приспособления по эталонному прибору - на основе результатов тарирования.

Минимальное расстояние между осями штрихов шкалы - не менее 0.7...1 мм. Направление отметок шкалы должно совпадать с осью симметрии указателя.

Возможно изготовление нониусных шкал. Однако при возможности увеличения длины указателя или получения большего значения повышающего передаточного отношения от измеряемой величины к указателю следует стремиться к формированию одноиндексных шкал с непосредственным указанием измеряемой величины с заданной точностью.

 

 

Лекция № 7

План лекции:

9. Общие указания по проектированию контрольных приспособлений.

1.1. Рекомендации по выбору и применению средств измерения.

1.2. Требования к основным элементам

1.3. Рекомендации по выбору точности основных элементов приспособления.

1.4. Рекомендации по назначению шероховатости основных элементов приспособления.

1.5. Рекомендации по повышению износоустойчивости основных элементов приспособления.

1.6. Условия стандартизации и нормализации.

2. Типовые узлы контрольных приспособлений:

1.1. Передние бабки – конструкции и размеры.

1.2. Задние бабки – конструкции и размеры.

1.3. Индикаторные стойки – конструкции и размеры.

1.4. Типовые детали узлов измерительных приспособлений.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

В заключение необходимо сделать ряд общих указаний, связан­ных со спецификой проектирования цеховых контрольных приспо­соблений и приборов.

Эта специфика определяется тем, что в отношении их эксплуа­тации контрольные приспособления имеют много общего как с лабораторными измерительными приборами, так и со станочными при­способлениями, хотя в то же время и существенно от них отличаются.

С лабораторными приборами их сближают требования стабиль­ного обеспечения высокой точности измерения с возможно меньшими погрешностями.

К станочным приспособлениям их приближает работа в цеховых условиях, связанная с возможностью загрязнения, с быстротой износа при больших количествах проверяемых деталей и с пониженными требованиями к квалификации рабочих, работающих на этих при­способлениях.

Сближают станочные и контрольные приспособления требова­ния, предъявляемые к их производительности. Эти требования должны быть обоснованы экономической целесообразностью повы­шения стоимости приспособления, так как увеличение производи­тельности, как правило, вызывает усложнение конструкции.

При проектировании контрольных приспособлений необходимо помнить, что само время измерения всегда очень невелико и вспомо­гательное время в большинстве случаев превышает его. Сокращение вспомогательного времени часто может быть достигнуто не столько введением дополнительных узлов, повышающих производительность, сколько наиболее рациональной компоновкой на приспособлении основных его узлов.

 

1. Рекомендации по выбору и применению средств измерения.

Конструктивная сложность приспособления может вызываться стремлением уменьшить до минимума возможные погрешности измерения. В этом отношении также необходимо помнить об эконо­мической целесообразности вводимых в конструкцию усложнений.

Последнее обстоятельство особенно важно при выборе измери­тельного устройства. Повышение точности измерительного устрой­ства всегда вызывает его удорожание. Если есть возможность вос­пользоваться индикатором часового типа, хотя бы и с удваиваю­щей передачей, то это всегда целесообразнее, чем применение для данного приспособления миниметра.

Индикатор часового типа является наиболее широко применяе­мым измерительным устройством. Он обладает достаточно высокой точностью и малой ценой деления наряду с широким диапазоном измерения, что позволяет использовать его для большого количества контрольных приспособлений.

При допусках на изготовление деталей по 5-му и частично по 6-му квалитетам точности, а также при разбивке на несколько размер­ных групп, применяют миниметры, пневматические микромеры, электроиндуктивные приборы и др.

Для заготовительных цехов (кузнечных и литейных) в конструк­циях контрольных приспособлений, в основном, применяются ры­чажные индикаторы с ценой деления 0,2 мм, подвижные ступенча­тые измерители и профильные шаблоны.

Применение измерительных устройств высокой точности для контроля величин, ограниченных широкими допусками, может вызвать дополнительные неудобства. Так, применение индикатора часового типа, имеющего сто делений с ценой 0,01 мм, неудобно при измерении допусков, равных 0,5 мм и более. Для того чтобы не ошибиться на половину оборота стрелки индикатора, контро­лер должен следить одновременно за большой и малой стрелками. Избежать этого можно или применяя более грубое измерительное устройство, или включая в конструкцию приспособления понижаю­щую передачу, которая как бы увеличит цену деления измерителя. Установка измерительных средств на приспособлениях и прибо­рах должна обеспечивать удобство наблюдения за их показаниями. На приспособлении с неудобно установленными измерительными устройствами всегда повышается возможность возникновения гру­бых ошибок измерения как за счет трудности наблюдения за их шкалами, так и за счет параллакса. Если на приспособлении имеется несколько индикаторов, то их следует располагать возможно ближе друг к другу; при этом их циферблаты должны быть обращены в одну сторону.

Установка и снятие измерительных устройств должны быть лег­ко осуществимы контролером непосредственно в цеховых условиях при одновременной надежности и жесткости их крепления на при­способлении или приборе.

Расположение измерительных устройств должно предохранять их от случайных ударов и повреждений при установке проверяемой детали, в процессе измерения и т. д. В ряде случаев конструктор должен предусматривать для этой цели предохранительные кожухи, крышки и щитки.

Предохранение измерительных устройств от попадания абра­зивной пыли, эмульсии и иных видов загрязнения также необхо­димо предусматривать при проектировании. Особенное внимание этому необходимо уделять при проектировании приспособлений, предназначенных для контроля деталей непосредственно на стан­ках в процессе обработки.

Обязательным условием, которому должна отвечать конструк­ция контрольного приспособления, является удобство пользова­ния им. Работа на приспособлении не должна утомлять контролера или требовать от него больших физических усилий. Все перемещае­мые узлы и детали приспособления должны двигаться легко, плавно и без заеданий даже в том случае, если это не оказывает непосредст­венного влияния на точность измерения.

 

2. Требования к основным элементам приспособления.

Проверяемая деталь должна легко устанавливаться на приспо­собление и легко сниматься с него. С этой целью иногда необходимо в конструкцию приспособления включать вспомогательные узлы - съемники, выталкиватели и т. п. Особенно следует обращать внима­ние на это условие при проверке деталей большого веса, а также при установке деталей, имеющих значительный диаметр базового отверстия, на цилиндрический базирующий палец с небольшим зазором. При этом часто возможны перекосы и заклинивания детали. Точно также приспособления, накладываемые при измерении на проверяемую деталь, должны обладать не только малым весом, но и удобной формой. Они не должны иметь острых углов и ребер, на них должны быть предусмотрены удобные рукоятки.

Зажимы контрольных приспособлений должны быть легкими в управлении; выбор конструкции зажима решается не только его производительностью и надежностью, но одновременно учитывается и легкость управления зажимом. Применять пневматические зажимы можно как для повышения производительности, так и для облег­чения работы контролера.

Конструктор должен помнить, что быстрая утомляемость кон­тролера при затрате больших физических усилий неизменно будет вызывать возникновение грубых ошибок измерения.

Точность контрольного приспособления или прибора, малая величина погрешностей измерения должны обеспечиваться конструк­цией не только в новом приспособлении, но и в процессе его эксплу­атации.

Основными причинами, вызывающими потерю точности, является износ направляющих, шарниров и поверхностей, соприкасающихся с проверяемыми деталями.

Применение узлов, с выбираемыми зазорами или вообще не имею­щих зазоров (например, передачи на упругих пластинах), значи­тельно увеличивает долговечность приспособления и повышает его эксплуатационную точность.

Точно также увеличивает срок службы приспособления исполь­зование в направляющих элементах трения качения вместо трения скольжения.

С быстрой потерей точности можно бороться, применяя эле­менты, позволяющие производить подналадку и подгонку узлов в цеховых условиях.

Регулируемые узлы, включение в конструкцию прокладок и компенсаторов не только позволяют обойтись в ряде случаев теку­щим ремонтом вместо капитального, но и облегчают изготовление новых приспособлений, снижая требования к точности отдельных деталей за счет незначительного усложнения процесса сборки и наладки.

Другим путем увеличения долговечности работы контрольных приспособлений и приборов является широкое применение легко сменяемых деталей. Всевозможные опоры, базовые плитки, измери­тельные наконечники и другие аналогичные детали следует проек­тировать с учетом возможности изготовления запасных частей, устанавливаемых на приспособление прямо в цеховых условиях. Наличие запасных сменных деталей служит повышению точности и уменьшению погрешностей измерения в процессе эксплуатации контрольных приспособлений.

Однако регулируемыми узлами и элементами не всегда возможно достигнуть уменьшения вредных зазоров не только по мере износа, но и во вновь изготовляемых приспособлениях. Если, например, в лабораторных приборах направляющие элементы часто выполняют так, что уменьшения зазоров добиваются при помощи юстировки, то в цеховых контрольных приспособлениях это не всегда дости­жимо. Объясняется это тем, что детали контрольных приспособле­ний несут большие нагрузки, чем лабораторные измерительные приборы, а следовательно, они требуют более надежных и жестких конструкций узлов.

 

3. Рекомендации по выбору точности основных элементов приспособления.

В некоторых случаях конструкция приспособления требует применения посадок повышенной точности сравнительно с преду­смотренными стандартами. В первую очередь это относится к по­садкам H4/h4 и H5/g5, особенно в тех случаях, когда направляемый элемент имеет значительный вылет, чем дополни­тельно увеличивается поперечная качка, возникающая за счет име­ющихся зазоров. Посадка всевозможных шпинделей во втулках также иногда не может быть обеспечена по существующей системе допусков и посадок, когда надо обеспечить легкое, без качки, вра­щение шпинделя.

Если конструктор задает допуски на втулку и шпиндель по 4…5-му квалитету точности, то при диаметре в интервале 30-50 мм для посадки H5/h5 получится зазор от 0 до 26 мк, а для посадки H5/g5 – от 9 до 35 мк.

Для получения достаточно легкого вращения (при жидкой смаз­ке) и отсутствия качки шпинделя во втулке ни минимальные, ни максимальные зазоры не могут отвечать предъявляемым требова­ниям. Даже если считать, что будут получены средние зазоры 13…22 мк, то для данного случая они велики. Поэтому в чертежах деталей можно предусматривать взаим­ную подгонку зазора между валом и отверстием (в данном случае порядка 4—6 мк).

Для того чтобы обеспечить необходимое при ремонте соответ­ствие сопрягаемых деталей стандарту на допуски и посадки, одна из деталей должна изготовляться по допускам, а на чертеже вто­рой - дается указание о пригонке и величинах зазоров, которые должны быть обеспечены в сопряжении обеих деталей.

Допуском на изготовление должен ограничиваться размер вала, так как измерение и изготовление наружной поверхности заданного размера проще и технологичнее.

Пригонка должна указываться на размере отверстия, так как притирка отверстия «по месту» при помощи цилиндрического чу­гунного притира также является сравнительно несложной операцией.

Величина допустимого зазора может быть ограничена техноло­гическими условиями на общем виде приспособления. Тогда в рабочих чертежах вводится примечание о подгонке, но без указания величин зазоров, взамен чего дается ссылка на общий вид.

 

4. Рекомендации по назначению шероховатости основных элементов приспособления.

Соответственно с повышенными требованиями к точности сопря­жений и к повышению износоустойчивости чистота поверхности деталей контрольных приспособлений должна быть выше, чем у соответствующих деталей станочных приспособлений. Этим умень­шаются погрешности измерения, возникающие в процессе эксплуа­тации. Чистота поверхности направляющих элементов должна быть порядка Ra 0.32 или Ra 0.16. Опорные базовые поверхности контрольных приспособлений могут иметь чистоту от Ra 1.25 до Ra 0.04, причем Ra 1.25 применяют для опор, кон­тактирующих с необработанными поверхностями проверяемых де­талей, а Ra 0.04 применяют при измерении наиболее чисто и точно обработанных деталей, например при разбивке на размерные группы с интервалами до 5 - 8 мк.

Измерительные поверхности всевозможных щупов, наконечников, рычагов и других деталей, имеющих контакт с проверяемыми дета­лями или с другими деталями контрольного приспособления, изготовляют с шероховатостью Ra 0.63 - Ra 0.16.

Плоскости плит контрольных приспособлений можно обрабаты­вать по Ra 1.25 - Ra 0.63, а в ответственных случаях или при больших поверхностях этих плит их можно шабрить. Шабрен­ные поверхности при проверке по контрольно-поверочной плите должны иметь от 12 до 16 пятен на квадрат со стороной 25 мм.

Учитывая общие повышенные требования к контрольным приспо­соблениям, все их нерабочие поверхности также следует обрабаты­вать несколько чище, чем аналогичные поверхности станочных приспособлений. Для нерабочих поверхностей необходимо применять, в основном, чистоту Ra 5...Ra 2.5 при контроле механически обработанных деталей, и не ниже Ra 10 при контроле загото­вок.

 

5. Рекомендации по повышению износоустойчивости основных элементов приспособления.

Необходимость повышения износоустойчивости требует также высокой твердости трущихся поверхностей контрольных приспо­соблений. Если учесть, что, как правило, детали контрольных при­способлений не испытывают больших нагрузок, то возможно исполь­зование высокоуглеродистых сталей с закалкой до твердости порядка 58...62 HRC.

Повышения износоустойчивости можно также достигнуть при помощи хромирования деталей с толщиной слоя хрома до 0.01 – 0.05 мм.

Увеличение толщины слоя хрома нежелательно, так как может привести к его выкрашиванию и скалыванию. Особенно важно повышение твердости тех элементов приспособлений, которые не­посредственно соприкасаются с проверяемой деталью. При этом во избежание ускоренного износа измерительный элемент приспо­собления должен иметь твердость большую, чем твердость проверяе­мой детали. Для этой цели можно применять как элементы, изго­товленные из легированных сталей ХВГ и ХГ, допускающих закалку до твердости 61 - 63 HRC, так и элементы, оснащенные вставками из твердых сплавов. Вставки должны изготовляться из стан­дартных пластин, используемых полностью или частично и припаян­ных медным припоем.

В качестве материала для вставок можно рекомендовать сплав Т5К10, обладающий высокой износоустойчивостью. При наличии ударных нагрузок, которые могут вызвать выкрашивание кромок, может быть использован сплав ВК8, имеющий несколько большую прочность и вязкость при незначительном уменьшении твердости.

Если оснащение твердым сплавом по конструктивным сообра­жениям невозможно, то могут быть применены стали: Х12Ф1, допускающая закалку до твердости 64...66 HRC, или 35ХМЮА, которая после азотирования имеет поверхностный слой твердостью до 67 HRC.

Весьма важно при выборе материала учитывать возможную его деформацию как в процессе термической обработки, так и особенно в процессе эксплуатации контрольного приспособления. Часто потеря точности приспособления в эксплуатации вызывается дефор­мацией как отдельных его деталей, так и всей плиты или корпуса приспособления. В некоторых случаях детали могут деформиро­ваться вследствие того, что они после термической обработки и перед окончательными отделочными операциями прошли чрезмерно «жест­кую» правку и рихтовку. Поэтому для деталей сложной конфигура­ции и требующих большой стабильности формы можно рекомендо­вать применение улучшаемых сталей 40Х и 40ХН, цементируемых сталей 20Х и 18ХГТ и закаливаемых сталей ХВГ и ХГ.

Для корпусных деталей, оснований и плит следует применять чугуны с невысокими механическими свойствами СЧ 12-28 и СЧ 18-36, которые необходимо после предварительной механической обработки (обдирки) подвергать искусственному старению.

Корпусные детали, изготовленные из алюминия и дуралюмина, обладают значительно меньшей жесткостью и стабильностью и поэтому их можно применять только в малоответственных случаях для накладных контрольных приспособлений малого веса.

Потеря точности и возникновение ошибок и погрешностей изме­рения могут явиться результатом упругой деформации отдельных деталей приспособления или даже деформации самой проверяемой детали при чрезмерно сильном зажиме или при большом измери­тельном усилии.

Необходимо учитывать, что величины деформации, которыми пренебрегают при проектировании станочных приспособлений, могут оказаться недопустимыми для контрольных приспособлений. Поэ­тому особое внимание необходимо обращать на жесткость деталей и прежде всего таких, которые имеют значительный вылет или боль­шое расстояние между опорами.

Плиты и корпуса контрольных приспособлений делают короб­чатого сечения, большой высоты, с ребрами жесткости.

 

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.