Обоснование выбора конструкции

ВВЕДЕНИЕ

 

Контрольные приспособления служат для проверки точности выполнения размеров и технических условий на изготовление деталей и узлов машин, они должны обеспечивать необходимую точность измерений при за­данной производительности.

На контрольных приспособлениях проверяют: а) линейные размера, б) геометрическую форму поверхностей, в) взаимное расположение повер­хностей» г) взаимное положение осей различных поверхностей между со­бой, д) правильность сборки узлов и машин.

В контрольных приспособлениях преимущественно применяет шкальные измерители (индикаторы, миниметры, датчики с отсчётными шкалами, пневматические измерительные приборы и др.), позволяющие определить с определённой погрешностью действительные размеры и параметры дета­лей.

В настоящей работе из-за, ограниченного объёма рассмотрены лишь приспособления, применяемые для измерений деталей после обработки. При этом автор отмечает весьма прогрессивное направление в развитии средств и методов контроля и измерения - непосредственное измерение деталей в процессе обработки на станках, автоматическое выполнение операций контроля.

Ограниченное место отводится также описанию выполненных конструкций контрольных приспособлений. Имеется в виду, что при проектировании будут использованы альбомы конструкций, стандарты на детали и узлы, справочная литература. Основное внимание отводится методике расчёта контрольных приспособлений на точность. Более подробно рас­смотрены погрешности, являющиеся специфическими для контрольных приспособлений и менее подробно рассмотрены погрешности присущие как контрольным, так станочным приспособлениям.

Обоснование выбора конструкции

Контрольного приспособления

Основные требования, предъявляемые к контрольным приспособлениям определяются необходимостью обеспечения оптимальной точности и производительности операций контроля. Помимо того, приспособление должно быть удобно в эксплуатации, технологично в изготовлении и износоустойчиво. Наконец, каждое контрольное приспособление должно удо­влетворять требованию экономической целесообразности.

Основным является выбор метода контроля, который зависит от конструктивных особенностей детали, требуемой точности измерения, производительности.

На рис. 1.1. – 1.7.показано несколько методов контроля

Диаметры отверстий проверяют штангенциркулем, микрометрами, калибрами, штихмассами с индикаторами (точность измерений до 0,01мм), пассиметрами и микротастами (точность измерений до 0,002 мм).

Соосность отверстий контролируется при помощи гладких или ступенчатых оправок, вставляемых в соосно расположенные отверстия (рис. 1.1 и 1.2.)

Межосевые расстояния проверяют с помощью калибров и оправок.

Правильность расположения оси отверстия относительно основной поверхности, а также ее параллельность можно измерять штангенрейсмусом с точностью до 0,02 мм и индикатором (рис. 1.3.) с точностью до 0.01 мм

Неперпендикулярность осей отверстий проверяют при помощи оправки с индикатором (рис. 1.4.) или калибром (рис 1.5.) с изменением зазоров ∆₁ ∆₂

Проверка неперпендикулярности торцевой плоскости относительно оси отверстия осуществляется с помощью индикаторов (рис. 1.6) или специального калибра (рис. 1.7).

На рисунке 1.8 - 1.12. показаны примеры радиального и торцевого биения деталей различными способами.

Некоторые схемы измерений приведены в работе (9).

Ниже приведены некоторые рекомендации по применению того или иного метода в зависимости от точности измерений.

1. Для измерения валов 5-го квалитета точности рекомендуется применять пружинно – оптические приборы 01П, 02П, 05П, типа Шеффилд, оптикаторы, дающие погрешность измерения не более ± 1,5 мкм.

2. Для контроля размеров 5-6 квалитетов точности (с допусками 0,02-0,04 мм) рекомендуется применять контрольное приспособление без механизмов для закрепления деталей; без перемещения измерительных средств; измерительные средства с проверяемыми деталями соприкасаются непосредственно или через прямую передачу.

3. При допусках на контролируемый параметр 0,03-0,05мм – в контрольном приспособлении применяются базирующие устройства с ручным или механическим зажимом измеряемой детали, которая может иметь поворот или вращение и при этом соприкасаться с измерительными средствами приспособлений. Иногда предусматривается перемещение измерительных средств, хотя это и нежелательно. Часто их выполняют с рычажными передачами.

4. При допусках на контролируемый параметр более 0,05 мм – в контрольном приспособлении установочные сборочные единицы могут быть с ручным или пневматическим закреплением контролируемой детали следующим ее поворотам; измерительные средства могут иметь перемещение; часто используются рычажные передачи с пружинками; в некоторых конструкциях приспособлений предусматривается перемещение установочного узла.

Вопрос технико-экономического обоснования выбора конструкций приспособления рассмотрены ниже.

При проектировании контрольного приспособления следует знать, будет ли процесс работы на нем выборочным или 100% - ным относительно объема изготовления деталей. При выборочном контроле требования к контрольным приспособлениям снижаются. В условиях поточного производства, а также при 100% - ной поверке продукции, выпускаемой крупными сериями, появляется необходимость в контрольных приспособлениям с высокой

производительностью (многомерных, механизированных, автоматизированных).

Несмотря на разнообразие конструкций контрольных приспособлений в них имеются отдельные элементы, выполняющие одинаковые или исходные функции. По этому признаку в контрольных приспособлениях можно различать следующие главные сборочные единицы: установочные, зажимные, измерительные и вспомогательные устройства.

 

Выбор зажимных устройств

Зажимные устройства в контрольных приспособлениях предупреждают смещение установленных для проверки деталей (узлов) относительно измерительного устройства и обеспечивают плотный контакт установочных баз детали с опорами приспособления. Необходимость в зажимных устройствах отпадает, если деталь занимает вполне устойчивое положение на опорах приспособлений, и если силы от измерительного устройства не нарушают этой устойчивости.

Для предупреждения деформаций проверяемых изделий силы закрепления должны быть небольшие, их величина должна быть стабильной.

В контрольных приспособлениях применяют быстродействующие ручные (байонетные и эксцентриковый и т.д.) зажимные устройства, а также устройства с приводом (например с пневмоприводом). При конструировании зажимных устройств необходимо максимально использовать нормализованные и стандартизованные сборочные единицы и детали (пневмоцилиндры, прихваты, винты и т.д.).

Величина силы зажима определяется из решения задачи статики на равновесие твердого тела под действием всех приложенных к нему сил и моментов (сил зажима, измерительного усилия, силы тяжести, силы трения и т.д.).

Величина измерительного усилия рекомендуется следующей:

при пределе измерения до 2 мкм – P ≤ 0,25 кг;

при пределе измерения от 2 до 10 мкм - P ≤ 0,40 кг;

при пределе измерения свыше 10 мкм- P ≤ 1,00 кг

 

Вспомогательные устройства

Контрольных приспособлений

Вспомогательные устройства контрольных приспособлений имеют различное целевое назначение. В приспособлениях для проверки радиального и осевого биения применяют поворотное устройство; в приспособлениях для проверки прямолинейности или параллельности используют ползуны для перемещения измерительных элементов; для установки и снятия деталей используют подъемное устройство, выталкиватели и т.д. Многие из этих устройств стандартизованы, многие выполняются аналогично соответствующим устройствам станочных приспособлений. Их конструкции следует изучить по специальной литературе.

Специфическими являются механизмы для крепления измерительных средств и механизмов, передающие движения к измерительным средствам.

Устройства для крепления измерительных средств нормализованы. Их конструкции приведены в специальной литературе.

В контрольных приспособлениях стержни индикаторов и других измерительных средств редко соприкасаются с проверяемыми деталями, так как не всегда можно подвести стержень индикатора непосредственно к измеряемой детали. Для связи стержней индикаторов с проверяемыми деталями применяют передачи. Передачи выполняют так же роль буферов,

	Рис.1.13. Прямой рычаг спередаточным отношением К=1 (обычный)
		Рис.1.14. Угловой рычаг с передаточным отношением К=1 (с впаянным шариком)
	Рис.1.15. Пример сложногорычага
		Рис.1.16. Сложная передача с крупными рычагами

предохраняя механизмы индикаторов от быстрого износа и толчков.

некоторые конструкции рычажных передач приведены на рис 1.13 - 1.16.

Качание рычагов может осуществляться на оси, на шарикоподшипниках, в центрах, в призме, на тарельчатых пружинах.

Разнообразие рычажных и прямых передач вызывается конструктивной необходимостью, стремлением уменьшить погрешность в передаточном отношении передачи; необходимостью обеспечить в передачах удовлетворительный порог чувствительности, повышение износостойкости передач.

Контрольные приспособления с передачами обычно предназначаются для измерения малых величин, а именно, размеров, выполняемых по 5 – 8 квалитетам точности, и реже для более грубых классов.

Рычаги изготовляют обычно из стали У7А, У10 и подвергают термической обработки до твердости HRC 52…56.

Если рычаги монтируют на осях, то отверстие выполняют по шестому квалитету точности и притирают с осями. Концы рычагов обычно шлифуют и притирают. На длины плеч рычагов, имеющих сферические концы, обычно устанавливают допуски в пределах ± 0,05; ±0,10 мм.

Корпусы приспособления

 

Корпус приспособления является его базовой деталью. К корпусу приспособления предъявляются следующие основные требования: он должен иметь достаточную жесткость и прочность при возможном минимальном весе, обеспечивать возможность быстрой и удобной остановки и съема заготовок (деталей), быть простым в изготовлении, обеспечивать безопасность в работе (недопустимы острые углы и малые просветы между рукоятками и корпусом и т.д.).

Корпусы приспособлений изготовляют литьем из серого чугуна СЧ 12-28 или СЧ 15-32, сварными из листов стали, кованными из стали сварно-литыми, из отдельных стандартизованных или нормализованных деталей, скрепленных винтами.

Размеры литых заготовок корпусов приспособлений регламентированы ГОСТами 12947 - 67÷12961-67; 4585-69÷4590-69.

Дополнительные указания по

Приспособления.

 

Определение чертежа общего вида контрольного приспособления должно производиться в соответствии с требованиями ГОСТов

Разработку общего вида приспособления с нанесением на лист контуров измеряемой заготовки или детали. В зависимости от сложности схемы приспособления вычерчивают несколько проекций на достаточном расстоянии друг от друга. Заготовку (деталь) целесообразно показывать красным контуром, для того, чтобы она выделялась на чертеже приспособления. Разработку общего вида ведут методом последовательного нанесения отдельных элементов приспособления вокруг контуров заготовки. Сначала вычерчивают установочные детали, затем зажимные устройства и вспомогательные устройства, измерительные устройства контрольных приспособлений. Затем определяют контуры корпуса приспособления, который объединяет все перечисленные выше элементы.

На общем виде указывают габаритные размеры приспособления и размеры, которые нужно выдержать при сборке приспособления, дается нумерация позиций деталей (спецификация с указанием использованных нормалей и стандартов выполняется на отдельных листах 2-го формата) и указываются технические условия на сборку и эксплуатацию приспособления.

 

 

6. Технические требования в чертежах общих видов приспособлений.

 

Контрольное приспособление должно обеспечивать строго определенное положение контролируемой поверхности детали относительно измерительных устройств контрольного приспособления. Положение контролируемой поверхности определяется координирующими размерами в геометрическом соотношении (параллельность, перпендикулярность и т.д.). Все то, что не может быть выражено графикой и размерами, оговаривают техническими требованиями (требования по сборке, отладке, эксплуатации приспособления).

Технические требования к чертежам общих видов приспособлений должны указывать в соответствии с РТМ «Типовые технические требования к чертежам приспособлений» [12].

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Выбор измерительных средств для линейных измерений от 1 до 500 мм в зависимости от точности изготовления. М.,НИИМаш, 1968.

2. Городетский Ю. Г. Конструкции, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов. М.,"Машиностроение", 1971.

3. Дворецкий Е.Р. Конструкция узлов измерительных средств в ма­шиностроении. М.,Машгиз, I960.

4. Каплунов Р.С. Точность контрольных приспособлений. М.,"Машино­строение", 1968.

5. Контрольные-приспособления. Под,ред.Б.С.Байбурова, М., Машгиз, I960.

6. Левенсон Е,М. Контрольно-измерительные приспособления в машино­строении. М., Машгиз, I960.

7. Левенсон. Е.М., Гоникбер Ю.М., Введенский ТД. Конструирование измерительных приспособлений и инструментов в машиностроении. М.,Машгиз, 1956.

8. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1.Под ред.А.Г. Косило-вой и Л.Н. Малова. М.."Машиностроение", 1972.

9. Типовое примеры cxeм измерений размерных параметров деталей ма­шиностроения. М.Машгиз, 1969.

10. Абаджи К.И. Контроль взаимного расположения поверхностей деталей машин. М-Л, Машгиз, 1962.

11. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. М.,"Ма­шиностроение", 1975.

12. Антонюк В.Е. Справочник конструктора по расчету и проектированию станочных приспособлений. Минск,"Беларусь", 1969.

13. Белоусов А.П. Проектирование приспособлений. М., "Машинострое­ние", 1974.

14. Виноградов Н.А, Средства механизации и автоматизации контроля линейных размеров в приборостроении. М..Машгиз, I960.

15. Володин Е.И. Автоматизация и механизация средств контроля в ма­шиностроении. Справочное пособие. М., Машгиз, 1962.

16. Измерительный инструмент. М., Изд-во стандартов, 1968.

17. Марков А.Л., Волосевич Ф.П. Краткий справочник контрольного мастера машиностроительного завода. Л., "Машиностроение", 1973.

18. Медянцева Л.Л. Контроль прямолинейности и плоскостности поверхностей. М., изд-во стандартов, 1972.

19. Справочник по производственному контролю в машиностроении. М., "Машиностроение", 1974.

20. Тищенко О.Ф. Контрольно-измерительные приборы в машиностроении. М., Машгиз, I960.

21. Расчеты экономической эффективности новой техники. Справочник. Под ред. К.М.Великанова. М., "Машиностроение", 1975.

22. Устройство для контроля деталей (Альбом). М., Отдел" технической пропаганды", 1959-1960.

ВВЕДЕНИЕ

 

Контрольные приспособления служат для проверки точности выполнения размеров и технических условий на изготовление деталей и узлов машин, они должны обеспечивать необходимую точность измерений при за­данной производительности.

На контрольных приспособлениях проверяют: а) линейные размера, б) геометрическую форму поверхностей, в) взаимное расположение повер­хностей» г) взаимное положение осей различных поверхностей между со­бой, д) правильность сборки узлов и машин.

В контрольных приспособлениях преимущественно применяет шкальные измерители (индикаторы, миниметры, датчики с отсчётными шкалами, пневматические измерительные приборы и др.), позволяющие определить с определённой погрешностью действительные размеры и параметры дета­лей.

В настоящей работе из-за, ограниченного объёма рассмотрены лишь приспособления, применяемые для измерений деталей после обработки. При этом автор отмечает весьма прогрессивное направление в развитии средств и методов контроля и измерения - непосредственное измерение деталей в процессе обработки на станках, автоматическое выполнение операций контроля.

Ограниченное место отводится также описанию выполненных конструкций контрольных приспособлений. Имеется в виду, что при проектировании будут использованы альбомы конструкций, стандарты на детали и узлы, справочная литература. Основное внимание отводится методике расчёта контрольных приспособлений на точность. Более подробно рас­смотрены погрешности, являющиеся специфическими для контрольных приспособлений и менее подробно рассмотрены погрешности присущие как контрольным, так станочным приспособлениям.

Обоснование выбора конструкции

Контрольного приспособления

Основные требования, предъявляемые к контрольным приспособлениям определяются необходимостью обеспечения оптимальной точности и производительности операций контроля. Помимо того, приспособление должно быть удобно в эксплуатации, технологично в изготовлении и износоустойчиво. Наконец, каждое контрольное приспособление должно удо­влетворять требованию экономической целесообразности.

Основным является выбор метода контроля, который зависит от конструктивных особенностей детали, требуемой точности измерения, производительности.

На рис. 1.1. – 1.7.показано несколько методов контроля

Диаметры отверстий проверяют штангенциркулем, микрометрами, калибрами, штихмассами с индикаторами (точность измерений до 0,01мм), пассиметрами и микротастами (точность измерений до 0,002 мм).

Соосность отверстий контролируется при помощи гладких или ступенчатых оправок, вставляемых в соосно расположенные отверстия (рис. 1.1 и 1.2.)

Межосевые расстояния проверяют с помощью калибров и оправок.

Правильность расположения оси отверстия относительно основной поверхности, а также ее параллельность можно измерять штангенрейсмусом с точностью до 0,02 мм и индикатором (рис. 1.3.) с точностью до 0.01 мм

Неперпендикулярность осей отверстий проверяют при помощи оправки с индикатором (рис. 1.4.) или калибром (рис 1.5.) с изменением зазоров ∆₁ ∆₂

Проверка неперпендикулярности торцевой плоскости относительно оси отверстия осуществляется с помощью индикаторов (рис. 1.6) или специального калибра (рис. 1.7).

На рисунке 1.8 - 1.12. показаны примеры радиального и торцевого биения деталей различными способами.

Некоторые схемы измерений приведены в работе (9).

Ниже приведены некоторые рекомендации по применению того или иного метода в зависимости от точности измерений.

1. Для измерения валов 5-го квалитета точности рекомендуется применять пружинно – оптические приборы 01П, 02П, 05П, типа Шеффилд, оптикаторы, дающие погрешность измерения не более ± 1,5 мкм.

2. Для контроля размеров 5-6 квалитетов точности (с допусками 0,02-0,04 мм) рекомендуется применять контрольное приспособление без механизмов для закрепления деталей; без перемещения измерительных средств; измерительные средства с проверяемыми деталями соприкасаются непосредственно или через прямую передачу.

3. При допусках на контролируемый параметр 0,03-0,05мм – в контрольном приспособлении применяются базирующие устройства с ручным или механическим зажимом измеряемой детали, которая может иметь поворот или вращение и при этом соприкасаться с измерительными средствами приспособлений. Иногда предусматривается перемещение измерительных средств, хотя это и нежелательно. Часто их выполняют с рычажными передачами.

4. При допусках на контролируемый параметр более 0,05 мм – в контрольном приспособлении установочные сборочные единицы могут быть с ручным или пневматическим закреплением контролируемой детали следующим ее поворотам; измерительные средства могут иметь перемещение; часто используются рычажные передачи с пружинками; в некоторых конструкциях приспособлений предусматривается перемещение установочного узла.

Вопрос технико-экономического обоснования выбора конструкций приспособления рассмотрены ниже.

При проектировании контрольного приспособления следует знать, будет ли процесс работы на нем выборочным или 100% - ным относительно объема изготовления деталей. При выборочном контроле требования к контрольным приспособлениям снижаются. В условиях поточного производства, а также при 100% - ной поверке продукции, выпускаемой крупными сериями, появляется необходимость в контрольных приспособлениям с высокой

производительностью (многомерных, механизированных, автоматизированных).

Несмотря на разнообразие конструкций контрольных приспособлений в них имеются отдельные элементы, выполняющие одинаковые или исходные функции. По этому признаку в контрольных приспособлениях можно различать следующие главные сборочные единицы: установочные, зажимные, измерительные и вспомогательные устройства.