Точность обработки и сборки.

При обработке деталей кроме необходимого для формирования поверхности движения инструмента возникают добавочные движения относительно смещения детали (заготовки) и инструмента с номинальной траектории.

Различают следующие основные погрешности:

De_у- установка заготовок с учетом колебаний размеров баз, контактных деформаций заготовки, приспособлений; точности изготовления приспособлений и заготовок; их износа;

D_у- упругие деформации от нестабильных нагрузок при наличии переменной жесткости системы;

D_н- наладка технологической системы;

D_и- износ инструмента;

SD_ст- износ станка;

SD_т- колебания упругих и объемных деформаций из- за изменения температуры в цехе.

На суммарную погрешность могут влиять также остаточные напряжения от предшествующей обработки, так называемая технологическая наследственность.

Пусть имеется анализируемый параметр Y= f(x₁, x₂,…x_n), где x_i- параметры системы. В идеальных условиях имеем Y₀= f(x₁₀, x₂₀,…x_n0).

В реальных условиях значения параметров отличаются от идеальных (номинальных) на абсолютную погрешность D_i= (x – x₀)_i. Выходной параметр также может иметь некую погрешность.

Допустим, что система линейна и колебания параметров взаимонезависимы. Разложим Y в ряд Тейлора и будем учитывать только производные 1-го порядка. Тогда

DY= (¶f/¶x_i)_`xi D_i, (7-20)

Здесь `x_i- среднее значение параметра или его математическое ожидание.

(¶ f/¶ x_i)= S_i - абсолютная чувствительность функции размерной цепи к изменению параметра.

При расчете наихудшего случая элементарные погрешности суммируют по методу максимума- минимума

D_å= ½¶f/¶x_i½_`xi ½D_i½ , (7-21)

Это выражение удобно при одинаковых размерностях параметров. Если же они разные, то следует пользоваться выражением

D_å/Y= ½¶f/¶x_i`x<sub>i</sub>/`Y_i ½<sub>`xi</sub> ½D<sub>i</sub>/`x_i½ , (7-22)

Повышение точности обработки может быть достигнуто повышением точности обработки каждого параметра и сокращением числа входных параметров; уменьшением чувствительности системы к входным воздействиям и условиям обработки; применением автоматической системы компенсации всех или основных входных параметров.

Если же параметры влияют друг на друга, уравнение резко усложняется.

Чаще колебания параметров имеют случайный характер. Поэтому здесь целесообразен вероятностный расчет. Обычно полагают, что результаты наблюдений подчиняются нормальному закону распределения. Доверительную вероятность часто полагают равной р = 0,95, а расчет завершается вычислением доверительных границ погрешности результата измерения.

Точность сборки характеризует процесс сборки по методу достижения точности замыкающего звена сборочной размерной цепи.

Она определяет качественные показатели изделия и достигается следующим путем:

1- полной взаимозаменяемостью деталей; 2- неполной взаимозаменяемостью деталей; 3- групповой взаимозаменяемостью деталей; 4- селективной сборкой; 5- пригонкой (подгонкой) деталей; 6- регулированием (подвижной компенсацией).

Групповая взаимозаменяемость обеспечивается включением в размерную цепь группы заранее отсортированных деталей.

Селективная сборка производится подборкой деталей по размерам так, чтобы в сумме они обеспечили требуемую величину замыкающего звена.

Пригонка- съем припуска с компенсирующей детали посредством шабрения, подрезкой …. Это обычно делают в единичном или мелкосерийном производстве.

Метод регулировки заключается в том, что заданная точность замыкающего звена достигается изменением величины заранее выбранного компенсирующего звена без съема слоя материала, т.е. с помощью резьбы, смены детали и др.

Замкнутый контур взаимосвязанных размеров (с допусками) деталей образует размерную цепь детали или сборочной единицы. Изменение одного из размеров вызывает изменение других размеров цепи.

Размерная цепь состоит из составляющих звеньев А₁, А₂…А_n; B₁, B₂…B_m; замыкающих звеньев А_D, В_D (см. рис.8.24).

Составляющие звенья подразделяются на увеличивающие (при возрастании) ₁ , ₃ замыкающее звено или уменьшающие (при возрастании) ₁, ₂ замыкающее звено.

Замыкающее звено характеризует точность, которую необходимо обеспечить при сборке

В_D= В_i- размер замыкающего звена;

Т _D= T_i- допуск замыкающего звена; m - число звеньев размерной цепи.

Если допуск замыкающего звена таков, что при распределении по составляющим, допуски для этих составляющих экономически выгодны, т.е. достижимы при типовых методах обработки, то сборку изделия можно вести методом полной взаимозаменяемости.

Если допуск замыкающего звена мал или число составляющих звеньев большое, когда допуски составляющих малы, то их достижение экономически невыгодно. В этом случае применяют метод неполной взаимозаменяемости, т.е. допуски составляющих увеличивают до экономически выгодной величины. Затем производят сборку и учитывают возможный брак. Убытки должны быть меньше, чем расходы от других методов сборки (групповой взаимозаменяемости, пригонке и регулировке).

Пример: Допуск на смещение оси центра (рис. 7.43,а) должен быть равен T_D=0,01 мм. Тогда дают Т₂= Т₃= 0,2…0,5 мм, а затем методом пригонки (шабрением) подкладной пластины обеспечивают выполнение заданного допуска 0,01 мм.

Рис. 7.43. Схемы размерных цепей.