Уровень: Основной текст Глоссарии: ... Термины Литература

Точностная технологичность соединений

В процессе сборки детали соединяются путем сочленения, свинчивания, завальцовки, склейки и т.п.

Технологичность соединения определяется трудоемкостью сборки, трудоемкостью контроля качества сборки, уровнем необходимой квалификации персонала.

Наиболее технологичными являются соединения, которые могут быть собраны с использованием автоматического оборудования и промышленных роботов. Поэтому конструктор должен руководствоваться не только рассмотренными общими принципами конструирования соединений (выполнение которых, как правило, повышает их технологичность), но и частными правилами, касающимися автоматизации сборочных операций. Эти правила изложены, например, в работах [11]^*, [29]^* и заключаются: в обеспечении полной взаимозаменяемости деталей; стремлении к симметрии относительно наибольшего числа осей; минимизации числа соединительных элементов; исключении одновременного начала контактирования сопрягаемых деталей по нескольким поверхностям; осуществлении центрирования с помощью вращательно-симметричных деталей); предотвращении кинематически сложного движения рабочей детали в положение для сборки с базовой и т.д.

Одно из основных требований к качеству соединений - точность расположения их рабочих элементов относительно базовых. Оно достигается, благодаря точному изготовлению соответствующих элементов сопрягаемых деталей, а также с помощью их доводок и регулировок (юстировок) в соединении. Получаемую при этом точность соединений можно отнести к группам пониженной, средней и высокой точности, которые по соответствующей трудоемкости их достижения аналогично точности изготовления деталей (2.2.3 ) называют часто экономическим, производственным и техническим уровнями точности сборки деталей.

Экономическому уровню соответствует точность, достигаемая при сборке деталей без последующих пригонок и регулировок. Точность расположения рабочих элементов соединения относительно базовых при этом определяется погрешностями изготовления и сборки соответствующих элементов сопрягаемых деталей.

На рис. 40, а, б, в качестве примера этого уровня сборки показаны соединения плоско-выпуклой линзы с оправой и призматических направляющих типа "ласточкин хвост" с ползуном с обеспечением для последнего определенной прямолинейности хода относительно баз А и Б. Неперпендикулярность плоской поверхности линзы базовой оси (АБ) оправы и отклонение центра кривизны поверхности Г от АБ зависят, например, от биения опорного торца Д оправы, несоосности оси посадочного отверстия оправы под линзу и оси АБ, децентрировки самой линзы, неравномерности деформаций кромки оправы при завальцовке. Прямолинейность хода ползуна в вертикальной и горизонтальной плоскостях будет определяться погрешностями посадочных размеров и формы сопрягаемых поверхностей деталей 1 и 2.

Производственному уровню соответствует точность, достигаемая при сборке, применяя пригонки и регулировки с использованием универсального оборудования и инструмента, и контролем на качественном уровне либо простейшими контрольными и измерительными средствами (индикаторами, калибрами, уровнями, шаблонами и т.п.).

Точность соединения тогда будет выше, так как часть погрешностей деталей компенсируется. Естественно трудоемкость этого процесса сборки будет выше.

Например, для повышения точности рассмотренного соединения линзы с оправой при ее завальцовке используют источник света 1 (лампу), биение отраженного изображения которого от плоской поверхности линзы при вращении цанги 2 станка, будет указывать на неперпендикулярность этой поверхности к оси цилиндра А рис. 41, а). Механик, создавая инструментом для завальцовки силу Р, деформирует соответствующую часть кромки оправы так, чтобы поворотом линзы вокруг центра кривизны (Сr) сферической поверхности установить плоскую поверхность перпендикулярно оси вращения шпинделя станка (т.е. и оси А). Заметим, что возможная децентрировка Сr относительно оси АБ при этом не устраняется.

Повышение же точности прямолинейности хода ползуна в направляющих типа "ласточкин хвост" (рис. 41, б) может быть достигнуто регулировкой одной из салазок (планки, щеки 1), что требует выполнения конструкции направляющих полуоткрытого, а не глухого (как на рис. 40, б) типа. Контроль качества регулировки и достигнутой прямолинейности хода ползуна может быть осуществлен, например, с помощью лекальной линейки 3 и индикаторов 2 при возвратно-поступательном движении ползуна в направляющих.

Техническому уровню соответствует точность, достигаемая при сборке с пригонками, регулировками и доводками и при контроле с помощью прецизионных средств (автоколлиматоров, микроскопов, интерферометров ...), а также обеспечивая соответствующие условия и культуру производства (стабилизацию температуры, защиту от вибраций, чистоту рабочих мест и т.п.).

Например, наиболее высокую точность центрирования линз относительно своих оправ можно достигнуть путем регулировок положения линз (сдвигом, разворотом, наклоном [31]^*), либо осуществляя результативную обработку оправ от оптической оси линзы. Результативная обработка оправы (изготовленной с припуском) в размер производится после сборки с линзой на токарном станке со специальным ("плавающим") патроном, позволяющим совместить оптическую ось линзы с осью шпинделя станка (рис. 42).

Перемещая винтами часть патрона 2 перпендикулярно оси (О₁-О₂) шпинделя станка, приводят центр кривизны (Сr) сферической поверхности линзы на эту ось, наблюдая за биением центра кривизны в автоколлимационную центрировочную трубу 7 Забелина (ЮС-13).

Затем, поворачивая часть патрона 3 вокруг центра С_п его сферы (расположенного на оси(О₁-О₂) , устанавливают плоскую поверхность перпендикулярно оси шпинделя (либо выводят центр второй поверхности линзы на эту ось, если поверхность не плоская). Чтобы не сбивалась установка центра Сr, он должен находиться в одной

плоскости с центром С_п. Это осуществляется с помощью сменных переходников 4. После совмещения оптической оси линзы с осью шпинделя станка базовые поверхности А и Б оправы 5 подрезаются резцом 6 в номинальный размер. При этом компенсируется децентрировка линзы, обусловленная биением опорного торца оправы, несоосностью посадочного отверстия под линзу и базового цилиндра, смещением линзы в зазоре посадки и собственным эксцентриситетом.

Остаточная децентрировка линзы относительно базовой оси оправы невелика (по сравнению с экономическим и производственным уровнем точности сборки) и определяется биением шпинделя станка, деформацией патрона и погрешностью совмещения оптической оси линзы с осью шпинделя станка.

Более высокую точность прямолинейности и плавности хода ползуна в направляющих типа "ласточкин хвост" можно достичь после регулировки планки 1 (рис. 41,б), совместной притиркой ползуна и направляющих либо притиркой на планшайбе с наждаком (или шабровкой) поверхностей В, Г ползуна и направляющих, которые выполняются для этого открытого типа (рис. 43), а контроль прямолинейности хода проверять с помощью автоколлиматора 1 и зеркала 2, установленного на ползуне. Трудоемкость сборки здесь будет еще выше.

Для современного уровня приборостроения ориентировочные значения достигаемой точности расположения элементов соединения относительно базовых, соответствующие экономическому (Э), производственному (П) и техническому уровням точности сборки, представлены в таблице 2.