Лабораторная работа № 1 Исследование достижения точности замыкающего звена при сборке методом полной взаимозаменяемости
Теоретические предпосылки:
Метод полной взаимозаменяемости обеспечивает достижение требуемой точности замыкающего звена размерной цепи путем включения в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их величины. Как правило, метод полной взаимозаменяемости не указывается конструктором. Однако, для коротких размерных цепей (m<5)этот метод рационален для любого типа производства. Ограничением может являться высокая точность замыкающего звена. При низкой точности замыкающего звена эта граница может быть отодвинута в сторону увеличения количества составляющих звеньев в размерной цепи.
При использовании метода полной взаимозаменяемости структура технологического процесса определяется только конструкцией, массой собираемого изделия и типом производства. Тип производства определяет степень механизации и автоматизации сборочного процесса, масса изделия обуславливает необходимость применения грузоподъемных средств, специальных приспособлений: кантователей, поворотных устройств и т.д. Конструкция изделия определяет последовательность и содержание сборочных переходов и применяемое для их реализации оборудование и технологическую оснастку. Никакие дополнительные переходы, связанные с достижением заданной точности замыкающего звена в технологический процесс сборки не включаются. Поэтому этот метод определяет минимальные затраты на сборку по сравнению с другими методами достижения точности.
Достоинствами метода полной взаимозаменяемости являются простота процесса сборки, возможность широкого кооперирования производства, упрощение ремонтных работ при эксплуатации машины.
Недостатком метода является достаточно высокая стоимость изделия из-за необходимости выдерживать узкие допуски на изготовление деталей, что особенно сказывается в размерных цепях с количеством звеньев более четырех - пяти.
Метод полной взаимозаменяемости может быть использован только при выполнении конструкторских условий (1.1), (1.2) и (1.3) или условий (1.4) и (1.5):
где А0, Аi – номинальные значения соответственно замыкающего и i-го составляющего звеньев;
ξi – передаточное отношение i-го составляющего звена;
ТАi, ЕсА0 – допуск и координата середины поля допуска замыкающего звена;
ТА0, ЕсАi – допуски и координаты середин полей допусков составляющих звеньев размерной цепи;
m – число составляющих звеньев в размерной цепи.
|
где ESAувi, EIAувi - соответственно верхнее и нижнее отклонение увеличивающих (ξ>0) составляющих звеньев;
ESAувi, EIAувi - то же для уменьшающих (ξ>0) звеньев;
k – количество увеличивающих звеньев.
При фактическом выполнении сборки имеем дело не столько с полями допусков, сколько с фактическими полями рассеяния размеров, которые не должны выходить за пределы полей допусков, установленных чертежом. Поэтому при реализации технологического процесса сборки условием применимости метода полной взаимозаменяемости при обеспечении точности замыкающего звена будут зависимости (1.6) и (1.7) или (1.8) и (1.9):
|
где EcωAi- координата середины поля рассеяния замыкающего звена.
ESTA0,EITA0 - верхнее отклонение размера замыкающего звена, заданное конструктором:
ESωAi , EIωAi - верхнее и нижнее отклонение поля рассеяния замыкающего звена.
| Цель работы:
- Освоение методики экспериментального исследования метода полной взаимозаменяемости при достижении точности замыкающего звена при сборке.
- Исследование достижения точности замыкающего звена при сборке методом полной взаимозаменяемости.
Задачи работы:
- Расчет ожидаемого поля рассеяния замыкающего звена
- Экспериментальное определение фактического поля рассеяния замыкающего звена
- Оценка возможности применения при сборке данной сборочной единицы метода полной взаимозаменяемости.
Техника безопасности:
|
Перед проведением работы необходимо изучить правила техники безопасности в лаборатории «Технологии машиностроения». При проведении данной работы особые требования техники безопасности не предусматриваются.
| Материальное обеспечение работы.
- Детали сборочной единицы, подвергаемой сборке (эскиз, представленный на рисунке 1.1). Количество деталей каждого наименования – 50 шт.
- Микрометр с ценой деления 0,01 мм.
- Индикаторная головка с индикатором часового типа с ценой деления 0,01 и пределами измерения 1-10 мм..
- Методические указания к проведению лабораторной работы №1.
- Калькулятор, линейка, карандаш простой, карандаш (ручка) красный для нанесения размерной цепи на эскиз СЕ.
| Рисунок 1.1 – Эскиз редуктора с размерной цепью
Подготовка к проведению работы:
- Изучить общие теоретические сведения, приведенные в работе.
- Получить у преподавателя допуск к проведению работы.
- Получить набор деталей и измерительные средства для проведения работы.
- Подготовить протокол лабораторной работы: заполнить графы «Студент», «№ группы», вычертить эскиз собираемой сборочной единицы, заполнить спецификацию СЕ, вычертить на эскизе СЕ размерную цепь, выделив ее красным цветом. Описать сущность составляющих звеньев размерной цепи.
Методика проведения исследований:
Перед началом работы необходимо сформулировать физическую сущность замыкающего звена. Для рассматриваемой задачи замыкающее звено А0 – это зазор между зубчатым колесом и крышкой редуктора.
- Получить у преподавателя заданное значение допуска замыкающего звена ТА0.
- Замерить все детали входящие в сборочную единицу (каждой детали в комплекте – 50 шт.) по размерам, являющимся составляющими звеньями размерной цепи. Занести результаты замеров в таблицу в протоколе лабораторной работы.
- Для каждого звена найти фактическое поле рассеяния размера по зависимости1 :
где ωAi- фактическое поле рассеяния i-го звена;
Aimax- максимальный действительный размер i-го звена;
Aimin - минимальный действительный размер i-го звена.
Поле рассеяния размера корпуса равно нулю, так как один и тот же корпус используется при сборке всей партии сборочных единиц. По той же причине поле рассеяния размера крышки и оси также принимаются равными нулю.
| - Определить расчетное для метода полной взаимозаменяемости поле рассеяния замыкающего звена по зависимости:
- Произвести сборку партии сборочных единиц в количестве 50 шт. При сборке каждый раз измерять величину замыкающего звена при помощи индикатора. Перед первым замером настроить индикатор на 0. В дальнейшем настройку индикатора не менять при замере всей партии СЕ. Результаты замеров внести в протокол лабораторной работы.
- Определить среднее квадратическое отклонение размеров замыкающего звена σ0 по методическому руководству2
___________________
| 1Все расчеты должны быть приведены в протоколе лабораторной работы
2Суханов Э.С. Анализ точности изготовления изделий методами математической статистики. Метод. Указ. По проведению практич. и лаб. раб. Ростов н/Д: Изд-во ДГТУ, 2000.
|
- Определить ожидаемое поле рассеяния замыкающего звена размерной цепи по данным эксперимента по формуле:
- Сравнить полученное значение с фактически полученным полем рассеяния.
- Сравнить ожидаемое и фактически полученное поле рассеяния замыкающего звена с допуском на замыкающее звено, заданным преподавателем. На основании сравнения сделать вывод о возможности обеспечения требуемой точности замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости.
Содержание выводов:
- Дать обоснование выбора метода полной взаимозаменяемости на основании сравнения ωA0 и TA0 .
- Оценить подтверждает ли эксперимент правильность выбора метода полной взаимозаменяемости на основании сравнения ωA0экс и TA0 .
Контрольные вопросы:
- Пояснить сущность прямой и обратной задачи, решаемых с помощью теории размерных цепей.
- Перечислите условия применимости метода полной взаимозаменяемости и поясните его сущность.
- Перечислите и обоснуйте достоинства и недостатки метода полной взаимозаменяемости.
- Очертите область применения метода полной взаимозаменяемости.
- Приведите условия реализации метода полной взаимозаменяемости при сборке.
|
|
| | | | | | | | | | | |