ТЕХНОЛОГИЯ СБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА    
 
Лабораторные работы
 Главная|    Содержание|    Скачать архив

Лабораторная работа № 3
Исследование достижения точности замыкающего звена при сборке методом групповой взаимозаменяемости

Теоретические предпосылки:
      При обеспечении показателя точности методом групповой взаимозаменяемости требуемая точность замыкающего звена достигается путем включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих одной из групп, на которые они предварительно рассортированы. Внутри каждой группы действует метод полной взаимозаменяемости. Сортировка деталей на группы позволяет уменьшить в N раз (N-количество групп сортировки) величины полей рассеяния составляющих звеньев и соответственно замыкающего звена без увеличения точности изготовления размеров составляющих звеньев и, следовательно, без увеличения себестоимости механической обработки деталей.
      Областью применения метода групповой взаимозаменяемости является, как правило, крупносерийное и массовое производство, для особо точных показателей качества, описываемых короткими размерными цепями (m≤4). Например, метод групповой взаимозаменяемости широко применя-ется в подшипниковой промышленности, при обеспечении высокой точности соединения пары втулка-поршень в двигателях внутреннего сгорания.
      Сборка изделий с использованием метода групповой взаимозаменя-емости имеет существенные особенности. Перед сборкой осуществляется измерение на деталях сборочной единицы размеров всех составляющих звеньев размерной цепи и их сортировка на группы. В массовом и крупносерийном производстве для сортировки обычно используются специальные сортировочные автоматы, которые осуществляют и измерение, и сортировку деталей. Сортировка деталей на группы, выделяется, как правило, в отдельную подготовительную операцию. Для осуществления сортировки необходима организация отдельного рабочего места, на котором кроме сортировочного устройства должна располагаться тара для рассортированных деталей. Количество тары зависит от числа групп сортировки. Каждая тара должна идентифицироваться с определенной группой. Маркировка может осуществляться различными методами (надпись мелом или краской, прикрепление бирки и т.д.) и быть постоянной или временной.

Рисунок 3.1 - Схема образования величины замыкающего звена при обеспечении его точности методом полной (а) и групповой взаимозаменяемости (б)

      Для осуществления сборки требуемого количества сборочных единиц необходимо, чтобы количество собираемых деталей, относящихся к одной группе сортировки, было одинаковым или пропорциональным количеству деталей данного наименования, устанавливаемых в одном изделии. Это может быть достигнуто только при условии одинаковых законов распределения размеров комплектуемых деталей на поле допуска. В противном случае окажется, что значительное число деталей, не собирается в сборочные единицы (изделия). Это означает, что методы окончательной обработки сопрягаемых поверхностей должны обеспечивать идентичные законы распределения размеров на полях расширенных допусков. Невыполнение этого условия приводит к нарушению ритмичности сборочного производства, требует увеличения запасов деталей в сборочных цехах, что увеличивает объем незавершенного производства.
      При использовании метода групповой взаимозаменяемости конструк-тор, как правило, задает допуск замыкающего звена ТА0 и расширенные допуски TAi' на составляющих звеньях и указывает в технических требованиях на сортировку деталей по размерам для обеспечения ТА0 . Расчеты числа групп сортировки, границ размеров в каждой группе он не производит, оставляя это технологу. Поэтому технолог начинает работу с проверки возможности групповой взаимозаменяемости при заданных конструктором размерах Ai , расширенных допусках TAi и координатах Eci'.
      Главным условием групповой взаимозаменяемости является сохранение средней величины замыкающего звена при сборке изделий из деталей каждой группы сортировки. Это условие выполняется в том случае, если сумма допусков увеличивающих звеньев, определенных из условий полной взаимозаменяемости, равна сумме допусков уменьшающих звеньев. Для трехзвенных размерных цепей (с m=2), где одно составляющее звено увеличивающее, а второе - уменьшающее, это условие записывается следующим образом:
         
                                    (3.1)
где ТА1, ТА2, ТАi - допуски составляющих звеньев, определенные по условиям полной взаимозаменяемости. Для цепей с m>2 вид условия (3.1) следующий
        
                  (3.2)
где TAiув, TAiум - допуски увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев, определенные по условиям       полной взаимозаменяемости;
      ξi - передаточное число составляющего звена;
      k - число увеличивающих звеньев.
      При этом координаты середин полей допусков Eci также должны удовлетворять условию для полной взаимозаменяемости:
         
                                    (3.3)
где ξi - передаточное отношение i-го составляющего звена;
ЕсА0 -координата середины поля допуска замыкающего звена;
ЕсАi -координаты середин полей допусков составляющих звеньев размерной цепи.
      Выполнение условий (3.1) или (3.2) и (3.3) технолог должен проверить в первую очередь и если они не выполняются, внести поправки в поля допусков составляющих звеньев ТАi и их координат Eci .
      Изготовленные по расширенным допускам ТАi , назначенным конструктором, детали должны рассортировываться на одинаковое количество групп, иначе детали некоторых групп не будут иметь партнеров для образования годного изделия. Это означает, что для трехзвенной размерной цепи (m=2):
         
                                           (3.4)
где n - число групп сортировки, отсюда после обеспечения условия ТА1=ТА2 следует необходимость выполнения условия:
         
                                                 (3.5)
      Если n не целое число, то оно округляется до большего целого, что дает дополнительную возможность расширения TAi' . Для размерных цепей с m>2 условие (3.5) преобразуется в
         
                       (3.6)
      Если условие (3.5) или (3.6) не выполнены конструктором, технолог должен внести корректирующие поправки в допуски TAi' .
      При реализации технологического процесса сборки зависимости (3.4), (3.5) и (3.6) преобразовываются в (3.7), (3.8) и (3.9):
         
                      (3.7)
         
                      (3.8)
         
                      (3.9)
где ωA1 ,ωA2 - поля рассеяния размеров составляющих звеньев в партии изготовленных деталей;
      ωAiув, ωAiум - поля рассеяния размеров соответственно увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев в партии изготовленных деталей
      Необходимо проверить и соответствие назначенных конструктором координат середин полей допусков составляющих звеньев Eci условиям групповой взаимозаменяемости. Для этого рассчитываются координаты Eci,необходимые для правильного с точки зрения групповой взаимозаменяемости расположения полей допусков составляющих звеньев по известной формуле:
         
             (3.10)
где EIi - нижнее отклонение i-го составляющего звена, назначенные для обеспечения полной взаимозаменяемости, при обеспечении условия (3.3). Если рассчитанные по формуле (3.10) координаты середины полей допусков Eci составляющих звеньев не совпадают с назначенными конструктором, то в конструкторский размер следует внести соответствующую поправку, т. е. принять рассчитанные величины. Далее производится определение граничных размеров в группах сортировки составляющих звеньев. Поле допуска TAi' каждого звена разбивают на n частей, каждая из которых равна допуску по условиям полной взаимозаменяемости внутри группы, причем размер верхней границы группы обычно включают в следующую группу. Тогда
         I группа:
             (3.11)
         II группа:
                        
             ...
группа номер N (N=n):
Цель работы:
  • Освоение методики экспериментального исследования формирования величины замыкающего звена при обеспечении его точности методом групповой взаимозаменяемости.
  • Исследование достижения точности замыкающего звена при сборке методом групповой взаимозаменяемости.

Задачи работы:
  • Определение фактических полей рассеяния составляющих звеньев при сборке.
  • Сортировка деталей на группы по размерам составляющих звеньев размерной цепи.
  • 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 3.2). Количество деталей каждого наименования - 50 шт.
  • Микрометр с ценой деления 0,01 мм.
  • Методические указания к проведению лабораторной работе №3.
  • Калькулятор, линейка, карандаш простой, карандаш (ручка) красный для нанесения размерной цепи на эскиз СЕ.

Подготовка к проведению работы:
  1. Изучить общие теоретические сведения, приведенные в работе.
  2. Получить у преподавателя допуск к проведению работы.
  3. Получить набор деталей и измерительные средства для проведения работы.
  4. Подготовить протокол лабораторной работы: заполнить графы "Студент", "№ группы", вычертить эскиз собираемой сборочной единицы, вычертить на эскизе СЕ размерную цепь, выделив ее красным цветом. Описать сущность составляющих звеньев размерной цепи.
Рисунок 3.2 - Эскиз сборочной единицы


Методика проведения исследований:
Перед началом работы необходимо сформулировать физическую сущность замыкающего звена. Для рассматриваемой задачи замыкающее звено А0 - это линейный размер, формирующийся при соединении двух деталей.
  1. Получить у преподавателя значение допуска замыкающего звена ТА0.
  2. Замерить с помощью микрометра 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 облегчения в дальнейшем сортировки все детали пронумерованы, поэтому их размеры необходимо записывать в отчет в соответствии с номерами.
  3. Для каждого звена определить фактическое поле рассеяния размера ωАi по зависимости5 :
    		                  (3.13)
  4. Сравнить и ТА0 и сделать обоснованный вывод о необходимости применения метода групповой взаимозаменяемости.
  5. Определить требуемое количество групп сортировки n по формуле (7).
  6. Разбить поля рассеяния составляющих звеньев на n равных интервалов и рассортировать детали на группы, присвоив каждой группе номер в порядке, одинаковом для обоих звеньев.
  7. Произвести сборку партий сборочных единиц для каждой группы сортировки. При сборке измерять величину замыкающего звена при помощи микрометра. Результаты замеров внести в протокол лабораторной работы.
  8. Определить фактическое для данного эксперимента поля рассеяния замыкающего звена ωA0гр в каждой группе по зависимости:
    		                  (3.14)
  9. Сравнить фактически полученное поле рассеяния замыкающего звена ωA0гр с допуском на замыкающее звено ТА0, заданным преподавателем. На основании сравнения сделать вывод о возможности обеспечения требуемой точности замыкающего звена методом групповой взаимозаменяемости.
__________________
5 Все расчеты должны быть приведены в протоколе лабораторной работы



Содержание выводов:
  1. Дать обоснование выбора метода групповой взаимозаменяемости на основании сравнения ωA0 и TA0 с учетом количества звеньев в размерной цепи.
  2. Сравнить поля рассеяния замыкающего звена до ωA0 и после ωA0гр сортировки деталей по составляющим звеньям размерной цепи. Оценить действительно ли сортировка обеспечивает повышение точности замыкающего звена.
  3. Оценить подтверждает ли эксперимент правильность выбора метода групповой взаимозаменяемости на основании сравнения ωA0гр и ТА0 .

Контрольные вопросы:
  1. Пояснить сущность прямой и обратной задачи, решаемых с помощью теории размерных цепей.
  2. Перечислите условия применимости метода групповой взаимозаменяемости и поясните его сущность.
  3. Перечислите и обоснуйте достоинства и недостатки метода групповой взаимозаменяемости.
  4. Очертите область применения метода групповой взаимозаменяемости.
  5. Приведите условия реализации метода групповой взаимозаменяемости при сборке.

 Главная|    Содержание|    Скачать архив