Файл: Степанян А.Г. Изготовление малогабаритных корпусных деталей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
(102)
Дифференцируя это выражение по х, получим
откуда можно найти угол, составляемый касательной в средней точке, длины I обрабатываемой шейки с номинальной осью дета ли (рамы)
Принимая направление этой касательной за направление при веденной оси обрабатываемой шейки, фактически получаем угол перекоса этой оси
(103)
При обработке двух шеек с переустановкой детали (рамы), в общем случае, когда не фиксируется относительное угловое по ложение, оси двух обрабатываемых шеек перекрещиваются. Ве личину несоосности при этом определяем по описанной выше ме тодике (см. стр. 24).
В частных случаях возможны параллельное смещение осей на величину:
(104)
и перекос осей под углом 180—ß. Величина несоосности опреде лится из выражения
(105)
Если под действием сил резания возникает или увеличивается первоначальное биение вращающегося переднего центра, то соот ветственно изменяются и рассмотренные выше погрешности со осности.
Перекос осей шеек на величину ß порождает иеперпеиднкулярность торцовых поверхностей к ним на эту же величину, но для двух торцовых поверхностей, обрабатываемых с переуста новкой детали (рама), эта погрешность не вызывает непарал лельности.
Неравномерность осевой податливости передней бабки AW0 вызывает биение обрабатываемых торцовых поверхностей отно сительно оси вращения на величину
S = Рхк W0. |
(106) |
126
При обработке двух торцовых поверхностей с переустановкой детали (рамы) их непараллельность Асц находится в пределах
0;< Доч < - 2P*bW0 |
(107) |
D |
|
где D — диаметр обрабатываемой поверхности. Непараллельность обрабатываемой торцовой поверхности от
носительно базовой (схема 3), определяется из выражения
Даа |
PxbWо |
(108) |
|
D |
|||
|
|
||
Погрешности, порождаемые температурными |
деформациями |
системы, следует рассматривать по двум группам:
1)Температурные деформации, постоянные в процессе обра ботки одной детали.
2)Изменение температурных деформаций в процессе обра ботки одной детали. Следует отметить, что влияние последних в режиме установившегося теплового равновесия системы незначи тельно и ими можно пренебречь.
На токарном станке основными источниками погрешностей взаимного расположения поверхностей являются температурные деформации передней бабки. Если известны изменения геомет рических параметров станка от температурных деформаций, то следует произвести перерасчет точности обработки с учетом этих изменений.
Погрешности установки детали влияют, в основном, на точ-і ность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей от носительно обработанных на предыдущих операциях. На точ ность взаимного расположения поверхностей, обрабатываемых в данной операции, влияние этой погрешности незначительно из-за применения нескольких проходов для обработки каждой поверх ности.
Размерный износ режущего инструмента непосредственно не влияет на точность взаимного расположения поверхностей, а влияет на точность через изменение величин составляющих сил резания.
ТОЧНОСТЬ ВЗАИМНОГО
РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
СОСТАВНЫХ КОРПУСОВ
При изготовлении сборных корпусов наибольшую трудность со ставляет обеспечение взаимного расположения поверхностей в разных половинках корпуса.
На практике применяют два варианта построения технологи ческого процесса обработки на металлорежущих станках отвер стий в сборных корпусах. При первом варианте окончательная обработка взаимосвязанных поверхностей корпуса производится в собранном виде. В этом случае технологический процесс и об разование отдельных погрешностей при обработке принципиаль но такие же, как и для цельных корпусов. При втором варианте отдельные составляющие части корпуса окончательно обрабаты ваются раздельно, после чего собираются без дополнительной об работки. При таком технологическом процессе обеспечение от дельных требований по взаимному расположению поверхностей имеет свои характерные особенности.
С точки зрения возможностей обеспечения взаимного распо ложения поверхностей, особый интерес представляют следующие три разновидности сборных корпусов: с двумя крышками, с од ной крышкой и из двух половин.
Одним из основных требований по взаимному расположению поверхностей в этих деталях является соосность двух отверстий. Указанные отверстия ^предназначены для установки прецизион ных подшипников качения, перекос колец которых вследствие не соосности отверстий, приводит к увеличению момента трения, а последний является ограничивающим фактором точности при бора.
Сопряжение крышки с корпусом или двух полукорпусов про изводится по выточке небольшой длины (глубины), а крепле ние — винтами. Сопряжение выполняется по скользящей посад ке, по одной из переходных посадок или пригонкой крышки по корпусу с обеспечиванием заданной величины среднего зазора.
При обработке корпусов указанных типов в собранном виде обеспечивается относительно высокая точность по соосности от верстий. Однако корпусные детали по условиям технологическо го процесса сборки обычно разбираются. Очевидно, что повтор
128
ная сборка не может обеспечить первоначальную точность взаим ного расположения поверхностей.
Условно примем, что процесс разборки и сборки не вносит до полнительных погрешностей, связанных с деформациями отдель ных элементов. Учитывая также, что посадочные (базирующие) цилиндрические поверхности имеют относительно небольшую длину, можно принять, что во всех случаях при сборке имеет ме сто плотное прилегание торцовых поверхностей. В указанных ус ловиях разборка и повторная сборка корпуса приводят к образо ванию дополнительной погрешности соосности в результате сме щения сопрягаемых частей в пределах зазора посадки.
Для корпусов из двух половин или корпуса с одной крышкой величина дополнительной несоосности (эксцентриситета)
8 = 8 '+ 8", |
(109) |
где б' — составляющая несоосности, полученная при совместной обработке из-за параллельного смещения двух частей в пределах зазора;
б" — составляющая несоосности, полученная при повторной сборке.
Очевидно, что
шах |
шах |
^ ’ |
где z — величина зазора между |
посадочными поверхностями |
|
двух сопрягаемых частей. |
|
В частных случаях эти составляющие могут компенсировать друг друга, т. е. дополнительной погрешности при повторной сборке не будет. Для этого при повторной сборке должны до биться идентичности взаимного положения двух частей. Макси мальная величина указанной погрешности 6max= z получается также в частном случае, когда две половинки при обработке и при повторной сборке имеют максимальное смещение в противо положном направлении. Однако в общем случае выражение (109) следует рассматривать как векторную сумму двух случайных, по величине и направлению, погрешностей.
Если зазор в сопряжении получается только в результате овальности сопрягаемых поверхностей в одном направлении, то погрешности 6' и ß" имеют или одинаковое или противополож ное направление.
Для корпуса с двумя крышками при условии, что после об
работки разбираются обе крышки, ожидаемая |
дополнительная |
погрешность определится из выражения |
|
8 = 8 ; + 8 ; + 8 ; ' + 8 ” , |
( П О ) |
где индексами 1 и 2 обозначены соответствующие погрешности для двух крышек.
^Максимальный эксцентриситет, вызванный разборкой и сбор кой крышек, будет иметь величину
так как при смещении двух крышек одновременно в пределах за зоров Z\ и z2 погрешности частично компенсируются.
Таким образом, совместная обработка элементов сборного корпуса технологически целесообразна и обеспечивает высокую точность соосности, если зазор в сопряжении относительно не велик, что способствует точному базированию при повторной сборке.
При раздельной обработке элементов сборного корпуса несо осность, в общем случае, является суммарной погрешностью от параллельного смещения осей двух отверстий (эксцентриситета) и их относительного перекоса. Для выявления этих двух состав ляющих погрешности рассмотрим конкретные схемы сборки ука занных выше корпусов.
СБОРКА КОРПУСА С ДВУМЯ КРЫШКАМИ
На рис. 33, а показана схема суммирования погрешностей парал лельного смещения осей:
+ В3 + В+ -j- В5, |
(П1) |
где 6 і — эксцентриситет осей двух замковых выточек корпуса;
д
|
Рис. 33. Образование погрешностей в сборном корпусе |
Ö2 |
и бз — эксцентриситеты осей отверстий, вызванные смещением |
|
в пределах зазора, соответственно правой и левой кры |
|
шек при сборке (В, = ~ > Ва = -y-j; |
Й4 |
и 6 5 — эксцентриситеты осей замковых поверхностей крышек |
|
относительно осей посадочных отверстий. |
|
Суммарный эксцентриситет бэ следует рассматривать как век |
торную сумму случайных погрешностей.
130
В зависимости от технологического процесса, из случайных величин бі, 6 2, 6 з, 6 4 и Ö5 взаимосвязанными могут быть" 6 2 и бз,
если при сборке с корпусом крышки прижимаются в определен ном направлении, и 6 4 с 6 5 , если обработка и сборка крышек ве
дутся при фиксированном угловом положении относительно тех нологической оснастки и корпуса. В общем случае случайные ве
личины 6 2 с бз независимы от случайных величин 6 4 с 6 |
5 , и все |
они независимы от бь |
|
Вторая составляющая несоосности — перекос осей |
склады |
вается из неперпендикулярности опорных торцов осям отверстий
(рис. 33, б) и определяется из выражения: |
|
Т = Ті + Тз + Тз + Т4. |
(112) |
где уі и у2 — иеперпепдикулярности опорных торцов корпуса от
носительно общей оси выточек; уз и у4 — иеперпепдикулярности опорных торцов крышек от
носительно оси отверстий.
Случайные величины уі и у2 могут быть взаимосвязанными в
зависимости от технологической схемы обработки. Например, при обработке одной поверхности на базе второй или при обра ботке с одного установи. На практике обработка часто ведется на базах торцов А, и если при этом не фиксировано угловое по ложение корпуса, то случайные величины можно считать неза висимыми.
Сказанное выше относительно 6 4 и 6 5 справедливо также для
неперпендикулярности торцов уз и у4, т. е. если крышка обраба тывается без фиксации углового положения, то значения уз и у4
независимы.
Суммарная погрешность соосности, если все первичные по грешности независимы, можно определить по формуле
s,= f«в V |
<113> |
где Аі — передаточное отношение;
fe и ki — коэффициенты относительного рассеяния суммарной и первичных погрешностей.
Принимая за величину суммарной несоосности половину мак симального биения одного отверстия относительно второго, кото рая включает в себя эксцентриситеты и перекосы, нужно переве
сти их в одно измерение.
Величины биений с двух сторон вследствие пеперпендикуляр-
ности торца корпуса оси: |
2 (L + |
|
28^ = |
/,) у,; |
|
28^ = |
2 (L-j- /,) у2; |
|
Ti = |
tg т, = |
, |
131
9*
Где ä [— торцовое биение корпуса |
относительно |
общей осп |
замков; |
|
|
D — диаметр замковых (сопрягаемых) поверхностей; |
||
1\ и Іо— размеры крышек от опорной поверхности |
до среднего |
|
сечения проверяемого отверстия; |
|
|
L — расстояние между опорными поверхностями корпуса. |
||
Отсюда |
L -f- l i |
|
|
|
|
D |
D |
|
Раскрывая формулу (113), для нашего примера необходимо учесть, что для всех параллельных смещений передаточное число равно единице, а для перекосов оно образуется аналогично вели чине Ау11.
8 = ± |
. у |
Щъ\ + |
Щ8“ -I- k\ 8* + |
Щ8= + Щ8 g + Äg |
/. + /, |
a~ + |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
k\ \ - L£ ) ’ * + * { |
L4~ h\~ n2 |
L + h |
|
|
|
|
|
||||
+ |
D |
a l + k l |
|
D |
ai |
(114) |
|
|||||
Из условия симметричности' |
детали |
можно принять: 6 2 |
= 6 3 |
; |
||||||||
64 = 65; |
fli = 0 |
2 ; аз~ |
аА', k2 = |
; kt, = k$\ h = k7\ k$= |
k$, |
а также |
/] = |
|||||
= l2=l. Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
о„ = |
|
А? 8 J+ 2А| 8|+ 2*2 82 + 2*2 |
L + 1 |
|
|
|
|
|||||
|
у |
|
D |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
+ 2Щ |
|
|
|
|
|
(115) |
|
||
Необходимо отметить, что биение в отверстиях |
корпуса |
с |
||||||||||
обеих сторон имеет одинаковое значение — 28в. |
|
|
|
|
|
СБОРКА КОРПУСА С ОДНОЙ КРЫШКОЙ
Схема образования эксцентриситета при сборке корпуса с одной крышкой определяется из выражения
|
8 |
= 8 1 + 8 а + |
8 а, |
(116) |
где 6 |
і — эксцентриситет осей посадочной поверхности под крыш |
|||
|
ку и отверстия корпуса; |
|
и отвер |
|
і& |
2 — эксцентриситет осей посадочной поверхности |
|||
|
стия крышки; |
отверстий |
вследствие перемещения |
|
63 — смещение осей |
||||
|
крышки в поле зазора при ее закреплении. |
|
||
Аналогично выражению (112) |
|
|
||
|
|
Т = Ті + Ъ |
|
(117) |
132
где Yi и У2 — неперпендикулярности опорных поверхностей соот ветственно корпуса и крышки относительно поса дочных отверстий.
Приведенные выше рассуждения о независимости случайных величин и законах их распределения справедливы и в этом слу чае. Но здесь перекос крышки на угол у вызывает биения с двух сторон разной величины.
Со стороны крышки величина несоосности
2&' = f - f o + flg,
а со стороны корпуса
» " = - § - (я .+ oJ-
Аналогично выражению (115) величину суммарной несоосно сти рассчитывают следующим образом:
со стороны крышки
У |
чч- |
“Г Щ ~ ^ Г йл + |
D - |
' а 2 I (118) |
|
+ Щ °2 4" Щ Ч |
Щ “ |
||
со стороны корпуса |
|
|
|
|
\ = х У |
чч+чч+чч |
|
|
(119) |
|
|
|
|
|
Величина несоосиосги со стороны крышки от перекоса торцов |
||||
имеет незначительное значение, так как отношение |
, как пра |
|||
вило, мало. |
|
|
|
|
СБОРКА КОРПУСА ИЗ ДВУХ ПОЛОВИН
Конструктивно такой корпус принципиально не отличается от предыдущего и схема образования суммарной погрешности ана логична уже рассмотренной, т. е.
/ |
|
|
|
Ч |
(120) |
|
Щи ЩЩ+ Щч + Щ |
аі + Щ а : . |
|||||
|
||||||
У |
г ---------- |
|
Щ— |
а\ а - kl \ |
( 121) |
|
2 S2 |
. I |
|||||
Щ Ч+кЩ +Щ о: |
|
|||||
|
|
|
4 D 2 |
1 5 D3 |
J |
При равенстве длин двух половин корпуса (L, = L2) величина
несоосности с двух сторон будет одинаковой, т. е. оВі — 8^.
Сравнивая выражения (118), (119) и (120), (121) можно за метить, что эксцентриситет осей слагается из одинаковых состав ляющих для обоих случаев,
133