книги из ГПНТБ / Степанян А.Г. Изготовление малогабаритных корпусных деталей

где L\ — расстояние между вершинами двух центров;

L — расстояние между ножками индикаторов.

Подставляя в выражение (131) значения формул (128), (129) и (130), получим погрешность измерения вследствие перекоса од­ ной оправки

Перекос второй оправки вызывает аналогичную погрешность, которая суммируется с первой как случайные векторные вели­ чины.

Фактический зазор между оправкой и отверстием, а также овальность отверстия вызывают погрешности, аналогичные рас­

смотренной.

Контроль соосности с помощью индикаторного приспособ­ ления (рис. 36, в). Все схемы контроля соосности, основанные на принципе контроля биения одного отверстия относительно

другого, связаны с определенными трудностями в связи с lie­

ft большим отношением а

Для надежности данной схемы контроля в технической лите­

вой поверхности второго отверстия (независимо от на­ правления конусности).

Для отверстий 0 10П мм корпуса (6=10 мкм) погрешность измерения от возможной конусности (0,005 мм) примерно будет 0,032 мм, т. е. несоосность равна 0,016 мм, что соизмеримо с до­ пуском на несоосность точных корпусов.

Аналогичные погрешности возникают из-за овальности отвер­ стия и возможного зазора между оправкой и отверстием.

Контроль соосности с помощью индикаторного приспособле­ ния и оправки (рис. 36, г). При данной схеме вращением инди­ каторного приспособления измеряется биение конца оправки, вставленной во второе отверстие. Как и в схеме, показанной на рис. 36, в, для выявления полной величины несоосности измере­ ние следует производить дважды — с переустановкой мест глад­ кой оправки и индикаторного приспособления. При контроле по

144

данной схеме не выявляется действительное значение несоосно­ сти; если имеет место перекос осей, так как биение проверяется не в среднем сечении отверстий, а на конце гладкой оправки.

Погрешности, связанные с перекосом индикаторного приспо­ собления за счет зазора посадки, конусообразности и овалообраз­ ности отверстий аналогичны рассмотренным выше для схемы, по­ казанной на рис. 36, б. Данной схеме контроля присущи дополни­ тельные погрешности измерения из-за перекоса гладкой оправки. Так, вследствие конусообразности отверстия из-за перекоса оправки, возможная погрешность измерения (биение), согласно выражению (129) определится

где 10— расстояние от наружного торца до измерительной ножки индикатора.

Контроль номинально соосных отверстий по комплексному допуску. При установке подшипников через промежуточные де­ тали (втулки) (рис. 37) несоосностй отверстий и неперпендику­ лярность торцов к осям отверстий приводят к качественно одинаково­ му нарушению условий работы ша­ рикоподшипников, а именно, к отно­ сительному перекосу наружного и внутреннего колец. На этой основе в производстве применяется метод контроля точности расположения от­ верстий по комплексному допуску.

Сущность этого метода контроля за­ ключается в проверке биения по­

верхности одного отверстия при вра­ Рис. 37. Установка подшипнико­ щении детали с базированием ее по вых опор через промежуточ­

другому отверстию и его рабочему ные втулки

торцу.

При этом величина комплексного допуска t определяется из выражения

где е —• допуск на несоосность между двумя отверстиями; L — расстояние между опорными торцами;

D — номинальное значение диаметра торцовой поверхности; s — допуск на биение торца относительно оси отверстия. Расчетная величина комплексного допуска имеет максималь­

ное значение, так как фактически несоосность и неперпендику­ лярность торцов к осям отверстий могут частично или полностью компенсировать друг друга.

Контроль по комплексному допуску не исключает возможно­ сти приемки деталей, у которых величина несоосности или непер­

пендикулярности торцов к осям отверстий может превышать до­ пустимые значения (см. табл. 1). Однако величины биений с каж­ дой стороны полностью характеризуют состояние опор противо­ положных сторон, т. е. относительный перекос двух колец шари­ коподшипников.

По условиям работы предполагается базирование втулки в радиальном направлении по цилиндрической поверхности, а в угловом направлении — по торцовой поверхности вне за­ висимости от размера и геометрической формы отверстия (рис. 38, а, б, в). Эти же условия необходимо обеспечить н при

контроле, т. е. торец контрольной оправки должен плотно приле­ гать к торцу контролируемой детали без деформаций последней или оправки. Для этого предлагается подбирать оправки с зазо­ ром 0,002—0,003 мм.

Величина минимального зазора, допускающего полное приле­ гание оправки к торцовой поверхности детали при максимальном значении неперпендикулярности торца к оси для каждого типо­ размера детали определится из выражения:

(136)

где U;— минимальная длина образующей отверстия или оправ­ ки в мм (на практике обычно равна длине отверстия).

Детали, не имеющие отклонения от перпендикулярности тор­ цовой поверхности к осям отверстий, могут располагаться экс­ центрично относительно оправки за счет зазора z, что вызовет

расчета комплексного допуска величину зазора z следует учесть в выражении (129)

146

Из изложенного следует, что в производственных условиях контроль точности по комплексному допуску часто связан с большими погрешностями установки. При неточном соблюдении правил установки деталь базируется только по отверстию, что не только исключает возможность контроля по комплексному допуску, но и приводит к большой нестабильности полученных результатов.

Для определения возможных границ применения контроля по комплексному допуску автором были проведены контрольные из­ мерения биения торца и параллельности двух торцов партии крышек. Торцовое биение измерялось па оправке (набор опра­ вок изготовлен с интервалом 0,002 мм) в вертикальных центрах (рис. 39, а). Контроль корпуса в сборе с крышкой иногда произ­

водят по комплексному допуску на этих же оправ­ ках.

Торцовое биение крыш­ ки величиной а вызывает биение отверстия в кор­ пусе (в сборе) на вели­ чину

*, = 2 _ І а . (141)

При контроле торцово­ го биения крышка не крепилась на оправке, так как корпус в сборе проверяется на оправках без крепления. Парал­ лельность торцов измеря­ лась на эталонном коль­ це (рис. 39, б).

Показания индикатора с ценой деления 0,002 мм снимались при обеих проверках в фиксированных точках относительно точ­ ки 0. Очевидно, что при плотном прилегании фланца оправки по торцу детали, показания индикатора при проверке параллельно­ сти торцов и торцового биения должны совпадать с точностью в пределах погрешностей измерения.

После математической обработки полученных результатов (согласно РТМ44—62) был получен коэффициент корреляции между измеренными величинами (х и у) гху= —0,28. Известно, что между рассматриваемыми величинами должна быть прямая функциональная зависимость, но полученный знак минус пока­ зывает, что между ними нет даже прямой корреляционной связи.

Из полученных результатов было также ясно, что получены завышенные значения торцового биения.

Принимая во внимание, что значение комплексного допуска

148

для собранного корпуса оговорено величиной 0,02 мм (биение), ясно, что нестабильность, полученная при проверке торцового биения крышки, приводит к недопустимым погрешностям изме­ рения, превышающим до­ пуск в несколько раз.

На рис. 40 показана схема комплексного конт­ роля соосности отверстий рамы 0 ЗА мм; несоос­ ность 0,01 мм, торцовое биение 0,005 мм.

Цапфы из комплекта через 0,002 мм подбирают с зазором 2—3 мкм, уста­

навливают в отверстия

Рис. ДО. Схема контроля по комплексному

рамы и закрепляют дву­ допуску

мя винтами. Рама с цап­ фами устанавливается на «ножах» и прокручивается. Биение

каждой цапфы на плече 21 мм от опоры не должно превышать 0,02 мм.

В данном случае величина комплексного допуска рассчитана

где ві и е2— соответственно составляющие погрешности от несо­ осности отверстий и неперпендикулярности торцовой поверхности оси отверстия, которые подсчитывают по формулам:

е — допуск на несоосность;

s — допуск на неперпендикулярность торцовой поверх­ ности оси отверстия;

I — расстояние от точки опоры до ножки индикатора; L — расстояние между опорами.

Подставляя числовые значения в выражение (142), получим

t = 2 0,0іу + 0,005^ = 0,02 мм.

При отсутствии неперпендикулярности торцовой поверхности оси отверстия или при базировании цапфы только по диаметру весь комплексный допуск используется на несоосность. Несоос­ ность при этом может достигнуть величины

149

Для указанной рамы эта величина равна е = 0,026 мм, т. е. в 2,6 раза больше допуска на несоосность.

Иногда цапфы устанавливают без крепления винтами, при­ чем цапфы подбирают плотно (туго), чтобы обеспечить их непо­ движность при контроле. Такая схема контроля выявляет только несоосность, а использование комплексного допуска приводит к приемке рам, в которых значение несоосности в 2,6 раза превы­ шает действительный допуск.

На основе анализа условий работы шарикоподшипниковых опор при комплексном действии несоосности отверстий и непер­ пендикулярности их торцов осям автором была предложена но­ вая методика контроля по комплексному допуску. В основу этой методики был положен существующий на производстве метод контроля торцовых поверхностей деталей на оправке.

В табл. 10 приведены основные схемы получения комплексной погрешности (в плоскости), где рассмотрены крайние случаи, когда несоосность имеет значение е, а неперпендикулярность тор­

цов к осям Ѳ= arctg — .

Ось промежуточной детали при перпендикулярности к своей опорной поверхности и при нормальной сборке перпендикулярна торцовой поверхности корпуса, а ось наружного кольца шарико­ подшипника при нормальной сборке совпадает с осью втулки. Ось внутреннего кольца принимает направление общей оси. Со­ стояние подшипниковых опор характеризуется углом относитель­ ного перекоса наружного и внутреннего колец (углом между осью втулки и общей осью), а этот угол определяется неперпен­ дикулярностью торцовых поверхностей относительно общей оси.

За общую ось практически можно принять ось гладкой оправ­ ки, плотно вставленной в оба отверстия. Контроль биения тор­ цов относительно общей оси, как комплексного показателя по­ грешности взаимного расположения отверстий для сквозных от­ верстий не представляет трудности.

Для оценки такого метода контроля были проведены конт­ рольные измерения двух рам. Каждая рама проверялась по 20 раз с каждой стороны. Оправка из набора, изготовленного че­ рез 0,002 мм, вставлялась плотно от руки. Биение измерялось в горизонтальных центрах рычажным индикатором ИРП ценой де­ ления 0,001 мм (рис. 41, а). Полученные результаты показывают большую стабильность такого контроля. Разброс показаний в основном находится в пределах точности измерения индикатора. Величины погрешностей измерения вследствие геометрической неточности отверстий и зазора при этом методе незначительны.

Конусность отверстий независимо от ее направления не вы­ зывает погрешности (рис. 41,6), если оправка подбирается по минимальному диаметру без зазора.

Разница номинальных диаметров отверстий в пределах допуска

150

2882 .Зак 11

І53