Пособие по КР Болотэн

167

Начинаем расчет с определения допускаемой погрешности измерения [εизм] по указанному контролируемому параметру – радиальное биение с допуском 0,05 мм. На основе данных табл. 3.1 принимаем

[εизм] = 0,012 мм.

Далее определяем расчетную (ожидаемую) погрешность измерения для рассматриваемого контрольного приспособления εизм, которая должна быть меньше или равна допускаемой погрешности измерения.

Расчёт будем производить на основе формулы (3.2)

εизм = εиу + εип + εим + εнб2 + ε2з + εис2 + ε2зп + εси2 + ε2др .

Определим составляющие расчетной погрешности измерения, которые можно исключить из расчётной формулы из-за особенностей конструкции приспособления и используемой схемы измерения.

Погрешность изготовления установочных элементов приспособления (в данном случае штифтов) не влияет на процесс измерения, поэтому составляющая εиу из расчётной формулы исключается.

Приспособление служит для контроля биения одной поверхности относительно другой, то есть конструкторской базой является отверстие меньшего диаметра в контролируемой детали, эта же поверхность используется для базирования детали в контрольном приспособлении, что реализовано с помощью установочных элементов в виде штифтов в его конструкции. То есть имеет место совмещение измерительной и конструкторской базы, поэтому составляющую εнб, можно исключить из расчётной формулы.

Также очевидно, что при контроле не произойдет смещения измерительной базы детали от заданного положения под действием измерительных сил, так как контролер всегда поджимает внутреннюю базовую поверхность к установочным элементам. Поэтому составляющая εис тоже исключается.

В конструкции приспособления отсутствуют зажимные элементы, и не используются меры и эталоны, следовательно, исключаем погрешности εз и εим, связанные с их использованием.

Окончательно получаем следующую расчётную формулу

εизм = εип + ε2зп + εси2 + ε2др ,

составляющие которой и необходимо рассчитать.

168

Определяем погрешность изготовления передаточных устройств eип, к которым относятся рычаг 3 и палец 4, по формуле (3.3).

eип = Dрд + Dру + Dрн + Dрк + Dрп.

Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов находим по формуле (3.4):

æ	-	39,75	ö	× 0,05	= 0,0006 мм.
рд = ç1		40,25	÷
è			ø

Погрешность Dру для равноплечего рычага при его малых перемещениях находится по формуле (3.6)

ру = 40 ×sin1°× (1- cos2°) = 0,0004мм.

Погрешность от непропорционального перемещения рычагов определяем согласно формуле (3.7).

Для рассматриваемого случая: l = 40 мм, b = 3°= 0,052 рад.

= 40 × 0,0523 = рн 3 0,0018мм.

Погрешность от перемещения точки контакта рычагов определяем по формуле (3.8):

Для рассматриваемого случая: l = 40 мм, b = 3°= 0,052 рад, r = 2 мм.

40 × 0,052 + 2( 1+ 0,0522 -1)

рк = 40× 0,052 - 2(1+ 0,0522 -1)-1 = 0,0026 мм.

Найдем погрешность прямой передачи пальца 4, который перемещается в направляющей втулке высотой 30 мм. Зазор между втулкой и пальцем 0,02 – 0,03 мм, смещение оси индикатора относительно оси пальца не превышает 0,2 – 0,3 мм. Погрешность прямой передачи определяем согласно формуле (3.9)

рп = e × hs = 0,2 0,0330 = 0,0002 мм.

Таким образом, суммарная погрешность передаточного устройства

равна

eип = 0,0006 + 0,0004 + 0,0018 + 0,0026 + 0,0002 = 0,0056 мм.

169

В приспособлении рычаг 3 поворачивается на цилиндрической оси 11 (рис. 3.29). По табл. 3.6 погрешность от зазоров между осью и рычагом

примем εзп = 0,006 мм.

Средством измерения в контрольном приспособлении является индикатор часового типа 2ИГ с ценой деления 0,002 мм и диапазоном измерения ± 0,1 мм. По табл. 3.4 погрешность средства измерения

εси = 0,0024 мм.

Другие погрешности, вызванные действием случайных факторов, определим как часть допуска на контролируемый параметр. В соответст-

вии с п. 3.7.1: eдр = 0,03 × 0,05 = 0,0015 мм.

Определяем суммарную расчетную погрешность измерения контрольного приспособления в направлении контролируемого параметра (радиальное биение отверстий) по полученной ранее формуле

εизм = εип + ε2зп + εси2 + ε2др =

=0,0056 + 0,0062 + 0,00242 + 0,00152 = 0,012мм.

Проверяем условие пригодности приспособления, сравнивая полученное расчетное значение погрешности измерения с наибольшим допустимым значением. Расчетное значение должно быть меньше или равно допустимому значению:

eизм £ [eизм],

0,012 мм ≤ 0,012 мм.

Условие выполняется. Следовательно, данное контрольноизмерительное приспособление полностью удовлетворяет требованиям к точности измерительной оснастки и может использоваться для выполнения контрольной операции. Однако полученное значение находится на границе допустимого диапазона. Для уменьшения погрешности измерения можно рекомендовать использовать схему контроля без передаточного устройства, которое вносит наибольший вклад в суммарную погрешность.

Пример №2. Требуется определить погрешность изготовления установочных элементов контрольного приспособления εиу, схема контроля которого представлена на рис. 3.30. Приспособление используется для контроля радиального биения наружной поверхности ÆD = 200 мм, относительно оси детали. Деталь устанавливается в центрах, длина детали L = 120 мм, расстояние от гнезда индикатора до контролируемой поверхности m = 50 мм.

170

m

0,2/100

D

L

0,5

Рис. 3.30. Схема измерения радиального биения

Из рис. 3.30 видно, что погрешность измерения, связанная с изготовлением приспособления, зависит от выполнения двух требований – несоосность центров в пределах 0,5 мм и неперпендикулярность стержня индикатора к базовой оси в пределах 0,2 мм на длине 100 мм. Это можно записать следующим образом:

εиу = ε1 + ε2 ,

где ε1 – погрешность изготовления, вызванная отклонением от соосности центров приспособления; e2 – погрешность изготовления, вызванная отклонением от перпендикулярности стержня индикатора к базовой оси.

Определим численное значение погрешности ε1, для чего составим расчетную схему, на которой рассмотрим наихудший случай, когда отклонение от соосности действует в направлении измерения (рис. 3.31).

Из-за несоостности центров смещается точка контакта детали с наконечником индикатора, тем самым измеренное значение контролируемого параметра будет отличаться от действительного на величину равную длине отрезка AB (рис. 3.31), что в данном случае и соответствует погрешности e1:

e = AB = OB - OA =		D	-	D	cos a =	D	×sin a × tga
1	2	× cos a	2		2

где a – угол, под которым будет располагаться деталь, установленная в центрах, при наличии отклонения от их соосности.

1	B
ε
	α A

α

O

171

δ = 0,5

L = 120

Рис. 3.31. Расчетная схема к определению погрешности ε1

Учитывая, что угол a обычно очень мал, следовательно

sin a = tga = Lδ ,

тогда полученную выше формулу можно преобразовать к виду:

e1 = Dd2 . 2L2

С учетом исходных данных получаем

e =	Dd2	=	200 × 0,52	= 0,0017 мм.
1	2L2		2 ×1202

Похожим образом определим значение погрешности e2, для чего составим расчетную схему, на которой рассмотрим наихудший случай отклонения от перпендикулярности индикатора к базовой оси (рис. 3.32).

Из-за отклонения от перпендикулярности индикатора смещается точка контакта детали с его наконечником, тем самым измеренное значение контролируемого параметра будет отличаться от действительного на величину равную длине отрезка AB (рис. 3.32), что в данном случае и соответствует погрешности e2:

e2 = AB = OB - OA = cosma - m × cos a = m ×sin a × tga ,

где a – угол, под которым будет располагаться стержень индикатора к базовой оси, при наличии отклонения от перпендикулярности.

172

m = 50

0,2/100

ε2

O A

B α

Рис. 3.32. Расчетная схема к определению погрешности ε2

Учитывая, что угол α обычно очень мал, следовательно sin α = tgα = 1000,2 ,

тогда, с учетом исходных данных получаем

ε = 0,22 =

2 501002 0,0002 мм.

Окончательно получаем следующее значение погрешности изготовления контрольного приспособления в направлении измерения

εиу = 0,0017 + 0,0002 = 0,0019 = 0,002 мм.

Если деталь будет установлена на разжимной центровой оправке, рабочая поверхность которой изготовлена с некоторым радиальным биением относительно центровых отверстий (например, 0,05 мм), то в суммарную погрешность изготовления контрольного приспособления войдет ещё одна погрешность ε3, численно равная величине биения оправки, т. е.

εиу = ε1 + ε2 + ε3 = 0,0017 + 0,0002 + 0,05 = 0,0519 = 0,052 мм.

Аналогичным образом может быть выполнен расчет для других схем контроля, а также решена обратная задача, когда по известной допустимой погрешности изготовления приспособления устанавливают требования к расположению его установочных и других элементов (допускаемые отклонения от соосности, перпендикулярности, параллельности и т. д.).

Другие примеры по расчёту КИП можно найти в пособии [31].

173

3.8. Принцип работы спроектированного КИП

После того как выполнены все этапы по проектированию и расчёту контрольно-измерительного приспособления и подготовлена конструкторская документация, необходимо указать технические характеристики приспособления и описать принцип его работы.

В описании принципа работы контрольно-измерительного приспособления должна быть отражена следующая информация:

–классификация приспособления;

–назначение приспособления (тип и объекты контроля);

–перечень контролируемых параметров;

–как осуществляется базирование и закрепление контролируемого объекта в приспособлении для выполнения контроля;

–как работает зажимной механизм приспособления, его конструкция и воздействие на контролируемый объект;

–какие средства измерений применены в приспособлении, какой метод измерения используется (абсолютный или относительный), как выполнить настройку средств измерения на контролируемый параметр;

–как производятся измерения и считываются показания, как определяется соответствие контролируемого параметра установленным требованиям, как признать объект годным или бракованным;

–как снимается объект после выполнения контроля;

–как работают вспомогательные элементы конструкции приспособления (подвижные и неподвижные);

–как осуществляется настройка, регулировка и ремонт приспособления с целью замены изношенных деталей;

–как осуществляется транспортировка приспособления.

Также в описании необходимо отразить другие особенности конструкции приспособления – особые детали и узлы, применённые технические решения и т. п. Текст описания конструкции и принципа работы приспособления следует составлять таким образом, чтобы в нем были указания на конкретные детали и узлы приспособления в виде ссылок на соответствующие позиции его сборочного чертежа.

Если в пояснительной записке имеется рисунок, иллюстрирующий конструкцию приспособления, то допустимо ссылаться на позиции, указанные на этом рисунке.

Рекомендации по оформлению сборочных чертежей контрольных приспособлений приведены в разделе 4.

174

4. Требования и рекомендации по выполнению сборочных чертежей станочных и контрольных приспособлений

4.1. Общие требования к сборочным чертежам станочных и контрольных приспособлений

Сборочный чертеж технологической оснастки, как и любой сборочный чертеж, представляет собой документ, который содержит изображение сборочной единицы и информацию, необходимую для её сборки и контроля. Требования к сборочным чертежам регламентированы ГОСТ 2.109–73, в соответствии с которым сборочный чертеж должен содержать:

1)изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи её составных частей;

2)сведения, обеспечивающие возможность сборки и контроля сборочной единицы;

3)размеры, предельные отклонения и другие параметры и требования, которые должны быть проконтролированы или выполнены по сборочному чертежу;

4)указания о характере сопряжения и методах его осуществления, если точность сопряжения обеспечивается при сборке (подбор деталей, их пригонка, регулировка и т. д.;

5)указания о способе выполнения неразъемных соединений (сварных, паяных и др.);

6)основные характеристики изделия.

Изображения основных видов на сборочном чертеже следует располагать в проекционной связи, что облегчает чтение чертежа. Помимо основных видов могут применяться дополнительные виды, разрезы и сечения, поясняющие форму и расположение деталей, входящих в изделие. Их изображения могут размещаться на свободном месте поля чертежа с соответствующей ссылкой на них с основных видов. Если изображения размещаются на нескольких листах, то рядом с их названием в скобках указывается ссылка на номер листа, где находится исходный вид, а на исходной ссылке – номер листа, где приведено соответствующее обозначение.

Основная надпись сборочного чертежа выполняется по ГОСТ 2.104– 2006. Она должна содержать обозначение чертежа (тоже, что и на спецификации) с добавлением в конце шифра «СБ» (сборочный). В графе названия основной надписи приводится название изделия с добавлением «Сборочный чертеж» меньшим шрифтом (рис. 4.1 и 4.2).

175

а)

б)

Рис. 4.1. Пример выполнения основной надписи на первых листах спецификаций станочных (а) и контрольных (б) приспособлений

а)

б)

Рис. 4.2. Пример выполнения основной надписи на первых листах сборочных чертежей станочных (а) и контрольных (б) приспособлений

176

Вграфе «Лит.» основной надписи приводится обозначение «УДП» для дипломных проектов или «УКП» для курсовых проектов. В графе масса приводится ориентировочная масса приспособления в килограммах без добавления «кг». Сборочные чертежи станочных и контрольных приспособлений рекомендуется выполнять на листах формата А1. Допустимо как горизонтальное, так и вертикальное их расположение. Другие требования к сборочным чертежам, а также правила выполнения буквенноцифровых обозначений листов приведены в [1] и СТП 2.02 – 2002.

Вучебных целях на сборочных чертежах не рекомендуется чрезмерно упрощать изображения элементов конструкции, избегать условных и схематичных изображений. Такие элементы как подшипники, пружины, манжеты, детали резьбовых соединений рекомендуется изображать полностью. Также следует показать радиусы скруглений литых деталей.

На сборочных чертежах должны быть указаны следующие группы размеров:

– габаритные размеры, определяющие предельные внешние или внутренние очертания изделия,

– установочные размеры, по которым изделие устанавливается на месте монтажа,

– присоединительные размеры, по которым изделие присоединяется

кдругим изделиям,

– справочные размеры, поясняющие особенность конструкции или сборки.

Для каждой составной части изделия на сборочном чертеже должен быть указан номер позиции. Номера позиций наносят на полках линийвыносок, проводимых от изображений составных частей. Линии-выноски пересекают контур изображения составной части и заканчиваются точкой. Номера позиций указывают на том изображении, на котором нумеруемая составная часть является видимой. Линии-выноски не должны пересекаться между собой, не должны быть параллельны линиям штриховки и по возможности не должны пересекать изображение других составных частей, а также размерных линий чертежа. Номера позиций наносят на чертеже один раз, располагают параллельно основной надписи чертежа и группируют в колонку или строчку. Рекомендуемый размер полок 10 - 12 мм, размер шрифта номеров позиций больше размера шрифта размерных чисел в 1,5 раза. Для группы крепежных деталей, относящихся к одному и тому же месту крепления, допускается проводить общую ли- нию-выноску. В этом случае полки для номеров позиций должны распола-