Технологические основы конструирования деталей.

Конструирование деталей должно рассматриваться как этап сопряженный с этапом их изготовления: естественно, что оба этих этапа должны быть тесно связаны взаимными ограничениями.

Комплекс технологических ограничений достаточно широк, остановимся лишь на технологических ограничениях, определяющих так называемую точностнуютехнологичность деталей.

Как уже отмечалось, в точном приборостроении рабочие (сопрягаемые) поверхности деталей практически всегда обрабатывают на металлорежущих станках, т.к. требования к точности размеров этих поверхностей, как правило не ниже 7 – 8 квалитетов. Таким образом, функциональную точность деталей определяют технологические процессы, характерные для металлорежущих станков.

Известные технологические процессы, характерные для металлорежущих станков, подразделяются в зависимости от методов резания, используемого оборудования и режущего инструмента на три группы:

– обработка резцами;

– обработка абразивным инструментом на станках;

– обработка тонкими абразивами вручную.

Рис. 1.2. Уровни точности технологических процессов.

Каждой группе перечисленных процессов свойственна своя предельно достижимая точность и соответствующая ей стоимость. Качественное соотношение зависимостей между точностью δq и стоимостью получения допуска Qq для этих групп процессов в условном масштабе приведено на рис. 1.2. в виде кривых 1, 2, 3, представляющих равнобочные гиперболы.

Естественно, реальным технологическим процессам, соответствуют участки кривых обведенные сплошными линиями; штриховые участки кривых следует рассматривать лишь как теоретически возможные, хотя на практике в зоне узловых точек Э и П они используются ввиду отсутствия резкого контраста результатов.

Таким образом, диапазон характеристик точности δq, соответствующий всем видам технологических процессов окончательной обработки рабочих поверхностей деталей, естественным образом разбивается на три зоны:

– зону наиболее экономичных допусков, справа от точки Э;

– зону предельных для станочной обработки допусков между точками Э и П;

– зону допусков соответствующую ручным доводочным технологическим процессам, слева от точки П;

Допуски в узловых точках Э и П называют экономическим и производственным уровнями точности и обозначают δqэ и δqп соответственно.

Дадим следующие определения этим уровням точности:

– экономический уровень точности для станочной обработки деталей соответствует предельной точности, получаемой в серийном производстве с помощью типовых инструментов и приспособлений на обычном универсальном и автоматическом оборудовании.

– производственный уровень точности для механической станочной обработки деталей соответствует предельной точности, достигаемой на обычном оборудовании с помощью специальных инструментов, приспособлений и методов.

– зону расположенную левее точки П, можно характеризовать как зону технически достижимой в данное время точности; левая граница этой зоны не определена, т.к. сильно зависит от квалификации рабочего и точности используемых методов и средств контроля. Точность соответствующая этой границе, называется техническим уровнем точности для механической обработки, выполняемой вручную.

Заметим, что в случае механизации доводочных процессов данный технический уровень обращается в производственный.

Для приборостроительных заводов можно установить следующие средние соотношения между уровнями точности по стандартам:

– экономическому уровню точности Э соответствует 8-й квалитет точности;

– производственному уровню П соответствует 6-й квалитет для вала и 7-й квалитет для отверстия;

– техническому уровню соответствует 5-й квалитет для вала и 6-й квалитет для отверстия.

Средние значения уровней точности для наиболее распространенных типов поверхностей и деталей в зависимости от технологических процессов и требований к точности приведены в таблице 1. 3.

Таблица 1.3.

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ.

Соединение двух деталей через непосредственный механический контакт их рабочих поверхностей представляет собой элементарную сборочную единицу. Соединяемые детали образуют контактную пару.

Различают соединения:

– неподвижные, служащие для образования несущих систем узлов и устройств прибора

– подвижные, представляющие собой конструктивную реализацию кинематических пар подвижных систем прибора.

По функциональному назначению соединения подразделяются на:

– базирующие, наиболее многочисленные, служат для достижения определенного ориентирования соединяемых деталей.

– рабочие, непосредственно участвуют в выполнении функционального назначения устройства (например, в подвижных механических системах – для преобразования и передачи движения).

Чтобы сопряжение контактной пары не нарушалось, оно подвергается замыканию: силой,формой и креплением.