Иванов В.П._Фруцкий В.А. Технолог процессы в машиностр. Оборудование и технология высокоэффективных процессов обработки материалов Новополоцк пгу 2009
 Скачать 3.56 Mb.
|
|
ТЕМАТИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕФЕРАТОВ 1. Современные представления об обеспечении износостойкости трущихся элементов деталей. 2. Совершенствование процессов обеспечения усталостной прочно- сти деталей. 3. Новые материалы, применяемые для упрочнения деталей. 4. Электроконтактная приварка материала в процессах создания ре- монтных заготовок. 5. Электроискровая обработка в процессах изготовления деталей. 6. Применение электронно-лучевой обработки для повышения дол- говечности деталей. 7. Место лазерной обработки в процессах упрочнения деталей. 8. Температура и скорость частиц при напылении материалов и их влияние на качество покрытий. 9. Место пластического деформирования в процессах упрочнения деталей. 10. Повышение производительности и снижение энергоемкости про- цессов упрочнения деталей. 184 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СТУДЕНТАМ Студент должен знать: – основные способы упрочнения деталей при их изготовлении и со- ответствующее оборудование. Студент должен уметь: – применять современные способы и средства упрочнения деталей; – обеспечивать условия высокой износостойкости восстанавливае- мых поверхностей деталей за счет выбора материала и вида обработки; – выбирать вид и назначать режимы различных видов упрочнения деталей; – определять рациональные области применения различных спосо- бов упрочнения деталей; – давать технико-экономическую оценку различных способов уп- рочнения деталей. РЕЙТИНГОВЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ МАТЕРИАЛА ГЛАВЫ Знания материала третьей главы оцениваются по результатам вы- полнения лабораторных работ и ответов студентов на вопросы, поставлен- ных в конце изучаемых тем. Высокой оценки заслуживают те студенты, которые демонстрируют знания: – необходимости процесса упрочнения деталей и различных его видов; – классификации и характеристики способов упрочнения деталей; – материалов, необходимых для нанесения покрытий; – оборудования, применяемого для упрочнения деталей; – основных процессов нанесения упрочняющих покрытий; – основных параметров, характеризующих качество упрочнения де- талей, и способов их обеспечения. 185 4. СБОРКА АГРЕГАТОВ И МАШИН 4.1. Сборочные комплекты агрегатов 4.1.1. Назначение процесса комплектования агрегата Сборочный комплект (согласно ГОСТ 3.1109-82) – множество со- ставных частей агрегата, которые необходимо подать на рабочее место для его сборки. Составными частями агрегата служат материалы и детали. Материа- лы (клеи, герметики, набивку, шплинтовочную проволоку и др.) включают в сборочный комплект с учетом их норм расхода. Детали сборочного ком- плекта удовлетворяют требованиям номенклатурного, размерного и массо- вого подбора. Комплектование агрегата составными частями – это получение его сборочного комплекта. На участок сборки агрегатов поступают изготовленные детали с со- ответствующих участков, а также материалы и запасные изделия со склада. На пути их следования располагают комплектовочный участок, который примыкает к сборочному. Здесь накапливают, учитывают и непрерывно пополняют трехсменный запас деталей и материалов. Запас деталей на комплектовочном участке разрешает противоречие между вероятностным характером поступления их на сборку и требованиями непрерывности и ритмичности производства. Комплектование агрегатов деталями и сборочными единицами явля- ется вспомогательным процессом сборки агрегатов. Он высвобождает сборщиков от несвойственных им функций, повышает производительность и качество сборки. Размеры деталей сборочного комплекта должны обеспечить норма- тивные зазоры, натяги или перекосы в их соединениях. Подбор по массе деталей, движущихся при работе поступательно, частично обеспечивает уравновешенность собранных агрегатов. 4.1.2. Точность замыкающих размеров Основное условие вхождения деталей в сборочный комплект состоит в обеспечении нормативных значений замыкающих размеров в соединени- ях этих деталей. Сборочная размерная цепь представляет собой замкнутый контур взаимосвязанных составляющих и замыкающего (линейных или угловых) размеров, которые имеют численные значения и допуски. 186 Составляющие размеры – звенья размерной цепи, которые вызывают изменение замыкающего размера. Составляющие размеры по характеру воздействия их на замыкающий размер могут быть увеличивающими или уменьшающими, т.е. при их увеличении замыкающий размер увеличивает- ся или уменьшается соответственно. Замыкающий размер – зазор или натяг в соединении или перекос осей деталей, которые определяются значениями составляющих размеров. Точность замыкающего размера определяется степенью совпадения его фактического значения с нормативным. Требуемая точность замыкающего размера достигается пятью спосо- бами: полной, неполной и групповой взаимозаменяемостью, регулирова- нием и пригонкой. При полной взаимозаменяемости составляющих звеньев необходи- мая точность замыкающего размера обеспечивается включением в размер- ную цепь любого звена без подбора, выбора или изменения его размера. Решают прямую задачу взаимозаменяемости – назначают допуски состав- ляющих размеров из расчета, чтобы их сумма не превышала нормативный допуск замыкающего размера 1 1 [ ] i m A А i , мм, (4.1) где [ ] A – нормативный допуск замыкающего размера, мм; i – номер зве- на размерной цепи; m – число звеньев размерной цепи; Аi – допуск i-того составляющего звена, мм. Полная взаимозаменяемость составляющих звеньев при образовании соединения из них требует высокой точности обработки деталей. Этот способ применяют при сборке распространенных ответственных соедине- ний: вкладыш – шейка, вкладыш – опора, клапан – втулка и др. Неполная взаимозаменяемость составляющих звеньев предусматри- вает достижение нормативной точности замыкающего звена не у всех со- единений, а у обусловленной их части при включении в размерную цепь любого звена без подбора, выбора или изменения его размера. Условие та- кого вида взаимозаменяемости рассчитывается вероятностным методом: 1 2 2 1 [ ] i m i A А i t , мм, (4.2) где t – коэффициент, который определяется в зависимости от принятого процента риска Р (табл. 4.1); i – коэффициент относительного рассеяния (для нормального закона распределения λ i = 1/3). 187 Таблица 4.1 Зависимость коэффициента t от процента риска Р при распределении случайной величины по закону Гаусса Р 0,10 0,20 0,27 0,50 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 10,00 32,00 t 3,29 3,12 3,00 2,80 2,57 2,33 2,17 2,06 1,96 1,65 1,00 При увеличении допусков на составляющие размеры в 1,5…2,0 раза по сравнению с допусками, обеспечивающими полную взаимозаменяе- мость, процент риска, определяющий долю соединений, замыкающие раз- меры которых выходят за нормативные пределы, примерно равен единице. Это объясняется тем, что значения размеров тяготеют к центру группиро- вания (пик кривой нормального распределения случайной величины при- ходится над этим центром). При групповой взаимозаменяемости составляющих звеньев установ- ленная точность замыкающего размера соединения достигается включени- ем в размерную цепь звеньев, принадлежащих к одной из размерных групп, на которые звенья предварительно рассортированы. Так собирают поршни с гильзами цилиндров, поршни с поршневыми пальцами, поршне- вые пальцы с шатунами и другие двухзвенные соединения. Нормативный допуск замыкающего звена соединения [ ] A при этом равен [ ] A B A n , мм, (4.3) где δ А и δ В – допуски на размер отверстия и вала соответственно, мм; n – число размерных групп. Групповую взаимозаменяемость составляющих звеньев соединения назначают в том случае, когда или невозможно, или экономически нецеле- сообразно обеспечить эту взаимозаменяемость первыми двумя способами. В этом случае трудности обработки превращаются в сложности сборки. Однако групповая взаимозаменяемость обусловливает высокие требования к форме элементов деталей, образующих соединения. Погрешности формы в этом случае составляют долю допуска на размер детали, входящей в раз- мерную группу, а не долю допуска на изготовление детали. Детали с отверстиями после их обработки быстро сортируют на раз- мерные группы с помощью пневматического измерительного стенда (рис. 4.1). Работа стенда основана на использовании зависимости между расхо- дом сжатого воздуха и значениями зазора между деталью и калибром, че- рез который воздух выходит в атмосферу. Стенд снабжен вертикальной стеклянной конической трубкой 6 (ши- роким концом вверх) с поплавком 5, который находится во взвешенном 188 состоянии в струе сжатого воздуха, подаваемого к стенду под установлен- ным давлением в пределах 0,3...0,5 МПа. Высота, на которую поднимается поплавок, зависит от расхода сжатого воздуха, который, в свою очередь, зависит от измеряемого размера. Верхняя плоскость поплавка служит ука- зателем при считывании размера. Цена деления шкалы 6 составляет 0,2...2,0 мкм. Постоянство давления подаваемого сжатого воздуха обеспе- чивает стабилизатор 1. Рис. 4.1. Схема пневматического измерительного стенда: 1 – стабилизатор давле- ния; 2 – влагоотделитель; 3 – шкала; 4 – кран; 5 – поплавок; 6 – стеклянная коническая трубка; 7 – обводная трубка; 8 – гофрированный шланг; 9 – пневматический калибр С помощью стендов такого типа можно измерять диаметры шеек ва- лов и параметры формы и расположения поверхностей, а также несколько параметров одновременно. Способ регулирования предусматривает достижение точности замы- кающего размера без снятия слоя металла путем вращения резьбовых де- талей или изменения числа стальных прокладок в размерной цепи. В пер- вом случае, например, получают нормативный зазор между клапанами и толкателями, концами оттяжных рычагов сцепления и выжимным под- шипником вращением резьбовых деталей. Во втором случае, например, при достижении нормативного зазора в радиально-осевых подшипниках или осевого зазора в зубчатом зацеплении в размерную цепь включают 189 нужное число прокладок. Число прокладок определяют после пробной сборки соединения и измерения полученного замыкающего размера. В на- боре прокладок как минимум одна из них должна иметь толщину, не пре- вышающую допуск замыкающего размера, а толщина остальных прокла- док, имеющих большую толщину, должна быть кратной толщине тонкой прокладки. Толщина набора прокладок должна соответствовать макси- мальному значению замыкающего размера. Пригонка – способ достижения точности замыкающего звена путем изменения толщины компенсирующего звена за счет снятия слоя металла, например, для достижения необходимого температурного зазора в стыке поршневого кольца. 4.1.3. Содержание комплектовочных работ Комплектовочные работы включают: – номенклатурный подбор деталей и сборочных единиц, входящих в агрегат, и материалов (мастик, герметиков и др.) с разбивкой их для каж- дого рабочего места (позиции) сборки; – подбор деталей, входящих в соединения, по ремонтным размерам (поршень – цилиндр, коленчатый вал – вкладыши, распределительный вал – втулки и др.); – подбор деталей, входящих в соединения, по размерным группам (поршень – цилиндр, поршень – поршневой палец, поршневой палец – ша- тун и др.); – подбор деталей по массе (шатуны, поршневые комплекты); – подбор зубчатых колес, составляющих пару, по зазору в зацеплении; – выполнение пригоночных работ (например, поршневых колец к цилиндру); – подготовку соединений к сборке (ослабляют затяжку регулировоч- ных винтов и болтов коромысел и толкателей, разбирают шатуны с крыш- ками и др.). Состав сборочного комплекта агрегата удовлетворяет таким условиям: 1. Количество деталей и масса материалов необходимы и достаточны для сборки агрегата. 2. Одноименные соединения состоят из деталей одинаковых ремонт- ных размеров (если такие предусмотрены). 3. Соединения, формируемые на принципах групповой взаимозаме- няемости, состоят из деталей одних размерных групп. 4. Разброс масс поступательно движущихся деталей не превышает нормативных значений. 190 5. Межосевые расстояния отверстий в корпусных деталях для уста- новки валов превышают беззазорные межосевые расстояния соответст- вующих зубчатых колес на величину нормативного радиального зазора в зацеплении. Пример комплектования деталями собираемого двигателя внутрен- него сгорания приведен в табл. 4.2. В таблицу включены детали, которые подбирают друг к другу по размерам или массе. Остальные детали входят в сборочный комплект по наименованию и количеству без подбора. Таблица 4.2 Основные детали сборочного комплекта двигателя Комплектовочные параметры Деталь комплекта Сопрягае- мые детали Ремонтный размер Размерная группа Вели- чина высту- пания Межо- севое рас- стояние Мас- совая груп- па 1 2 3 4 5 6 7 Блок цилин- дров с крыш- ками корен- ных опор и втулками распредели- тельного ва- ла Распреде- лительный вал Толкатели Шатуны Диаметры отверстия во втулках распреде- лительного вала и под толкатели Расстояние между осью коренных опор и плос- костью под головку ци- линдров – – – Гильза ци- линдра Поршень Блок ци- линдров Диаметр отверстия Диаметр от- верстия Высо- та – – Головка ци- линдров с втулками клапанов Клапаны Диаметр отверстий во втулках – – – – Поршень Гильза ци- линдра Поршневой палец Диаметр юбки Диаметр юбки Диаметр от- верстия под поршневой палец – – Масса порш- ня Поршневой палец Поршень Шатун со втулкой – Диаметр на- ружный – – Масса паль- ца Шатун со втулкой Поршневой палец Блок ци- линдров – Диаметр от- верстия во втулке – Рас- стояние между осями отвер- стий Масса голо- вок 191 Окончание табл. 4.2 1 2 3 4 5 6 7 Коленчатый вал Вкладыши коренные и шатунные Диаметр коренных и шатунных шеек – – – – Шайба упор- ная Блок ци- линдров Коленча- тый вал Высота – – – – Вкладыши коренные и шатунные Коленча- тый вал Диаметр отверстия – – – – Распредели- тельный вал Блок ци- линдров Диаметр шеек – – – – Шайба рас- пределитель- ного вала Фланец распреде- лительного вала Высота – – – – Фланец рас- пределитель- ного вала Распреде- лительный вал Высота – – – – Клапан Головка цилиндров с втулками клапанов Диаметр стержня – – – – Толкатель Блок ци- линдров Диаметр наружный – – – – Шестерни коленчатого и распреде- лительного валов Блок ци- линдров – – – Безза- зорное межосе- вое рас- стояние – 4.1.4. Способы комплектования Сборочный комплект деталей агрегата состоит из трех частей. Пер- вая часть включает материалы и многочисленные крепежные детали. Вто- рая часть комплекта включает детали, которые обрабатывали под ремонт- ные размеры или которые входят в соединения, составляющие размерные группы, или подобранные по массе. Третью часть комплекта образуют ос- тальные детали. Первую часть деталей и материалов комплекта в сменном объеме дос- тавляют в начале смены на рабочие места сборщиков и помещают в соответ- ствующие ячейки. Вторую и третью части комплектов формируют на ком- плектовочном участке и выдают из расчета возможности сборки отдельных 192 агрегатов. Количество деталей, образующих первую и третью части сбороч- ного комплекта, должно быть достаточным для сборки агрегата. Наибольшие трудности представляет формирование второй части комплекта деталей. На рабочих местах комплектовочного участка имеются детали различных ремонтных размеров, размерных и массовых групп. Корпусная деталь входит в различные размерные цепи, поэтому с нее на- чинают комплектование. К базовой детали агрегата добавляют детали, об- разующие с ней размерные цепи. Добавляемые одноименные детали, обра- зующие сборочные единицы, должны быть одного ремонтного размера (условия 1 и 2). Далее в комплект добавляют детали, образующие размер- ные цепи с предыдущими деталями, при этом добиваются обеспечения ус- ловий 1...4, т. е. число добавляемых деталей соответствует комплектовоч- ной ведомости, все они одного ремонтного размера и одной массовой группы, детали в каждом соединении одной размерной группы. Так же по- следовательно добавляют в сборочный комплект детали, образующие каж- дый раз с предыдущими деталями размерные цепи до тех пор, пока все эти цепи не будут составлены. Условие 5 обеспечивают во время сборки агрегата следующим обра- зом. После того как в агрегат установлены валы, на которых будут закреп- лены зубчатые колеса, измеряют расстояния между осями этих валов. От этого расстояния отнимают нормативный зазор в зацеплении. Полученное значение равно беззазорному расстоянию между осями зубчатых колес. Последнее расстояние, измеренное при определении технического состоя- ния пары колес ремонтного фонда или при составлении пары новых колес, указано на их связке. Комплектовочный участок оснащают оборудованием для разборки сборочных единиц, ранее обработанных в сборе, верстаками, столами, рольгангами, измерительно-сортировочными средствами и шкафами для них, тарой, стеллажами и подъемно-транспортными средствами. В поме- щении участка сосредоточены значительные материальные ценности, по- этому оно имеет прочные стены, потолок и ворота, а также оснащено ох- ранной сигнализацией. Вопросы для самоконтроля 1. Какие цели преследуют при образовании сборочных комплектов? 2. Какими способами добиваются нормативной точности замыкающих размеров в соединениях? 3. В чем заключается суть групповой взаимозаменяемости? 4. Каким образом повыша- ют производительность сортировки деталей на размерные группы? 5. Приведите пра- вила и порядок образования сборочного комплекта деталей агрегата. |