УДК 621. 91.01

Аликулов Д.Е., Шеров К.Т.

Ташкентский государственный технический университет, Карагандинский государственный технический университет

ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ УСТАНОВКИ ДЕТАЛЕЙ НА ПОСАДОЧНЫХ ОПРАВКАХ

Основной задачей машиностроителей является создание новых и модернизированных изделии, подготовка чертежей конструкции, способствующих обеспечению необходимой технологичности и высокого качества соединений в узлах машин.

Зубчатые колеса с базовым соединением по центральному отверстию составляют основную часть всех зубчатых колес применяемых в машинострении. Обработка зубчатых колес с центральным отверстием связано с определенными сложностями, заключающимися в том, что при установке и закреплении заготовок на зубообрабатывающем станке с базой по центральному отверстию и базовому торцу возникают значительные погрешности установки. Эти погрешности после операции чернового зубофрезерования наследуются на чистовых операциях.

При чистовом зубофрезеровании погрешности установки, складываясь с погрешностями обработки, существенно снижают точность зубчатых колес. На операциях зубошлифования погрешности установки вызывают погрешности зубчатого колеса, соизмеримые с допусками по точности зубчатого венца. При этом образуется весьма большой разброс значений радиального биения зубчатых колес.

Основными требованиями технологии обработки зубчатых колес является обеспечение точности обработки при ее стабильном значении.

В настоящее время во многих машинах серийного производства, например, в редукторах и металлорежущих станках используются зубчатые колеса 5-ой степени точности, а в приборостроении 3-4-ой степени точности. Возможности технологической системы не всегда могут обеспечить требования по точности таких деталей. Одним из узких мест в обеспечении точности обработки, а также сборки являются погрешности установок заготовок и деталей на посадочных оправках, где доминирующим фактором может быть зазор подвижного соединения [1,2].

В соединениях «вал-отверстие» в посадках с зазором при одностороннем смещении вала относительно отверстия оси центров могут не совпадать. При этом возможный контакт профилей вала и отверстия проходит теоретически по линии. Эти соединения имеют два конструктивных недостатка.

Первый – не совпадение оси вала с осью отверстия приводит к образованию эксцентриситета оси вала относительно оси отверстия.

Второй – линейный контакт поверхностей валов с поверхностями отверстии втулок приводит к базированию вала со втулкой только по одной направляющей базе и может привести к неопределенности базирования.

Максимальная величина эксцентриситета для гладкого цилиндрического соединения «вал-отверстие» будет равна:

max e_в = 0,5(T_D+T_d+S), (1)

где: max e_в – максимальная величина эксцентриситета оси втулки относительно оси вала;

T_D, T_d, S – соответственно допуски на диаметры отверстия и вала и величина гарантированного зазора.

Величина эксцентриситета, определяемая по формуле (1) для соединений типа зубчатое колесо на валу либо оправке; шкив на валу; муфты на валу; цилиндрические, дисковые и червячные фрезы на оправках и др., может быть соизмерима, а иногда и превышать допустимые по техническим требованиям значения допусков, предъявляемых к исполнительным поверхностям узлов, механизмов и режущих инструментов.

В литературе известно много способов снижения величины погрешности в соединении «вал-отверстие». Каждый способ как правило имеет свои преимущества и недостатки. Эти соединения в ряде случаев называют «вал-втулка». Нами разработаны ряд способов и конструктивных оформлений по повышению точности в соединении «вал-отверстие» при посадках с зазором.

Произвольным положением оси вала относительно оси отверстия можно управлять либо путем одностороннего смещения вала относительно отверстия либо путем одностороннего смещения втулки относительно вала в заданном направлении. Таким направлением может служить осевая линия, проходящая через центр отверстия втулки и вала в торцовой плоскости. В конструкциях узлов оборудования, машин и механизмов, приспособлений и оснастки, положение оси отверстия и вала необходимо рассматривать отсносительно оси вращения сборочного узла, в котором находится соединение «вал-втулка». Примерами таких соединений можно назвать установку заготовок на оправках зубофрезерных, зубодолбежных, зубошлифовальных и других станков, а также монтажа деталей на оправках контрольно-измерительных приборов, приспособлений и т.д.

В перечисленных конструкциях необходимо положение оси вала и оси отверстия рассматривать относительно третьей оси, которую можно назвать либо осью центрирования, либо осью вращения сборочного узла. Когда рассматриваются положение трех осей – вала, отверстия и оси вращения за линию направления смещения вала либо втулки необходимо выбрать осевую линию, соединяющую ось отверстия с осью вращения, либо осевую линию, соединяющую ось вала с осью вращения.

Из изложенного выше следует, что при установке заготовок либо деталей на оправках, как правило, возможны два взаимных расположения осей соединения «вал-втулка». Первый – когда рассматривается положение оси отверстия относительно оси вала. Второй – когда рассматривается положение оси вала и отверстия относительно оси вращения узла. В частном случае ось вращения может совпадать либо с осью вала, либо с осью вращения. Управление взаимным расположением осей путем их направленного смещения по одной линии позволило снизить величину эксцентриситета по нашим расчетам примерно в четыре раза. Нами проведены теоретические расчеты параметров нового соединения, обеспечивающего выполнение способа установки заготовок зубчатых колёс на зубофрезерных станках.

Проведены конструктивные решения для нового соединения. С помощью соединения «вал-отверстие» нового вида можно решать различные задачи. Но наиболее проблемными при решении вопросов технологии изготовления и обеспечения технических условии, закладываемых при конструировании изделий, являются следующие две задачи.

Первая задача – обеспечение наибольшей соосности осей отверстий и валов, т.е. максимальное смещение величин эксцентриситетов осей отверстии относительно осей валов либо оси вращения.

Вторая задача – обеспечение наибольшего контакта поверхностей вала и отверстия и обеспечение параллельности осей валов и отверстии.

Теоретические исследования показывают ряд преимуществ нового соединения по сравнению с традиционными соединениями. Применение новых соединений в узлах машин и технологиях производства деталей приведет к существенному повышению качества, увеличит конкурентноспособность на рынке продукции машиностроительной промышленности.

По всем интересующим вопросам по данной теме можно обращаться на кафедры «Технология машиностроения» Ташкентского государственного технического университета и Карагандинского государственного технического университета.

Литература

1.Аликулов Д.Е. Двухосное соединение «вал-отверстия» г.Ташкент. Издательство «Молия», 2007г., 131стр.

2. Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. Л.: Машиностроение, 1982г.-Ч1 -543стр.,Ч2-447стр.