CC BY
51
II И ИМСОГМЛЦИСЖНО- ММ IГМПЛкМЫ( П«1Ю*Ы И СИСТ1МЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТМИК »# 1 ОТ). 3009
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
УДК 531.7:621 В. И. ГЛУХОВ
Ю. Е. ГРЕБЕНЩИКОВА
Омский государственный технический университет
КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН С УЧЕТОМ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТАЛЕЙ
Предлагается решение проблемы повышения точности продукции машиностроения и приборостроения на основе введения в классификацию новых геометрических величин -линейных и угловых координат конструктивных элементов деталей, с последующей стандартизацией системы допусков для их нормирования в технической документации.
Ключевые слова: координирующий размер, деталь конструкции, классификация геометрических величин, точность.
Цель статьи - найти решение проблемы качества продукции машиностроения и приборостроения за счет повышения точности взаимного расположения элементов деталей.
В настоящее время стандартизованы системы допусков геометрических величин, определяющих метрику элементов деталей — диаметр, длину, ширину, высоту [2]. угол (3) и др., а также значения допускаемых отклонений формы и расположения поверхностей |4, 5). На геометрические величины, определяю-
Несмо гря на то, что человечество живет в системе координат геодезической сети и ни одно строительство не начинается без строгой привязки к этой сети, на чертежах деталей машин и приборов оси систем координатне наносятся: этогс) не требуют стандарты ЕСКД. В результате бессистемною задания местоположения и ориентации элеметов деталей относительно друг друга, получаются значительные потерн точ-іюс™ деталей, низкое качество и длителы иле периоды освоения каждой новой продукции.
Структура геометрических элементов деталей
—|Впд поверхности' Н Цилиндр
жческая
Плоская
Коническая
Геометрические элементы деталей
Специальные [_
Единичные
] СИ
лповые
Цилиндр
Призма
Плоскопараллсл
Угловая
Конус
-| Сфери'
ческая
Сфера
Сложная
криволинейная
Профиль
Кулачок
Эвольветная
Комплект баз
Иол подшипники качения
Пол крепежные детали Штифтовые
Комплект баз
Квадратные
Прямоугольн.
Шпоночные
Центровые отверстия
Ё
Зубчатые
Винтовая
Шлицевые "V >
Резьбовые
Рину см щрилениіГ"|~"
&
Канавки
Фаски
У
Легколеформнр.
СІ
X
о
Оси.КБ Опори
ІСТ.СВ.
С2|
Осн.КБ Дв.напр
4ст.св.
б)
Рис. 1. Системы отсчета геометрических величин деталей
щис линейные и угловые координаты элементов деталей, нет ничего: ни терминологии, ни классификации, ни системы допусков, ни системы отсчета. Все это необходимо создавать и на национальном, и на международном уровне.
Согласно законам теоретической механики, физическую модель детали можно рассматривать как абсолютно твердое тело, состоящее из совокупности материальных точек. Выделяя материальную точку как часть тела детали, выполняющую одно служебное назначение, можно прийти к совокупности геометрических элементов, образующих деталь (табл. 1).
Такими простейшими геометрическими элементами, ограничиваемыми одной поверхностью, являются цилиндр, конус, сфера и тор. К ним же относятся призматические элементы, образованные двумя и более плоскими поверхностями.
Для выполнения одной функции служебного назначения единичные элементы, базы и (или) исполнительные поверхности летали объединяются в бо-
лее сложные групповые элементы (табл. 1): комплекты баз, шлицевые элементы, зубчатые элементы, отверстия под крепежные детали и т.д.
Комплекты баз (как правило, три базы) определяют положение рассматриваемой детали в машине и всех деталей, присоединяемой к рассматриваемой. Благодаря комплектам баз деталь может выполнять свои рабочие функции. Но для этого ей нужны исполнительные и свободные элементы. Совокупность комплекта баз, исполнительных и свободных элементов, совместно выполняющих свое служебное назначение в летали, является модулем поверхностей, или модулем элементов (1). Модуль элементов -это самое крупное объединение элементов одной детали.
Все участвующие в сопряжении поверхности элементов деталей являются конструкторскими базами. причем основные конструкторские базы присоединяемых деталей вступают в контакт со вспомогательными конструкторскими базами базирующих деталей. Если контакт между сопряга-
.ОГИ1 И ИИФОтАЦИОННО-ЮМ1РМТ1ЛЬМЫ1 ПРИЮТЫ М СИСТСМЫ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИ* Н> 1 (77). гооо
*
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ДЕТАЛЕЙ
Служебное назначение элементов деталей
Основные конструкторские базы, определяющие положение деталей Вспомогательные конструкторские базы для присоединяемых деталей Исполнительные элементы, выполняющие служебное назначение деталей Свободные элементы, не участвующие в сопряжении с другими деталями
Системы отсчота геометрических величин
Обобщенная система координат детали Вспомогательная система координат модуля элементов Собственная система координат элемента или поверхности
Геометрические величины элементов деталей
Координаты вспомогательных систем координат модулей элементов относительно обобщенной системы координат детали: Отклонения расположений базовых, исполнительных и свободных элементов в системе координат модуля элементов Метрики базовых, исполнительных и свободных элементов в системе координат модуля элементов: Отклонения формы поверхностей базовых и исполнительных элементов в системе координат модуля, элемента или поверхности:
• линейные • линейные -линейные • линойныо
• угловые - угловые
РИС. 3. Классификация геометрических величии деталей машин и приборов
емыми поверхностями нс допускается, то меняется служебное назначение элементов - они становятся исполнительными элементами.
Детали машины по своему служебному назначению делятся натри основные группы |! |:
1) детали, с помощью которых машина выполняет свои рабочие функции;
2) детали, с помощью которых осуществляется
кинематика деталей первой группы;
3) детали, обеспечивающие заданное относительное положение деталей первой и второй групп.
Каждый комплект баз (основных или вспомогательных), лишающий деталь шести степеней свободы, образует вспомогательную систему координат. В соответствии со служебным назначением баз, положение детали в сборочной единице определяют основ*
л| У7Х)Б
Рис. 2. Линейные и угловые координаты вспомогательной системы координат модуля элементов в обобщенной системе координат детали
УХОГ,
ные конструкторские базы. Поэтому вспомогательная система координат комплекта основных баз, как правило, должна быть принята в качестве обобщенной системы координат для детали первой и второй групп. В корпусных и базирующих деталях третьей группы в качестве обобщенной системы координат детали может быть принята вспомогательная система комплекта вспомогательных конструкторских баз для наиболее ответственной присоединяемой детали. В обобщенной системе координат задается относительное положение вспомогательных систем координат комплектов баз и собственных систем координат исполнительных элементов.
Положение осей системы координат в первую очередь определяют базы, лишающие детальней большего числа движений. При наличии в комплекте баз плоской установочной базы, лишающей деталь трех степеней свободы, эта база является координатной плоскостью системы координат детали (рис. 1в), и в ней располагаются две взаимно перпендикулярные оси и начало координат.
Если деталь имеет двойную направляющую базу, лишающую ее четырех степеней свободы, то ось этой базы является осыо г системы координат летали (рис. 1а).
Если четырех степеней свободы лишают деталь два соосных цилиндрических элемента (рис. 16), совместно выполняющих роль двойной направляющей базы, то осью г обобщенной системы координат детали является общая ось, проходящая через две точки - центры средних сечений базовых элементов С, и Сг
Совершенно иной тип обобщенной системы координат детали материализует комплект двойной опорной цилиндрической базы, лишающей деталь двух степеней свободы, и установочной плоской базы, лишающей деталь трех степеней свободы. В этом случае осыо Ъ обобщенной системы координат детали, например кольца подшипника, является перпендикуляр к установочной плоской базе, восстановленный из центра С среднего сечения наружного цилиндрического элеме!гга (рис. 1 в). Осыо кольца шарикоподшипника является ось Ъ обобщенной системы координат, а не ось наружною цилиндра.
При наличии в детали модуля элементов, образующего вспомогательную систему координат
ЦХУгВБ (рис. 2), ее положение в обобщенной системе координат ОХУгОБ однозначно задают шесть координат: три линейных координаты начала Ц системы и три угловых координаты осей вспомогательной системы относительно осей обобщенной системы координат.
На основании вышеизложенного впервые предлагается классификация геометрических величин деталей (рис. 3), учитывающая служебное назначение элементов |6), системы отсчета геометрических величин и действующие системы допусков на геометрические величины (2 — 5).
Классификация может служить основой для разработки комплексной системы стандартов на координирующие размеры деталей.
Библиографический список
1. Блэров, Б.М. Модульная технология о машиностроении / Б.М.Базров.- М. : Машиностроение. 2001. — 367 с.
2. ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. — М. : Изд-во стандартов, 1989. - 32 с.
3. ГОСТ 8908-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные углы и допуски углов. — М. : Изд-во стандартов, 1981. - 10 с.
4. ГОСТ 24642-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. - М. : Изд-во стандартов, 1992. - 68 с.
5 ГОСТ 24643-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. - М. : Изд-во стандартов, 1991. - 13 с.
6. ГОСТ 21495-76. Базирование и базы п машиностроении. - М. : Изд-во стандартов, 1990. — 35 с.
ГЛУХОВ Владимир Иванович, доктор технических наук, доцент, профессор, заведующий кафедрой метрологии и приборостроения.
ГРЕБЕНЩИКОВА Юнона Евгеньевна, аспирантка кафедры метрологии и приборостроения.
Дата поступления статьи в редакцию: 20.03.2009 г.
© Глухов В.И., Гребенщикова Ю.Е.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТИИК >т 1 (77). ПП1»0*ОСТГОСИИ(. МИЮЛОГИЯ И ИНФО«<1ЛЦИОНИО-ИЗМ|РИ11ЛкНЫ1 пшюры и системы
