1

Последовательность построения размерных цепей

Основной целью построения конструкторской размерной цепи является описание

графическим методом влияния погрешностей деталей на выполнение требований по точ-

ности, предъявляемых к сборочной единице (узлу, механизму) в который они входят, для

выполнения последующих расчетов, подтверждающих работоспособность выбранной

конструкции. Поэтому, составление размерной цепи не менее важно, чем ее правильный

расчет, но оно намного сложнее, поскольку требования по точности, определяющие рабо-

тоспособность конкретной сборочной единицы, как правило, индивидуальны, как индиви-

дуальна и конфигурация (состав входящих в размерную цепь звеньев) конкретной размер-

ной цепи, в то время как, формулы для расчета размерных цепей одинаковы и зависят

только от выбранного метода достижения точности и характера составляющих звеньев.

При этом неправильно составленная размерная цепь однозначно приведет к неверному

результату расчета и соответственно к неверной оценке работоспособности узла или ме-

ханизма, что говорит о большой ответственности, которая ложится на конструктора вы-

полняющего эту работу. Для составления размерной цепи ее разработчик должен в совер-

шенстве знать конструкцию проектируемого изделия (узла, механизма) для того, чтобы не

только правильно установить требования по точности, определяющие его работоспособ-

ность, но и понимать какие поверхности деталей определяют их положение в сборочной

единице или осуществляют передачу движения в механизме. Именно поэтому на этапе

технического проекта разработку размерных цепей должен осуществлять конструктор

разработчик (ведущий конструктор).

В общем случае построение размерной цепи содержит следующие этапы.

1. Анализ конструкции сборочной единицы и выявление исходного – замыкающего

звена размерной цепи.

Рис 1 Размерная цепь А, определяющая расстояние от

торца пуансона до зеркала матричного блока

2

2. Определение допустимой величины исходного замыкающего звена.

3. Выявление составляющих звеньев размерной цепи, позволяющих построить за-

мкнутую размерную цепи.

4. Назначение величин допусков на звенья размерной цепи.

ПЕРВЫЙ ЭТАП. Выявление исходного - замыкающего звена размерной цепи.

Для этого необходимо знать конструкцию и работу рассматриваемого механизма.

Как правило, в качестве исходного – замыкающего звена выбирается параметр, который

определяет работоспособность узла или механизма. Для основных видов приводов и ме-

ханизмов эти параметры общеизвестны, но при проектировании новых, оригинальных

технических объектов выявление исходного – замыкающего звена может вызывать даже у

опытного конструктора разработчика определенную сложность. Поэтому, при составле-

нии размерной цепи важную роль играет опыт конструктора в выполнении такого вида

работ и знания размерных цепей, определяющих работоспособность и собираемость ос-

новных видов приводов и механизмов.

ВТОРОЙ ЭТАП. Определение допустимой величины исходного - замыкающего

звена размерной цепи.

Допустимая величина исходного – замыкающего звена размерной цепи обычно

определяется нормативными документами (ГОСТ, ОСТ, Техническими условиями), или

устанавливается после выполнения соответствующих расчетов и указывается в техниче-

ских требованиях сборочного чертежа. Так, например, точность расположения ползуна

холодновысадочного автомата в крайнем переднем (рабочем) положении 𝑨𝜟 (cм. Рис. 1)

рассчитывается на основе величины допуска на размер выступающей части формуемой

заготовки (детали) расположенной за зеркалом матричного блока. Величина бокового за-

зора в зубчатой передаче, зависящая от назначения и условий работы привода, в который

она входит, также рассчитывается и уточняется после выбранного ближайшего вида со-

пряжения по ГОСТ на допуски данного вида зацепления.

ТРЕТИЙ ЭТАП. Составление размерной цепи.

Перед тем, как определить звенья размерной цепи, оказывающие непосредственное

влияние на величину исходного – замыкающего звена, необходимо помнить, что для

обеспечения этого размерную цепь необходимо замкнуть, т. е. первое звено размерной це-

пи должно начаться с исходного – замыкающегося звена, а последнее закончиться на нем.

Для составления размерной цепи необходимо проанализировать, по каким базовым по-

верхностям контактируют детали, размеры которых должны входить в размерную цепь,

или каким образом передается движение между деталями рассматриваемого механизма.

Уже при выполнении этого, в определенной части предварительного (умозрительного)

анализа конструкции механизма могут быть выявлены неудовлетворительные конструк-

тивные исполнения деталей и их соединений. Например, отсутствие или недостаточный

размер базовой плоскости или поверхности, увеличивающий степень влияния конкретно-

го размера на исходное – замыкающее звено (увеличенное передаточное отношение),

наличие или наоборот отсутствие зазоров, лишние промежуточные базы, необоснованно

увеличивающие количество звеньев в размерной цепи. При рассмотрении конструкции

деталей необходимо также уделять должное внимание тому, насколько их конструкция

позволяет выполнять с применением стандартного мерительного инструмента замеры рас-

стояния между их базовыми и измеряемыми поверхностями, влияющими на исходное –

замыкающее звено. После проведения такого анализа не составляет труда, последователь-

3

но соединить размерными линиями (прямыми, как на Рис 1 или прямыми и наклонными,

как на Рис 10) выбранные поверхности деталей, по которым осуществляется их базирова-

ние в сборочной единице, или передача движения в механизме. Если размерная цепь не

замыкается (последний размер технологически не выполним или неконтролируем), то это

уже нацеливает разработчика на введение определенных изменений в конструкцию рас-

сматриваемого узла или механизма.

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП. Назначение величин допусков на звенья размерной цепи.

При проектировании нового узла, или механизма, как правило, величина исходного

– замыкающего звена размерной цепи определяющей работоспособность механизма ого-

варивается в предъявляемых к нему технических требованиях. Например, зазор между

контактирующими звеньями механизма, или точности взаимного расположения поверхно-

стей деталей, обеспечивающих выполнение технологического процесса. Поэтому перед

конструктором стоит задача правильно назначить допуски на размеры деталей являющих-

ся составляющими звеньями размерной цепи, которые позволят гарантированно получить

требуемую величину исходного – замыкающего звена. РД 50 – 635 – 87 рекомендует

назначать допуски на составляющие звенья размерной цепи, исходя из среднего значения

допуска 𝑻ср, величина которого определяется по следующим формулам:

𝑻ср = 𝑻𝜟

∑[ 𝝃] - при расчете по методу максимума – минимума,

𝑻ср = 𝑻𝜟

𝒕𝜟√∑ 𝝃𝒊𝟐𝝀𝒊

𝟐 - при расчете по вероятностному методу.

Однако такой способ при достаточной его простоте обладает существенными недо-

статками, заключающимися в том, что распространить полученную величину допуска на

все составляющие звенья размерной цепи невозможно, поскольку они, как правило, име-

ют различные номинальные размеры и получаются различными технологическими мето-

дами обработки. В работе [1] предлагается назначать допуски, на составляющие звенья

размерной цепи, исходя их обеспечения одинакового или близкого класса (квалитета)

точности. При этом, допуск на составляющее звено размерной цепи 𝑻𝒋 рекомендуется рас-

считывать по следующей формуле: 𝑻𝒋 = 𝒌𝒋 ∙ 𝒊𝒋 .

Где:

𝒌𝒋, число единиц допуска (величина постоянная для одного квалитета точности),

𝒊𝒋, величина допуска, зависящая от размера составляющего звена.

Однако и этот расчет, при достаточной простоте, обладает серьезными недостатка-

ми, заключающимися в том, что он не учитывает степень влияния рассчитываемого до-

пуска на исходное – замыкающее звено (его передаточное отношение) и экономически

достижимую точность технологического метода обработки, используемого для получения

данного размера детали, являющегося составляющим звеном размерной цепи.

Рассмотрим конкретный пример, наглядно подтверждающий это. На рис 2 показан

фрагмент конструкции приводных валов холодновысадочного автомата и звенья размер-

ной цепи Д (Д𝟕- высота распорной втулки, Д𝟗 – расстояние между внутренним упорным

заплечиком и правым базовым торцем буксы), входящие в размерную цепь, определяю-

щие высоту компенсационных колец регулирующих боковой зазор в конической переда-

че.

4

Установим допуски на эти размеры (см.Рис 3). Высота распорной втулки (размер Д𝟕)

обеспечивается плоским шлифованием, поэтому допуск на этот размер устанавливается

равным: 𝟒𝟗−𝟎,𝟎𝟓. Расстояние между внутренним упорным заплечиком и правым базовым

торцем буксы (размер Д𝟗) определяется как исходное - замыкающее звено связанной раз-

мерной цепи С, показанной на Рис 25. При величине составляющих звеньев размерной

цепи 𝑪𝟏 = 160 ± 0,2 мм, 𝑪𝟐 = 𝟐𝟎−𝟎,𝟐 мм, исходное – замыкающее звено будет равно 𝑪𝜟 =

Д𝟗 =𝟏𝟒𝟎−𝟎,𝟐+𝟎,𝟒

мм. Назначенные с учетом технологии изготовления деталей допуски разме-

ров Д𝟕 и Д𝟗, отличаются по величине в 4 раза, а назначенные по их средней величине,

без учета технологии изготовления, определяемые величиной квалитета будут отличаться

пропорционально номинальной величине размеров т. е. в 1,61 раза. Дальнейшие коммен-

тарии, по поводу результативности способа назначения допусков на составляющие звенья

размерной цепи на основе его средней величины, по понятным причинам, излишни.

Поэтому в практике проектирования допуски на составляющие звенья размерной

цепи устанавливаются конструктором исходя из опыта проектирования деталей анало-

гичной конструкции и назначения, а также с учетом технологических возможностей кон-

кретного производства в части обеспечения точности выполнения типовых операций. При

проектировании оригинальных деталей входящих во вновь создаваемые узлы и механиз-

мы при назначении допусков на их размеры, являющиеся составляющими звеньями раз-

мерных цепей целесообразно пользоваться рекомендациями, приводимыми в работах [2] и

[3]. Устанавливая допуски на составляющие размеры размерной цепи, конструктор дол-

жен учитывать влияние следующих факторов:

способ достижения точности исходного – замыкающего звена размерной цепи,

степень влияния конкретного звена размерной цепи на исходное – замыкающее

звено т. е. его передаточное отношение ξ,

технологический способ обеспечения экономически обоснованной точности дан-

ного размера.

В этом случае при расчете допуска исходного – замыкающего звена размерной цепи

его величина будет иметь наиболее реальную величину и позволит свести к минимуму по-

Рис 3 Чертежи распорной втулки и

буксы с размерами Д𝟕 и Д𝟗

Рис 2 Фрагмент конструкции приводных

валов холодновысадочного автомата и

звенья размерной цепи Д (Д𝟕, Д𝟖, Д𝟗),

5

следующие корректировки допусков составляющих звеньев размерной цепи для получе-

ния требуемой величины допуска исходного – замыкающего звена. При этом нужно по-

нимать, что необоснованное ужесточение допусков составляющих звеньев размерной це-

пи, неподтвержденное технологическими возможностями завода или цеха изготовителя,

приводит к изменению способа достижения точности исходного – замыкающего при

сборке, а это может повлечь за собой существенный объем доработок. Например, замена

на этапе сборки узла или механизма метода полной взаимозаменяемости на метод пригон-

ки может потребовать изготовления новых деталей, поскольку у имеющихся может отсут-

ствовать необходимый для этого припуск.

Величина допуска на размеры составляющих звеньев размерной цепи после выпол-

нения расчета исходного – замыкающего звена, как правило, корректируется в ту или

иную сторону. Особенно это характерно для размерных цепей содержащих более пяти

звеньев, т. е. для многозвенных размерных цепей, в которых, даже при определенных

навыках в части составления и расчета размерных цепей, сложно не выполняя расчета вы-

явить степень влияния на допуск исходного – замыкающего звена величины допусков со-

ставляющих звеньев.

ПРИМЕР№1 Построение размерных цепей, определяющих работоспособность элек-

тромагнитной муфты включения специального конического редуктора.

ПЕРВЫЙ ЭТАП. Анализ конструкции редуктора и выявление исходного – замыка-

ющего звена размерной цепи, определяющей его работоспособность.

Редуктор состоит их двух соединенных друг с другом корпусов, в первом из кото-

рых, установлен неподвижный стакан, несущий на подшипниках качения ведущий вал с

установленными на нем ведомой полумуфтой, втулочно – пальцевой муфты и стакан,

внутренние шлицы которого зацепляются с наружными шлицами электромагнитной муф-

ты, расположенной на промежуточном валу редуктора (см. Рис 4). Во втором корпусе,

также в стакане на подшипниках качения установлен промежуточный вал - шестерня, на

котором крепится электромагнитная муфта, а его коническая шестерня входит в зацепле-

ние с ведомым коническим зубчатым колесом, которое закреплено на выходном валу,

также установленным на подшипниках качения во втором корпусе, перпендикулярно

промежуточному валу. Кроме того, во втором корпусе соосно с выходным валом, уста-

новлена разгрузочная букса, на подшипниках которой располагается шкив ременной пе-

редачи, жестко соединенный с выходным валом через крышку.

Рис 4 Конструкция специального конического редуктора с

электромагнитной муфтой включения

6

Параметром, определяющим работоспособность электромагнитной муфты включе-

ния, является несоосность и перекос наружных шлицев ее ведомых дисков, расположен-

ных на промежуточном валу и внутренней шлицевой поверхности стакана контактирую-

щего с ними, который установлен на выходном валу редуктора. Обозначим исходное –

замыкающее звено размерной цепи, определяющее несоосность шлицевых поверхностей

муфты и стакана 𝑨𝜟, а исходное – замыкающее звено, определяющее перекос шлицевых

поверхностей муфты и стакана 𝜷𝜟.

ВТОРОЙ ЭТАП. Определение допустимой величины исходных - замыкающих зве-

ньев размерных цепей обеспечивающих работоспособность электромагнитной муфты.

Анализ рассматриваемой конструкции редуктора показывает, что суммарная вели-

чина смещения оси шлицевых поверхностей ведомых дисков муфты, и контактирующего

с ней стакана, вызванное несоосностью 𝑨𝜟 и перекосом 𝜷𝜟, для обеспечения работоспо-

собности электромагнитной муфты включениия должна быть не больше зазора по наруж-

ному диаметру шлицевого соединения этих деталей, который при диаметре наружных

шлицев муфты 150 мм и посадке 𝑯𝟖

𝒇𝟖, составляет S = 0,043 – 0,166 мм.

ТРЕТИЙ ЭТАП. Выявление составляющих звеньев размерной цепи, позволяющих

построить замкнутую размерную цепи.

Для этого проанализируем, посредствам каких деталей при сборке редуктора обес-

печивается однозначное взаимное расположение электромагнитной муфты и контактиру-

ющего с ней посредствам шлицевой поверхности стакана. В результате получим следую-

щую цепочку сопрягаемых при сборке деталей:

электромагнитная муфта устанавливается на консольную поверхность ведомого

вала,

ведомый вал установлен на подшипниках качения,

подшипники качения установлены в отверстии неподвижного стакана,

неподвижный стакан установлен во втором корпусе редуктора,

второй корпус редуктора стыкуется с первым посредствам фланцевой поверхно-

сти и центрирующего пояска,

в первом корпусе установлен неподвижный стакан,

в отверстии стакана смонтированы подшипники качения,

в подшипниках качения установлен ведущий вал,

на консольной поверхности ведущего вала установлен стакан,

стакан контактирует с электромагнитной муфтой посредствам шлицов.

В соответствии с установленной последовательностью сопряжения деталей редукто-

ра составим размерные цепи, определяющие несоосность A и перекос β оси шлицевых

поверхностей ведомых дисков муфты и контактирующего с ней стакана. Паралельно с

составлением размерных цепей графически нанесем размерные цепи на чертеж общего

вида редуктора (см. Рис 5 и 6).

Размерная цепь А будет состоять из следующих звеньев:

𝑨𝟏 , несоосность, вызываемая биеним наружной шлицевой поверхности дисков

сцепления муфты относительно их внутренней посадочной поверхности,

𝑨𝟐, несоосность, вызываемая биением базовых поверхностей ступицы муфты,

𝑨𝟑, несоосность, вызываемая биением посадочных поверхностей промежуточного

вала,

7

𝑨𝟒, несоосность, вызываемая биением внутренних колец подшипников промежу-

точного вала,

𝑨𝟓, несоосность, вызываемая биением посадочных мест стакана,

𝑨𝟔, несоосность посадочных мест в корпусе конического редуктора,

𝑨𝟕, несоосность посадочных мест корпуса ведущего вала,

𝑨𝟖 , несоосность, вызываемая биением посадочных поверхностей стакана, для

установки подшипников ведущего вала,

𝑨𝟗, несоосность, вызываемая биением внутренных колец подшипников ведущего

вала,

𝑨𝟏𝟎, несоосность, вызываемая биением посадочных поверхностей ведущего вала,

𝑨𝟏𝟏, несоосность, вызываемая биением шлицевой поверхности стакана и его ба-

зового отверстия, посредствам которого он установлен на ведущем валу,

𝑨𝜟, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее несоосность,

наружных шлицевых поверхностей дисков сцепления муфты и внутренних

шлицев стакана.

Рис 28 Размерная цепь β определяющая

величину перекоса осей муфты и стакана

Рис 5 Размерная цепь А, определяющая величину

несосности осей муфты и стакана

Рис 6 Размерная цепь β определяющая величину перекоса

осей муфты и стакана

8

Размерная цепь β будет состоять из следующих звеньев:

𝜷𝟏, перекос шлицевой поверхности дисков муфты, вызванный биением наружных

колец подшипников промежуточного вала,

𝜷𝟐, неперпендикулярность отверстия под установку стакана промежуточного вала

к базовой плоскости корпуса конического редуктора,

𝜷𝟑, неперпендикулярность расточки под установку стакана к базовой плоскости

корпуса ведущего вала,

𝜷𝟒, перекос шлицевой поверхности стакана, установленного на выходном валу,

вызванный биением наружных колец подшипников ведущего вала,

𝜷𝜟, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее перекос шли-

цевых поверхностей дисков сцепления фрикционной муфты и стакана, относи-

тельно ответной поверхности стакана.

ПРИМЕР №2 Построение размерной цепи, определяющей точность позиционирова-

ния каретки кулачково – рычажного привода механизма переноса многопозиционного хо-

лодновысадочного автомата в крайних положениях, при котором обеспечивается требуе-

мая величина несоосности оси отверстия в матрице и оси клещевого захвата.

ПЕРВЫЙ ЭТАП. Анализ конструкции привода механизма переноса и выявление

исходного – замыкающего звена размерной цепи, определяющей его работоспособность.

Привод механизма переноса состоит из каретки 1, на которой установлен комплект

клещевых захватов 2, тяги 3, шарнирно соединенной с ведомым плечом трехплечего ры-

чага 4, смонтированного, посредствам оси 5, на станине автомата 6 и контактирующего

посредствам двух ведущих плеч, несущих ролики 7, с кулачком 8, также установленным

на станине 6 посредствам вала 9 с возможность вращения (см. Рис 7).

Параметром, определяющим работоспособность привода, является точность пози-

ционирования каретки механизма переноса в крайних положениях, обеспечивающая воз-

можность заталкивания переносимой с позиции на позицию заготовки, удерживаемой

клещами захватов, в соответствующее отверстие матрицы. Поэтому, в качестве исходного

– замыкающего звена размерной цепи определяющей работоспособность привода, уста-

Рис 9 Устройство для

регулировки длины рыча-

га

Рис 7 Конструкция привода механизма переноса много-

позиционного холодновысадочного автомата

9

навливается требование несоосности оси отверстия в матрице и оси клещевого захвата

при нахождении каретка механизма переноса в крайнем положении.

ВТОРОЙ ЭТАП. Определение допустимой величины исходного - замыкающего зве-

на размерной цепи, определяющей несоосность оси отверстия в матрице и оси клещевого

захвата при нахождении каретка механизма переноса в крайнем положении.

Эксплуатация многопозиционных холодновысадочных автоматов показывает, что

работоспособность привода механизма переноса гарантируется при величине несоосности

оси отверстия в матрице и оси клещевого захвата при нахождении каретка механизма пе-

реноса в крайнем положении не более Δ = 0,1 мм.

ТРЕТИЙ ЭТАП. Выявление составляющих звеньев размерной цепи, позволяющих

построить замкнутую размерную цепь.

Для этого проанализируем, как взаимодействуют детали, посредствам которых пере-

дается движение от кулачка к каретке механизма переноса, и как ось матрицы связана с

осью кулачкового вала привода механизма. В результате получим следующую цепочку

сопрягаемых при сборке деталей:

кулачковый вал установлен на подшипниках в станине автомата,

кулачок привода механизма переноса установлен на соответствующей поверхно-

сти кулачкового вала,

ролик, контактирующий с кулачком, установлен на оси рычага посредствам

игольчатого подшипника,

ось установлена в расточке ведущего плеча рычага привода механизма переноса,

рычаг посредствам подшипника скольжения установлен на оси неподвижно за-

крепленной в расточке станины,

ведомое плечо рычага связано с тягой привода посредствам оси и подшипника

типа ШС,

тяга соединена с кареткой механизма переноса посредствам оси и подшипника

типа ШС,

клещевой захват установлен на каретке механизма переноса посредствам двух

осей,

связь оси матрицы с осью подшипников кулачкового вала обеспечивается посред-

ствам двухкоординатной расточки отверстия под установку матриц в матричном

блоке и расточки отверстия в кронштейнах станины под установку кулачкового

вала.

Кроме того, перед построением размерной цепи, определяющей несоосность оси от-

верстия в матрице и оси клещевого захвата при нахождении каретки механизма переноса в

крайнем положении, необходимо иметь ввиду то, что ряд деталей механизма контактиру-

ют друг с другом посредствам соединений с зазором. Зазоры имеют место в соединении

следующих деталей:

кулачка и ролика,

ролика и оси на которой он установлен в рычаге

втулки рычага и оси, на которой он расположен в станине,

шарового подшипника в соединении рычага с тягой,

шарового подшипника в соединении тяги с кареткой,

10

В соответствии с установленной последовательностью взаимодействия деталей по-

строим размерную цепь, определяющую несоосность оси отверстия в матрице и оси кле-

щевого захвата при нахождении каретка механизма переноса в крайнем положении (см.

Рис 8).

Размерная цепь Е состоит из следующих звеньев:

𝑬𝟏, расстояние от оси отверстия матрицы до оси расточки в станине под подшип-

ники кулачкового вала,

𝑬𝟐, несоосность, вызванная радиальным биением внутренних колец подшипников

кулачкового вала,

𝑬𝟑, несоосность, вызванная радиальным биением базовых поверхностей кулачко-

вого вала,

𝑬𝟒, радиус кулачка,

𝑬𝟓, радиальный зазор между роликом и поверхностью кулачка

𝑬𝟔, радиус ролика,

𝑬𝟕, несоосность, вызванная радиальным биением базовых поверхностей ролика,

𝑬𝟖, зазор в соединении оси и ролика

𝑬𝟗, несоосность, вызванная радиальным биением базовых поверхностей оси,

𝑬𝟏𝟎, радиус ведущего плеча рычага,

𝑬𝟏𝟏, несоосность, вызванная радиальным биением втулки рычага,

𝑬𝟏𝟐, зазор в шарнирном соединении оси рычага со втулкой,

𝑬𝟏𝟑, радиус ведомого плеча рычага,

𝑬𝟏𝟒, зазор в шарнирном соединении рычага с тягой,

𝑬𝟏𝟓, длина тяги соединяющей рычаг с кареткой механизма переноса,

𝑬𝟏𝟔, зазор в шарнирном соединении тяги с кареткой

𝑬𝟏𝟕, расстояние от оси крепления тяги к каретке до оси клещевого захвата,

𝑬𝜟, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее несоосность

оси отверстия в матрице и оси клещевого захвата.

Рис 31 Конструкция кривошипно – шатунного

механизма холодновысадочного автомата

Рис 8 Размерная цепь Е, определяющая несоосность оси

отверстия в матрице и оси клещевого захвата.

11

ПРИМЕР №3 Построение размерной цепи, определяющей расстояние от торца пу-

ансона до зеркала матричного блока при нахождении кривошипно – шатунного механиз-

ма холодновысадочного автомата в крайнем переднем положении .

ПЕРВЫЙ ЭТАП. Анализ конструкции механизма и выявление исходного – замыка-

ющего звена размерной цепи, определяющего его работоспособность..

Рассматриваемый кривошипно – шатунный механизм содержит установленный в

буксах 2 станины 1 коленчатый вал 3, на мотылевой шейке которого посредствам под-

шипника скольжения смонтирован шатун 4, соединенный с ползуном 6 осью 5. На лобной

поверхности ползуна 6, расположен комплект пуансонодержателей 7, в отверстиях кото-

рого закреплены вставки 8 с пуансонами 9. В постели станины 1 закреплен матричный

блок 10 с комплектом матриц 11 (см. Рис 9).

Одним из параметров, определяющих работоспособность кривошипно – шатунного

механизма холодновысадочного автомата является точность расстояния от базовой плос-

кости (зеркала) матричного блока до торца пуансона при нахождении ползуна кривошип-

но – шатунного механизма в крайнем переднем положении

ВТОРОЙ ЭТАП. Определение допустимой величины исходного - замыкающего зве-

на размерной цепи.

Эксплуатация многопозиционных холодновысадочных автоматов показывает, что не-

обходимая точность формовки головки штампуемой детали, определяемая точностью рас-

стояния от торца пуансона до зеркала матричного блока при нахождении ползуна криво-

шипно – шатунного механизма в крайнем переднем положении должна быть не ниже

Δ = ± 0,1 мм

ТРЕТИЙ ЭТАП. Выявление составляющих звеньев размерной цепи, позволяющих

построить замкнутую размерную цепи.

Для этого проанализируем, как взаимодействуют детали, посредствам которых пере-

дается движение от кривошипного вала пуансону, закрепленному на ползуне, и посред-

ствам каких размеров осуществляется взаимосвязь зеркала матричного блока с торцем пу-

ансона. В результате получим следующую цепочку сопрягаемых при сборке деталей:

пуансон, установленный в пуансонодержателе и контактирующий правым торцем

своей головки с лобной поверхностью ползуна кривошипно – шатунного меха-

низма,

Рис 21 Конструкция кривошипно – шатунного меха-

низма холодновысадочного автомата

Рис 9 Конструкция кривошипно – шатунного механизма хо-

лодновысадочного автомата

Рис 32 Размерная цепь А определяющая расстояние от

торца пуансона до зеркала матричного блока

12

ползун, контактирующий с шатуном посредствам шарнирного соединения, состо-

ящего из оси и втулки, установленной в проушине ползуна,

шатун, контактирующий с осью, установленной в проушине ползуна и мотылевой

шейкой кривошипного вала посредствам подшипников скольжения,

кривошипный вал, установленный на подшипниках скольжения в буксах станины

холодновысадочного автомата,

матричный блок, установленный в станине автомата на строго координированным

расстоянии относительно оси рсточки в станине по установку кривошипного вала,

Кроме того, перед построением размерной цепи, определяющей точность расстояния

от базовой плоскости (зеркала) матричного блока до торца пуансона при нахождении пол-

зуна кривошипно – шатунного механизма в крайнем переднем положении необходимо

учитывать следующее:

наружная и внутренняя поверхность втулок (подшипников скольжения) в соеди-

нениях ползуна с шатуном и шатуна с кривошипным валом имеют эксцентриси-

тет, образующийся в процессе их изготовления,

подвижное соединение ползуна с шатуном, шатуна и кривошипным валом и

установка опорных шеек кривошипного вала в подшипниках скольжения станины

предусматривает наличие зазоров.

В соответствии с установленной последовательностью взаимодействия деталей по-

строим размерную цепь, определяющую точность расстояния от базовой плоскости (зер-

кала) матричного блока до торца пуансона при нахождении ползуна кривошипно – ша-

тунного механизма в крайнем переднем положении (см. Рис 1).

Размерная цепь А состоит из следующих звеньев:

𝑨𝟏, длина пуансона,

𝑨𝟐, расстояние от лобовой поверхности ползуна до оси соединяющей его с шату-

ном,

𝑨𝟑, зазор в соединении оси ползуна с шатуном,

𝑨𝟒, эксцентриситет втулки скольжения,

𝑨𝟓, расстояние между расточками в шатуне,

𝑨𝟔, эксцентриситет подшипника скольжения мотылевой шейки коленвала,

𝑨𝟕, зазор в подшипнике скольжения мотылевой шейкой коленвала,

𝑨𝟖, эксцентриситет коленвала,

𝑨𝟗, зазор в подшипнике скольжения опорной шейки коленвала,

𝑨𝟏𝟎, эксцентриситет подшипника скольжения опорной шейки коленвала,

𝑨𝟏𝟏, эксцентриситет буксы колевала,

𝑨𝟏𝟐, расстояние в станине от оси расточки под колевал до вертикальной базовой

плоскости постели матричного блока,

𝑨𝟏𝟑, расстояние между вертикальными базовыми плоскостями матричного блока,

𝑨𝜟, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее расстояния от

базовой плоскости (зеркала) матричного блока до торца пуансона при нахожде-

нии ползуна кривошипно – шатунного механизма в крайнем переднем положе-

нии.

13

Перечень использованной литературы.

1. Анухин В. И. Допуски и посадки. Питер 2008

2. Дунаев П.Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин.

М:. Академия 2003г.

3. Косилова А. Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении.

Справочник М.: Машиностроение 1976 г.

Статья написана на основе соответствующего раздела справочно – методиче-

ского пособия Н. П. Игнатьева «Обеспечение точности при проектировании приводов

и механизмов» Азов 2012г. В пособии также содержится:

размерные цепи, определяющие собираемость и работоспособность основных

типов приводов и механизмов,

методика расчета размерных цепей,

примеры расчета большого количества реальных размерных цепей,

информация необходимая для обоснованного назначения требований по точ-

ности к деталям входящим в состав основных видов приводов и механизмов.