Проблема обеспечения качества деталей типа колец, втулок и гильз непосредственно связана с особенностями закрепления их при обработке резанием. Даже при закреплении заготовок распределенными нагрузками передача погрешностей с наружной поверхности на внутреннюю оказывается ощутимой. Поэтому крайне важно обеспечить малые отклонения формы установочных поверхностей.
Указанные детали часто работают в условиях изнашивания, и в связи с этим в поверхностных слоях предпочтительнее напряжение сжатия. Однако вследствие разнообразия методов обработки, различных сочетаний силовых и тепловых факторов воздействия инструмента на обрабатываемую поверхность возникают остаточные тангенциальные напряжения, различные по величине и по знаку, что следует учитывать при технологическом формировании такого показателя качества, как износостойкость.
Вопрос о напряжениях непосредственно связан с отклонениями формы поверхностей колец, втулок, гильз. Реальные поверхности всегда имеют волнистость (гранность). После токарной обработки заготовок диаметром 50-80 мм под такой поверхностью возникает слой со структурой, отличной от структуры основного материала. Глубина этого слоя составляет 25-50 мкм. После термической обработки на операции шлифования можно достичь очень малых отклонений формы. Однако установлено, что на глубине 10-12 мкм от поверхности прошлифованного образца располагается пояс аустенитных зерен. Толщина этого пояса оказывается различной и периодически повторяющейся. С течением времени нестабильный по структуре слой аустенита превращается в мартенсит. При этом, естественно, изменяется (увеличивается) объем материала. В тех местах, где слой аустенита был шире, происходит большее изменение объема (увеличение), и наоборот. Поэтому деталь, имевшая после шлифования весьма малые отклонения формы, получает наследственную волнистость. Для уменьшения отклонений формы необходимо рассматриваемую поверхность обработать дополнительно с помощью методов, создающих сжимающие напряжения, так как они замедляют процесс превращения аустенита в мартенсит. Одним из таких методов является алмазное выглаживание. В результате такой обработки отклонение формы за один и тот же промежуток времени оказывается почти в 3 раза меньше, чем после шлифования эль бором.
Конструктивные формы корпусных деталей непосредственно влияют на теплоотвод при растачивании основных отверстий. Следствием его является отклонение от соосности. При последовательном растачивании показатели качества более низкие, чем при одновременном. Наилучшие результаты получены при одновременном растачивании симметричных частей корпусов.
Особо следует отметить опасность искажения формы главных отверстий корпусных деталей при их закреплении на металлорежущих станках. Для технологического обеспечения качества корпусных деталей в связи с использованием технологической оснастки необходима экспериментальная отработка в условиях заводских лабораторий схемы закрепления с указанием сил закрепления и координат их приложения. Наивысшую точность обеспечивает схема закрепления, соответствующая схеме закрепления корпуса после сборки его в готовой машине.
Для деталей других типов существуют свои технологические приемы повышения качества, и вопрос решается аналогично тому, как он решается применительно к деталям, рассматриваемым выше.
В различных отраслях машиностроения наблюдается повышенный интерес к гибкому производству, в том числе автоматизированному, использованию станков с программным управлением. В связи с этим иногда полают, что вопросы технического обеспечения качества продукции можно решить только благодаря этой, так называемой новой технике. Такая точка зрения, безусловно, ошибочна. Во-первых, указанные технологические системы обладают практически теми же недостатками, что и системы обычные, во-вторых, масштабы их применения малы и пока не играют ощутимой роли в общей массе изготавливаемых деталей машин, в-третьих, надежность их находится не на таком уровне, чтобы можно говорить об устойчивых технологических процессах. Вместе с тем тенденция развития и совершенствования таких технологических систем очевидна. Проблема технического обеспечения качества деталей машин должна решаться с применением любых технологических систем в первую очередь - автоматических.
С увеличением точности на сборке требуется особый подход к оценке баз как геометрических образов. Производственные погрешности и деформации на сборке вызывают существенные отклонения от плоскостности, цилиндричности, конусности, перпендикулярности и пр. Поэтому следует принимать в расчет реальные формы базовых поверхностей.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА МАШИН НА ОПЕРАЦИЯХ СБОРКИ.
Сборка является заключительным этапом производства. Но этот этап принципиально отличается от других этапов тем, что именно в нем проявляются различные связи деталей, особенности их взаимодействия. После сборки совокупность свойств представляется как показатель качества машины. Машина может считаться качественной, если погрешность лежит в заданных пределах.
Большое разнообразие машин не позволяет дать единой картины повышения качества машин на сборке. Сборка по методу полной взаимозаменяемости, применяемая в массовом и серийном производствах, не допускает подбора деталей, регулировок и пригонок. Качество машины обеспечивается самой компоновкой собираемых деталей, точность которых оказывается сравнительно высокой, равно как м себестоимость изготовления. Тогда замыкающие звенья имеют жесткие допуски. Экономические оценки играют в этом случае очень важную роль.
Метод неполной взаимозаменяемости не гарантирует необходимое качество всех собираемых машин, так как у сравнительно небольшого количества объектов точность замыкающего звена не будет обеспечена.
Широкое распространение получил метод сборки с групповой взаимозаменяемостью. Все изготовленные детали разбивают на размерные группы, а соединение получают непосредственным подбором деталей, взятых из соответствующих групп. При этом допуски на детали каждой группы оказываются жесткими, что обеспечивает сборку весьма точных соединений. Однако повышение качества изделий этим методом не представляется возможным в условиях поточной сборки, так как нельзя гарантировать, что время на подбор двух деталей соединения будет постоянным и равным такту.
Сборка с регулировкой представляет собой метод обеспечения качества машин. Регулировку выполняют перемещением одной из деталей, которая играет роль компенсатора. Поэтому представляется возможным получать высокое качество всей цепи при сравнительно низкой точности звеньев.
Точностные показатели сборки в оценке качества машин являются
Одними из основных. Их обеспечение сопряжено с преодолением ряда технологических трудностей. Сюда относят неточности изготовления собираемых деталей. Каждый тип производства имеет свои особенности сборки.
В массовом производстве характерной является сборка на конвейерах, которые перемещаются непрерывно или периодически. Но главным является наличие потока, когда продолжительность сборки на различных рабочих местах оказывается практически одинаковой и соответствует такту. Именно для этого случая сборки особенно важна обработка конструкции на технологичность, что обеспечивает высокое качество соединений в условиях жесткого такта.
Многие вопросы сборки в условиях массового производства успешно решены с помощью средств автоматизации, которая обеспечивает постоянство условий сборки, что повышает качество машины
Следует считать прогрессивными такие технические решения, когда один узел на сборке устанавливается относительно другого узла с помощью луча света, а оператор, получив сигнал о правильности расположения узлов, дает команду на их закрепление на базовой детали.
В развитие высказанного технического решения можно привести пример сборочной системы, построенной в МВТУ им. Баумана. Она предназначена для сборки деталей типа втулок с корпусными деталями методом охлаждения. Любая втулка имеет на наружной (установочной) поверхности отклонение от цилиндричности (гранность), что объясняется особенностями ее изготовления. Аналогичные отклонения имеет и отверстие корпуса. Сборка с натягом в этих условиях повлечет за собой передачу отклонений от цилиндричности сопрягаемых поверхностей на отверстие втулки.
Сборочная система состоит из трех участков: измерительного, вычислительного и сборочного. На измерительном участке проводят 100%-ную аттестацию всех поступающих на сборку деталей по параметру отклонения формы. Полученную информацию передают на вычислительный участок, где с помощью микропроцессора проводится гармонический анализ обеих сопрягаемых цилиндрических поверхностей. Результаты анализа позволяют провести ориентирование собираемых деталей. Оно состоит во взаимном повороте по разработанной программе одной из деталей вокруг своей оси так, чтобы имеющиеся погрешности формы сочетались на обеих поверхностях оптимальным образом. При этом перенос отклонений формы сопрягаемых поверхностей на отверстие втулки произойдет в наименьшей степени. Далее рука робота переносит уже ориентированную втулку в охлаждающую среду и по истечении определенного времени подает ее в отверстие корпуса для сборки поперечно-прессовым методом. В итоге каждая пара сопрягаемых деталей сочетается характерным только для нее образом, однако все действия системы не нарушают такта поточной сборки. Такой подход может представлять принципиальный интерес для массового производства.