close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Оптимизированный выбор сборочных комплектов при многовариантных схемах размерного комплектования..pdf

код для вставкиСкачать
5
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
УДК 621.757:519.87
Ю. П. Сердобинцев, Л. А. Рабинович, А. В. Савичев
ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ ВЫБОР СБОРОЧНЫХ КОМПЛЕКТОВ
ПРИ МНОГОВАРИАНТНЫХ СХЕМАХ РАЗМЕРНОГО КОМПЛЕКТОВАНИЯ
Волгоградский государственный технический университет
Повышению качества прецизионной продукции всегда придавалось особое значение. В
машиностроении качество продукции в значительной степени определяется соответствием
размерных параметров изделия техническим
требованиям. К высококачественным изделиям
предъявляются требования повышенной или
высокой точности.
Однако наряду с обеспечением качества
стоит задача обеспечения необходимой производительности. Под последней понимается выбор наибольшего числа сборочных комплектов
из предварительно подготовленных для сборки
партий комплектуемых деталей.
Существующие методы обеспечения точности полной и неполной взаимозаменяемости,
пригонки и компенсации позволяют добиться
достаточного уровня точности продукции, но,
как правило, за счет снижения производительности.
Метод селективной сборки, широко применяемый, в крупносерийном и массовом производстве, позволяет добиться требуемой точности не только размерных, но и других функциональных параметров [1].
Среди прочих у селективной сборки есть
два существенных недостатка: образование
значительной доли незавершенного производства (НП) и бракованной продукции из-за ошибок при аттестации.
Эффективным способом снижения НП при
селективной сборке, может быть применение
метода межгрупповой взаимозаменяемости
(МГВ) [2], при котором расширяются условия
взаимозаменяемости групп деталей. Количество групп, на которое разбиваются допуски на
размер сопрягаемых деталей, увеличивается в
λ раз. Тогда требования точности позволяют
осуществлять комплектование не только c одноименными группами, но и с соседними группами, количеством: k = 2λ − 1 .
Метод межгрупповой взаимозаменяемости
широко описан применительно к элементарным
прецизионным парам (соединение типа "вал –
отверстие"), а также для более сложных преци-
зионных узлов, образуемых последовательным
сочетанием элементарных прецизионных пар.
Расчет собираемости замкнутых прецизионных
узлов, с двухпараметрическим прецизионным
соединением, ранее изучен был мало.
Рассмотрим методику расчета собираемости
и алгоритм комплектования на примере сложного прецизионного узла (СПУ) привода винчестера (рис. 1). В состав узла входит замкнутый прецизионный узел установки вала 1 на
подшипниках качения 2 и 4 в корпус 3. Фланец
5 и корпус 6 не участвуют в замкнутой сборочной цепи и значительного влияния на усложнение расчета собираемости не оказывают.
При расчете собираемости СПУ следует
учитывать, что на каждом этапе сборки, кроме
Рис. 1. Схема привода винчестера
первого, количество узлов, поступивших на
сборку с предыдущего этапа, ограничено на величину незавершенного производства предыдущего этапа. Незавершенное производство,
накапливаясь от этапа к этапу, снижает собираемость узла в целом. Поэтому целесообразно
выбирать порядок сборки узла, от этапов с низким незавершенным производством к этапам с
более высоким незавершенным производством.
Собираемость рассчитывается в отношении
к единице как площадь взаимного перекрытия
законов, описывающих распределение размеров деталей. Как правило, распределение размеров партии цилиндрических деталей подчи-
38
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
няется нормальному закону [1, 3, 5].
Применение метода межгрупповой взаимозаменяемости дает увеличение расчетного значения собираемости, поскольку кривая распределения одного размера смещается относительно другой кривой на величину IT ∆ 1 − 1 (где
2
λ
IT ∆ – допуск на размер замыкающего звена,
а λ – условие взаимозаменяемости), тем самым
увеличивая площадь взаимного перекрытия
кривых распределений [2, 3].
Не зависимо от порядка сборки на завершающем этапе возникает двухпараметрическое
прецизионное соединение, когда одна из деталей входит в сопряжение одновременно с двумя другими деталями.
Статистическая модель двухпараметрического соединения (рис. 2) представляет собой
наложенные друг на друга поверхности нормального распределения на плоскости.
Каждая из поверхностей образуется пересечением двух кривых нормального распределения размеров деталей, участвующих в сопряжении, и выглядит как "холм".
( )
талей.
В частном случае, когда среднеквадратические отклонения рассеяний одного из сопряжений равны, эллипс превращается в окружность.
Площадь каждого эллипса равна единице,
а область взаимного перекрытия эллипсов опи-
Рис. 3. Математическая модель двухпараметрического
соединения
сывает собираемость соединения в отношении
к единице (на рисунке показана одинарной
штриховкой).
Применение метода межгрупповой взаимозаменяемости отражается на математической
модели смещением одного эллипса относительно другого сразу по двум осям на величину
IT ∆ 1 − 1 , где IT ∆ – допуск на размер замы2
λ
кающего звена, а λ – условие взаимозаменяемости.
Таким образом центр одного из эллипсов
очерчивает прямоугольник со сторонами
IT ∆1 ⎛⎜1 − 1 ⎞⎟ и IT ∆ 2 ⎛⎜ 1 − 1 ⎞⎟ , увеличивая тем
⎝ λ2 ⎠
⎝ λ1 ⎠
самым область перекрытия (на рисунке заштриховано двойной штриховкой). Новое увеличившееся значение собираемости можно
оценить в процентном отношении, рассчитав
площадь взаимного перекрытия первого эллипса и фигуры, состоящей из четырех эллипсов и
касательных к ним. Площадь можно рассчитать, проинтегрировав уравнения эллипсов в
интервале ( a; b ) :
( )
Рис. 2. Статистическая модель двухпараметрического
соединения
Область, образуемая взаимным перекрытием "холмов" нормального распределения, описывает относительную собираемость двухпараметрического соединения. Горизонтальное
сечение, или нормализация нормального распределения, на плоскости дает математическую
модель двухпараметрического соединения, которая выглядит как два наложенных друг на
друга единичных эллипса (рис. 3).
Оси эллипсов определяются как отношение
среднеквадратических отклонений распределений размеров, участвующих в соединении де-
C
b
⎛B
⎞
P = 2 ⋅ ⎜ ∫ y′Э2dx + ∫ yЭ1dx + ∫ y′′Э2dx ⎟ ,
B
C
⎝a
⎠
где уравнение первого эллипса:
39
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
y Э1 = E11 − x 2 E11E12 ,
а уравнения второго эллипса в двух смещенных
положениях
2
⎛
⎞
IT ∆1 ⎛
1 − 1 ⎞⎟ ⎟ E21E22 +
y′ Э2 = E21 − ⎜ x + ξ1 −
⎜
2 ⎝ λ1 ⎠ ⎠
⎝
IT ∆ 2 ⎛
+ξ 2 −
1− 1 ⎞
2 ⎜⎝ λ 2 ⎟⎠
2
⎛
⎞
IT ∆1 ⎛
и y′′ Э2 = E1 − ⎜ x + ξ1 +
1 − 1 ⎟⎞ ⎟ E1E2 +
⎜
2 ⎝ λ1 ⎠ ⎠
⎝
IT ∆ 2 ⎛
+ξ 2 −
1− 1 ⎞ ,
2 ⎜⎝ λ 2 ⎟⎠
σ
σ
σ
σ
где E11 = 1 , E12 = 2 , E21 = 3 , E22 = 4 – оси
σ2
σ1
σ4
σ3
эллипсов.
Сделанный расчет показал увеличение собираемости узла привода винчестера от 86,8 %
при селективной сборке до 98,6 % при увеличении взаимозаменяемости в 2 раза и до 99 %
при увеличении взаимозаменяемости в 3 раза.
В целях подтверждения результатов теоретического расчета была создана имитационная
модель процесса комплектования сложного
прецизионного узла. На языке Visual Basic,
встроенном в табличный процессор Microsoft
Exсel составлена программа, осуществляющая
моделирование размеров для партии деталей
узла на основании введенных оператором исходных данных (допусков на размеры и размеры партий деталей) и оптимизированный выбор
сборочных комплектов узла.
Оригинальный алгоритм имитационной модели может быть использован для оптимизированного выбора сборочных комплектов при автоматической сборке сложного прецизионного
узла с межгрупповой взаимозаменяемостью.
Результаты моделирования подтвердили
теоретические расчеты с доверительной погрешностью, не превышающей 3 %.
Сложность конструкции и наличие большого количества расчетов обусловливает необходимость автоматизации сборки СПУ под управлением вычислительных машин.
Предложенный расчет собираемости сложного прецизионного узла при межгрупповой
взаимозаменяемости может быть использован
для прогнозирования результатов производства
дорогостоящей прецизионной продукции еще
на стадии проектирования. После анализа статистических моделей соединений, руководствуясь целью увеличить области перекрытия
кривых распределений (а, следовательно, и собираемость), стало возможным формировать
рекомендации по оптимизации технологического процесса изготовления деталей при проектировании узла. Это позволяет не только
снизить стоимость продукции, увеличить производительность, но и уверенно планировать
производство.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бонч-Осмоловский, М. А. Селективная сборка/ М. А. БончОсмоловский. – М.: Машиностроение, – 1974. – 144 с.
2. Гибкие производственные системы сборки/ П. И. Алексеев, А. Г. Герасимов, Э. П. Давыденко [и др.]; под общ.
ред. А. И. Федотова. – Л.: Машиностроение. Ленинград.
отд-ние, 1989. – 349 с.
3. Рабинович, Л. А. Исследование рациональной точности сортировки при селективной сборке прецизионных
узлов/ Л. А. Рабинович, А. Г. Кесоян // Вестник машиностроения. – 1980. – № 10. – С. 54–57.
4. Рабинович, Л. А. Исследование процессов и обоснование схем автоматического выбора сборочных комплектов деталей прецизионных изделий/ Л. А. Рабинович//
Автоматизация технологических процессов в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр./ ВолгГТУ. – Волгоград,
1991. – С. 34–45.
5. Рабинович, Л. А. Исследование условий организации селективной сборки при изготовлении деталей по
ЕСДП от СЭВ/ Л. А. Рабинович // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Вып. 20. – Львов: Высшая школа, 1981. –
С. 137–143.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8
Размер файла
265 Кб
Теги
оптимизированный, комплект, многовариантные, выбор, комплектования, pdf, сборочный, схема, размерной
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа