Синтез эмпирического материала, полученного в процессе прогрессивного развития техники, предполагает создание широких обобщений для упорядочивания разновидностей объектов исследований. В качестве таковых выступают научные теории и методологические подходы к исследованию общих закономерностей. Технология машиностроения стала наукой благодаря работам Б.С. Балакшина, разработавшим методологию проектирования технологических процессов механической обработке на основе теории размерных цепей, методов достижения точности и теории базирования. Эти теории разработаны для технологических сред, которые являются искусственными и временными, в достаточной степени регулируемыми.
При проектировании технологических процессов сборки наблюдается перенос принципов базирования, разработанных применительно к задачам статики и технологии механической обработки, на закономерности расположения деталей в составе сборочных единиц и машин, что не всегда является достаточно корректным. Так в реальных сборочных образованиях взаимодействие деталей не может с достаточной достоверностью описываться точечной схемой контактирования. Выполнение служебного назначения деталей предполагает в большинстве случаев обеспечение плотного контакта базирующих поверхностей. Поэтому для обеспечения качества сборки необходимо руководствоваться принципом устойчивости положения каждой базирующей поверхности детали - придание каждой базирующей поверхности детали статуса основной базы, что с неизбежностью должно привести к возникновению избыточных связей в сборочном образовании. Формирование дополнительных связей, осуществляемое путем принуждения деталей, приводит к появлению непрогнозируемого напряженно-деформированного состояния, определяющего качество сборки.
Проектирование изделий, разработка технологии сборки основаны на анализе размерных взаимосвязей поверхностей, которые обосновываются в теории размерных цепей, стандартизованной в виде методических указаний. Методические положения этой теории основаны на следующих допущениях:
- детали рассматриваются как абсолютно жесткие тела, поэтому геометрические параметры звеньев являются постоянными и не изменяются под действием технологических факторов;
- не учитывается динамический характер работы большинства изделий машиностроения, следствием которого появляются мертвые ходы, упругие знакопеременные деформации, износ сопряженных поверхностей и т.п.;
- исключается взаимовлияние погрешностей составляющих звеньев и их воздействие на распределение погрешностей замыкающего звена.
Принципиальные недостатки теории размерных цепей в частных случаях преодолеваются путем учета динамичности режимов и характера контактирования поверхностей, что привело к созданию отраслевых рекомендаций. В силу мало значащего статуса методических указаний и, соответственно, небольшой распространенности их существование практически не оказывает влияния на сложившуюся ситуацию в части научно-методического обоснования роли сборочных процессов в формировании выходных параметров узлов и изделий машиностроения.
Под действием сил закрепления или действующих нагрузок поверхности присоединяемой детали смещаются в пространстве. Поскольку податливостью обладают большинство деталей вследствие контактных, объемных, температурных деформаций и формирования избыточных связей при сборке, это свойство должно с необходимостью учитываться в размерных расчетах при высоких технических требованиях к точности положения, размера или движения.
Погрешности взаимного расположения поверхностей деталей при наличии избыточных связей влияют на формирование напряженно-деформированного состояния сборочной системы, поэтому реальные детали не могут даже в глубокой абстракции считаться абсолютно твердыми телами.
Упрощенный подход к решению задач размерного анализа сборки на основе стандартизованных методов во многих практических случаях приводит к значительным погрешностям, поэтому в ряде конкретных случаев производится уточнение методик путем введения понятий эксплуатационных, динамических, нежестких размерных цепей. Перечисленные явления свидетельствуют о необходимости корректирования подхода к использованию основных закономерностей «классической» теории размерных цепей: учету температурно-силовых условий выполнения сборочных операций, неопределенности и избыточности базирования деталей, условий эксплуатации для изделий с многопараметрическими выходными характеристиками.
Появление многочисленных частных приемов и методов сборки для безусловного обеспечения качественных показателей, разнообразие изделий машиностроения и условий эксплуатации являются следствием отсутствия единой методической основы в области сборочного производства. Длительность сроков доводки, недостаточное качество и надежность в эксплуатации многих изделий также являются следствием отсутствия единой целевой функции сборки, которая определяла бы качество сборки как качество функциональных параметров и роль сборки как определяющей стадии машиностроительного производства.
Библиографическая ссылка
Семенов А.Н. СОСТОЯНИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СБОРОЧНОГО ЭТАПА МАШИНОСТРОЕНИЯ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 4. – С. 76-77;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12508 (дата обращения: 03.12.2024).