Изготовление деталей на агрегатных станках и автоматических линиях

Установка заготовок

Для обработки заготовок на АС и АЛ важное значение имеет выбор технологических баз. Необходимо в максимальной степе­ни выдерживая их постоянство, стремиться к совмещению тех­нологических и измерительных баз. Это нужно для обеспечения постоянства положения обрабатываемой заготовки на разных по­зициях (станках) АЛ, поскольку любое его изменение приводит к необходимости встраивания в линию кантователя, вращателя или другого механизма, усложняющего АЛ. Постоянство баз уп­рощает и транспортирование заготовки от позиции к позиции. При обработке на АС и АЛ заготовки устанавливают в стацио­нарные приспособления, в приспособления на поворотных и под­вижных столах, а также в приспособления-спутники, перемеща­ющиеся от станка к станку.

Многократная установка заготовок вызывает износ контакти­рующих поверхностей приспособлений и технологических баз за­готовок (особенно из легких цветных сплавов), что приводит к увеличению доли погрешности установки в суммарной погреш­ности обработки. На АС и АЛ применяют практически все типо­вые схемы установки, а также сочетания их элементов. В стацио­нарные приспособления AЛ заготовки корпусных деталей и при­способления-спутники чаще всего устанавливают на плоскость и два перпендикулярных ей отверстия по схеме  (рис. 5.22). Такая схема лишает заготовку шести степеней свободы, что позволяет использовать метод автоматического полу­чения размеров в любом направлении трехосной системы коор­динат, обеспечивает возможность подвода инструментов с не­скольких сторон, сохраняет постоянство баз при многократных установках, создает возможность автоматического транспорти­рования заготовок по AЛ и надежной их фиксации в рабочих позициях. Условиям автоматического транспортирования и фиксации заготовки корпусной детали (или спутника) в большей степени удовлетворяют выдвижные фиксаторы (см. рис. 5.22, а), кото­рые используют на AJI вместо неподвижных установочных паль­цев. Для уменьшения погрешности базирования заготовок вмес­то выдвижных фиксаторов применяют неподвижные. При ниж­нем расположении неподвижных фиксаторов (см. рис. 5.22, б) механизмы AЛ снимают заготовку с фиксаторов, переносят на следующую позицию и опускают, надевая на фиксаторы. При верхнем расположении фиксаторов (см. рис. 5.22, г) в рабочей позиции заготовку снизу поджимают к установочным планкам и удерживают при обработке.

Рис. 5.22. Схемы установки заготовок и приспособлений-спут­ников на AЛ:

а — на выдвижные фиксаторы; б— г — на неподвижные фиксаторы по нижней, боковой и верхней плоскости соответственно; 1 — заго­товка (приспособление-спутник);

2 — фиксаторы; 3 — базовые план­ки; 4 — направляющие втулки

 

Это усложняет механизмы зажима и транспортирования заготовок, но зато уменьшает погрешность их установки из-за исключения попадания стружки на устано­вочные планки и их износа.

Реже применяют установку заготовок корпусных деталей на две взаимно перпендикулярные плоскости и одно отверстие, ось которого перпендикулярна установочной базе, т. е. плоскости, лишающей заготовку трех степеней свободы. В этом случае в отверстие вводят выдвижной ромбический фиксатор.

Заготовки, у которых отсутствуют поверхности, обеспечиваю­щие устойчивое положение, устанавливают и транспортируют в приспособлениях-спутниках. На спутниках обрабатывают также заготовки, у которых погрешности базирования без спутника столь велики, что не обеспечивают заданной точности изготовления де­тали. Приспособления-спутники используют также для установ­ки заготовок, жесткость которых недостаточна для обработки и поэтому возникает потребность введения подводимых опор.

Способы базирования заготовок в приспособлениях-спутни­ках разнообразны, поэтому используют почти все типовые схе­мы и сочетания их элементов. Чаще других применяют следую­щие схемы базирования:

на плоскость и два перпендикулярных ей отверстия (крышки зубчатых колес, станины электродвигателей, корпуса насо­сов и т. п.);

на плоскость и внутреннюю или наружную поверхность вра­щения, ось которой перпендикулярна плоскости и выступу или впадине для ориентации в угловом отношении (ролики, звез­дочки, диски, поворотные кулаки);

на плоскость и контуры бобышек, приливов и т. п., т. е. на элементы наружной поверхности вращения (рычаги, шатуны и т. п.).

Как правило, схемы базирования в приспособлениях-спут­никах лишают заготовку шести степеней свободы и допускают применение как чистых, так и черных баз. В последнем случае заготовку закрепляют в приспособлении и в таком положении транспортируют от позиции к позиции. В некоторых случаях при установке на чистые базы (поверхности, обработанные вне AЛ) заготовка перемещается в приспособлении в незакреплен­ном состоянии, а ее закрепление вместе с приспособлением - спутником производится на рабочих позициях, что значительно упрощает его конструкцию.

При обработке заготовок корпусных деталей на AЛ без при­способлений-спутников технологические базы обычно включа­ют одну из ответственных плоскостей и два базовых отверстия, оси которых перпендикулярны плоскости. Для плоскостей раз­мерами от 160x140 мм до 580x460 мм установлены отклонения от плоскостности по 8... 12-й степеням точности (ГОСТ 24643— 81), т. е. 0,05...0,25 мм на всей длине плоскости, и шерохова­тость поверхности Ra = 2,5... 12,5 мкм. Базовые отверстия вы­полняют диаметром 12... 16 мм по IT7...IT9 с межосевыми рас­стояниями 70...540 мм, имеющими допуск +(0,012...0,1) мм.

Погрешность базирования на плоскость и два отверстия (рис. 5.23, а, б) в направлении, параллельном плоскости (гори­зонтальная плоскость), выражается в смещении заготовки из но­минального положения I в положение II или III. Поступатель­ное смещение заготовки возможно в направлении какой-либо из осей координат в пределах максимальных зазоров в сопряжениях «базовое отверстие — фиксатор» и «фиксатор — направляющая втулка» соответственно (см. рис. 5.23, а):

При повороте заготовки на угол (см. рис. 5.23, б) в преде­лах тех же зазоров погрешность базирования, отнесенная к точ­ке К, выразится:

В этих выражениях — максимальный диаметральный зазор в любом сопряжении фиксатора с заготовкой,

- максимальный диаметральный зазор в сопряжении отверстия заготовки соответственно с ци­линдрическим и ромбическим фиксатором (при одинаковых посадках в этих сопряжениях); — максимальный диаметраль­ный зазор в сопряжении любого фиксатора с направляющей втул­кой, - максимальный

диаметральный зазор в сопряжении направляющей втулки соответственно с цилиндрическим и ромбическим фиксатором;

Рис. 5.23. Погрешности базирования на плос­кость и два отверстия с перпендикулярными ей осями соответственно в плоскости XOY и параллельно ей (а, 6) ив плоскости XOZ (в)

 

L — расстояние между центрами базовых отверстий; R — рас­стояние от точки К до полюса О _II (см. рис. 5.23, б), причем R определяют в плоскости, параллельной базовой установочной плоскости.

Погрешность базирования в направлении, перпендику­лярном установочной плоскости (вертикальная плоскость, рис. 5.23, в), при совмещенной технологической и измеритель­ных базах

теоретически отсутствует, а фактически она возника­ет в связи с погрешностями формы (отклонениями от плоско­стности) базовой плоскости заготовки. Отклонение от плоско­стности базовой плоскости приводит к несовпадению плоскости контакта IV заготовки с точечными опорами 1, 2, 3 приспособления и ее измерительной плоскости V, контактирую­щей с контрольной плитой по наиболее выступающим точкам 4, 5, 6. При базировании заготовки на планки погрешность базиро­вания из-за отклонений от плоскостности базы значительно умень­шается, но все же имеет место. Погрешность базирования, зави­сящая от отклонений от плоскостности базовой плоскости,

где — коэффициент, учитывающий вид опор и их расположе­ние, = 0,5...0,8 для трехточечных опор и 0,2...0,24 — при ис­пользовании планок; — допускаемое отклонение от плос­костности базовой поверхности заготовки.

В большинстве случаев в загрузочной позиции АЛ заготовку базируют на установочные элементы приспособления-спутника и зажимают там с помощью электро- или гидромеханического ключа. В рабочих позициях АЛ приспособления-спутники фик­сируют (базируют) и закрепляют в стационарных приспособле­ниях. В этом случае погрешность установки заготовок в пози­циях АЛ

где — погрешность установки заготовок в приспособлениях- спутниках,

,  - соответственно погрешность базирования и закреп­ления заготовок в приспособлениях-спутниках; — погреш­ность установки, вносимая приспособлением-спутником,

^{,  —} соответственно погрешность базирования и закреп­ления спутников в стационарных позиционных приспособлени­ях; — погрешность изготовления комплекта спутников по выдерживаемым параметрам точности обработки заготовок; — погрешности от износа установочных элементов под за­готовки на спутнике; — погрешности от износа установоч­ных элементов спутника и позиционного приспособления.

Значительно реже, например при базировании заготовки на плоскость и два перпендикулярных ей отверстия, заготовка пе­ремещается по AЛ в приспособлении-спутнике в незакреплен­ном состоянии, а ее закрепление производится на рабочих по­зициях. Погрешность установки заготовок при этом

где ^— погрешность закрепления заготовок при зажиме заготовки совместно со спутником в рабочей позиции.

Погрешность шага транспортера, передающего заготовку или спутник на следующую позицию AЛ, вызывает несовпадение осей базовых отверстий заготовки (спутника) с осями выдвижных фик­саторов. Поэтому процесс фиксации происходит со значитель­ными динамическими нагрузками механизма фиксации и дру­гих элементов. Для АЛ со спутниками, особенно при их боль­ших габаритных размерах и массах, выдвижные цилиндрические фиксаторы могут быть исключены вследствие использования принципиально иных схем базирования спутников, предложен­ных Н.П. Большагиным.

При установке призмой по цилиндрическим колонкам (рис. 5.24, а) погрешность базирования в направлении оси OZ равна нулю, а в направлении оси ОХ зависит от допусков  на диаметры колонок и угла призмы . В области призмы

Рис. 5.24. Схемы установки на AЛ приспособления-спутника с гаран­тированным прижимом к базовым элементам рабочих позиций

в области плоской базы

Возможно базирование спутника двумя призмами по клино­вым колонкам позиции (рис. 5.24, б). Приспособления-спутни­ки, имеющие малые габаритные размеры и массу, устанавлива­ют на две взаимно перпендикулярные плоскости и одно отвер­стие, ось которого перпендикулярна установочной плоскости (рис. 5.24, в), с базированием по выдвижному ромбическому фик­сатору.