Базирование заготовок на приспособлении

БАЗИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК НА ПРИСПОСОБЛЕНИИ

БАЗИРОВАНИЕ ПО ТРЁМ ПЛОСКОСТЯМ

Решаемые задачи и область применения

Основные задачи при этой схеме базирования - определить положение заготовки для образования новых плоскостей, отверстий, пазов и др. элементов на заданных расстояниях от трёх взаимно перпендикулярных базовых плоскостей, перпендикулярно, параллельно или под заданным углом к ним.

Рис.3.1. Распределение степеней свободы между базовыми плоскостями призматической заготовки

Базирование по трём плоскостям применяют для призматических заготовок и для разнообразных по форме заготовок, имеющих хотя бы две взаимноперпендикулярные плоскости (рис.3.1). Базовые плоскости могут быть не взаимно перпендикулярными, но при этом возникает погрешность базирования (см. ниже).

Распределение степеней свободы

При базировании по плоскостям технологическими базами являются:

Установочнаябаза лишает заготовку 3-х степеней свободы;

Направляющаябаза - 2-х степеней свободы;

Опорная база (1-ой степени свободы).

Установочная база лишает заготовку перемещения вдоль оси Z и поворотов относительно осей Y (φ_Y) и X (φ_X). В качестве установочной базы принимают наиболее развитую плоскость, обеспечивающую наибольшую устойчивость заготовки, на которую будет направлено усилие закрепления.

Направляющая база лишает заготовку перемещения вдоль оси Y и поворотов относительно осиZ(φ_z). В качестве направляющей базы принимают более длинную вдоль соответствующей координаты плоскость.Чем больше длина между опорными точками на ней, тем меньше возможная погрешность поворота (φ_z).

В качестве опорной базы принимаютлюбую плоскость. Опорная база лишает заготовку перемещения вдоль оси Х (φ_X).

Во время закреплениязаготовки распределение степеней свободы между выбранными базамиможет измениться, в зависимости от направления действия силызакрепления W (рис. 3.2). Учитывая возможную неперпендикулярность базовых плоскостей между собой, нижняя база будет установочной, если сила Wбудет направлена на неё (рис. 3.2, а). В случае по рис. 3.2, б нижняя плоскость заготовки будет оторвана от опор, и не будет лишать заготовку трёх степеней свободы.

Погрешности базирования

Погрешности базирования появляются при явном или скрытом несовмещении технологической и измерительной баз. Случай явного несовмещения баз был рассмотрен на лекции 2 (рис. 2.5, а).

Пример скрытого несовмещения баз показан на рис.3.3. Выполняемое отверстие должно расположиться на расстоянии А от верхней кромки О этой плоскости. Кромка О принадлежит наклонной плоскости, и выбор последней в качестве направляющей технологической базы внешне не противоречит правилу совмещения измерительной и технологической баз.

Однако угол наклона γ на партии заготовок варьируется в пределах некоторого углового допуска IT _γ. Соответственно координата А будет выполнена с погрешностью базирования e_А, вычисляемой с помощью геометрических построений (см. треугольники omp и onp):

(3.1)

БАЗИРОВАНИЕ ПО НАРУЖНЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОВЕРХНОСТЯМ

Погрешность базирования

Погрешность базирования в кулачковом патроне проявляется в двух случаях:

1.- технологическая база не совмещена с измерительной базой выполняемых размеров и пространственных требований точности;

2.- опорные цилиндрические поверхности кулачков из-за своих диаметров не обеспечивают реализацию выбранной технологической базы («скрытое несовмещение»).

В соответствии стеоретической схемойбазирования базовая цилиндрическая поверхность заготовки 2 должна контактировать с каждым опорным кулачком 1 только одной образующей линией А (рис. 3.11, а). Тогда ось заготовки совместится с осью кулачка (здесь погрешности изготовления механизмов патрона не учитываются).

Произойдёт это при условии, что диаметр заготовки меньше диаметра опорной поверхности кулачка:

D_З £ D_К . (3.2)

Если в патроне предполагается закреплять заготовки разного диаметра, то в условии (3.6) должен быть учтён наибольший диаметр закрепляемой заготовки.

При выполнении условия (3.2) погрешность базирования равна нулю, но погрешность установки заготовкиε_у, тем не менее, будет иметь место из-за неточности изготовления станка, патрона и биения шпинделя станка:

, (3.3)

где e_ст- биение шпинделя; e_п - биение, вызванное неточностью изготовления патрона.

Если условие (3.2) не выполнено, то заготовка контактирует с каждым кулачком двумя образующими линиями С₁ и С₂ , которые совсем не обязаны лежать на окружности с центром, совмещённым с осью кулачка (рис. 3.11, б). По этой причине центр окружности заготовки оказывается смещённым относительно оси патрона станка на величину e_бi. Аналогичное смещение происходит на каждом из трёх кулачков, а результирующая погрешность смещения центра заготовки равна геометрической сумме величин e_бi на каждом из трёх кулачков. Погрешность установки в патроне в этом случае будет равна

. (3.4)

При установке заготовок в кулачках патрона на внутреннюю цилиндрическую поверхность, например, - на опорных поверхностях 2 прямых кулачков (см. рис.3.9, а), - отсутствия погрешности базирования определяется условием

D_К£D_З. (3.5)

Чтобы обеспечить условия (3.2), (3.5) и устранить погрешности центрирования из-за неточности изготовления патрона, опорные поверхности кулачков патрона протачивают “по месту” после закрепления патрона на шпинделе станка. Для возможности такого протачивания кулачки изготавливают из сталей 40, 45, 40Х с термообработкой лишь до HRC_э 32-38.

Технологию растачивания кулачков “по месту” поясним на примере расточки опорной поверхности А(рис. 3.11):

1. В патроне закрепляют валик 1 (усилие закрепления W должно действовать на кулачки в том же направлении, как при последующем закреплении ими заготовок) и протачивают уступm.

2. Уступамиmзакрепляют кольцо 2 (усилие W направлено по-прежнему ”на зажим”) и растачивают основную часть опорной поверхности А кулачков, соблюдая при этом условие (3.2) по отношению к диаметрам будущих заготовок.

При растачивании кулачки должны быть закреплены «на зажим» - как при последующих закреплениях заготовок, для того, чтобы имеющиеся в сопряжениях деталей патрона были «исключены» в тех же направлениях, что и обработки заготовок.

Диаметры валика 1 и кольца 2 предварительно рассчитывают с учётом диаметра будущей заготовки и условия (3.2).

Протачивание “по месту” опорных поверхностей B или C (см. рис.3.9) выполняют за один переход, закрепив “на разжим” на одной из названных поверхностей специально изготовленное кольцо и протачивая в этом положении вторую из поверхностей. Закрепляемое кольцо специально изготавливают с такими диаметрами, чтобы выполнить условие (3.6) или (3.9).

Конструкции призм

Базовой плоскостью призмы может быть нижняя плоскость В (рис. 3.7), или боковая плоскость К (рис.3.8, б). Наклонные плоскости С, на которые укладывают заготовку, должны быть закалены и точно обработаны. Между плоскостями С предусматривают паз для выхода шлифовального круга при шлифовании этих плоскостей. Ступенчатые отверстия служат для закрепления призмы на корпусе ПБ, Отверстия (шт) появляются при сборке призмы на корпусе ПБ и штифтовании.

Призмы небольших размеров изготавливают из цементируемых сталей 15, 15Х, 20, 20Х по специальной технологии. Обрабатывают все поверхности призмы, оставляя припуски на шлифование на плоскостях С, и припуски на глубину цементирования (0,8-1,0 мм) на плоскостях А и В. Сверлят отверстия под крепёжные винты.Подвергают заготовку призмы цементации, затем удаляют цементированный слой с плоскостей А и В и производят закалку. Завершающими операциями является шлифование всех ответственных плоскостей. В результатеплоскости С оказываются закалёнными для длительного сохранения точности, аплоскости А и В – не закалены и позволяют производить сверление и развёртывание отверстий под штифты при сборке призмы.

Призмы больших размеров изготавливают сборными: корпусы 1 делают из серого чугуны или из дешёвой стали, а наклонные плоскости С армируют закалёнными стальными пластинками 2 (рис. 3.8, а).

 

Погрешности базирования на призмах

 

 

(3.6)

 

(3.7)

 

(3.8)

 

и (3.9)

 

(3.10)

 

(3.11)

 

(3.12)

 

 

БАЗИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК НА ПРИСПОСОБЛЕНИИ

БАЗИРОВАНИЕ ПО ТРЁМ ПЛОСКОСТЯМ