2395

кости установочных элементов и плоскости корпуса приспособления, контактирующей со столом станка, и т. д.), а также размеры установочных элементов.

Во вторую группу входят размеры деталей и сопряжений приспособлений, погрешности которых не оказывают влияния на точность обработки (размеры сопряжений зажимных устройств и приводов, выталкивателей и других вспомогательных устройств).

В третью — размеры несопрягаемых обработанных и необработанных поверхностей деталей приспособлений.

Существуют практические рекомендации по выбору допусков размеров деталей и сопряжений приспособлений.

Допуски размеров первой группы обычно принимаются в 2...3 раза меньшими, чем размеров, выдерживаемых при обработке заготовки. Это обеспечивает в ряде случаев достаточно надежное выполнение заданных размеров заготовки и необходимый ресурс работы приспособления до предельного износа его элементов. При предварительной обработке заготовок по 11-му квалитету точности и ниже относительная точность приспособлений может быть несколько повышена (1/5…1/10 допуска выполняемого размера заготовки). Это возможно при наличии соответствующего точного оборудования и обеспечении высокой точности обработки в инструментальных цехах. При изготовлении деталей по 12...14-му квалитетам точности названное соотношение обеспечивает допуски размеров деталей приспособлений ориентировочно по 6...8-му квалитетам точности. Так, в кондукторах для сверления отверстий под крепежные болты допуск расстояния между осями кондукторных втулок принимается ± 0,05 мм, что обеспечивает увеличенный период (ресурс) работы кондуктора до предельного износа втулок и выхода приспособления из строя по точности.

Однако допуски размеров первой группы не следует определять только на базе изложенных выше практических рекомендаций. Более целесообразно и правильно с технической, методической и экономической точек зрения их установление по расчету приспособления на точность.

21

Допуски размеров второй группы назначаются при конструировании приспособлений в зависимости от характера и условий работы рассматриваемых сопряжений и назначения механизма. Чаще всего допуски размеров сопрягаемых деталей принимаются по 6...8-му квалитетам точности.

Свободные размеры выполняются по 14-му квалитету точности для обработанных и по 16-му — для необработанных поверхностей деталей приспособлений.

Тщательная проработка вопросов точности приспособлений способствует повышению качества обработки заготовки, точности деталей и ресурса эксплуатации приспособления. Так, погрешности изготовления сверлильных и расточных кондукторов влияют на точность межцентровых расстояний между обрабатываемыми отверстиями, расстояний от технологической базы до осей отверстий, а также на отклонение от перпендикулярности осей отверстий относительно опорного торца заготовки. При наличии поворотных устройств могут возникать погрешности углового расположения обрабатываемых отверстий, отклонение от параллельности их осей относительно базовой плоскости и отклонение от соосности в случае растачивания отверстий с последовательным поворотом заготовки на 180°.

Погрешности изготовления и положения на станке фрезерных, строгальных, протяжных и долбежных приспособлений приводят к неточностям взаимного положения обрабатываемых и базовых поверхностей заготовки, но не влияют на форму обрабатываемых поверхностей и точность их размеров, обеспечиваемых мерным и другим инструментом (при выполнении пазов, отверстий, шлицевых поверхностей и т. д.). Неточности делительных и поворотных устройств этих приспособлений могут приводить к погрешностям относительного расположения обработанных поверхностей заготовки.

В целом погрешности изготовления приспособлений и установки их на станке не влияют на точность размеров и форму обрабатываемых поверхностей, но приводят к погрешностям относительного положения поверхностей заготовки.

22

1.1.6. Базирование заготовок в приспособлении

Проектирование любого приспособления начинается с определения теоретической схемы базирования объекта. Базирование, т. е. придание объекту (заготовке, детали, изделию) требуемого положения относительно принятой системы координат, осуществляется с помощью выбранных на объекте баз в виде принадлежащих ему поверхностей, осей, точек или их сочетаний. Совокупность трех баз, образующих систему координат объекта, составляет комплект баз (рис. 1, а). Использование комплекта баз необходимо для обеспечения неподвижности объекта в выбранной системе координат. В этом случае на объект налагается шесть двусторонних геометрических связей, которые символизируются шестью опорными точками (рис. 1, б). Соответствующее число связей с объекта может сниматься, если по назначению изделия необходимо или при обработке заготовки достаточно определенное число степеней свободы. Тогда при базировании объекта используют две или одну базу.

Рис. 1. Комплект баз (а) и опорные точки (б) при базировании призматической заготовки (детали): I, II, III — базы; 1...6 — опорные точки, символизирующие двусторонние связи заготовки (детали) с системой координат

23

Базовыми или установочными поверхностями заготовки изготавливаемой детали называются такие поверхности, которые определяют ее положение относительно исполнительных поверхностей станка или приспособления.

Заготовки деталей, устанавливаемых в станочные приспособления, имеют различные комплекты базирующих поверхностей в зависимости от их геометрической формы.

Черновыми базами называют необработанные поверхности заготовки, используемые для ее установки в приспособлении при обработке на первой операции.

Чистовыми базами называют обработанные поверхности заготовки, служащие для ее установки в приспособлениях при обработке на всех последующих операциях технологического процесса.

Конструкторскими базами называют поверхность или сочетания поверхностей, которые определяют положение детали относительно других деталей, сопряженных с ней в сборочной единице.

Технологическими базами называют поверхности или сочетания поверхностей, которые определяют положение заготовки (детали) относительно исполнительных поверхностей приспособления или станка в процессе обработки или сборки.

Измерительными базами называют поверхности или сочетания поверхностей, которые определяют положение измеряемой детали относительно исполнительных поверхностей измерительного средства.

1.1.7. Погрешности базирования в приспособлениях

Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки состоит из:

1.Погрешности установки заготовки;

2.Погрешности настройки станка;

3.Погрешности обработки, возникающей в процессе изготовления детали.

24

Погрешность установки εу — одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали. Она возникает при установке обрабатываемой заготовки в приспособлении и складывается из погрешности базирования εб, погрешности закрепления εз и погрешности положения заготовки εпр, зависящей от неточности приспособления и определяемой ошибками изготовления и сборки его установочных элементов и их износа при работе.

Погрешность настройки станка н возникает при установке режущего инструмента на размер, а также вследствие неточности копиров и упоров для автоматического получения заданных размеров на детали.

Погрешность обработки обр, возникающая в процессе изготовления детали на станке, объясняется:

1.Геометрической неточностью станка;

2.Деформацией технологической системы под действием сил резания;

3.Неточностью изготовления и износом режущего инструмента и приспособления;

4.Температурными деформациями технологической сис-

темы.

Для получения годных деталей суммарная погрешность при обработке на станке должна быть меньше допуска δ на заданный размер детали. Это условие выражается неравенством

εу + н + обр ≤ δ.

Погрешностью базирования εб называют разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на заданный размер детали режущего инструмента. Погрешность базирования возникает, когда технологическая установочная база обрабатываемой заготовки не совмещена с измерительной.

Погрешностью закрепления εз называют разность между наибольшей и наименьшей величинами проекций смещения измерительной базы в направлении получаемого размера вследствие приложения к обрабатываемой заготовки силы зажима W. Основная причина, влияющая на погрешность закре-

25

пления заготовки — деформация базовых поверхностей деталей и стыков цепи, по которой передаются силы зажима (механизированный привод, промежуточные звенья, корпус, установочные и зажимные детали приспособления, обрабатываемая заготовка).

Большое влияние на погрешность закрепления оказывают форма и габаритные размеры обрабатываемой заготовки, точность и чистота базовых поверхностей, конструкция приспособления и постоянство сил зажима. Следовательно, погрешности закрепления необходимо определять для конкретных схем установки детали в приспособлении опытным путем. При обработке заготовок в достаточно жестких приспособлениях погрешность закреплении оказывает незначительное влияние на точность обработки и ее можно в расчетах не учитывать.

Погрешность положения εпр заготовки относительно режущего инструмента возникает в результате неточного изготовлении и сборки приспособления и износа его установочных элементов в процессе эксплуатации. Неточность при изготовлении приспособления возникает и от погрешностей изготовления его деталей, сборки и регулировки.

Точность изготовления приспособления задается в рабочем чертеже и в технических условиях.

На погрешность положения заготовки в приспособлении наибольшее влияние оказывает износ его постоянных установочных опор. Различные детали приспособления контролируют в установленные сроки и при износе проходят соответствующий вид ремонта.

Обозначим погрешность изготовления приспособления и износ его опор через εпр. Так как εб, εз и εпр представляют собой поля рассеивания случайных величин, подчиняющихся закону нормального распределения, то погрешность установки εу как суммарное поле рассеивания выполняемого размера детали определяют по формуле:

26

'у б2 з2 пр2 .

При выборе способа установки необходимо сравнивать полученную для данной установки погрешность ε΄у с допустимой погрешностью εy. Для принятой схемы установки необходимо выполнять условие ε΄у ≤ εy.

1.1.8. Расчет приспособлений на точность

Для получения требуемой точности изготавливаемой детали в приспособлении необходимо выбрать такую схему приспособления, при которой действительные погрешности базирования εб заготовки в приспособлении были бы меньше или равны допустимым значениям εдоп погрешности базирования:

εб ≤ εдоп.

Допускаемое значение погрешностей базирования обрабатываемой детали в приспособлении ориентировочно

εдоп = δ - ω ,

где δ — допуск получаемого размера детали; ω — точность обработки детали, достигаемая при выполнении данной операции.

Если отсутствуют необходимые данные о точности обработки детали при выполнении данной операции, то можно принимать среднюю экономическую точность обработки, указанную в таблицах справочников для соответствующего способа обработки.

Действительное значение погрешностей εб базирования деталей в приспособлении определяют из геометрических связей в соответствии со схемой базирования.

27

Формулы для определения действительного значения погрешностей базирования для встречающихся схем базирования приведены в справочниках.

Расчетная суммарная погрешность приспособления

пр ≤ δ - (К1εб + у + К2ω),

где δ — допуск на полученный размер детали; εб — погрешность базирования этой детали; K1 = 0,8…0,85 — коэффициент; К2 = 0,6…1,0 — коэффициент; ω - точность обработки на размер детали при выполнении данной операции; у — погрешность установки заготовки.

Значения погрешности установки можно выбирать из справочников. При установке и закреплении обрабатываемая заготовка в приспособлении смещается. Величина этого смещения зависит от типа приспособления и вида зажимного устройства и не зависит от схемы базирования и способа обработки.

Определив погрешность базирования εб, и найдя по таблицам погрешность установки у детали и точность обработки ω, рассчитывают погрешность приспособления (суммарную), которую распределяют по отдельным составляющим звеньям размерной цепи.

Суммарная погрешность приспособления состоит из следующих погрешностей, являющихся звеньями размерной цепи:

у = Σδи + δу + δз + δп,

где δи — погрешность изготовления деталей приспособления; δу — погрешность установки приспособления на станке; δз — погрешность вследствие конструктивных зазоров, требуемых для посадки деталей на установочные элементы приспособления; δп — погрешность перекоса или смещения инструмента, возникающая вследствие неточности изготовления направ-

28

ляющих элементов приспособления; если направляющих элементов нет, погрешность δп = 0.

1.1.9. Выбор установочных элементов приспособлений

Основными видами поверхностей заготовок, которые могут быть использованы в качестве технологических баз, являются: плоские поверхности, наружные и внутренние цилиндрические поверхности, конические (центровые) и криволинейные (эвольвентные) поверхности.

Рассмотрим основные схемы и установочные элементы применительно к выше названным поверхностям.

1.1.9.1. Установка заготовки на плоские технологические базы

Для установки небольших по размерам заготовок на черновые или предварительно обработанные базовые поверхности применяют точечные постоянные опоры (рис. 2). Опоры с насеченной (см. рис. 2, тип I) или сферической опорой (см. рис. 2, тип II) применяют для установки заготовок по черным поверхностям. При установке на предварительно обработанные поверхности рекомендуется использовать плоские точечные опоры (см. рис. 2, тип III). Размеры точечных опор нормализованы, и выбирают их в зависимости от предельной нагрузки. Точечные опоры типа I изготавливают из стали 45 (НRСЭ 41...

46), а типов II и III - из стали У7А (НRСЭ 56 ... 61) или из стали 20Х (цементированной и закаленной до НRСЭ 56 ... 61).

Точечные опоры запрессовывают в корпус приспособления либо непосредственно по посадкам Н7/r6 или Н7/n6, либо через стальную закаленную втулку 1 (см. рис. 2), что повышает ремонтопригодность приспособления.

Для установки заготовок по окончательно обработанным поверхностям применяют опорные шайбы (рис. 3) или опорные пластины (рис. 4). Шайбы используют для установки мел-

29

ких, а пластины - средних и крупных заготовок. Допустимое давление на оба вида опор - 40 МПа.

Рис. 2. Точечные опоры для установки на плоские поверхности: (D = 6 ... 40 мм; d = 4 ... 25 мм;

Н = 6 ... 40 мм; L = 10 ... 76 мм)

Шайбы и пластины изготавливают из стали 20Х, цементированной на глубину 0,8 ... 1,2 мм и термообработанной до твердости HRCэ 56 ... 61.

Рис. 3. Опорная шайба (D = 16... 40 мм; d = 3,4... 9 мм; Н = 5... 16 мм)

30