Учебное_пособие

∆Di = Di − Dср .

Подсчитать соответствующую величину отклонения Li от Lср, вызванного погрешностью базирования, используя вторую составляющую правой части выражения (5):

условий, сформулированных в задании. Эта поправка по абсолютной величине равна соответствующей погрешности базирования, взятой с обратным знаком.

Подсчитать необходимый размер настройки станка

Li = Lср + ∆Li .

4. Закрепить выбранную деталь Di в призме, зажать винтовым прихватом, контролируя усилие зажима динамометрическим ключом, включить станок и выполнить касание. Врезаться на размер

Ni = Di − Li .

Обработать деталь и провёрить действительный размер Liд не снимая ее со станка. Отклонение полученного размера Liд от расчетного Li и есть погрешность настройки станка. При необходимости выполнить дополнительный проход с тем, чтобы величина погрешности настройки была минимальной (см. рекомендации табл. 1, столбец "черновая обработка").

5.Фрезеровать всю партию валиков при выполненной настройке.

6.Измерить размер L у всех валиков и полученные данные записать в табл. 2.

размера. Данные расчета занести в табл. 2.

90

(воспользовавшись соответствующей сеткой под табл. 2). Точечная диаграмма графически изображает изменение размеров обрабатываемых деталей. Для построения диаграммы по оси абсцисс откладывают номера обработанных деталей, а по оси ординат размеры или отклонения размеров, полученные в результате обработки. В соответствии с фактическими размерами обработанных деталей назначается масштаб по оси ординат. Этот

масштаб удобнее всего принять в соотношении ∆Di ∆Li =1: 5 и

построить обе точечные диаграммы на одном поле контрольных границ отклонений размеров. Точки проставляются в середине ячейки под соответствующим номером детали на соответствующем ей уровне отклонения по оси ординат. Рекомендуется изображать каждый исследуемый параметр другим цветом или применить символьный признак отличия для ∆Di и ∆Li. Полученные точки соединяются прямыми линиями. В результате построения должны получиться две зеркально подобные ломаные линии. Приведенное на поле сетки нулевое значение для ∆Li является расчетной величиной. Фактическое значение нулевого отклонения ∆Li может сместиться в любом направлении. Величина этого смещения характеризует ошибку настройки станка на размер Lср, а отклонение ∆Li относительно фактического нулевого значения есть величина ошибки базирования на получаемый размер.

9. По экспериментальным данным установить действительный средний размер Lсрд в партии обработанных валиков, поле рассеяния ωL и погрешность настройки ∆н.

91

Заполненные позиции, таблицы и графики могут служить основой отчета по работе. Предложить для рассматриваемой технологической задачи теоретическую схему базирования и возможную ее реализацию (конструкцию приспособления), исключающую погрешность базирования.

Литература

1.Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985.

2.Основы технологии машиностроения /Под ред. В.С. Корсакова. М.: Машиностроение, 1977.

3.Справочник технолога-машиностроителя, т. I /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е издание, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985.

4.Скраган В.А. и др. Лабораторные работы по технологии машиностроения. Л.: Машиностроение, 1974.

5.Терликова Т.Ф. и др. Основы конструирования приспособлений: Учебное пособие для машиностроительных вузов. – М.: Машиностроение, 1980. – 119 с., ил.

6.Кошеленко А.С. и др. Технология машиностроения. Лабораторный практикум. – М.: Изд-во РУДН, 1992. – 52 с.

92

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ ТИПА РЫЧАГ (ШАТУН) ПРИ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ В ЕГО ГОЛОВКАХ

Цель работы

Ознакомиться с функциональным назначением несвободных зажимов. Ознакомиться с некоторыми вариантами конструктивного исполнения установочно-зажимных механизмов, применяемых при обработке рычагов. Выполнить сравнительный анализ приведенных теоретических схем базирования рычага для каждого варианта установки и выбрать оптимальный вариант базирования для решения соответствующей технической задачи на операции. Выявить экспериментальным путем на лабораторной учебной установке погрешность базирования рычага при обработке отверстий в его головках.

I. Теоретическая часть

Роль свободных и несвободных направленных зажимов

Известно, что свободные зажимы станочных приспособлений, прикладываемые к обрабатываемой детали при закреплении, не участвуют в ее базировании. Они обеспечивают неподвижность детали, создают фрикционные связи и не изменяют число отнимаемых от нее степеней свободы. Однако, несвободные зажимы совершают точно направленное движение. Они, подобно самоцентрирующим зажимам, налагают позиционные связи, т.е. могут базировать обрабатываемую деталь, лишать ее определенного числа степеней свободы, которое зависит от размеров и формы прижимной поверхности. Общее число связей n, налагаемых на обрабатываемую деталь при закреплении направленным (несвободным) зажимом, определяется по формуле

n = m – k, ( 1 )

где m – число опорных точек рабочей поверхности (поверхности контакта) зажима;

k – число степеней свободы рабочей поверхности зажима.

93

С помощью направленных зажимов обеспечивается центрирование положения деталей в приспособлениях.

При встречном движении двух направленных точечных (сферических) зажимов каждый из них [в соответствии с формулой (1)] отдельно не налагает за закрепляемую заготовку дополнительных позиционных связей, однако в совокупности они образуют ( в соответствии с рис. 1) одну двустороннюю связь и лишают деталь одной степени свободы в направлении своего перемещения Х. При одинаковой скорости встречного движения зажимов и одинаковой форме прижимных поверхностей точка приложения этой связи расположится на пересечении траектории движения зажимов по оси Х с плоскостью симметрии Y (рис. 1, а), которая может считаться в этом случае условной (скрытой) базой и на которой проставляется символическое обозначение налагаемой связи.

Рис. 1. Закрепление и одностепенное центрирование заготовки самоцентрирующими направленными зажимами (И.А. Коганов)

94

При этом осуществляется одностепенное центрирование детали, при котором одна ее плоскость симметрии – Y – совмещается с плоскостью симметрии, образованной установочными элементами приспособления.

Если скорость перемещения зажима 1 окажется больше, чем скорость перемещения зажима 2 (рис. 1, б), или если при равной скорости зажимов 1 и 2 один из них выполнен в форме призмы, положение условной базы смещается из положения плоскости симметрии по длине детали (рис. 1, б, в).

При двухстепенном центрировании, когда две взаимно перпендикулярные плоскости симметрии детали совмещаются с двумя перпендикулярными плоскостями симметрии, образуемыми установочными элементами приспособления, две зажимные призмы двигаются с одинаковой скоростью навстречу друг другу (рис. 2, а). При этом каждая из призм [в соответствии с формулой (1)] лишает деталь одной степени свободы в направлении, перпендикулярном оси Х (условная база), и обе они в совокупности лишают деталь одной степени свободы в направлении оси Х с наложением связи на условную базу – плоскость симметрии Y. Таким образом, самоцентрирующие зажимы лишают деталь трех степеней свободы.

Если одна из призм центрирующего зажима является неподвижной (рис. 2, б), то общее число опорных точек, размещаемых на условных базах детали сохраняется равным трем, однако положение условной базы по оси Y перемещается из положения плоскости симметрии (рис. 2, а) в положение плоскости, в которой лежат точки а и б фактического контакта неподвижной призмы с деталью.

Двухстепенное центрирование деталей типа диска может быть успешно осуществлено при встречном движении призмы и плоского зажима (рис. 3, а), когда скорость движения призмы – Vпр

– больше скорости движения плоского зажима – Vпл

Vпр =Vпл / sin α2 .

При замене призмы двумя ползунами создается схема обычного трехкулачкого патрона (рис. 3, б). Каждый из ползунов

95

Во всех рассмотренных случаях базирования направленными зажимами фактическая ориентация (базирование) деталей осуществляется по материальным поверхностям деталей и зажимов, обеспечивая требуемое при данных операциях расположение в приспособлениях осевых линий, плоскостей симметрии и других (условных) скрытых баз. Поэтому, строго говоря, в этих случаях скрытые базы не являются базами в правильном смысле этого слова, так как они ничего не базируют, а только помогают созданию конструкции приспособлений, требуемой для решения данных технологических задач.

Сравнительный анализ теоретических схем базирования рычага

В лабораторной работе исследуется задача точности обработки отверстий в головках рычага (шатуна), обеспечиваемая его базированием. Рабочий чертеж шатуна мотоциклетного двигателя приведен на рис. 4. Подобная конструкция шатуна является предметом исследования в лабораторной работе. Далее по тексту формулируются детально технические требования по обработке отверстий в головках. Известно, что только часть технических требований на технологической операции выполняется за счет базирования обрабатываемой детали. Некоторые требования обеспечиваются копированием формы режущих инструментов, как это имеет место, например, в случае применения протяжек, сверл, разверток, фасонных фрез и т.п. На достижение требуемого уровня точности при выполнении операции оказывает влияние рациональный выбор режима обработки и некоторые другие факторы, в данной лабораторной работе не учитываемые.

Очевидно, что в процедуре принятия решения о том, каким образом обеспечить выполнение поставленной технической задачи на операции, необходимо четко обозначить способы реализации того или иного требования. Рассмотрим задачу обеспечения точности отверстий в головках шатуна при обработке их по кондуктору инструментом, установленным в двухшпиндельной силовой головке на агрегатном станке (рис.5). Сформулируем в

97

общем виде технические требования на операцию и установим способы их выполнения.

Рис. 4. Рабочий чертеж шатуна мотоциклетного двигателя При обработке отверстий в головках шатуна необходимо:

1.Обеспечить точность диаметральных размеров отверстий d1 и d2 по IT … .

2.Обеспечить перпендикулярность осей отверстий торцам головок шатуна с отклонением не более … .

3.Обеспечить пересечение осей отверстий с продольной осью симметрии головок, эксцентриситет е1у и е2у не более … .

98

4.Обеспечить точность межцентрового расстояния отверстий L по IT … .

5.Обеспечить положение осей отверстий вдоль продольной оси симметрии по отношению к головкам шатуна, т.е. обеспечить

либо е1х, е2х, либо минимальную толщину перемычки между отверстиями и наружным контуром головки.

Итак обрабатываются два отверстия одновременно в головках шатуна. Для базирования и обеспечения неподвижности шатун может быть установлен в одно из четырех станочных приспособлений, схемы конструкций которых приведены на рис. 5. Параллельно каждой схеме установки изображены соответственно (а – г) контуры шатуна, на которых выполнены их теоретические схемы базирования.

Из анализа приведенных выше технических требований можно утверждать, что первое требование обеспечивается геометрической точностью инструмента. Четвертое обеспечивается конструкцией силовой головки, точностью расположения ее шпинделей и дополнительно направлением режущих инструментов по кондукторным втулкам кондукторной плиты. Остальные требования (2, 3, 5) обеспечиваются базированием. Среди этих требований наиболее строгим является обеспечение перпендикулярности осей отверстий торцам головок шатуна (второе требование), поэтому оно выполняется от главной базы. В связи с этим принимаем за главную базу совокупность торцевых поверхностей обеих головок. Следовательно, главная база – установочная явная, реализуется опорной плитой по торцам левой (Л) и правой (П) головок шатуна. На всех четырех теоретических схемах рассматриваемых установок (рис. 5) эта база символизируется точками 1, 2, 3. Для выполнения третьего технического требования, заключающегося в обеспечении пересечения осей обрабатываемых отверстий с продольной осью симметрии головок шатуна, используем первую дополнительную базу – направляющую скрытую. Эта база лишает деталь двух степеней свободы и символизируется на всех четырех схемах базирования опорными точками 4, 5. Обратите внимание, что одна и та же теоретическая схема базирования направляющей базы

99