Учебное_пособие

эталонам вне станка на специальных оптических устройствах, что сокращает простои станков при настройке и повышает точность настройки. Этот метод настройки имеет предпочтительное применение при многоинструментальной обработке. При статической настройке станка для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок в связи с деформациями в упругой технологической системе от сил резания установочные калибры и эталонные детали изготавливаются с отступлением от чертежа заготовки на величину некоторой поправки.

Метод настройки по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра состоит в том, что рабочий после настройки станка должен обработать несколько заготовок и проверить этим рабочим калибром. Если детали признаются годными в результате такой проверки, то настройка считается правильной и разрешается обработка всей партии заготовок.

Этот метод имеет существенный недостаток, так как нет гарантии того, что часть заготовок партии не окажется за пределами установленного допуска. Кривая рассеяния, к которой принадлежат размеры пробных заготовок, может занимать внутри поля допуска различные положения, и при изготовлении незначительного количества пробных заготовок нельзя определить, какому участку поля рассеяния они соответствуют.

Более рациональным является метод настройки станков с помощью универсальных измерительных инструментов по суженным допускам.

Режущие инструменты или упоры станка устанавливаются на получение определенного настроечного размера Lн, величина которого контролируется универсальным мерительным инструментом.

Обрабатываются пробные заготовки, и устанавливается среднее арифметическое их размеров, которое принимают за центр группирования для партии деталей, обрабатываемых при данной настройке. Настройка считается законченной, если эта величина находится в пределах допуска на настройку. При каждом регулировании системы или смене инструмента невозможно

80

обеспечить одно и то же его положение. Диапазон рассеяния положений инструмента при настройке называют погрешностью настройки станка на размер. Погрешность настройки можно принять равной разности между предельными значениями установочного размера. Ориентировочно для размеров грубее IТ9 погрешность настройки равна 10% поля допуска на размер или ее можно принимать по таблице 1.

Таблица 1 . Средние допустимые погрешности настройки (мкм) для лезвийных инструментов

*меньшие значения при обработке заготовок 12-14 IТ;

большие значения при обработке грубых заготовок IТ15 и грубее.

На величину размера настройки станка по любой детали из партии заготовок оказывает влияние теоретическая схема базирования, принятая на данной операции, к анализу которой мы переходим.

Анализ схемы базирования при установке детали на призму

В лабораторной работе предлагается настроить фрезерный станок на обработку лыски размером LδL (рис. 5) на партии цилиндрических валиков с учётом погрешности базирования.

Установочным элементом приспособления является неподвижная призма. Силовое замыкание связей на призме при установке валиков для обработки достигается винтовым механизмом. Постоянство усилия зажима контролируется

81

динамометрическим ключом, что дает основание не учитывать влияние усилия зажима на погрешность установки.

Рис. 5. Схема к расчету погрешности базирования и эскиз обрабатываемой детали

Рассмотрим теоретическую схему базирования цилиндрического валика на неподвижной призме (рис. 6). Возможны два варианта представления схемы базирования с расстановкой опорных точек на явных базах (рис. 6, а) и на скрытых базах (рис. 6, б). Оба варианта схем базирования имеют право на существование и находятся в соответствии с ГОСТ 21495-76.

В первом варианте (рис. 6, а) технологическая двойная направляющая база (т. 1, 2, 3, 4) материализуется образующими цилиндрического валика в зоне контакта с рабочими поверхностями призмы и проявляется в явном виде.

Во втором варианте (рис. 6, б) технологическая двойная направляющая база (т. 1, 2, 3, 4) проявляется в скрытом виде воображаемой осью, которая образована пересечением плоскости симметрии призмы I-I с плоскостью II-II, проходящей через образующие валика в зоне контакта с призмой. На рис. 6, в представлена в объемном виде схема, поясняющая

82

местоположение скрытой базы как геометрического места точек от пересечения плоскости А с плоскостью С для валика большего диаметра и плоскостью В меньшего диаметра.

Если бы техническими требованиями дополнительно предусматривалось выполнение размера Б, то осуществление этого требования было бы возможно введением дополнительной опорной явной базы (на рис. 6 эта база символизируется опорной точкой 5).

Рассмотрим расчётную схему, представленную на рис. 5, а. Размер L на схеме есть расстояние фрезеруемой площадки до конструкторской (измерительной) базы на образующей валика диаметром D в точке К. Легко представить, что при изменении диаметра валика D на величину допуска δD положение точки К вдоль оси симметрии I-I изменится на К'. Если D есть минимальный диаметр валика в партии обрабатываемых деталей, и D+δD – максимальный диаметр, то отрезок KK' представляет диапазон рассеяния размера L для партии деталей с диаметрами в пределах D и D+δD. Величина KK' и есть ошибка базирования εб(L).

Таким образом, погрешность базирования определяется из геометрического соотношения как разность предельных расстояний измерительной базы заготовки относительно установленного на размер инструмента. Колебания положения измерительной базы заготовки вызваны нарушением принципа совмещения (единства) баз. Сущность этого принципа заключается в том, что в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами заготовки, тогда обработка заготовки выполняется по размерам, проставленным в рабочем чертеже, с использованием всего поля допуска на размер. В общем случае, если технологическая база не совмещена с конструкторской или измерительной базой, то следует производить замену размеров, представленных в рабочих чертежах от конструкторских и измерительных баз, технологическими размерами, которые проставлены непосредственно от технологических баз (иногда эта замена невозможна). Это ведет к удлинению размерных цепей заготовки, и поля допусков на исходные конструкторские размеры

84

распределяются между вновь введенными промежуточными размерами, связывающими технологические и конструкторские базы с обрабатываемыми поверхностями. В результате приходится ужесточать допуски на размеры, выдерживаемые при обработке заготовок.

Если в принятой схеме базирования не выполняется принцип совмещения баз, то настройку станка по любой детали из партии на выполнение заданного размера следует осуществлять с учётом погрешности базирования данной детали, скорректировав размер настройки на эту величину.

Величина погрешности базирования может быть определена расчётом из размерной цепи, в которой выражается связь заданного размера, фактически выдерживаемого размера и размеров, определяющих положение обрабатываемой поверхности относительно базы отсчета.

Вернёмся к анализу схемы на рис. 5. На настроенном станке инструмент (концевая фреза) располагается на таком расстоянии от призмы, что будет выдерживаться размер Н от фрезеруемой площадки до вершины призмы. Размер С связывает конструкторскую и настроечную технологическую базы. Из треугольника OBF можно определить

В размерной цепи Н, С, L (рис. 5) замыкающим звеном является размер L, такr какs он получается в результате

составляющих звеньев Н и С. Номинальные размеры связаны зависимостью:

85

Из выражения (6) видно, что погрешность размера L зависит от погрешности размера Н и погрешности базирования εб(L). Точность размера Н зависит от погрешности настройки станка, хотя непосредственно конструкцией приспособления его настройка и контроль в лабораторной работе не предусматривается. Размер L контролируется и поэтому погрешности настройки и базирования должны быть учтены в настроечном размере для какой-то одной заготовки, по которой настраивается станок или на всю партию заготовок, если положение инструмента на выполняемый размер обеспечивается конструкцией приспособления.

На производстве широкое распространение в конструкциях фрезерных приспособлений получили установы для наладки на размер фрез. Установы помещаются на приспособлении так, чтобы они не мешали при установке и обработке деталей, но в то же время, чтобы к ним был свободный доступ инструмента. В процессе наладки станка между установом и фрезой помещают щуп, который должен плотно, но без защемления входить в зазор. Непосредственное соприкосновение фрезы с установом недопустимо во избежание его повреждения, как в момент наладки, так и при обработке заготовок. Положение установа в конструкции приспособления определяется расчётом размерных цепей с учётом выбранных баз обрабатываемой заготовки и конструкции установочных элементов, реализующих схему базирования.

Размер настройки определяется расчетом с учётом погрешности базирования именно той заготовки, по которой настраивается станок. Эта расчетная величина размера настройки достигается методом приближения от настроечной технологической базы и по существу теоретическая схема базирования не оказывает влияния на её величину в процессе настройки, так как вводится другая система отсчета размера с учётом конкретной заготовки. Например, если настройка

86

выполняется по заготовке с минимальным диаметром (см. рис. 5), то положение настроечной технологической базы определяется образующей в точке А, а для заготовки с максимальным диаметром (DδD) база смешается в точку А'. Эти точки, в зависимости от того, какая заготовка принята для настройки станка, и являются настроечными технологическими базами, от которых идет отсчет размера врезания N или N'.

После касания, например, в точке А, фрезу следует отвести, поднять стол на величину N и включить горизонтальную подачу вправо. После обработки лыски проконтролировать размер L и при необходимости выполнить коррекцию. Когда методом приближения будет достигнут расчетный размер настройки, можно переходить к обработке всей партии заготовок. С этого момента размер обработки на любой заготовке из партии обеспечивается автоматически от контактных технологических баз с заранее прогнозируемым расположением диапазона рассеяния ошибки базирования, который был заложен при расчете в размер настройки.

Контрольные вопросы для защиты работы

1.Какие факторы оказывают влияние на точность при обработке на металлорежущих станках?

2.Что значит настроить станок на выполнение технологической операции?

3.Какие методы настройки размеров на металлорежущих станках Вам известны?

4.Охарактеризуйте схему базирования детали типа "ось" на неподвижной призме. Объясните отличие в базирования пробной детали от всей партии.

5.Когда имеет место ошибка базирования и как определяется её величина?

6.Сформулируйте принцип совмещения баз.

7.Как определяется размер настройки?

87

8.Предложите возможные варианты повышения точности обработки за счет уменьшения или полного исключения ошибки базирования.

9.Решите задачу на базирование.

II. Экспериментальная часть

Работа выполняется на универсальном фрезерном станке мод. б75П.

В лабораторной работе настройка выполняется по отдельно произвольно выбранной заготовке и по её исходным параметрам определяется размер настройки.

Валики диаметром D = 18…20 мм (рис. 5, б) устанавливаются на призме с углом 2α = 90°.

Настроить станок так, чтобы погрешность базирования располагалась симметрично относительно среднего размера Lср. Точность выполнения размера L принять равной половине

допуска на диаметр валика, т.е. δ L = δ2D .

Порядок выполнения работы

1. Измерить диаметры всех валиков в партии заготовок и занести в табл. 2 их значения под соответствующим номером.

Определить средний диаметр валика Dср. в партии и величину рассеяния ω = Dнаиб. − Dнаим. =δ D .

D = Dнаиб. − Dнаим. .

ср 2

2. Подсчитать погрешность базирования для всей партии деталей и определить какая величина из допуска размера L остается на остальные погрешности. Погрешность базирования из выражения (6) определяется: εб(L) = 0.207 δD.

3.Выбрать любую деталь из партии, измерить микрометром

еедиаметр Di. Определить отклонение Di от Dср:

88

89