4. Базування заготовок у пристроях.
4.1. Класифікація баз.
Заготовки і деталі складаються з пересічень різної форми поверхонь (циліндричних, конічних, фасонних, внутрішніх і зовнішніх), а окремі з цих поверхонь є базовими, тобто відіграють основну роль для працездатності заданої деталі. У конструкторсько-технологічній практиці розрізняють 3ри основних види базових поверхонь деталі:
технологічні базові поверхні деталі — це ті поверхні заготовок, на яких здійснюється встановлення заготовки в пристрої. Вони бувають чорнові і чистові. Чорнові слід вибирати тільки на першій операції — це не оброблені поверхні заготовки. За призначенням технологічні базові поверхні бувають: установчі, скеровуючі та упорні.
вимірні базові поверхні — це ті поверхні заготовок чи деталі, від яких проводиться відлік розміру.
При виборі технологічних базових поверхонь слід, за можливості, дотримуватись принципу постійності баз, тобто щоб одні й ті самі поверхні заготовки одночасно були технологічними, конструкторськими і вимірними базами. При співпаданні вимірних і технологічних баз похибка базування мінімальна, рівна нулю.
4.2. Правило шести точок.
При базуванні заготовки в пристрої вона повинна приймати задане, завжди однакове положення, тому виходячи з умови рівноваги тіла в просторі, заготовку необхідно позбавити шести степеней вільності, прикладаючи до неї в’язі, а саме переміщення по вісях ОХ, ОУ, OZ в просторовій системі координат і поворотів відносно осей ОХ, ОУ, OZ. Для прикладу і
розглянемо позбавлення шести степеней вільності заготовки в просторовій системі координат.
Опора 1 ліквідовує переміщення по вісі OZ.
Опора 2 ліквідовує поворот по вісі ОХ.
Опора 3 ліквідовує поворот по вісі ОУ.
Опора 4 ліквідовує переміщення по вісі ОХ.
Опора 5 ліквідовує поворот по вісі OZ .
Опора 6 ліквідовує переміщення по вісі ОУ.
Н
а
теоретичних схемах опори позначають
значком:
Основні вимоги при виборі кількості точок опор на технологічних базових поверхнях заготовки і їх розміщення:
Кількість точок опор на технологічних базових поверхнях деталі повинна бути не більше 3.2.1.
Відстані між точками опор у площинах і на лінії повинні бути максимальними.
Три точки опор в одній площині не можуть знаходитись на одній лінії.
Позбавлення шести степеней вільності заготовок у пристрої здійснюється за допомогою установочних елементів пристрою. Типи і конструкції установочних елементів різні і залежать від виду, форми і розмірів технологічних базових поверхонь заготовки.
5. Установочні елементи пристроїв.
5.1. Встановлення заготовок плоскими базовими поверхнями.
Заготовки з плоскими базовими поверхнями встановлюються на опорні штирі і опорні пластини, конструкція і розміри яких стандартизовані. Опорні штирі виконуються з плоскою, сферичною і рифленою робочими поверхнями, в залежності від стану (чорнова, пів чистова, чистова) технологічних баз. Установчні пластини бувають плоскі і з косими пазами. Опорні штирі встановлюють у корпусі пристрою по посадці з натягом безпосередньо, або через перехідну втулку. По посадці з натягом (безпосередньо) опорні штирі встановлюються у пристроях, які використовуються в серійному і мало серійному виробництві для закріплення малогабаритних заготовок. Іншими словами, встановлюється по посадці з натягами для тих пристроїв, у яких вірогідність зношення і поломки невелика. Опорні штирі встановлюються через перехідну втулку в тих пристроях, у яких вірогідність зношення і поломки висока (при закріпленні важких деталей і виготовлення їх у масовому виробництві). Опорні пластини використовують при встановленні важких заготовок своїми плоскими базовими поверхнями. Плоскі пластини без виїмок для чистових технологічних базових поверхонь заготовок, плоскі пластини з виїмками для чорнових технологічних базових поверхонь заготовок. Опорні пластини кріпляться в корпусі з допомогою гвинтів. Для підвищення жорсткості і стійкості деталі в пристрої часто паралельно з основними опорами використовують допоміжні самовстановлюючі і підводимі опори.
5.2 Заготовки з циліндричними зовнішніми поверхнями встановлюють на установочні і установочно-затискні елементи пристроїв у вигляді призм, кутників, кулачків. Встановлення заготовок у призмі позбавляє заготовку 4-х або 2-х степеней вільності.
Довга призма при відносно довгому контакті з заготовкою створює чотири точки опор (т. 1,2,3,4), коротка — позбавляє двох степеней вільності, створюючи дві точки опор (т. 1,2)
Призми стандартизовані, Кут призми α = 60° ; 90°; 120°. При куті α = 60° покращується процес базування і закріплення, але більша похибка базування.
При α =120° погіршується процес закріплення, але менша похибка базування.
За конструкцією призми є :
1) цільні й армовані твердими сплавами, для підвищення їх зносостійкості;
2) короткі — для встановлення коротких деталей і довгі з виїмками — для встановлення довгих циліндричних гладких і ступінчатих деталей.
Губки призм із виїмками виконують скошеними для покращання процесу базування.
5.3. Заготовки з внутрішніми отворами встановлюються на установочні пальці, центрові оправки, консольні оправки, на установочно-затискні елементи типу цангових оправок і типу клино - плунжерних оправок.
Установочні пальці поділяються на циліндричні постійні і циліндричні змінні.
Циліндричні постійні пальці запресовуються в корпусі пристрою — індивідуальне і мало серійне виробництво.
Циліндричні змінні встановлюють у корпусі пристрої через перехідну втулку — багатосерійне і масове виробництво ( кріпляться з допомогою різьбового з’єднання гвинт-гайки).
З метою розширення допуску на виготовлення пальців і полегшення умов встановлення заготовок, циліндричні пальці часто виконують зрізаними. Зрізані пальці також бувають постійними (встановлення в корпусі з натягом), змінними (кріпляться з допомогою різьбового з’єднання гвинт-гайки).
Заготовки з двома отворами, по яких проходить базування в процесі обробки, встановлюються на 2 циліндричні пальці, або на 1 циліндричний і 1 зрізаний пальці.
Заготовки з внутрішніми отворами також встановлюються на центрові оправки. Центрові оправки служать для встановлення заготовок своїми внутрішніми циліндричними і конічними поверхнями. Заготовки з внутрішніми циліндричними отворами на центрові оправки встановлюються з зазором або з натягом.
Перевага встановлення з зазором - відпадає потреба в наявності преса, час на установку менший, ніж час встановлення з натягом. Недолік: 1. Велика похибка (радіальне биття) обробки; 2. Не забезпечується усестороння обробка поверхонь заготовки.
При посадці з натягом висока точність базування — радіальне биття дорівнює нулю; допускається усестороння обробка деталі. Недолік: порівняно більший час на зняття і встановлення заготовок; потребує додаткового обладнання (прес); інтенсивне зношення оправки. Центрові оправки бувають гладкі, шліцеві і з шпонковим пазом. Основні конструктивні елементи оправок - центрові отвори для встановлення оправок в центрах верстату, лиски для передачі крутного моменту і робоча поверхня для встановлення заготовок (гладка, із шпонкою або шліцева).
Заготовки з центровими отворами (заготовки типу валів) встановлюються на верстаті в центрах. Центри бувають жорсткі, плаваючі, рифлені, обертові.
Заготовки з внутрішніми отворами встановлюються також на різних конструкціях консольних оправок (циліндричні, конічні, з тарілчастими пружинами різьбові та ін.).