Требования, предъявляемые к конструкции приспособления.
1. Удобность для работы
2. Быстродействие
3. Должны быть достаточной жесткостью для обеспечения заданной точности обработки
4. Обеспечение безопасности работы
5. Удобные для установки на столе станка, особенно в серийном производстве, когда приспособления часто меняются
6. Простыми, сравнительно недорогими приспособлениями
7. Доступные для ремонта и замены изношенных деталей
Установка заготовок в приспособление.
Требуемая точность обработки обеспечивается приданием заготовке определенного положения относительно режущего инструмента.
Применяются три основных способа обработки деталей на станке:
1. С индивидуальной выверкой по поверхностям
2. С выверкой по осям и рискам, которые получаются разметкой
3. установкой непосредственно в спецприспособление
Первые два способа трудоемки и применяются наиболее часто в единичном и мелкосерийном производстве. Третий способ обеспечивает более точное расположение детали в рабочей зоне станка, требует минимальных затрат ТВСП. и применяется в серийном, крупносерийном и массовом производстве.
Большая часть деталей ограничена простейшими поверхностями, которые используются в качестве установочных баз.
Основные положения теории базирования изложены в ГОСТ 21495-76. Для обеспечения правильного и однообразного положения заготовки относительно режущего инструмента необходимо координировать заготовку относительно приспособления в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Для этого необходимо и достаточно иметь 6 опорных точек. Опорная точка символизирует связь заготовки с избранной системой координат. Заготовке обеспечивается неподвижность, если на неё наложены 6 двусторонних геометрических связей для создания которых и выбирается комплект баз. Если изделие должно иметь определенное число степеней свободы, то соответствие число связей снимается. Распределение опорных точек на каждую отдельную поверхность зависит от её формы и условия выполнения операции. Координатные плоскости, в которых находится рассматриваемая деталь:
либо представляется мысленно, либо материализуется точками контакта или непосредственно поверхностями тела, либо создается комбинированным способом.
К мысленному построению координатных плоскостей прибегают тогда, когда требуется определить положение тела или плоскости симметрии. Мысленно создаваемые координатные плоскости совмещаются или с центром, или с осями. На координатных плоскостях размещаются опорные точки, символизирующие необходимые связи.
I – установочная скрытая база;
II – направляющая скрытая база;
III – опорная скрытая база;
Скрытая база представляется в виде воображаемой плоскости, оси или точки.
Комбинированный способ:
1, 2, 3, 4 – двойная направляющая скрытая база;
5 – опорная база;
6 – упорная скрытая база (ось шпонки).
Основные схемы базирования.
1. Схема базирования призматических деталей:
Первая поверхность, связанная с плоскостью XOY, лишает трех степеней свободы, перемещение в направлении OZ и вращение вокруг осей OX и OY. Эта поверхность называется установочной (имеет три опорные точки). Устойчивость детали в приспособлении тем больше, чем дальше одна от другой расположены эти точки. Следовательно, за установочную поверхность в реальных условиях принимают такую, которая имеет наибольшие габаритные размеры.
Вторая поверхность, связанная с плоскостью XOZ, лишает детали двух степеней свободы: перемещение вдоль оси OY и вращение вокруг оси OZ. Эта поверхность называется направляющей, имеет две опорные точки. За направляющую поверхность принимается поверхность, имеющая наибольшую протяженность.
Третья поверхность, связанная с плоскостью YOZ, лишает детали одной степени свободы: перемещение вдоль оси OX. Эта поверхность называется упорной, имеет одну упорную точку, за неё принимают наименьшую из поверхностей.
Если координаты заменить опорными точками и приложить силу зажима Q1, Q2, Q3, которыми обеспечивается силовое зажимание, то получится схема приспособления. Силы зажима, совместно с опорными точками, обеспечивают двусторонние связи.
2. Схема базирования цилиндрических деталей:
Положение валика в пространстве определяется пятью степенями свободы. Цилиндрическая поверхность (двойная направляющая явная база) лишает его четырех степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OZ, вращение вокруг оси OY и OZ.
Торцевая поверхность – упорная база, лишает его одной степени свободы: перемещение вдоль оси OX.
Шестая степень свободы на круглой поверхности валика может быть реализована за счет возникающих сил трения, если имеется конструктивный элемент, который может быть использован в качестве базы и лишает его последней степени свободы – точка 6 – вращение вокруг OX.
Аналогичная схема базирования может быть реализована в различных самоцентрирующих патронах и на оправках.
Если координаты заменить призмой, то получим вторую схему установки цилиндрической детали.
Цилиндрическая поверхность (двойная направляющая) лишает детали четырех степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OZ, вращение вокруг осей OY и OZ.
Торцевая поверхность – упорная база лишает одной степени свободы: перемещение вдоль оси OX.
Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси отнимается за счет сил трения или наличием конструктивных элементов.
3. Схема базирования коротких цилиндрических деталей:
В этом случае торцевая поверхность, несущая 3 опорные точки, является главной базой или установочной поверхностью.
Короткая цилиндрическая поверхность несет 3 опорные точки и называется центрирующей, аналогично направляющей.
Боковая поверхность шпоночной канавки аналогично первой упорной точке и является упорной поверхностью.
4. Базирование по коническим поверхностям:
При установке детали длинных конических поверхностей (оправка в шпинделе станка), она лишает пяти степени свободы. Длинная коническая поверхность является двойной направляющей и упорной базой. Для ориентировки детали в угловых положениях требуется ещё одна упорная поверхность (под штифт или шпонку).
При установке детали в центрах левое отверстие является одновременно центрирующей и упорной поверхностью, лишает деталь трех степеней свободы. Правая – только центрирующая, лишает двух степеней свободы.