9.5 Разработка и обоснование схемы базирования
9.5.1 Выбор главной базовой поверхности
В качестве главной базовой поверхности выступают выступают два участка наружной цилиндрической поверхности диаметром 63 мм, - участок возле торца заготовки (по которому возможна установка в токарный патрон) и участок с противоположного конца заготовки (установка в люнет). Каждый из этих участков выступает в роли двойной опорной базы, лишающей заготовку двух степеней свободы (двух перемещений). При этом заготовка всего лишится четырех степеней свободы.
Применение этих поверхностей в качестве базовых не препятствует доступу инструментов к обрабатываемым поверхностям.
9.5.2 Выбор опорной базовой поверхности
В качестве опорной базы выступает один из торцев 63 мм. Он лишает заготовку одной степени свободы - одного перемещения вдоль оси детали.
Применение данной поверхности в качестве базовой также не препятствует доступу режущих инструментов к обрабатываемым поверхностям.
Других
вариантов базирования нет.
При рассмотрении допуска перпендикулярности торца 63 относительно оси заготовки (см. п. 9.2.3) определим величину погрешности базирования для данного случая. Погрешность базирования для размера торца 63 равна половине допуска на размер 63 мм, т.е. Т=300/2=150 мкм:
Точностные параметры базовых поверхностей, определенные ранее, сопоставимы с точностными параметрами обрабатываемых, что обеспечивает выполнение точностных требований, предъявляемых к обработке. Анализ структуры связей, возникающих при базировании, можно осуществить, построив таблицу односторонних связей (см. таблицу 9.1).
Таблица 9.1 – Таблица односторонних связей
Индекс связи |
x |
x’ |
y |
y’ |
z |
z’ |
x |
x’ |
y |
y’ |
z |
z’ |
|
Способ реализации |
Реакция |
|
R |
R |
R |
R |
R |
|
|
R |
R |
R |
R |
Сила закрепления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила трения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы 9.1 видно, что на заготовку наложено 9 односторонних связей. Только две из них полные, остальные - неполные, что обусловлено наличием зазора между посадочной поверхностью токарного патрона и заготовкой.
Чтобы заготовка была уравновешенной во время обработки, необходимо лишить заготовку возможности перемещаться по координатам x’, x , x’.
9.6 Функциональная структура приспособления
Функциональная структура проектируемого приспособления представлена на рисунке 9.2.
Рисунок 9.2 – Функциональная структура проектируемого приспособления
9.7 Разработка и обоснование схемы закрепления
Для определения взаимного влияния поля возмущающих сил (ПВС) и поля уравновешивающих сил (ПУС) построим графическую модель возмущающих сил во взаимосвязи с принятой схемой базирования.
Из рис. 10.3 видно, что составляющие поля возмущающих сил не уравновешены и требуют приложения дополнительных сил закрепления.
Из рисунков 10.3 и 10.4 видно, что составляющая Pх' ПВС уравновешивается реакцией Rх ' (Rх '= Pх ') (см. таблицу 10.1). Составляющие сил вдоль осей Z и Y также уравновешены и не требуют приложения
д
ополнительных
сил закрепления. Неуравновешенной
является составляющая силы вдоль оси
Х.
Недостатком указанного способа уравновешивания является высокий уровень энергетических затрат на закрепление. Силовые потоки, возникающие при обработке, создают напряжения скручивания и изгиба. Поэтому для увеличения жесткости заготовки ввиду ее значительной длины целесообразно применение дополнительной опоры - люнета. В таких условиях не возникает особых требований к структурной однородности силовых полей. При цилиндрической конфигурации и равномерном распределении сил резания имеется возможность огрубить структуру ПУС до локально-дискретной. При данной схеме базирования целесообразно применить закрепление заготовки в токарном патроне с установкой другого конца заготовки на люнете с целью увеличения жесткости, при этом будет создано ПУС, представленное на рисунке 10.4.
Поскольку направление действия силы закрепления - параллельно торцу - не совпадает с направлением допуска перпендикулярности указанного торца к оси заготовки, то погрешность закрепления заготовки в данном направлении равна нулю: з = 0.
Для анализа структуры и качества связей, возникающих при закреплении заготовки, построим таблицу односторонних связей (таблица 10.2).
Таблица 9.2 – Таблица односторонних связей
Индекс связи |
x |
x’ |
y |
y’ |
z |
z’ |
x |
x’ |
y |
y’ |
z |
z’ |
|
Способ реали- зации |
Реакция |
|
R |
R |
R |
R |
R |
|
|
R |
R |
R |
R |
Сила закрепле- ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила трения |
F(w) |
|
|
|
|
|
F(w) |
F(w) |
|
|
|
|
|
Приложение силы закрепления исключает зазор и превращает связи x, y, y’, z’, y, y’, z, z’ из неполных в полные, а также создает четыре недостающих до комплекта связи x’, x и x’.
Величина усилия закрепления W рассчитывается из условия непроворота от силы Pz и условие несдвигания заготовки под действием составляющей силы резания РХ .
Указанную величину силы закрепления рассчитываем с помощью программы для ЭВМ "Расчет сил закрепления", разработанной на кафедре ТМС СумГУ.
Полученное значение усилия на штоке - Q = 4830 Н (см. приложение В).