1.1.6. Базирование заготовок в приспособлении

Проектирование любого приспособления начинается с опре­деления теоретической схемы базирования объекта. Базирование, т. е. придание объекту (заготовке, детали, изделию) требуемого положения относи­тельно принятой системы координат, осуществляется с помощью выбранных на объекте баз в виде принадлежащих ему поверх­ностей, осей, точек или их сочетаний. Совокупность трех баз, образующих систему координат объекта, составляет комплект баз (рис. 1, а). Использование комплекта баз необходимо для обеспечения неподвижности объекта в выбранной системе коор­динат. В этом случае на объект налагается шесть двусторонних геометрических связей, которые символизируются шестью опор­ными точками (рис. 1, б). Соответ­ствующее число связей с объекта может сниматься, если по назна­чению изделия необходимо или при обработке заготовки достаточ­но определенное число степеней сво­боды. Тогда при базировании объ­екта используют две или одну базу.

Рис. 1. Комплект баз (а) и опорные точки (б) при ба­зировании призматической заго­товки (детали): I, II, III — базы; 1...6 — опорные точки, символизирующие двусторон­ние связи заготовки (детали) с си­стемой координат

Базовыми или установочными поверхностями заготовки изготавливаемой детали называются такие поверхности, кото­рые определяют ее положение относительно исполнительных поверхностей станка или приспособления.

Заготовки деталей, устанавливаемых в станочные при­способления, имеют различные комплекты базирующих по­верхностей в зависимости от их геометрической формы.

Черновыми базами называют необработанные поверх­ности заготовки, используемые для ее установки в приспо­соблении при обработке на первой операции.

Чистовыми базами называют обработанные поверхно­сти заготовки, служащие для ее установки в приспособлениях при обработке на всех последующих операциях техноло­гического процесса.

Конструкторскими базами называют поверхность или сочетания поверхностей, которые определяют положение детали относительно других деталей, сопряженных с ней в сборочной единице.

Технологическими базами называют поверхности или сочетания поверхностей, которые определяют положение заготовки (детали) относительно исполнительных поверхно­стей приспособления или станка в процессе обработки или сборки.

Измерительными базами называют поверхности или со­четания поверхностей, которые определяют положение из­меряемой детали относительно исполнительных поверхно­стей измерительного средства.

1.1.7. Погрешности базирования в приспособлениях

Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки состоит из:

1. Погрешности установки заготовки;

2. Погрешности настройки станка;

3. Погрешности обработки, возникающей в процессе изготовления детали.

Погрешность установки ε_у — одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали. Она возникает при установке обрабатываемой заготовки в при­способлении и складывается из погрешности базирования ε_б, погрешности закрепления ε_з и погрешности положения заготовки ε_пр, зависящей от неточности приспособления и определяемой ошибками изготовления и сборки его устано­вочных элементов и их износа при работе.

Погрешность настройки станка Δ_н возникает при уста­новке режущего инструмента на размер, а также вследствие неточности копиров и упоров для автоматического получе­ния заданных размеров на детали.

Погрешность обработки Δ_обр, возникающая в процессе изготовления детали на станке, объясняется:

1. Геометрической неточностью станка;

2. Деформацией технологической системы под дейст­вием сил резания;

3. Неточностью изготовления и износом режущего ин­струмента и приспособления;

4. Температурными деформациями технологической системы.

Для получения годных деталей суммарная погрешность при обработке на станке должна быть меньше допуска δ на заданный размер детали. Это условие выражается неравен­ством ε_у + Δ_н + Δ_обр ≤ δ.

Погрешностью базирования ε_б называют разность пре­дельных расстояний измерительной базы относительно ус­тановленного на заданный размер детали режущего инструмента. Погрешность базирования возникает, когда техноло­гическая установочная база обрабатываемой заготовки не совмещена с измерительной.

Погрешностью закрепления ε_з называют разность меж­ду наибольшей и наименьшей величинами проекций сме­щения измерительной базы в направлении получаемого раз­мера вследствие приложения к обрабатываемой заготовки силы зажима W. Основная причина, влияющая на погреш­ность закрепления заготовки — деформация базовых по­верхностей деталей и стыков цепи, по которой передаются силы зажима (механизированный привод, промежуточные звенья, корпус, установочные и зажимные детали приспо­собления, обрабатываемая заготовка).

Большое влияние на погрешность закрепления оказы­вают форма и габаритные размеры обрабатываемой заготов­ки, точность и чистота базовых поверхностей, конструкция приспособления и постоянство сил зажима. Следовательно, погрешности закрепления необходимо определять для кон­кретных схем установки детали в приспособлении опытным путем. При обработке заготовок в достаточно жестких при­способлениях погрешность закреплении оказывает незначи­тельное влияние на точность обработки и ее можно в расче­тах не учитывать.

Погрешность положения ε_пр заготовки относительно режущего инструмента возникает в результате неточного изготовлении и сборки приспособления и износа его уста­новочных элементов в процессе эксплуатации. Неточность при изготовлении приспособления возникает и от погреш­ностей изготовления его деталей, сборки и регулировки.

Точность изготовления приспособления задается в ра­бочем чертеже и в технических условиях.

На погрешность положения заготовки в приспособле­нии наибольшее влияние оказывает износ его постоянных установочных опор. Различные детали приспособления кон­тролируют в установленные сроки и при износе проходят соответствующий вид ремонта.

Обозначим погрешность изготовления приспособления и износ его опор через ε_пр. Так как ε_б, ε_з и ε_пр представляют собой поля рассеивания случайных величин, подчиняющих­ся закону нормального распределения, то погрешность уста­новки ε_у как суммарное поле рассеивания выполняемого размера детали определяют по формуле:

.

При выборе способа установки необходимо сравнивать полученную для данной установки погрешность ε΄_у с допус­тимой погрешностью ε_y. Для принятой схемы установки не­обходимо выполнять условие ε΄_у ≤ ε_y.