книги из ГПНТБ / Мовчин, В. Н. Технология производства измерительных инструментов и приборов учебник

сировать погрешность межцентрового расстояния 8L между осями отверстий в детали. Величину зазора, компенсирующего погрешность межцентрового расстоя­ ния, определяют расчетным путем в зависимости от уста­ новленных допусков на деталь.

На рис. 125, б показана установка детали на основную и направляющую плоскости. Перемещение детали в на­ правлении, параллельном направляющей плоскости, огра­ ничивается срезанным пальцем. Если вместо срезанного пальца установить цилиндрический, то правило шести точек нарушается, так как основная плоскость детали

Рис. 125. Схемы установки деталей по пло­ скости и отверстиям

касается трех точек, направляющая — двух и цилиндри­ ческий палец— также двух точек. В этом случае деталь за счет допуска на расстояние В от боковой плоскости до оси отверстия либо не будет касаться направляющей плоскости, либо вообще не сможет быть установлена.

При базировании заготовок по черным (необработан­ ным) отверстиям их устанавливают на конические пла­ вающие пальцы, позволяющие достаточно точно для чер­ новой обработки выставить заготовку даже при значи­ тельной погрешности межцентрового расстояния.

Базирование по плоскости и двум отверстиям является одной из наиболее распространенных схем, широко при­ меняемых при обработке корпусных деталей, кронштей­ нов, плит и т. д. Типовой технологический процесс обра­ ботки с применением таких схем базирования выпол­ няют примерно в следующей последовательности:

1)обрабатывают основную плоскость от черновой базы;

2)обрабатывают два базовых отверстия, которые при выполнении всех последующих операций принимают за базу, что исключает возникновение погрешностей бази­ рования и поэтому обеспечивает наибольшую точность.

240

3. УСТАНОВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Основные опоры в приспособлениях могут быть не­ подвижными и регулируемыми.

Основные неподвижные опоры выполняют в виде опорных штырей, опорных пластин или опорных пло­ скостей. Головки опорных штырей (рис. 126) выполняют плоскими, сферическими или с насечкой. Штыри со сфе­ рической или насеченной головкой применяют при уста­ новке деталей по черным поверхностям. Детали с предва­ рительно обработанными поверхностями устанавливают

Рис. 126. Опорные штыри с головкой:

а — п л о с к о й ; б — с ф е р и ч е с к о й ; в — н а с е че н н о й

на штыри с плоской опорной поверхностью, что позволяет несколько уменьшить вмятины на поверхности детали. При базировании деталей по обработанным поверхностям вместо опорных штырей применяют опорные пластины. При изготовлении приспособлений расположение в одной плоскости как опорных пластин, так и штырей с плоскими головками достигается их шлифованием в собранном

виде.

Детали небольших размеров, имеющие хорошо обра­ ботанные базовые поверхности, в некоторых случаях устанавливают на плоскости, образованные непосред­ ственно в корпусе приспособления. Такая конструкция упрощает изготовление приспособления и исключает замины поверхности детали, однако место расположения трех опорных точек неопределенно и зависит от вида и величины погрешностей геометрической формы базовой поверхности детали.

Обычным конструкторским приемом, обеспечивающим устойчивое положение детали и отвечающим правилу шести точек, является введение выемок в тех местах опор­ ной поверхности приспособления, где необходимо исклю­ чить касание точек поверхности детали с опорной поверх-

241

ностью приспособления. На рис. 127, а показана пло­ скость приспособления, имеющая выемку А. В этом слу­ чае положение деталей, имеющих как выпуклую, так и вогнутую форму, более устойчиво, но все же положение трех опорных точек неопределенно, так как на одной стороне могут быть две опорные точки, а на другой — только одна и место их расположения неизвестно. Более рациональной является конструкция, в которой выемки выполнены так, что опорная поверхность приспособления представляет собой три площадки (рис. 127, б). В данном

Рис. 127. Схемы базирования детали на плоскость:

а — с в ы е м к о й ; 6 — с т р е м я о п о р н ы м и п л о щ а д к а м и

случае точки касания А; В я С поверхности детали с опор­ ной поверхностью приспособления всегда находятся в пре­ делах этих площадок и небольшие отклонения от теоре­ тически правильного положения точек касания практи­ чески не влияют на установку детали. Введение выемок, кроме повышения устойчивости, исключает попадание пыли и стружки между деталью и плоскостью приспо­ собления, что, в свою очередь, также улучшает устой­ чивость детали.

Регулируемые опоры применяют в тех случаях, когда необходимо изменить положение опорных точек, в част­ ности при колебании размеров деталей в отдельных партиях. Применение регулируемых опор в ряде случаев значительно упрощает изготовление приспособлений, так как точные координаты можно обеспечить не механиче­ ской обработкой, а просто регулировкой положения опор. Преимуществом регулируемых опор также является воз­ можность восстановления требуемых координат по мере износа опор.

242

Примеры применения винтовых регулируемых опор показаны на рис. 128.

Подводимые и самоустанавливакнциеся опоры. Кроме основных неподвижных и регулируемых опор, в при­ способлениях дополнительно применяют вспомогатель­

ные — подвижные опоры, предназначаемые для повыше­ ния жесткости и устойчивости деталей, а также восприя­ тия сил резания. Применение подводимых и самоустанавливающихся опор является единственным способом, обеспечивающим создание дополнительных опор при ба-

1 П!

ЧШ Ш

<0

Рис. 129. Погрешности при установке детали на две параллельные плоскости

зировании деталей на две или более параллельные пло­ скости. Это объясняется тем, что детали, имеющие параллельные основанию плоскости, могут быть уста­ новлены на такое же количество неподвижных опор только при абсолютном равенстве высоты опорных по­ верхностей приспособления и высоты параллельных пло­ скостей детали (рис. 129, а). Такое равенство выполнить невозможно, так как фактически размеры деталей всегда имеют отклонения от номинальных размеров и детали,

243

устанавливаемые на параллельные поверхности, при­ нимают различные положения (рис. 129, б).

Применение подвижных опор, подводимых до сопри­ косновения с поверхностью детали, но не изменяющих ее положения, позволяет увеличить жесткость, а следо­ вательно, исключить деформацию детали как при уста­ новке, так и в процессе обработки.

По конструкции вспомогательные опоры делят на самоустанавливающиеся и подводимые. Схема самоуста-

ничном и мелкосерийном производстве, относятся домкратики и клиновые опоры.

Установка деталей по цилиндрическим поверхностям.

Как указывалось ранее, наиболее правильно цилиндри­ ческие детали можно установить в призме. Положитель­ ным свойством опорных поверхностей в виде призм яв­ ляется и то, что оси устанавливаемых цилиндрических деталей независимо от их диаметров всегда лежат на бис­ сектрисе угла призмы. Это свойство широко используют при проектировании кондукторов для сверления отвер­ стий в деталях типа валов, а также при фрезеровании шпоночных канавок с жесткими требованиями к их симметричности относительно оси вала. Отрицательное свойство призматических баз заключается в том, что

взависимости от угла призмы и колебаний в размерах детали даже в пределах допуска положение осей деталей

вплоскости, перпендикулярной к оси призмы, различное. Величина х (рис. 131, а), на которую отличается распо­ ложение осей деталей в зависимости от допуска на диа-

244

метр б и половину угла призмы а, может быть определена из прямоугольных треугольников ОАВ и ОА'В'. Вели­ чина смещения осей х — ОА—ОА', но

Рис. 131. Базирование на призму с различным положением ее оси

деталей уменьшается. Поэтому при конструировании приспособлений, в которых требуется выдержать точное расстояние обрабатываемой поверхности до оси детали, принимают угол призмы 2а = 120-ь 150° в отличие от обычно применяемых призм с углом 2а = 90°.

В отдельных случаях для исключения колебаний положения осей устанавливаемых деталей применяют базирование на призму с горизонтальным расположением ее оси (рис. 131, б). При таком расположении призмы, используемом для фрезерования или шлифования лысок, канавок и т. д., у всех деталей в партии независимо от величины диаметров и угла призмы расстояния h от оси

243

до обрабатываемой поверхности будут одинаковыми. При­ менение указанного способа базирования на призму с горизонтальной осью ограничивает неудобство уста­ новки и закрепления деталей.

4. ЗАЖИМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Зажимные устройства в приспособлениях служат для создания надежной фиксации детали на неподвижных установочных опорах и сохранения этого положения в процессе обработки.

Конструкции зажимных устройств в приспособлениях должны удовлетворять следующим основным требова­ ниям:

1) сила тяжести детали и силы резания должны вос­ приниматься только жесткими неподвижными опорами, но не зажимным устройством. Указанное требование вызвано тем, что в процессе обработки возможно смятие зажимного элемента и, следовательно, уменьшение силы зажима. Возникающая при этом вибрация приведет к ухуд­ шению качества обработки, а в некоторых случаях —

ик поломке инструмента;

2)величина зажимного усилия должна быть доста­ точной для противодействия силам резания, но в то же время не должна вызывать деформацию детали. Для этого направление сил зажима должно быть таким, чтобы их

действие на деталь создавало только напряжения сжатия; 3) при обработке деталей с недостаточной жесткостью необходимо вводить вспомогательные опоры для восприя­

тия сил зажима и сил резания; 4) установочные прижимы, применяемые для досыла

детали небольшой массы до установочных опор, должны только обеспечивать правильное ее положение. Обычно установочные прижимы делают в виде тонких стальных плоских пружин, прикрепленных к корпусу приспособ­ ления;

5) зажимное устройство должно быть простым по конструкции, а затраты времени и физических сил' рабо­ чего при закреплении детали должны быть минималь­ ными. Необходимо избегать применения разъемных за­ жимных устройств, например, болта и гаечного ключа, гайки и ключа и т. д.;

6) зажимное устройство должно быть расположено около рабочего и обеспечивать безопасность работы.

246

Расположение точек приложения сил зажима. Одним из основных факторов, определяющих надежность работы приспособления независимо от его конструкции, является правильное расположение точек приложения сил зажима. Для устойчивого положения детали в момент установки ее в приспособление необходимо, чтобы центр тяжести всегда вписывался бы в треугольник, образованный основ­ ными опорами. При расположении центра тяжести де­ тали О вне опорного треугольника, образованного тремя опорами 1, 2 и 3 (рис. 132), возникает опрокидывающий момент относительно оси I—/ (рис. 132, а) и деталь

необходимо поддерживать даже в процессе ее установки, что, конечно, недопустимо. Устойчивое положение уста­ навливаемой детали будет обеспечено, если центр тяжести ее вписывается в треугольник, образованный опорами (рис. 132, б). Очевидно, такое же рассуждение можно распространить и на действие сил резания и сил зажима. При приложении силы резания Рг вне опорного треуголь­ ника возникает момент М.х = Рга', стремящийся опро­ кинуть деталь относительно оси / —/, а при приложении силы зажима Р создается момент М 2 = Ра", величина которого должна быть равна или больше момента Так как равенства моментов практически не может быть,

то возможно опрокидывание детали относительно оси / —I.

воспринимаются зажимным устройством, что может быть источником возникновения вибрации.

Правильным решением, обеспечивающим устойчивое положение детали при установке ее в приспособление

иобработке, является такая конструкция приспособле­ ния, в которой центр тяжести детали О, силы резания Рг

иточки приложения сил зажима вписываются в опорный треугольник (рис. 132, в).

247

При определении величины сил зажима необходимо учитывать направление сил резания, их величину и возникающие от их действия моменты. Силы резания определяются по формулам резания или по нормативам и для большей надежности увеличиваются на коэффи­ циент запаса К — 1,5-т-2.

Конкретную величину сил зажима можно определить при решении задачи статики на равновесие твердого тела под действием всех сил и моментов (сил резания, сил зажима, сил трения, реакций опор и т. д.).

Типы зажимов. Р е з ь б о в ы е з а ж и м ы . Наибо­ лее распространенным видом ручных зажимов, в особен­ ности широко применяемых в мелкосерийном и серийном производствах, а также в универсальных приспособле­ ниях, являются резьбовые зажимы.

В зажимных устройствах обычно применяют ленточные или трапецеидальные резьбы, обеспечивающие большую износостойкость, быстрый зажим и отвечающие условиям самоторможения. Применение резьбы с треугольным про­ филем ограничивается ее быстрым износом и может быть рекомендовано для зажимных устройств в приспособле­ ниях мелкосерийного производства.

Неразъемные резьбовые зажимы, применяемые для создания небольших усилий, выполняют в виде болтовбарашков, гаек-барашков и т. п. Болты с плоскими или сферическими торцами применяют для зажима деталей с необработанными поверхностями или с поверхностями, смятие которых не имеет значения. К недостаткам зажима деталей торцом винта, кроме смятия, относится и то, что силы трения, возникающие на торце винта, стремятся повернуть деталь и придать ей новое положение. Для избежания смятия и потертостей на поверхности детали, предотвращения сдвига и уменьшения изгиба винта при зажиме поверхностей, не перпендикулярных к его оси, на конец винта устанавливают качающуюся пяту. При закреплении деталей с поверхностью, имеющей отклоне­ ние от перпендикулярности к оси винта или шпильки, может возникнуть искривление последних. Поэтому под гайку или торец винта подкладывают сферические шайбы, исключающие изгиб винтов.

Во избежание быстрого износа резьбы в чугунных корпусах приспособлений последние армируют сталь­ ными резьбовыми втулками, являющимися гайками для зажимных винтов.

24S

Установка детали отверстием на шпильку с закрепле­ нием гайкой любого вида всегда связана с необходимостью полного свинчивания гайки и'соответственно с большими затратами вспомогательного времени.

В случае, если диаметр отверстия в детали больше диаметра гайки, то обычно применяют быстросъемные шайбы. Применение быстросъемных шайб позволяет за счет поворота гайки на 1/2—1 оборот снять или отвести быстросменную шайбу, снять готовую деталь со шпильки и так же быстро установить новую заготовку.

При необходимости перемещения зажимного винта на большое расстояние в конструкциях приспособлений для сокращения времени на подвод винта применяют спе­ циальные устройства. Для создания небольших зажимных усилий служит байонетный (штыковой) зажим (рис. 133). Для закрепления детали производят перемещение стержня 2 по продольной шпоночной канавке. В конце хода поворотом рукоятки 3 перемещают шпонку по спи­ ральному участку, представляющему собой часть витка резьбы, при этом стержень 2 получит продольное пере­ мещение и зажмет деталь. Для устранения потертости на торце детали при ее закреплении в отверстии стержня 2 установлен подпятник /.

Для создания больших сил зажима применяют плун­ жерные устройства или устройства с откидным упором. Конструкция последнего схематично показана на рис. 134. Для открепления и снятия детали достаточно повернуть

249