Конспект лекций по основам технологии машиностроения / ЛЕКЦИЯ5

44

ЛЕКЦИЯ 5

План

1. Методы достижения точности относительного расположения поверхностей детали при обработке.

2. Общие рекомендации по выбору технологических баз.

3. Погрешности базирования при установке заготовок в приспособлениях.

4. Расчет погрешностей базирования при установке гладких цилиндрических валов в призму.

1. Методы достижения точности относительного расположения поверхностей

детали при обработке

Различают три метода простановки размеров и соответственно достижения точности размеров, определяющих относительное расположение поверхностей, обработанных при различных установках заготовки: цепной, координатный и комбинированный.

Схемы простановки размеров и достижения точности по цепному методу представлены на рис.5.1,а. При цепном методе в качестве технологических баз используются поверхности, обработанные на предшествующей операции.

Преимуществом цепного метода является независимость ошибки, получаемой на каждом последующем звене от ошибок предыдущих звеньев. Недостаток метода заключается в том, что ошибки координатных размеров равны сумме ошибок размеров соответствующих составляющих цепных звеньев, например,

.

При координатном методе (рис.5.1,б) все размеры задаются и выполняются от одной базы. Ошибка любого координатного размера не зависит от ошибок других координатных размеров. Ошибка каждого цепного звена равна сумме ошибок координат границ этого звена, например,

.

Рис.5.1. Методы простановки размеров:

а – цепной; б – координатный; в – комбинированный

Координатный метод в целом обеспечивает достижение более высокой точности, так как при этом методе максимальная ошибка цепного звена не превосходит суммы ошибок двух координатах размеров.

Комбинированный метод (рис.5.1,в) использует положительные стороны цепного и координатного методов и во многих случаях является наиболее предпочтительным. Для достижения точности большинства звеньев используется координатный метод и только для отдельных звеньев повышенная точность обеспечивается по цепному методу.

2. Общие рекомендации по выбору технологических баз

1. В качестве технологических баз при чистовой обработке желательно использовать поверхности, связанные с обрабатываемыми поверхностями конструкторскими размерами.

2. По возможности должен быть обеспечен принцип работы от одних баз, т.е. координатный метод достижения точности.

3. При выборе баз необходимо соблюдать правило 6 точек.

4. Принятые базы должны обеспечить удобную и быструю установку заготовки в приспособление. Для выполнения этого правила в отдельных случаях целесообразно внести некоторые изменения в конструкцию заготовки и изделия (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Введение в конструкции деталей базовых конструктивных элементов:

а – отверстия; б – прилива; в – центровых отверстий

5. При выборе технологических баз необходимо учитывать их шероховатость, точность формы и относительного расположения.

6. Необходимо проанализировать возможность появления погрешности базирования и оценить степень ее влияния на точность обработки.

3. Погрешности базирования при установке заготовок

в приспособлениях

Под погрешностью базирования понимается отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого (номинального).

При работе на настроенном оборудовании погрешности базирования приводят к погрешностям обработки. Практически, если учитывать неизбежность погрешностей размеров и формы поверхностей, используемых в качестве баз, погрешности базирования могут иметь место при любом способе базирования. Обычно для упрощения расчетов схемы базирования идеализируют и при этом учитывают лишь отклонения размеров поверхностей, используемых в качестве баз.

Обычно погрешность базирования возникает при несовпадении технологических и измерительных баз и определяется проекцией смещения измерительной базы на направление выдерживаемого размера. Во многих случаях погрешность базирования равна допуску размера, связывающего технологическую и измерительную базы.

На рис.5.3 показаны три варианта базирования цилиндрической заготовки (валика) при обработке шпоночного паза.

При установке вала в призму (рис.5.3,а) и при симметрично установленной относительно оси призмы фрезе симметричность паза относительно оси детали будет выдержана независимо от колебания диаметра вала, т.е. погрешность базирования, приводящая к смещению оси паза, . Что же касается погрешности базирования по размеру n, то она, как это видно из рисунка, всегда будет иметь место .

При установке вала в "угол" (рис.5.3,б) отсутствует погрешность базирования по размеру n , но возникает погрешность базирования, приводящая к смещению паза .

Рис.5.3. Варианты базирования валика при обработке шпоночного паза

Можно предложить такую схему установки (рис.5.3,в), при которой и . Однако приспособление для установки и закрепления детали, выполненное по этой схеме базирования является значительно более сложным.

Для каждого конкретного случая базирования необходим анализ, который позволит определить характер и конкретную величину погрешности базирования. Отсутствие брака при выполнении операции будет гарантировано лишь в случае, если погрешность базирования в сумме с другими производственными погрешностями не превысит допуска на соответствующий конструкторский размер.

4. Расчет погрешностей базирования

при установке гладких цилиндрических валов в призму

Положение обрабатываемой в призме (рис.5.4,а) поверхности может быть задано тремя различными способами – размерами h, n и m. Определим колебания этих размеров, т.е. погрешности базирования, при выполнении операции на настроенном станке.

Как следует из схем (рис.5.4,б) размерных цепей, каждый из выдерживаемых размеров является замыкающим в трехзвенной размерной цепи. Следовательно, погрешность выдерживаемых размеров будет определяться уравнениями:

; ; .

Звено Б₁ – это размер между геометрическим центром призмы и режущим лезвием настроенного на размер инструмента. Для партии деталей, обрабатываемых с одной настройки, можно считать погрешность размера Б₁ равной нулю, т.е. ТБ₁ = 0.

Рис.5.4. Установка по наружной цилиндрической поверхности в призму

Тогда погрешность выдерживаемых размеров будет определяться только колебаниями размеров, связывающих геометрический центр призмы с конструкторскими (измерительными) базами, а это и есть погрешность базирования. Следовательно,

.

Из рис.5.4,а находим

; ; .

В итоге получим:

; ; .

Сопоставляя полученные результаты, нетрудно заметить, что погрешность базирования по размеру m будет наибольшей, а по размеру n – наименьшей.

Полученный результат показывает, что на величину погрешности базирования оказывают влияние и геометрические параметры базирующего элемента приспособления, куда устанавливается заготовка, и в частности, угол при вершине призмы .