Базирование и базы в машиностроении
.pdf
Рис.27. Определение погрешности базирования при подрезании торцов ступенчатого вала.
Пример. Определить погрешность базирования для размера А при установке заготовки базовым отверстием на цилиндрическую оправку с закреплением по торцам (рис.28).
При посадке без зазора (на разжимную оправку)
εδА= T2D ,
где δD – допуск на диаметр заготовки.
При наличии зазора (посадка на жесткую оправку) погрешность базирования для размера А возрастает на величину максимального значения зазора Smax:
E A T2D Smax T2D TD Smin T ,
где TD – допуск на диаметр базового отверстия заготовки; Smin – минимальный зазор в сопряжении; T - допуск на диаметр оправки.
Пример. Определить ожидаемую суммарную погрешность обработки для размеров А1 и А2 (рис 1. прил.3) при фрезеровании уступа на втулке. Установка производится на цилиндрическую оправку.
Диаметр базового отверстия D = 30+0,039мм.
Диаметр оправки d= 300,0070,016 мм.
Средне экономическая норма точности используемого метода обработки ω =0,120
[8 с.26].
Считать, что составляющие погрешности установки – погрешность закрепления и положения заготовки – равны нулю, т.е.
εз=εп.з.=0.
Исходя из схемы установки заготовки в приспособлении погрешность базирования при выполнении размера A1 равна половине максимально возможного зазора между поверхностями отверстия и оправки:
51
E |
S |
|
2 |
1 |
(T |
S |
|
T ) |
1 |
(0,039 0,07 0,09) 0,028мм |
max |
|
min |
|
|||||||
A1 |
|
|
2 |
D |
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Погрешность базирования при выполнении размера А2 EδА2=0, так как измерительная и технологическая базы совмещены.
Поскольку по условию задачи Eз=Eп.з.=0 , суммарные погрешности обработки для размеров А1 и А2
ΣεА1= εδА1+ω=0,028+0,120=0,148мм
ΣεδА2+ω=0+0,120=0,120мм
Рис.28.Определение погрешности базирования при установке на оправку с зазором
52
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ БАЗИРОВАНИЯ.
Принцип единства баз
Сущность принципа единства баз состоит в том, чтобы в качестве технологической и измерительной баз использовать одни и те же поверхности, предпочтительно – основные конструкторские базы детали.
Целесообразность соблюдения этого принципа определяется тем, что по служебному назначению детали большинство ее поверхностей связаны расстояниями и относительными поворотами с ее конструкторскими базами.
В целях реализации принципа единства баз на первых операциях технологического процесса обрабатывают основные конструкторские базы, которые затем используют в качестве технологических и измерительных баз на большинстве операций обработки детали.
Совмещение технологических, измерительных и основных конструкторских баз позволяет повысить точность обработки, в частности за счет устранения погрешности базирования.
Несоблюдение принципа единства баз ведет к появлению дополнительных звеньев в технологических и измерительных размерных цепях, а следовательно, дополнительных погрешностей при достижении заданной точности размеров и относительных поворотов поверхностей.
При достижении точности размера А1 и относительного поворота γ1(рис.29) поверхность I используется в качестве измерительной и технологической базы, относительно которой режущий инструмент настраивается на достижение размера
А1 и относительного поворота γ1. Поэтому размер А1 и поворот γ1 при этой схеме базирования образуются как замыкающие звенья данной технологической системы.
При использовании схемы базирования, приведенной на рис.30, измерительная база размера А1 (поверхность I) не совпадает с технологической базой (поверхность II), относительно которой настроен инструмент на достижение размера А1.Размер А1 в этом случае формируется размерной цепью:
53
Рис.29. Схема фрезерования уступа (совпадение |
измерительной и технологической баз) |
Рис.30. Схема фрезерования уступа (несовпадение |
измерительной и технологической баз) |
54
А1=А2-А3
Погрешность размера А:
ωА1=ωА2+ωА3
Таким образом, если измерительная база не совмещена с технологической, погрешность достигаемого параметра возрастает на величину погрешности размера, связывающего измерительную и технологическую базы (ωА2).
Соответственно
ωγ1= ωγ2+ ωγ3.
При использовании основной конструкторской базы в качестве технологической и измерительной баз на большинстве операций технологического процесса в наибольшей степени реализуются преимущества координатного метода получения и измерения расстояний и относительных поворотов поверхностей.
55
Принцип постоянства баз
Сущность принципа постоянства баз состоит в том, чтобы на большинстве операций технологического процесса использовать один и тот же комплект баз.
Смена баз связана, как правило, с увеличением количества звеньев в технологических размерных цепях и как следствие, с увеличением погрешности заданных размеров.
Рассмотрим в качестве примера два варианта расточки отверстий в корпусной детали (рис.31).
Задачей обработки является обеспечение точности расстояния между осями отверстий (А∆) и параллельности этих осей.
Условно считаем, что каждое из отверстий Ø d и Ø D обрабатываются на отдельных технологических операциях.
Вариант I. Обработка отверстий с соблюдением принципа постоянства баз. На первой расточной операции (рис.32,а) обрабатывается отверстие Ø d.
Расточной инструмент настроен на размер А1 формирующийся как замыкающее звено в данной технологической системе.
На второй расточной операции обрабатывается отверстие ØD(рис.32,б). Достигаемым размером на этой на этой операции является размер А2.
Заданное расстояние между осями отверстий А∆ формируется как замыкающее звено технологической размерной цепи А (рис.32, в):
А∆=А2 – А1.
Погрешность замыкающего звена А∆ равна сумме погрешностей, присущих двум расточным операциям:
ωА∆=ωА1+ωА2.
Вариант II. Обработка отверстий со сменой технологических баз.
Первая расточная операция в этом варианте выполняется аналогично предыдущему варианту обработки (рис.33, а).
56
Рис.31. Эскиз корпусной детали
Рис.32. Обработка отверстий в корпусной детали с соблюдением принципа постоянства баз
57
Рис.33.Обработка отверстий в корпусной детали со сменой технологических баз
58
При выполнений второй расточной операции (рис.33, б) произведена смена баз, в качестве установочной технологической базы использована поверхность Б
(рис.31).
Достигаемым размером на этой операции является размер А2.
Заданное межосевое расстояние А∆ при втором варианте обработки формируется размерной цепью (рис.33,в). Помимо размеров А1 и А2 , достигаемых на двух расточных операциях, в эту размерную цепь входит размер А3, полученный на предыдущих растачиванию операциях фрезерования плоскостей А и Б.
Погрешность замыкающего звена А∆ при втором варианте обработки возрастает на величину погрешности размера А3, связывающего прежнюю (поверхность А) и новую (поверхность Б) установочные технологические базы:
ωА∆=ωА1+ωА2+ωА3.
Аналогично анализируются связи, обеспечивающие точность относительного поворота (параллельность) осей отверстий.
Последствиями смены технологических баз являются:
1.Необходимость ужесточения допусков на составляющие звенья, формирующие заданное замыкающее звено (в рассмотренном примере – размер А∆).
2. Дополнительные затраты на достижение заданной точности замыкающего звена, вызванные:
повышением точности настройки технологических систем (в рассмотренном примере – точности настройки расточного инструмента при достижении размеров А1
и А2); использованием более точного и дорогостоящего оборудования;
назначением жестких допусков на размеры, не являющие ответственными по служебному назначению детали (размер А3):
введением дополнительных технологических переходов для достижения “ужесточенных” допусков на составляющие звенья технологических размерных цепей.
59
Рис.34. Неорганизованная смена баз при установке в тисках вследствие погрешности углового
расположения направляющей технологической базы (поверхности А)
Рис.35. Неорганизованная смена баз вследствие недостаточных габаритов поверхности, используемой в качестве установочной
60