Технология машиностроения 2006 Махаринский

32

точек сопряжения считается прозрачной. Эти обозначения можно располагать на одной или двух проекциях.

1.15. Синтез теоретических схем базирования

Перед синтезом схемы базирования следует проверить правильность на- значения относительных поворотов обрабатываемых компонентов геометриче- ской модели заготовки.

1. Относительное угловое положение оси поверхности вращения на черте-

же детали или оси обрабатываемой поверхности заготовки на операционном эскизе должно быть задано необходимым и достаточным числом показателей. Так ось может быть перпендикулярна только к одной плоскости, или парал- лельна двум пересекающимся плоскостям, или параллельна к одной плоскости и составлять некоторый угол с другой плоскостью, которая перпендикулярна первой.

2. Относительное угловое положение плоскости на чертеже детали или обрабатываемой плоскости заготовки на операционном эскизе должно быть за- дано необходимым и достаточным числом показателей. Так плоскость может быть перпендикулярна к двум пересекающимся плоскостям или к оси, или пер- пендикулярна к одной плоскости и составлять некоторый угол с другой, кото-

рая перпендикуляр- на к первой.

Так, например, допуск параллель- ности оси к базе Б, указанный на чер- теже детали пунк- тирной линией (рис. 1.21), некорректен и избыточен. Допуск

перпендикулярно-

сти относительно базы А однозначно задает относитель- ное положение оси. Допуск параллель-

ности относительно

Рис. 1.21. Задание на проектирование схемы базирования базы Б может лишь дублировать допуск перпендикулярности в одном координатном направлении.

3. Совокупность комплектов конструкторских и технологических баз ори- ентации поверхностей, относительно которых возможны различные варианты угловой и размерной ориентации поверхностей, следующая:

а) три взаимно перпендикулярные плоскости, среди которых может быть плоскость симметрии;

б) плоскость и две оси, перпендикулярные к ней;

33

в) две взаимно перпендикулярные плоскости и ось, которая перпендику- лярна к одной из них (в частном случае ось может лежать в плоскости, которая в общем случае параллельна оси);

г) плоскость и две оси, одна из которых перпендикулярна, а другая парал- лельна этой плоскости (в частном случае она может лежать в этой плоскости).

Кроме того, следует учитывать следующие правила (рекомендации).

1.Схема базирования в первую очередь должна обеспечивать заданную точность взаимного углового расположения, а затем точность размеров (рас- стояний).

2.При определении вида компонента комплекта баз (числа накладываемых связей) самым важным показателем взаимного расположения является перпен- дикулярность, затем угол, затем параллельность. Соосность и симметричность являются производными параллельности.

3.Точность взаимного углового расположения обеспечивают только уста- новочная, направляющая, двойная направляющая базы и сочетание двойной опорной и опорной баз.

4.Та технологическая база, по отношению к которой удельный допуск вза- имного расположения или расстояний более жесткий, должна накладывать больше связей. Под удельным допуском понимается допуск взаимного распо- ложения, приведенный к одной базовой длине.

5.Неуказанные допуски перпендикулярности определяются согласно ГОСТ на неуказанные допуски взаимного расположения. Причем следует учи- тывать, что за базу, к которой относится неуказанный допуск перпендикуляр- ности в одном координатном направлении, принимается поверхность (или ее ось) имеющая больший размер в рассматриваемых перпендикулярных направ- лениях, а при одинаковых размерах – поверхность, имеющая меньшую шерохо- ватость. Если деталь имеет элементы, для которых указаны допуски перпенди- кулярности, то неуказанные допуски следует относить к тем же базам, что и указанные.

Синтез схемы базирования рекомендуется выполнять согласно приведен- ным ниже шагам.

Первый шаг. Построить геометрическую модель (эскиз) заготовки (ГМЗ) с

выделением обрабатываемых поверхностей и выявлением угловых и размерных связей, которые необходимо обеспечить на операции.

Второй шаг. С помощью анализа заданных допусков относительных по- воротов и размерных связей установить комплект баз ориентации обрабаты- ваемых поверхностей (базами ориентации могут быть только те компоненты ГМЗ, относительно которых заданы относительные повороты, и от которых за- даны размеры).

Третий шаг. Проверить правильность задания относительных поворотов (согласно правилам 1-2). Выявить, если необходимо, неуказанные допуски от- носительного расположения (перпендикулярность, соосность, симметрич- ность).

Четвертый шаг. Сформировать базовую систему координат.

34

Пятый шаг. Определить вид (число накладываемых связей) каждого из компонентов установленного комплекта баз (правила 1-4).

Пример.

Пусть необходимо спроектировать схему базирования заготовки на опера-

ции обработки поверхности О при заданных показателях точности линейных размеров и допусков взаимного расположения (рис. 1.21).

Первый шаг.

Геометрическая модель заготовки для проектирования схемы базирования изображена на рис. 1.22. Обрабатываемая поверхность цилиндрическая откры- тая.

Второй шаг. Согласно заданию необходимо выдержать размер от оси ци- линдрической поверхности О до плоскости Pj 20±0.1 и размер 41±0.3 от оси цилиндрической поверхности О до оси С, а также перпендикулярность оси по- верхности О относительно базы А (Pi) с допуском 0.01. База А– плоскость. Следовательно комплект технологических баз – №2 (Две взаимно перпендику- лярные плоскости (Pi, Pj) и ось перпендикулярная одной из плоскостей Ol).

Третий шаг.

Задан допуск пер-

пендикулярности оси относительно базы А. База А – плоскость, ко- торая должна наклады- вать максимальное чис- ло связей. Поэтому она назначается установоч- ной базой.

Четвертый шаг.

Строится базовая систе- ма координат.

Пятый шаг. По-

скольку допуск расстоя- ния от плоскости Pj меньше, чем от оси Ol, а ось Ol– опорной (рис. 1.22).

1.16. Теоретическая схема установки

На этапе разработки теоретической схемы установки (далее схемы ус-

тановки) моделируется расположение точек контакта идеализированных моде- лей реальных поверхностей с геометрическими моделями установочных эле- ментов приспособления. Эти точки логично называть опорными. Модель рас- положения опорных точек описывает новую, установочную систему коорди- нат (УСК). Кроме того, согласно ГОСТ 3.1107-81 на данном этапе выбирается

36

Рис. 1.25. Схемы установки цилиндрических заготовок:

а –в центрах и поводковом патроне; б – в трехкулачковом патроне, вращаю-

щемся центре и подвижном люнете

Рис. 1.26. Схема установки заготовки в самоцентрирующих тисках

с призматическими губками

Рис. 1.27. Схема установки заготовки на плоскость и цилиндрический палец

37

1.17. Погрешность теоретической схемы установки

Погрешностью схемы установки будем называть поле рассеяния отклоне-

ний заданного положения базовой системы координат при разработке схемы установки. При этом считается, что технологические базы не имеют погрешно- стей формы. Причиной возникновения погрешности схемы установки являются погрешности размеров объекта производства, которые получены на этапах об- работки, предшествующих рассматриваемому. Погрешность схемы установки относят обычно к размерам, выполняемым на рассматриваемой операции.

Например, на операции фрезерования выполняются размеры A2 и B2 (рис. 1.28), для чего режущие кромки фрезы устанавливаются относительно компонентов ОСК на расстояния, соответствующие размерам настройки Aн и Bн. Другие погрешности обработки, возникающие по разным причинам, в дан- ной задаче не учитываются.

При выполнении размера A2 ось Yу УСК не совпадает с осью Yб СКО. Следова- тельно, условия для воз-

никновения погрешности схемы установки по этому размеру имеются. До рас-

сматриваемой операции в направлении оси X выпол- нен размер A1 с допуском TA1. Поскольку размер на- стройки Aн остается посто-

янным для всей обрабатываемой партии деталей и другие погрешности в дан- ной задаче не учитываются, то A2 может изменяться только в зависимости от размера A1 в пределах допуска TA1.

Погрешность схемы установки проявляется как случайная величина, так как причина, ее порождающая (погрешность размера A1), тоже является слу- чайной величиной. Принято считать, что погрешность схемы установки – сим- метричная случайная величина, которая подчиняется нормальному закону рас- пределения с математическим ожиданием, равным нулю. Тогда ее характери- стикой будет максимально возможное поле рассеяния, в рассматриваемом слу- чае TA1. Следовательно, можно записать

су (A2) = TA1,

где су (A2) – погрешность схемы установки по размеру A2.

При выполнении размера B2 оси Xб (СКО) и Xу (УСК) совпадают. Следо- вательно, условий для возникновения погрешности схемы установки нет. Дей- ствительно, случайные погрешности размера B1 не влияют на положение Xб т.е. на размер B2.

При установке по отверстию на цилиндрический палец (оправку) возникает неопределенность положения заготовки, которая может смещаться в любом на- правлении в пределах зазора (рис. 1.29).

39

На этой схеме О1, О2 – оси отверстий, П1 ось симметрии ромбического пальца, П2 – ось цилиндрического пальца. Тогда

су (α) = e1max + e2max = (TD1+ ВО(b1)) + (TD2 + ВО(d 2)) ,

B B

где TD1, TD2 – допуски диаметров соответствующих отверстий; ВО(b1), ВО(d2)– верхние отклонения соответствующих пальцев. Погрешностью разме- ра В можно пренебречь.

1.18. Методы реального базирования при изготовлении деталей машин

При механической обработке на станках реальным базированием называет- ся ориентация заготовки относительно выбранной системы координат, связан- ной с приспособлением или элементами станка, определяющими траектории движения подачи (рис. 1.31).

Поверхности, линии или точки заготовки, используемые для базирования при механической обработке на станках, называют реальными технологически-

ми базами.

Рис. 1.31. Пример взаимного расположения систем координат: сб- заготовки (собственной или базовой системы координат; су- схемы установки; пр- при- способления; с- станка; и- инструмента.

В технологии машиностроения используются три метода реального бази- рования: 1) выверкой по разметке; 2) выверкой по реальной технологической базе; 3) сопряжением.

40

Базирование по разметке применя- ется в единичном и мелкосерийном про- изводстве, а также при обработке круп- ногабаритных заготовок. Технологиче- ской базой в случае базирования заго- товки в приспособлении-спутнике (рис. 1.32) являются линии разметки 2. Кон-

троль их положения осуществляется обычно штангенрейсмусом 4. Регули- ровка положения заготовки 1 осуществ- ляется домкратами 3 и кулаками 5. При

базировании заготовки показанной на рис. 1.33, на столе станка контроль по-

Рис. 1.32. Реальное базирование за- готовки в приспособлении- спутнике

по разметке

ложения линий разметки осуществ- ляется штангенрейсмусом, а также с помощью чертилки 1, закрепленной

воправке 2.

Кнедостаткам метода выверки по разметке следует отнести: 1) низ- кую точность (0,8...1.3 мм); 2) высо- кие требования к квалификации ра-

ботке выверяется параллельность технологической базы направлению подачи (рис. 1.34, а), положение оси отверстия относительно оси шпинделя станка,