§ 33. Схемы установки заготовок и установочные элементы приспособлений.

Конструирование приспособления начинают с уточнения схемы установки. Зная принятую схему базирования, точность и шерохо­ватость базовых поверхностей, конструктор определяет тип и размер установочных элементов, их количество и взаимное положение. Реше­ние этого вопроса увязывается с требуемой точностью обработки на данной операции.

Ранее (см гл. III, § 12) рассматривались основные принципы уста­новки заготовок в приспособления. Рассмотрим типовые схемы уста­новки и применяемые при этом установочные элементы.

Для установки на черные базовые плоскости используют постоянные опоры (рис. 74, а) с рифленой, гладкой и сферической поверхностями по ГОСТ 13440—68 и 13441—68. Размеры этих опор изменяются в следую­щих пределах: D = 640, d = 4 25; H = 1076, h = 640 и R = 4 40 мм. Опоры больших размеров используют для тяжелых за­готовок.

В общем случае опоры располагают в корпусе приспособления по правилу шести точек. При условии неотрывности баз заготовки от опор она лишается всех степеней свободы. Расстояние между опорами сле­дует выбирать возможно большими в целях повышения устойчивости заготовки при ее установке в приспособление. Точечные опоры при­меняют при установке заготовок корпусных деталей, плит, планок,

кронштейнов и других деталей с развитыми базовыми плоскостями. Пример установки на постоянные опоры показан на рис. 21, а. При обработке нежестких заготовок часто предусматривают дополнитель­ные (сверх шести) опоры, которые должны быть обязательно индиви­дуально подводимыми или само устанавливающимися. После установки на шесть жестких опор заготовка закрепляется силой Q. Затем подво­дится дополнительная опора до соприкосновения с выступающей частью заготовки и прочно закрепляется, превращаясь в жесткую опо­ру. Дополнительным зажимным устройством заготовка прижимается к этой опоре. Конструкции подводимых опор клинового типа для тя­желых заготовок даны в МН 350—60, а самоустанавливающихся в МН 351—60.

Рис. 74

Установку заготовок чисто обработанными базовыми плоскостями (класс чистоты выше 3-го) производят на опорные пластинки (рис. 74, б) по ГОСТ 4743—68. Размеры пластинок: L = 604220, В = 16 35, h = 1025 мм. Для повышения износостойкости опоры изготовляют из стали У8 или стали 20 с цементацией и закалкой до твердости НRС 55—60. Применяют также хромирование и наплавку опор твердым сплавом. Несущие поверхности опор шлифуют до 8-го класса чистоты.

Для повышения жесткости технологической системы в целом нужно улучшать качество сопряжения установочных элементов с корпусом приспособления, применяя шлифование, шабрение или притирку плоскостей стыка. Для повышения жесткости стыка желательно силь­ное прижатие этих элементов к корпусу приспособления, осуществляе­мое затяжкой крепежных деталей.

Установку заготовок на внешнюю цилиндрическую поверхность производят в опорные призмы и самоцентрирующие патроны. Для чис­то обработанных базовых поверхностей применяют широкие опорные призмы (рис. 75, а), для черных — узкие (рис. 75, б); в этом случае в результате локализации контакта по узкой площадке уменьшается влияние искривленности и других погрешностей формы заготовки на устойчивость ее установки. Размеры и основные технические условия на изготовление призм даны в ГОСТ 12193—66—12197—66. Призмы изготовляют из стали 20Х, предусматривая цементацию на глубину 0,8—1,2 мм и закалку рабочих поверхностей. Призмы крепят к кор­пусу приспособления винтами и фиксируют контрольными штифтами. Для полной ориентации заготовки в призме необходим осевой упор,

определяющий ее положение по длине и дополнительный элемент (штифт планка, опора), определяющий (если нужно) угловое положение за­готовки.

В отдельных случаях используют подводимые или самоустанавли­вающиеся призмы, выполняющие роль дополнительных опор (рис. 75, в). Обычно угол призм  = 90°. Погрешности базирования при установке в призму являются функцией допуска на диаметр базовой поверхности заготовки и зависят от погрешностей ее формы. Погрешности базиро­вания для

Рис. 75

типовых схем установки рассматривались ранее (см. гл.111, § 12). Погрешности базирования в зависимости от погрешностей формы базовой поверхности (конусность, овальность, недоштамповка и пр.) приводятся в литературе [5].

Если базовые шейки (или пояс­ки) заготовки выполнены по 2 — 3-ему классам точности, применяет­ся установка во втулку. На рис. 76, а показан пример установки корпус­ной детали 1, во втулку 2 с бази­рованием по цилиндрическому по­яску и торцу фланца. Возможная несоосность растачиваемой поверх­ности базовому пояску опреде­ляется зазором при его посадке во втулку.

При закреплении в самоцентри­рующих патронах деталей типа тон­костенных колец происходит их деформация. Величины деформаций для различных схем закрепления приведены в табл. 3.

На практике нередки случаи обработки деталей типа тройников и крестовин с пересекающимися цилиндрическими поверхностями, яв­ляющимися базами. Установку этих деталей производят в три узкие призмы (рис. 76, б), с которыми заготовка контактирует в шести точках. Закрепление осуществляется вертикально приложенной силой Q.

При обработке деталей машин довольно распространена установка на внутреннюю цилиндрическую поверхность и перпендикулярную к ее оси плоскость. Установку заготовок типа тел вращения производят на оправке; заготовки других типов устанавливают на пальцы. Дополни­тельной базой служит торцовая плоскость заготовки, определяющая ее положение по длине, а также различные элементы (радиальные от­верстия, шпоночные пазы и др.), определяющие угловое положение за­готовки относительно основной базы. Оправки выполняют жесткого и разжимного типов (рис.77). На первые (рис. 77, б) заготовку наса­живают с зазором (в этом случае ее закрепляют по торцам) или с на­тягом под прессом (рис. 77, а). При использовании жестких оправок базовые отверстия заготовок обычно выполняют по 2—3-ему классам точности. Пример разжимной оправки показан на рис. 77, г. Она имеет упругую втулку 3, распираемую изнутри гидропластмассой 2 при затяжке винта / для выборки радиального зазора между втулкой и за­готовкой. Обработку базовых отверстий в этом случае производят по 2—За классам точности. Применяют также оправки с раздвижными сухарями (рис. 77, в) для закрепления заготовок по черным необра­ботанным отверстиям.

О правки выполняют консольного и центрового типов. Первые за­крепляют в коническом отверстии шпинделя станка; вторые устанав­ливают в центры. Оправки делают из стали и подвергают термической обработке (закалке или цементации с последующей закалкой). Их рабочую поверхность

Рис.76

Рис. 77

шлифуют до 8-го класса чистоты. На центровых гнездах выполняют защитные фаски. На левом конце оправки преду­сматривается поводковое устройство (квадрат, лыски, поводковый палец).

Установку заготовок на базовые отверстия в стационарные приспо­собления производят на консольные цилиндрические пальцы (рис. 78), выполняемые по ГОСТ 12209—66—12211—66. Фаска на торце облегчает надевание заготовки. Пальцы диаметром до 16 мм изготовляют из стали У7; при большем диаметре материалом служит сталь 20Х.Паль­цы должны иметь поверхность твердостью HRC 50—55 и чистотой 8-го класса. Погрешности базирования на пальцы зависят от зазоров Диа­метр их рабочей поверхности выполняется по посадкам D и Х₃.

Рис. 78

Заготовки корпусных деталей, плит, рам, картеров и других дета­лей устанавливают на плоскость и перпендикулярные к ней два ци­линдрических отверстия (рис. 79). Преимущества этой схемы: простая кон­струкция приспособлений, возможность наиболее пол­но выдержать принцип постоянства 'базы на раз­личных операциях тех­нологического процесса, простая передача и фикса­ция заготовки на поточных

рис.79

и автоматических линиях, возможность подвода режущих инструментов с разных сторон. Базовая плоскость заготовки подвергается чистовой обработке, а отверстия развертывают по 2-му классу точности. Уста­новочными элементами служат опорные пластинки и два пальца. От­верстия создают искусственно (вспомогательные базы) или используют имеющиеся в конструкции детали. Расстояние между осями отверстий

Рис. 80

рекомендуется брать возможно большим. Учитывая непостоянство рас­стояния между осями базовых отверстий, один из пальцев делают ром­бического поперечного сечения с узкими ленточками. Этим обеспечи­вается возможность надевания всех заготовок при малом посадочном зазоре на пальцах.

Схема установки на два литых отверстия и торец показана на рис.80. Заготовка насаживается на две консольные оправки с выдвижными эле­ментами. Правая оправка имеет шесть, а левая две опоры. Все опоры одновременно и равномерно раздвигаются в радиальном направлении, закрепляя заготовку. Ориентация по длине обеспечивается упором за­готовки в бурт оправки. Используя на последующих операциях обработанные плоскости 1 и 2 в качестве установочных баз, можно обеспе­чить равномерное снятие припуска при растачивании отверстий.

При обработке валов установку производят на центровые гнезда, используя в качестве установочных элементов центры (рис. 81, а).

Рис. 81

Полые заготовки устанавливают коническими фасками на срезанные центры (рис. 81, б), а черные заготовки литыми кромками на специаль­ные центры с тремя ленточками (рис. 81, в). Для точной установки по

Рис. 82

длине применяют плаваю­щий передний центр (рис. 81, г). В этом случае коле­бание глубины центрового гнезда не оказывает влия­ния на положение заго­товки, так как ее торец всегда прижат к плоскости промежуточной втулки.

При шлифовании цент­ральных отверстий цилинд­рических и конических зубчатых колес применяют базирование по рабочим (эвольвентным) поверх­ностям зубьев. В качестве установочных элементов применяют ролики 1 для прямозубых цилиндричес­ких колес 2 (рис. 82, а), шарики или витые упругие ролики для цилиндричес­ких колес со спиральным зубом, а также эксцентричные зубчатые сек­торы 1 (рис. 82, б). Установку конических зубчатых колес производят на три сферические опоры 1, применяя специальные прижимные устройства 2 (рис. 82, в). Для установки цилиндрических колес применяют специальные патроны (рис. 82, г) с упругой мембраной 5. Ро­лики 3 крепятся в обойме 2 и зажимаются в кулачках 4 патрона; при этом предусматривается возможность самоустановки роликов по впадинам колеса 1 за счет оставляемых при креплении зазоров. Пе­ремещая шток 6 направо, прогибают мембрану и освобождают коле­со 1, При конструировании патронов рассчитывают диаметры роли­ков или шариков [5].

Рассмотренные схемы установки являются типовыми. Нередко в качестве установочных баз используют различное сочетание элемен­тарных поверхностей заготовки.

При конструировании приспособления необходимо проанализиро­вать принятую схему установки, сопоставляя допустимую погрешность установки  с фактически получаемой ₁. Во всех случаях ₁ .В ряде случаев погрешность установки можно уменьшить изменением размеров и расположением установочных элементов, принципиально не меняя принятых по технологическому процессу установочных баз. Уменьшения погрешности установки можно также достичь рациональ­ной схемой закрепления заготовки и регламентацией износа установоч­ных элементов приспособления.