Проектирование приспособлений для базирования и закрепления деталей (стр. 2 из 5)

Рис.1

Методические указания по выполнению работы (задания)

По пункту 1 - Изучение технических условий на деталь, процесс выполнения операции, подбор типа станка и инструмента

Выписать материал детали, точность изготовления, механические характеристики детали, способ фрезерования паза, выполнить эскиз детали с обозначением размеров и допусков на обрабатываемые поверхности. Подобрать тип станка и инструмент для фрезерования паза по справочным данным (Справочник технолога - машиностроителя в 2-х томах, под ред Косиловой А.Г., Мещерякова И. П).

Технические требования на приспособления.

Технические требования на приспособления вытекают из их служебного назначения.

Приспособление применяется при серийном и массовом производстве.

Поскольку приспособление предназначено для базирования объекта, то предъявляются требования, которые можно разделить на три группы:

точность установочных элементов приспособления, образующих комплект баз для базирования объекта и комплект баз, которыми устанавливается само приспособление;

точность относительного положения комплектов баз;

точность положения направляющих втулок, кинематических элементов и их относительного положения.

Приспособление во время работы подвергается силовому и тепловому воздействию. На него действуют силы, обусловленные технологическим процессом, такие как, силы резания, запрессовки, зажима, инерции. Теплота, выделяемая вследствие технологического процесса, передается приспособлению, что ведет к возникновению в приспособлении упругих и тепловых перемещений. Это в свою очередь приводит к износу элементов и потери точности. Наибольшему износу, как правило, подвергаются направляющие втулки и базирующие элементы. Приспособление должно иметь необходимые прочность, жесткость, износостойкость и теплостойкость.

По пункту 2 - Выбор технологических баз.

Схему базирования выбирают, исходя из требований точности обработки и удобства компоновки приспособления. Погрешность базирования может изменяться в зависимости от выбранной схемы базирования. В тех слу чаях, когда технологические и измерительные базы совпадают, погрешность базирования равна нулю. Это важное для практической работы положение называют принципом совмещения (единства) баз.

Рекомендации по выбору рациональных схем базирования изложены ниже.

1. При высоких требованиях к точности обработки в качестве технологической базы следует использовать точно обработанную поверхность заготовки и принять такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погрешность установки.

2. Одним из самых простых способов повышения точности базирования является соблюдение принципа совмещения баз.

3. Для повышения точности обработки следует соблюдать принцип постоянства баз. Если это невозможно по каким-либо причинам, то необходимо, чтобы новые базы были обработаны точнее предшествующих.

4. В качестве баз следует использовать простые по форме поверхности (плоские, цилиндрические и конические), из которых при необходимости можно создать комплект баз. В тех случаях, когда поверхности заготовки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к базам (т.е. по своим размерам, форме и расположению не могут обеспечить заданную точность, устойчивость и удобство обработки), на заготовке создают искусств венные базы (центровые отверстия, технологические отверстия, платики, выточки и др.).

Типовые схемы установки заготовок при обработке

Машиностроительные детали делятся на два типа:

1) детали типа тел вращения (валы, втулки, диски, барабаны, зубчатые колеса и др.);

2) призматические детали (плиты, планки, корпуса и др.).

Детали первого типа обрабатывают, как правило, с вращением заготовки (на токарных, карусельных, круглошлифовальных станках);

Детали второго типа обрабатывают без вращения заготовки (на фрезерных, плоскошлифовальных станках и т.п.).

Технологические базы используются только при обработке детали.

Заготовки деталей типа тел вращения небольшой длины (высоты) - диски, втулки, зубчатые колеса и т.п. - устанавливают на призмы, в патроны, на оправки, во втулки, на установочные пальцы н т.д.;

В комплект технологических баз входят наружная (или внутренняя) поверхность вращения; торец; при необходимости база для угловой ориентации (выступы, отверстия, шпоночные канавки, шлицы и т.д.).

Заготовки деталей типа тел вращения значительной длины (например, валы) устанавливают на две призмы; в центрах (переднем и заднем); в патрон и в задний центр и т.д. В комплект технологических баз входят наружные (или внутренние) поверхности вращения; торцы вала или ступеней вала; конические поверхности центровых отверстий; коническая поверхность хвостовика инструмента; база для угловой ориентации (выступы, отверстия, шпоночные канавки, шлицы и т.д.). Если валы имеют малую жесткость (т.е. значительно деформируются при обработке под действием сил резания), то в качестве дополнительных баз используют люнеты.

Крутящий момент при обработке деталей типа тел вращения передают с помощью патронов, хомутиков.

В комплект баз, используемых при изготовлении призматических деталей, входят плоскость (установочная база); поверхности, предназначенные для ориентации заготовки на плоскости. В качестве поверхностей для ориентации используют две плоскости (направляющая и опорная базы); плоскость (направляющая база) и отверстие, ось которого перпендикулярна установочной базе; два отверстия с осями, перпендикулярными установочной базе; отверстие с осью, перпендикулярной установочной базе, и элемент для угловой ориентации заготовки.

При установке на плоскость в качестве опор применяют стандартные установочные детали (опоры жесткие и регулируемые, пластины опорные и т.д.). При установке по отверстиям используют установочные пальцы и разжимные оправки. При обработке призматических заготовок малой жесткости применяют дополнительные (подводимые) опоры - В некоторых случаях призматические заготовки закрепляют:путем их приклеивания или заливки в специальную оснастку.

По пункту 3. Выбор базирующих и установочных элементов приспособления, расстановка сил, действующих на деталь, расчет или подбор режима резания.

С учетом рекомендаций по выбору технологических баз выбрать базы и установочные элементы приспособления (опорные устройства, оправки, призмы, направляющие штифты и т.п. из справочной литературы) в зависимости от выбранного способа фрезерования расставить силы, которые будут действовать на деталь при обработке, назначить режим резания (глубину, подачу, скорость резания).

В процессе обработки режущий инструмент совершает определенные движения относительно заготовки. Поэтому требуемое расположение поверхностей детали можно обеспечить только в следующих случаях:

1) если заготовка занимает определенное положение в рабочей зоне станка;

2) если положение заготовки в рабочей зоне определено до начала обработки, на основе этого можно корректировать движения формообразования.

Точное положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе установки ее в приспособлении. Процесс установки включает в себя базирование (т.е. придание заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат) и закрепление (т.е. приложение сил и пар сил к заготовке для обеспечения постоянства и неизменности ее положения, достигнутого при базировании).

Фактическое положение заготовки, установленной в рабочей зоне станка, отличается от требуемого, что обусловливается отклонением положения заготовки (в направлении выдерживаемого размера) в процессе установки. Это отклонение называют погрешностью установки, которая состоит из погрешности базирования и погрешности закрепления.

Поверхности, принадлежащие заготовке и используемые при ее базировании, называют технологическими базами, а используемые для ее измерений - измерительными базами.

Для установки заготовки в приспособлении обычно используют несколько баз. Упрощенно считают, что заготовка соприкасается с приспособлением в точках, называемых опорными. Схему расположения опорных точек называют схемой базирования. Каждая опорная точка определяет связь заготовки с выбранной системой координат, в которой осуществляется обработка заготовки.

Чтобы обеспечить ориентированное положение жесткой заготовки (т.е. заготовки, деформациями которой можно пренебречь) призматической формы, на нее необходимо наложить шесть связей, которым соответствуют шесть опорных точек на схеме базирования:

три точки - на установочной базе, лишающие заготовку трех степеней свободы (перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг двух других координатных осей);

две точки - на направляющей базе, лишающие заготовку двух степеней свободы (перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой);

одна точка - на опорной базе, лишающая заготовку одной степени свободы (перемещения вдоль одной координатной оси или поворот вокруг нее).

Это правило базирования жесткой заготовки носит название правила шести точек.

Схему базирования выбирают, исходя из требований точности обработки и удобства компоновки приспособления. Погрешность базирования может изменяться в зависимости от выбранной схемы базирования. В тех случаях, когда технологические и измерительные базы совпадают, погрешность базирования равна нулю.

Это важное для практической работы положение называют принципом совмещения (единства) баз.

Рекомендации по выбору рациональных схем базирования изложены ниже.