Основи базування деталей та заготовок (стр. 6 из 10)

Рис. 35. До розробки теоретичної схеми базування з використанням умовних баз

Якщо за службовим призначенням отвір ØD повинен більш точно розташовуватись відносно торцевої поверхні (бути перпендикулярним до неї), остання має бути установчою базою, а лінія 0–0 – подвійною опорною базою.

10. Приклади побудови та реалізації теоретичних схем базування

На рис. 36–45 наведені приклади формулювання задач, побудови теоретичних схем та практичної їх реалізації для різних схем обробки деталей.

Рис. 36. Базування призматичної деталі при фрезеруванні поздовжнього паза

Рис. 37. Базування диска при свердлінні ексцентричного отвору

Рис. 38. Базування валика

Рис. 39. Базування циліндричної деталі на оправці

Рис. 40. Базування кульки при свердлінні у ньому центрального отвору

Рис. 41. Базування корпусу підшипника ковзання при розточуванні отвору

Рис. 42. Базування важеля (варіант 1)

Рис. 43. Базування важеля (варіант 2)

Рис. 44 Базування важеля (варіант 3)

Рис. 45. Базування важеля (варіант 4)

11. Встановлення заготовок у пристроях

Процес встановлення заготовок у пристроях чи на верстаті полягає у їх базуванні (орієнтуванні) та закріпленні.

Раніше було вказано, що для точної обробки заготовки необхідно правильно її розташувати по відношенню до пристосувань верстата, які визначають траєкторію руху подачі оброблювального інструмента, забезпечити постійність контакту баз з опорними точками і повну нерухомість заготовки відносно пристрою в процесі її обробки. Перша задача розв’язується технологом при побудові теоретичної схеми базування заготовки, що визначає необхідне для розв’язання даної технологічної задачі число та розташування ідеальних зв’язків і опорних точок, а також визначає відповідні базові поверхні заготовки.

При проектуванні пристрою конструктор по оснащенню повинен передбачити створення та розташування опор для базування заготовки в точній відповідності зі схемою базування, створеною технологом.

При оформленні робочої технологічної документації (операційні карти) для спрощення та скорочення роботи технолога рекомендується замість теоретичних схем базування наносити на операційні ескізи умовні позначення опор, затискачів і установчих пристосувань, які матеріалізують в реальних пристроях ідеальні опорні точки.

Умовні позначення опор, затискачів та установчих пристосувань, що відповідають державному стандарту, наведені в [6, додаток 6].

В необхідних випадках в операційних ескізах для позначення базових поверхонь також допускається застосування позначення.

Для спрощення ескізу окреме зображення декількох однойменних опор чи опорних точок, розташованих на одній базуючій поверхні, для виду збоку може бути замінене одним символом із вказанням справа від нього кількості однойменних опор, необхідних для орієнтування даної поверхні у вигляді:

Позначення опор на виді зверху наносяться на ескізах окремо одне від одного у відповідності з прийнятим їх розміщенням.

Друга задача, тобто забезпечення контакту базових поверхонь заготовки з опорними точками пристрою та повної нерухомості заготовки відносно пристрою в процесі її обробки, розв’язується при конструюванні пристрою створенням необхідних затискних пристосувань. На відміну від базування заготовки, коли на неї накладається різне число зв’язків і вона позбавляється трьох, чотирьох, п’яти чи шести ступенів вільності, у всіх випадках закріплена заготовка повинна бути позбавлена всіх шести ступенів свободи. Закріплення (затискання) заготовки грунтується на використанні фрикційних зв’язків, що реалізуються в затискних пристосуваннях з різноманітними джерелами сили (механічними, гідравлічними, пневматичними, магнітними, вакуумними тощо). На рис. 46 показаний приклад відповідної формалізації конструкторського рішення встановлення і базування з використанням умовних позначень згідно з [6, додаток 6].

Рис. 46. Приклад формалізації конструкторського рішення встановлення і базування з використанням умовних позначень

12. Похибки встановлення заготовок

Оскільки процес встановлення заготовок в пристроях чи на верстаті полягає у їх базуванні та закріпленні, то очевидно, похибку встановлення заготовки можна визначити як суму похибки базування та похибки закріплення, тобто:

де εб,εз – похибки базування і закріплення.

Похибка встановлення – це відхилення фактично досягнутого положення заготовки чи виробу при встановленні від потрібного.

Похибка базування – це відхилення фактичного досягнутого положення заготовки чи виробу при базуванні від потрібного.

Похибка закріплення – це відхилення досягнутого положення заготовки чи виробу при закріпленні від потрібного.

Очевидно, якщо послідовно встановлювати безліч тіл відносно систем координат кожного наступного тіла, то в результаті створюється ланцюг координатних розмірів, і похибка встановлення останнього тіла відносно вихідної системи координат визначає похибку замикальної розмірної ланки.

Отже, згідно з теоріями базування і розмірних ланцюгів, вказана похибка визначається наступною сумою:

де n – кількість ланок розмірного ланцюга.

Відомо, що потрібне положення елементів механічної системи відносно вибраних систем координат визначається накладанням геометричних зв’язків, виражених координатними розмірами, наприклад, для шара, рух якого обмежений двома площинами [5]:

zc = rчиzc – r = 0,

де zc – координата центра шара;

r– радіус шара, що визначає значення координати центра шара, і тим самим його положення.

Виходячи з цього, значення похибки базування визначається відхиленням накладених розмірних зв’язків від потрібних – нормованих значень. Відповідно потрібні значення координуючих розмірів визначаються нормованими значеннями і допустимими їх відхиленнями (допусками), вказаними в конструкторській та технологічній документації.

Звідси випливає, що сумарно похибка встановлення відносно вибраної системи координат визначається характеристикою відповідного розмірного ланцюга встановлених елементів (заготовок чи виробів).

При цьому похибки закріплення та базування, які визначають похибку встановлення, виникають у зв’язку з такими фактичними причинами (див. рис. 47) [5].

1.Теорія базування відноситься до твердих тіл [4]. Реальні заготовки чи вироби не є абсолютно твердими тілами. Контактні та об’ємні деформації, які під дією сил і моментів сил закріплення змінюють положення тіл, що базуються, визначають відповідну похибку. Очевидно, що контактні деформації обернено пропорційні площі контакту опор, затискачів і установчих елементів. При даній силі закріплення зменшення площі контакту призводить до зростання тисків, і відповідно, до збільшення деформацій та похибки закріплення. Звичайно похибку закріплення розраховують за емпіричною залежністю деформації від сил із врахуванням діючих сил, твердості та розмірів контактуючих тіл (опор, затискачів та установчих елементів).

Рис. 47. Похибки базування

2.При базуванні потрібне положення баз, що утворюють системи координат, визначаються геометричними зв’язками (координатними розмірами), накладеними на точки, які належать ідеальним лініям чи поверхням, вказаним в конструкторській чи технологічній документації. Деталі машин, заготовки чи вироби обмежені реальними поверхнями і лініями, які мають певний рельєф і профіль, що не враховуються при ідеалізованому представленні тіл. Наявність у реальній базі точок, що не лежать на ідеальній лінії чи різновіддалених від ідеальної поверхні, призводить при базуванні та накладанні реального фізичного зв’язку до появи відповідної похибки базування. Якщо базування здійснюється не по опорних точках, а по поверхні, то похибка базування буде тим більшою, чим більше відхилення розмірів і форми конструктивних елементів, що виконують функції баз. Як наслідок, базування за допомогою точкових опор краще за поверхневе сполучення. З тієї ж причини похибка базування буде тим меншою, чим більше напрямні бази наближаються до прямої лінії, а опорні – до точок. Проте при цьому необхідно враховувати, що точність положення заготовок чи виробів при їх установленні залежить не тільки від похибки базування, але й від деформацій закріплення, вказаних вище, які обернено пропорційні площі контакту.