Основи базування деталей та заготовок (стр. 7 из 10)

В технологічних системах при незбіганні технологічних і вимірювальних чи конструкторських баз, від яких задається потрібне положення, в ланцюг елементів технологічної системи включаються додаткові системи координат, створюючи розмірні ланцюги. Результуюча похибка визначається відповідною сумою відхилень розмірів, похибок форм і закріплень.

3. Наявність зазорів у з’єднаннях чи посадках при встановленні заготовок чи виробів визначає відхилення фактичного положення від потрібного і характеризує відповідну складову похибки базування (див. рис. 47). Для виключення впливу зазорів і похибки баз на точність встановлення використовують приховані бази центрування заготовок і виробів по площинах, осях і точках симетрії. Похибка базування в цьому випадку зв’язана тільки з точністю центрування та відповідною характеристикою розмірного ланцюга, в яку входить розмір, що розглядається.

Відхилення кутового і лінійного положень поверхні та ліній, що виконують функції базових площин і осей, є причинами похибки базування. Вони визначають відповідну точність координатних систем базування. Накладання потрібних координатних розмірів на точки базових систем координат визначає відповідні геометричні зв’язки, положення баз і тим самим тіл, що базуються. Отже, чим менше відхилення від кутового положення площин і ліній, що виконують функції координатних площин і осей, тим менша похибка базування. Чим більша відстань між реальними опорами, тим також менша похибка базування (див. рис. 47).

В кожному конкретному випадку відповідна схема базування і встановлення визначає ті чи інші вказані причини і похибку.

13. Приклади розрахунку похибок базування

13.1 Похибки базування при встановленні заготовки на площину

Причини виникнення та приклад розрахунку похибки базування розглянемо за допомогою схеми, показаної на рис. 48.

Рис. 48. Схеми для розрахунку похибки базуванняпри встановленні заготовок на площину

Для розміру 30±0,15 мм (рис. 48, а) площина 1 є технологічною і конструкторською (вимірювальною) базами одночасно, похибка обробки за цим розміром буде визначатись тільки точністю методу обробки. Для розміру 20±0,15 мм (рис. 48, б) площина 1 є технологічною базою, а площина 3 – конструкторською (вимірювальною), і на точність цього розміру буде впливати не тільки точність методу обробки, а й допуск попередньо виконаного розміру 50±0,14 мм. Розглянемо, як це відбувається.

Налагоджувальний розмір С, а отже, і положення фрези при обробці поверхні 2 залишається незмінним (С = const), а вимірювальна база 3 при обробці партії заготовок коливається відносно леза фрези в межах допуску 0,28 мм на базисний розмір 50 мм, який отриманий на попередній операції. Допуск на базисний розмір і буде похибкою базування εб = 0,28 мм.

З наведеного випливає, що при встановленні заготовки на площину, яка є конструкторською базою, похибка базування дорівнює нулю.

При встановленні заготовки на площину, яка не є конструкторською базою, похибка базування дорівнює допуску на розмір, що безпосередньо зв’язує технологічну і конструкторську бази. У загальному випадку, коли технологічна та вимірювальна бази не паралельні (кут між ними рівнийa), вона визначається залежністю:

εб = Тcosα.

Отже, для усунення похибки базування по розміру 20±0,15 мм його потрібно обробляти за схемою встановлення заготовки (рис. 48, в). Типові схеми встановлення заготовок на площину та відповідні похибки базування наведені в [3,табл. 13.1].

13.2 Похибка базування при встановленні заготовки по зовнішній циліндричній поверхні на призму

Технологічною базою при такому встановленні (рис. 49) є площина, яка проходить через твірні дотику циліндра з робочими поверхнями призми. Вимірювальні бази відповідно до заданих розмірів – твірна М, вісь О, твірна N (табл. 2). При коливанні діаметра в партії заготовок в межах допуску TD від D до (D–TD) технологічна база займає положення відповідно F–F і F1–F1 (рис. 49). Таким чином, у всіх випадках має місце похибка базування внаслідок несуміщення баз.

Рис. 49. Схема для визначення похибок базування валів
при їх встановленні циліндричною поверхнею на призму

Величину похибки базування визначимо з рис. 49, на якому показане послідовне встановлення в призму оброблюваних валів із найбільшим D1 та найменшим D2 граничними розмірами. Визначимо відстань Δh1 між верхніми точками граничних діаметрів валів, відстань Δh2 між нижніми точками граничних діаметрів валів і відстань Δh між осями. Зазначені відстані є похибками базування відповідних розмірів валів при встановленні за схемою, зображеною в табл. 2.

За геометричною побудовою (рис. 49) похибки базування будуть рівними:

(2)

Аналогічно визначимо:

; (3)

, (4)

де

, , ; (5)

Т – допуск діаметра бази.

Підставляючи в (5) значення кутів призми відповідно 60º, 90º, 120º і 180º, одержимо значення коефіцієнтів К, наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Значення коефіцієнта

Номерсхеми	Положення конструкторськоїбази	Значення коефіцієнта Кпри куті призми
		60°	90°	120°	180°
1		1,5	1,21	1,08	1,0
2		0,5	0,21	0,08	0
3		1,0	0,7	0,58	0,5

Отже, з формул (2)–(4) видно, що похибка базування при встановленні валів у призму залежить від допуску базової поверхні і кута призми.

Типові схеми встановлення заготовок на зовнішню циліндричну поверхню та перпендикулярну до її осі площину і відповідні похибки базування наведені в [3,табл. 13.2].

Приклад

Визначити похибку базування при фрезеруванні паза (рис. 50), якщо вал встановлений у призмі з кутом α = 90º.

Рис. 50. Схема встановлення вала при обробці шпонкового паза

Розв’язання

За табл. 2 знаходимо, що задання розміру глибини паза відповідає схемі 2. Для кута α = 90° коефіцієнт К = 0,21. Тоді за формулою (2):

εб = 0,21 · 0,07 ≈ 0,015 мм.

13.3 Похибка базування при встановленні за отвором

Похибка базування при встановленні за циліндричним отвором на жорстку оправку з’являється внаслідок наявності зазору між отвором і оправкою.

Конструкторською базою в даному випадку є вісь отвору, а технологічною базою – поверхня отвору. Незбігання баз внаслідок наявності зазору і призводить до появи похибки базування:

εб = Smax = Smin + TA + TB, (6)

де Smax, Smin– максимальний і мінімальний зазори між отвором заготовки і оправкою;

ТА, ТВ – відповідно допуск на діаметр отвору і оправки.

Максимально можливе незбігання осей отвору та осі обробленої зовнішньої поверхні (ексцентриситет) при цьому дорівнює:

e = 0,5εб.

Приклад

Чистове шліфування зовнішньої циліндричної поверхні (рис. 51) виконується на оправці з посадочним діаметром 25-0,014 мм. Базовий отвір має розмір Æ25

мм. Визначити похибку базування втулки.

Рис. 51. Схема встановлення втулки на жорсткій оправі

Розв’язання

В даному випадку: Smin= 0,025 мм; ТА = 0,085 – 0,025 = 0,060 мм; ТВ = 0,014 мм.

Отже, похибка базування буде рівною:

εб = 0,025 + 0,060 + 0,014 = 0,099мм.

Типові схеми встановлення заготовок на внутрішню циліндричну поверхню та відповідні похибки базування наведені в [3, табл. 13.3].

13.4 Похибки базування при встановленні на площину і два отвори

Похибка базування в горизонтальній площині проявляється у зміщенні заготовки при виборі зазорів між отвором і пальцями в один і різні боки. Внаслідок цього технологічна (поверхня отвору) і вимірювальна (його вісь) бази не збігаються.

При встановленні на площину і два отвори похибка базування деталі виникає у результаті зміщення останньої в напрямку розмірів А1 і А2 внаслідок вибирання зазорів в одному напрямку (рис. 52, а) чи перекосу в площині базування відносно осей пальців внаслідок вибирання зазорів у різних напрямках (рис. 52,б).

Похибки базування будуть рівні:

1) в напрямках розмірів А1 і А2:

εбA1 = εбA2 = Smax. (7)

2) найбільш можливий кут перекосу деталі:

, (8)

де S1max, S2min– максимальний зазор у з’єднанні базового отвору відповідно з першим і другим пальцем;

L – відстань між центрами базових отворів (номінальний розмір).

Посадка отворів на пальці виконується, як правило, за посадками H7/f7 або H7/g7.

Перекіс заготовки на кут α впливає не тільки на точність розмірів, а й на точність відносного розташування оброблюваних поверхонь відносно баз (А1, А2 і α на рис. 53).

Рис. 52. Схема встановлення пластини на площину і два отвори