по дисциплине «Технологическая оснастка» на тему: «Установочные элементы станочных приспособлений и базирования заготовок с установкой на них» (стр. 2 из 3)
Дополнительные опоры выполняются регулируемыми или самоустанавливающимися. В этом случае при установке каждой отдельной заготовки они индивидуально подводятся (самоустанавливаются) к поверхности заготовки, а затем контрятся, превращаясь на время выполнения данной операции в жесткие опоры. Если число основных опор не должно быть больше шести, то число дополнительных – не ограничено, но в целях упрощения конструкции приспособления их число должно быть минимальным.
Третий способ базирования применяется на оборудовании с ЧПУ (станках и координатно-измерительных машинах). После установки заготовки в приспособлении проверяют фактическое положение ряда поверхностей заготовки. Отклонение в положении заданной поверхности может быть компенсировано смещениями и поворотами станка, соответствующей коррекцией управляющей программы. В этом случае наиболее рациональным образом можно «выкроить» деталь из конкретной заготовки, равномернее распределить припуски на обработку. Трудоемкость такого базирования достаточно высокая, но процесс легко подвергается автоматизации. Точность установки заготовки с использованием ЧПУ обусловлена погрешностями измерения и методическими погрешностями. Этот способ применяют в серийном производстве.
Основные схемы базирования заготовок
Схемы базирования зависят от формы поверхностей обрабатываемых заготовок, большинство которых, как правило, ограничено плоскими, цилиндрическими или коническими поверхностями.
Основными схемами базирования являются: 1) базирование призматических деталей; 2) базирование длинных цилиндрических деталей; 3) базирование коротких цилиндрических деталей.
Схема базирования призматических деталей. Эта схема предусматривает базирование заготовок деталей типа плит, крышек, картеров и др. каждая обрабатываемая заготовка призматической формы, если ее рассматривать в системе трех взаимно перпендикулярных осей (рис. 5), имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей Ox, Oy, Oz и три перемещения при повороте относительно этих же осей. Положение заготовки в пространстве определяется шестью координатами (рис. 5, штриховые линии).
Рис. 5.
Три степени свободы, т. е. возможность перемещаться в направлении оси Oz и вращаться вокруг осей Ox и Oy, ограничиваются тремя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости xOy. Две степени свободы, т. е. возможность перемещаться в направлении оси Ox и вращаться вокруг оси Oz, ограничиваются двумя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости yOz. Шестая координата, определяющая положение заготовки относительно плоскости xOz, ограничивает ее возможность перемещения в направлении оси Oy, т. е. лишает ее шестой – последней степени свободы.
Нижняя поверхность заготовки с тремя опорными точками является установочной базой. Как правило, в качестве установочной базы выбирают поверхность с наибольшими размерами. Боковая поверхность я двумя опорными точками является направляющей базой, для которой выбирают поверхность наибольшей протяженности. Поверхность с одной опорной точкой является опорной базой.
Рис. 6.
Схема базирования длинных цилиндрических деталей. Из рис. 6. видно, что положение вала в пространстве определяется пятью координатами, которые лишают заготовку пяти степеней свободы перемещения в направлениях осей Ox, Oy, Oz и вращения вокруг осей Ox и Oz. Шестая степень свободы, т. е. вращение вокруг собственной оси, в данном случае ограничивается координатой, проведенной от поверхности шпоночной канавки А. Четыре опорные точки, расположенные на цилиндрической поверхности вала, образуют двойную направляющую базу. Опорная точка, расположенная на торце валика, и шпоночный паз определяют поверхности, служащие опорными базами.
Схема базирования коротких цилиндрических деталей. К коротким цилиндрическим деталям относятся диски, кольца и пр. Установочной базой у этих деталей является торцевая поверхность, на которой размещаются три опорные точки (рис. 7). Две опорные точки, размещенные на короткой цилиндрической поверхности, образуют двойную опорную базу. Шестая степень свободы ограничивается в данном случае шпоночным пазом А.
Рис. 7. Рис. 8.
Схемы полного базирования, т. е. базирования с лишением обрабатываемой заготовки всех шести степеней свободы, применяют при необходимости получить точную координацию размеров в трех направлениях по осям x, y, z; для базирования таких заготовок необходим комплект из трех баз.
При необходимости получения размеров в двух или только в одном направлении можно применить схему упрощенного базирования.
На рис. 8 показана заготовка с подлежащим обработке уступом А, положение которого определяется размерами а и б. Неточность установки заготовки относительно оси y не имеет значения, поэтому в данном случае достаточно использовать две базирующих поверхности I и II, а торец заготовки использовать как опорную (но не базирующую) поверхность, прилегающую к упору (на схеме не показан), который предусмотрен для восприятия продольной составляющей сила резания.
Назначение установочных элементов в приспособлении, требования, предъявляемые к ним
Механическая обработка, в результате которой достигаются заданные форма поверхностей, их взаимное расположение и размеры, осуществляется в процессе относительного движения заготовки и режущего инструмента. Для обеспечения требуемой точности обработки заготовке должно быть придано вполне определенное положение относительно режущего инструмента. При этом она должна быть надежно закреплена во избежание смещения под действием сил, возникающих при резании. Детали и механизмы приспособления, обеспечивающие правильное и однообразное положение заготовки относительно инструмента, называются установочными элементами (опорами). Длительное сохранение точности размеров этих элементов и их взаимного расположения необходимо учитывать при конструировании и изготовлении приспособлений.
К установочным элементам предъявляются следующие требования:
· число и расположение установочных элементов должно обеспечивать необходимую ориентацию заготовки согласно принятой в технологическом процессе схеме базирования, а также достаточную ее устойчивость;
· при использовании черновых баз с шероховатостью до 3-го класса установочные элементы целесообразно выполнять с ограниченной опорной поверхностью в целях уменьшения влияния погрешностей этих баз на устойчивость заготовки;
· установочные элементы не должны повреждать технологические базы, что особенно важно при установке заготовок на окончательно обработанные поверхности;
· установочные элементы по возможности должны быть жестко зафиксированы. Для повышения жесткости крепления целесообразно улучшать качество сопряжения установочных элементов с корпусом приспособления, применяя шлифование, а в отдельных случаях шабрение или притирку поверхностей стыка;
· для повышения износостойкости опоры выполняют из сталей 45 или 20 (20Х) и подвергают термической обработке для получения твердости HRC 58…62. Несущие поверхности опор целесообразно шлифовать, доводя шероховатость их поверхности до 8-го класса;
· в целях упрощения и ускорения ремонта приспособления его установочные элементы должны быть легкосменными.
Соблюдение этих требований предохраняет приспособление от брака при обработке и сокращает время и средства, затрачиваемые на его ремонт.
Принципы выбора установочных элементов
Опоры выбирают исходя из формы и состояния технологических баз, массы и материала заготовки, ожидаемых силовых реакций опор. Часто заготовки устанавливают плоскими поверхностями на опорные штыри и пластины.
При использовании штыря с плоской головкой, база заготовки должна быть обработана. Давление на такой штырь не должно превышать 400 кг/см2 или 40 МПа. Штырь со сферической головкой выдерживает нагрузку до 3 т и база заготовки может быть необработанна.
Требования к штырю с насеченной головкой такие же как со сферической головкой, но сила зажима заготовки может быть меньше, т. к. трение заготовки и штыря больше.
Для установки заготовок на обработанные верхние и боковые поверхности применяются опорные пластины гладкие, а на нижние поверхности применяются пластины с прорезанными пазами для уменьшения площади соприкосновения и для лучшего размещения стружки.
Короткие круглые заготовки устанавливают на призму с гладкими боковыми поверхностями. А для базирования длинных заготовок с необработанными поверхностями используют призму с узкими полосками (2-5 мм) или с запрессованными сменными штырями.
Базируются также заготовки по двум цилиндрическим отверстиям на установочные пальцы и опорную плоскость. Такое базирование обеспечивает необходимую точность установки. Увеличение числа пальцев не дает повышения точности установки, а наоборот ухудшает ее.