Обозначение опор, зажимов и установочные устройств (стр. 4 )

где,

TD - допуск базового отверстия заготовки (или центрирующей втулки);

Smin - минимальный зазор в сопряжении;

Td - допуск на размер установочного элемента (или базовой поверхности заготовки).

Это основные формулы для расчета погрешности базирования и закрепления заготовки. В следующей статье перейдем к практике и рассмотрим расчет погрешностей базирования и закрепления на примерах.

Базирование.
Примеры расчета погрешности базирования и закрепления заготовки.

Основные формулы для расчета погрешности базирования и закрепления заготовки были приведены в предыдущей статье. Теперь рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.

Деталь втулка устанавливается на цилиндрический палец с буртом. Необходимо обработать ступенчатую поверхность на вертикально-фрезерном станке. Диаметр базового отверстия D=30+0,039 мм, диаметр установочного пальца d=30(-0,007-0,016) мм. Требуется определить ожидаемую точность размеров А1 и А2 (смотри эскиз ниже), если известно, что составляющие погрешности установки (погрешности закрепления и положения заготовки) равны нулю, т. е. EЗ= EП. З=0. Точность метода обработки принимается равной щ=0,120 мм(, , «Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении»).

Решение:

Как видно из эскиза, заготовка устанавливается на отверстие. При такой схеме установки погрешность базирования размера А1 определяется по уравнению:

0,039+0,007+0,09=0,055 мм

Погрешность базирования при выполнении размера А2 равна нулю поскольку измерительная и технологическая базы совмещены.

Зная, что EЗ= EП. З=0, определим ожидаемую точность выполнения размеров А1 и А2 по уравнению:

0,055+0,120=0,175 мм

0+0,120=0,120

Далее, нам останется сравнить расчетное значение допуска с заданным. Должны выполняться условия:

Пример 2.

Материал заготовки чугун, шероховатость Rmax=200…300 мкм, твердость НВ 170…190. Заготовка устанавливается на рифленые опоры 7034-0379 ГОСТ 13442-68 (D= 20 мм, t=2 мм, b=0,5 мм). Сила действующая на одну опору по нормалиQ=2000±300 Н. Допустимый износ опоры [u]=300 мкм. Необходимо определить погрешность закрепления EЗ при наибольшем износе опор приспособления.

Формулы для расчета погрешности закрепления возьмем из справочника под редакцией «Станочные приспособления» (стр. 530, таблица 11).

Определяем погрешность закрепления вследствие непостоянства силы закрепления(ДQ=600 Н) по формуле:

Определяем погрешность закрепления вследствие неоднородности шероховатости базы заготовки (ДRmax=100 мкм) по формуле:

Определяем погрешность закрепления вследствие износа опорной поверхности установочных элементов приспособления по формуле:

Суммарная погрешность закрепления будет равна:

Пример 3

Необходимо определить исполнительный размер центрирующей втулки при установке заготовки плоской поверхностью и наружной цилиндрической поверхностью при обработке паза и выполнении размеров А1=50±0,095 мм и А2=75-0,190 мм. Технологической базой является наружная цилиндрическая поверхность, обработанная в размер d=100h8(-0,054) мм. Погрешность положения заготовки EПР, вызываемая износом центрирующей втулки EИ и погрешностью установки приспособления на станке EC, принимаем равной EПЗ=0,040 мм( «Основы конструирования приспособлений»). Точность чернового фрезерования щ=0,060 мм.

Как показывает анализ схемы установки, точность выполнения размера А1, заданного от оси заготовки до обрабатываемой поверхности, будет зависеть от точности диаметра отверстия центрирующей втулки D. Погрешность закрепления EЗдля размера А1 равна нулю – это видно из схемы установки. Исходя из этого принимаем, что точность выполнения размера А1:

где погрешность базирования размера А1 равна:

В данной зависимости составляющие Smin и TD неизвестны. Решая равенство относительно их, получим:

По ГОСТ 25347-82 выбираем поле допуска отверстия так, чтобы соблюдалось условие Smin+TD≥ES

Из таблицы ГОСТ 25347-82 для размеров отверстий в интервале (80…120) мм находим:

При сравнении расчетной величины (Smin+TD)=0,036 с табличным значением верхнего отклонения отверстия (ES), видим, что условию (Smin+TD)≥ESудовлетворяют поля допусков отверстий G5(+0,017+0,012) и G6(+0,034+0,012) мм, которые могут быть приняты в качестве исполнительных размеров центрирующей втулки:

D=100G5 или D=100G6

Если базовая наружная цилиндрическая поверхность заготовки (d) выполнена с отклонениями поля допуска размера не основного вала, то предельные размеры центрирующей втулки (кольца) определяются (после выбора поля допуска отверстия) зависимостями:

Dmax=Dном+(es+ES),

Dmin=Dном+(es+EI)

На рисунке ниже приведена схема расположения полей допусков.

Базирование.
Назначение технологических баз.

При разработке технологического процесса огромное значение имеет назначение технологических баз. От правильности выбора технологических баз зависят производительность обработки, точность выполнения размеров, конструкция приспособлений, конструкция режущих и измерительных инструментов.

Исходными данными для назначения технологических баз являются:

сборочный чертеж изделия; чертеж детали; объем выпуска продукции; наличие и состояние технологического оборудования; оснащенность приспособлениями; оснащенность режущим инструментом; оснащенность измерительным инструментом; квалификация рабочих.

При разработке технологической документации, технолог должен соблюдать принципы совмещения и постоянства баз.

Принцип совмещения баз.

Суть принципа совмещения состоит в том, что в качестве технологических баз следует назначать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами.

Основное преимущество данного принципа в том, что точность не зависит от размеров, получаемых при выполнении предыдущих операций. Однако часто расположение конструктивных элементов не позволяет выдержать принцип совмещения полностью, либо возникает необходимость применения сложной технологической оснастки на отдельных операциях.

Нарушение принципа совмещения баз приводит к удорожанию процесса обработки и снижению производительности. Если технологическая база не совпадает с конструкторской или измерительной, возникает необходимость замены размеров, заданных конструкторской документацией, более удобными технологическими размерами, проставленными от технологических баз. Это приводит к образованию технологических размерных цепей, и соответственно требуется ужесточение некоторых конструкторских размеров, отсюда удорожание процесса. Поэтому и нужно придерживаться принципа совмещения везде, где позволяет расположение конструктивных элементов.

Принцип постоянства баз.

При разработке и реализации технологического процесса необходимо стремиться к использованию одного и того же комплекта технологических баз на всех операциях изготовления изделия (детали).

Смена технологических баз по ходу технологического процесса приводит к увеличению длины технологических размерных цепей, увеличивая тем самым погрешности обработки.

При обработке сложных, многочисленных поверхностей, полностью обеспечить принципы совмещения и постоянства баз, практически невозможно. В любом случае при выборе установочных и направляющих баз предпочтение отдают конструктивным элементам с наибольшими габаритными размерами и точностью наложенных размерных связей.

На точность и экономичность установки, кроме размерной характеристики, оказывает влияние доступность конструктивных элементов, которые выполняют функцию баз. Само собой разумеется, что поверхность, открытая для контакта и сопряжения по всем координатным направлениям, будет наиболее удобна в качестве базы.

Также точность и удобство базирования зависят от формы базовых элементов. Приоритет конструктивных элементов при выборе баз следующий:

призматические (с плоскими поверхностями); конические (с центрирующими и направляющими поверхностями); цилиндрические (с направляющими и опорными поверхностями); фасонные (со сложной конфигурацией).

Когда конструктивные элементы не могут служить базами, обеспечивающими требуемую точность установки, можно применять элементы, искусственно созданные исключительно для базирования. Самый яркий пример искусственных баз – центровые отверстия валов, создаваемые для их базирования при изготовлении.