Принципы установки заготовок в приспособлениях

Принципы установки заготовок в приспособлении. Требования к установочным элементам приспособлений.

Установочные элементы предназначены для ориентации заготовки, детали или узла в пространстве при выполнении операций механической обработки, сборки и контроля. Все установочные элементы по функциональному назначению принято различать на основные и вспомогательные.

Общие требования, предъявляемые к установочным элементам, определены необходимостью уменьшить погрешности, которые влияют на точность изготовления деталей при использовании приспособлений.

1. Рабочие поверхности установочных элементов должны быть небольших размеров. Это необходимо для уменьшения влияния неточности изготовления технологической базы и ее макро неровностей на величину погрешности базирования.

2. Установочные элементы не должны портить базы заготовки при установке по обработанным поверхностям.

3. Установочные элементы должны быть жесткими и обеспечивать сопряжения их с корпусом приспособления. Это требование зависит от необходимости уменьшить влияние собственных деформаций установочных элементов и других контактных деформаций в их сопряжениях с корпусом приспособления на величину погрешности закрепления заготовки.

5. Конструкции установочных элементов должны обеспечивать их быструю замену при износе или повреждении.

6. Рабочие поверхности установочных элементов должны обладать высокой износостойкостью. Это необходимо для уменьшения влияния износа установочных элементов на погрешность установки. Для этого установочные элементы изготавливают из углеродистых сталей У7А-У10А с закалкой до твердости НRСэ 50. 55 или из сталей марок 20 или 20Х с цементацией рабочих поверхностей на глубину 0,8-1,2 мм и закалкой до той же твердости.В серийном производстве при небольшом сроке службы приспособления для удешевления его конструкции установочные элементы изготавливают из сталей 45 или 40Х с закалкой до твердости НRСэ 35. 40. В некоторых случаях для особо точных приспособлений в массовом производстве на поверхности установочных элементов наплавляют твердый сплав.

Основными опорами называют установочные или базирующие элементы, лишающие заготовку при обработке всех или нескольких степеней свободы в соответствии с требованиями к обработке.

Для придания заготовке устойчивого положения на основных опорах последние следует располагать на максимальном расстоянии друг от друга, причем так, чтобы силы резания или зажима направлялись на опоры либо между ними.

Основные опоры жестко закреплены в корпусе приспособления и определяют положение обрабатываемой заготовки в рабочей зоне станка относительно режущего инструмента. Для правильной ориентации детали в приспособлении число основных опорных точек должно быть равным шести (в этом случае используется правило шести точек).

Опоры используются в виде штырей, пластин, пальцев, центров, и т.д.

Штыри (рис. 8) применяют с плоской (рис. а), сферической (рис. б) и насеченной головками (рис. 6, в).

Штыри с плоской головкой необходимы для установки заготовок обработанными плоскостями, сферические и с насеченной головкой – для установки необработанными поверхностями.

В приспособлениях опоры устанавливают обычно с посадкой с натягом , . Опорные площадки, установленные непосредственно на корпусе, делают слегка выступающими для обеспечения возможности их одновременной обработки в одной плоскости. Иногда в отверстие корпуса приспособления запрессовывают переходные закаленные втулки, в которые штыри входят с посадкой с небольшим зазором (рис. г).

Опорные пластины бывают с плоскими и наклонными пазами. Для облегчения перемещения заготовки и безопасной очистки приспособления от стружки вручную рабочая поверхность пластинки окаймляется фаской подуглом 45°. Достоинствами таких пластинок являются их простота и компактность. Так же существуют конструкции пластинок с косыми углублениями. Косое расположение пазов позволяет непрерывно направлять обрабатываемую деталь при перемещении ее по пластинам (если такое перемещение необходимо) и содействует более эффективной очистке установочной поверхности детали при этом перемещении.

Площадки для пластинок на корпусе приспособления, так же, как и для штырей, рекомендуется делать слегка выступающими. Эти площадки можно шлифовать или шабрить – это позволяет дольше сохранить единства уровня установочных поверхностей всех опор.

При обработке деталей возникают погрешности обработки, из-за которых удаляемый припуск от операции к операции колеблется, то в этом случае применяют регулируемые опоры.

Регулируемая опора может располагаться вертикально или может быть боковой.Обычно не все основные опоры делают регулируемыми.Часто регулируется одна опора в каждой установочной плоскости. В мелкосерийном производстве не целесообразно использовать для каждой операции новое приспособление, по этом используют типовые приспособления с регулируемыми опорами, где регулируемыми изготавливают все опоры. Регулирование осуществляется в основном наладчиком.

Вспомогательные опоры – это опоры, которые используются для повышения жесткости и устойчивости заготовки, не нарушая ее положения, занятого при базировании.

В практике используют два типа вспомогательных опор: самоустанавливающиеся и подводимые.

Простейшие примеры самоустанавливающихся опор имеют вид:

Самоустанавливающиеся опоры стандартизированы и в промышленности они встречаются в трех исполнениях

Примеры подводимых опор приведены ниже

Конструкция подводимой опоры, изображена на рис. выше, также она допускает групповое управление опорами. Опора 4 входит в соприкосновение с обрабатываемой деталью 5, так же как рассмотренная самоустанавливающаяся опора, при помощи легкой пружины 2, действующей на клин 8 с углом α = 8 ÷ 10°. Выключение опоры осуществляется поворотом валика 3 в положение I. Это положение фиксируется с помощью винта 6, находящемся на внешнем конце валика 3 и штыря 7, запрессованного в боковую стенку корпуса приспособления. Клин 1 при этом оказывается в рабочем положении до тех пор, пока валик 3 не будет повернут

в обратную сторону.

Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ — На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона.

Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях — Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента.

Схема построения базисных индексов — Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) — относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления.

Тема 11. Международное космическое право — Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию.

Принципы установки заготовок в приспособлениях.

Опорные элементы приспособлении

1.Базы и базирование.

2.Общие сведения об опорах. Последовательность базирования.

3.Способы базирования главных баз (плоских, цилиндрических и др.). Погрешности базирования

4. Способы базирования дополнительных баз. Погрешности базирования

Принципы установки заготовок в приспособлениях.

Точность обработки обеспечивается определенным положением заготовок относительно режущего инструмента. Положение заготовки при обработке характеризуется шестью степенями свободы, определяющими возможность перемещения и поворота заготовки относительно трех координатных осей. При полной ориентации заготовка лишается всех степеней свободы; при неполной – числа степеней свободы меньше шести.

Лишение детали степеней свободы достигается наложением связей. Под связями подразумеваются ограничения позиционного характера, накладываемые на движения точек рассматриваемого тела. Для ориентировки призматического тела в пространстве необходимо соединить три точки а1, а2, а3 его нижней поверхности двухсторонними позиционными связями с плоскостью XOY прямоугольной системы координат. Эти двухсторонние связи представляются в виде недеформируемых стержней, сохраняющих способность скользить вдоль осей ОХ и OY не отрываясь от плоскости ХОY, т.е. тело лишается 3-х степеней свободы: поступательного движения вдоль оси OZ и вращательного вокруг OX и OY не отрываясь от плоскости XOY. Т.е. тело лишается трех степеней свободы: поступательного вдоль оси OZ и вращательного вокруг OX и OY. Плоскость В соединяется двумя связями или опорными точками с плоскостью ZOY. Они лишают ее двух степеней свободы: перемещения вдоль оси ОХ и вращения вокруг OZ. Опорная точка С лишает деталь одной степени свободы – перемещения вдоль оси OY. Шесть наложенных двухсторонних позиционных связей обеспечивают заданную ориентировку тела относительно системы координат OXYZ и фиксирование тела в данном положении.

При установке заготовки на опорные точки приспособления каждая их них реализует одну двухстороннюю связь.

Под «опорной точкой» подразумевается идеальная точка контакта поверхности заготовки и приспособления, лишающая заготовку одной степени свободы, делая невозможным ее перемещение в направлении, перпендикулярном опорной поверхности. Число опор на которые устанавливают заготовку не должно быть больше шести.

Правило шести точек:Для полного базирования заготовки в приспособлении необходимо и достаточно создать в нем шесть опорных точек, расположенных определенным образом относительно базовых поверхностей.

Разрабатывая вопрос об установке детали решают каких степеней свободы надо лишить деталь с помощью установочных элементов приспособления для получения заданных чертежом размеров.

Для обеспечения устойчивого положения заготовки в приспособлении:

1. Расстояние между опорами следует выбирать большим, т.к. в этом случае уменьшается влияние погрешности формы базовых поверхностей на положение заготовки в приспособлении.

2. При установке заготовки на опоры не должен возникать опрокидывающий момент.

Закрепление заготовки осуществляется одной силой (например W1), вызывающей возникновение силы трения между нижней базой и опорами, что препятствует смещению заготовки в остальных направлениях. Опоры имеют ограниченную поверхность контакта и жестко закреплены в корпусе приспособления.

Для того, чтобы определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять жестких связей, которые лишают его пяти степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY и OZ и вращаться вокруг осей OX и OZ. Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – остается свободной.

Поверхность детали, несущая три опорные точки называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с 2-мя опорными точкам – направляющей, торцевая с одной опорной точкой – опорной.

Цилиндрическая поверхность валика, несущая 4 опорные точки, называется двойной направляющей поверхностью. Торцевая поверхность валика является опорной базой.

При обработке недостаточно жестких заготовок возникает необходимость увеличения числа опорных точек сверх шести. При установке прямоугольной заготовки с длинным кронштейном, у которого обрабатываются торцы бобышек применяется индивидуально подводимая опора 1, к которой заготовка прижимается силой W’. Это повышает жесткость технологической системы, позволяя использовать более производительные режимы резания.

Дополнительные опоры выполняют только регулируемыми или самоустанавливающимися. При установке заготовки опоры индивидуально подводятся (самоустанавливаются) к поверхности заготовки, а затем стопорятся, превращаясь на время выполнения данной операции в жесткие опоры. Число дополнительных опор не ограничено, однако для упрощения конструкции приспособления их число следует брать минимальным.

Электронная библиотека

Для обеспечения работоспособности любой машины в соответствии с ее служебным назначением при ее проектировании и сборке необходимо осуществить правильное взаимное расположение отдельных деталей и сборочных единиц. Задачи ориентировки заготовок на станках при их обработке, а также взаимной ориентировки деталей и сборочных единиц в машинах при их проектировании и сборке решаются их базированием.

Требуемая точность обработки обеспечивается:

· приданием детали вполне определенного положения относительно режущего инструмента и баз станка;

· неизменностью положения заготовки относительно баз станка (приспособления) в процессе обработки.

Согласно ГОСТ 21495 – 76 установка – это процесс базирования и закрепления заготовки или изделия.

Рассмотрим по отдельности указанные элементы процесса установки – базирование и закрепление. При рассмотрении теории базирования делается следующее допущение: все элементы технологической системы («станок – приспособление – инструмент – деталь») – абсолютно твердые тела. При соединении реальных деталей первоначальный контакт между их поверхностями происходит в точках, имеющих небольшую площадь. Давление в этих точках превышает предел текучести материала деталей. Происходит пластическая деформация материала сопрягаемых деталей – контактная деформация. При этом общая площадь контакта сопрягаемых деталей увеличивается до момента, пока давление в зоне контакта не станет меньше предела текучести материала обеих деталей. В этом процессе первоначальное положение элементов технологической системы меняется.

Теория базирования, рассматривая элементы технологической системы как абсолютно твердые тела, предполагает, что все детали контактируют между собой в точках, контактных деформаций не происходит, и положение деталей в процессе их сопряжения не меняется.

В соответствии с ГОСТ 21495 – 76 базирование – это процесс придания заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

База – поверхность или сочетание поверхностей, или ось, или точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

В качестве исходной системы координат, как правило, используется декартова (прямоугольная) система координат.

Любое изделие в прямоугольной системе координат имеет шесть степеней свободы – три перемещения по осям координат и три вращения вокруг этих осей. Следовательно, для определения положения изделия относительно выбранной системы координат необходимо лишить его этих шести степеней свободы – наложить на него шесть геометрических связей.

Связями называются условия, которые налагают ограничения либо на положение точки в пространстве (геометрические связи), либо также и на ее скорость и ускорение (кинематические связи).

В прямоугольной системе координат при наложении геометрических связей призматическая заготовка лишается трех перемещений вдоль осей ОХ, ОУ и OZ и трех поворотов вокруг этих осей, т.е. тело становится неподвижным в системе OXYZ (рис.4.1, а).

Одна связь лишает изделие одной степени свободы.

Двусторонняя геометрическая связь между двумя точками на схеме показывается прерывистой линией: в обе стороны движение невозможно, расстояние между обозначенными точками, принадлежащими изделию, остается постоянным, изделие может перемещаться во всех направлениях, за исключением направления связи, и вращаться вокруг обозначенной точки.

Рис. 4.1. Геометрические связи (а) и схема базирования призматической заготовки (б)

Вторая схема характерна для деталей типа тел вращения (рис. 4.2, а).

Третья схема лишения степеней свободы используется для деталей типа «короткий цилиндр – диск» (рис. 4.3, а).

Рис. 4.2. Геометрические связи (а) и схема базирования цилиндрической заготовки (б)

Комплект баз – совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.

Для упрощения построения схем базирования вводится понятие опорной точки как символа связи заготовки или изделия с выбранной системой координат (рис. 4.4). Опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (рис.

4.4) и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек.

Рис. 4.3. Геометрические связи (а) и схема базирования изделия типа «короткий диск» (б)

При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна опорная точка, и около нее проставляют номера совмещенных точек.

Число проекций заготовки или изделия на схеме базирования должно быть достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.

Схема расположения опорных точек на чертеже изделия называется схемой базирования изделия.

При обозначении геометрических связей (см. рисунки 4.1, а; 4.2, а; 4.3, а;) их символами получим схемы базирования основных типов деталей (см. рисунки 4.1, б; 4.2, б; 4.3, б).

Следует помнить о том, что опорная точка – это символ связи, но никак не опора приспособления. Вследствие того, что не делают различия между этими двумя важными понятиями, возникает такая грубая ошибка как «неполное базирование».

Рис. 4.4. Условные обозначения опорных точек: а – на виде спереди; б – на виде сверху

Основные опоры всегда жестко связаны с корпусом приспособления.

Дополнительные опоры обязательно выполняют одним из трёх типов: регулируемыми, подводимыми или самоустанавливающимися. При установке нежесткой заготовки ее сначала базируют на основные опоры, затем подводят дополнительные опоры так, чтобы заготовка не оторвалась от основных опор. После этого стопорят дополнительные опоры, превращая их во время выполнения данной операции в жесткие опоры, и закрепляют заготовку.

Подводимые опоры не базируют: их регулировка производится уже после того, как положение изделия определено в выбранной системе координат – произведено базирование изделия. Подводимые опоры предназначены исключительно для повышения жесткости обрабатываемой заготовки (технологической системы «станок – приспособление – инструмент – деталь»).

Число дополнительных и подводимых опор не ограничено каким-либо пределом, но для упрощения конструкции приспособления число опор должно быть минимальным.

Базы различают: по назначению; по лишаемым степеням свободы, по характеру проявления.

По назначению различают следующие типы баз:

1) конструкторская база – база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии;

2) основная конструкторская база – конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения ее положения в изделии;

3) вспомогательная конструкторская база – конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения положения присоединяемого к ней изделия;

4) технологическая база – база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте;

5) измерительная база – база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

По лишаемым степеням свободы существуют следующие виды баз.

1) установочная база – база, лишающая изделие трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей (см. рис.4.1, б, опорные точки 1, 2, 3 и плоскость I);

2) направляющая база – база, лишающая заготовку двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси (см. рис.4.1,б, опорные точки 4, 5 и линия II):

3) опорная база – база, лишающая изделие одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси (см. рис.4.1, б, опорная точка 6 и точка III);

4) двойная направляющая база – база, лишающая изделие четырех степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей (см. рис.4.2, б, опорные точки 1, 2, 3, 4 и линия I);

5) двойная опорная база – база, лишающая изделие двух степеней свободы – перемещений вдоль 2 координатных осей (см. рис.4.3, б, опорные точки 4, 5 и точка II);

По характеру проявления есть два класса баз.

1) скрытая база – база в виде воображаемой плоскости или оси – ось вала, плоскость симметрии детали и т.п. (см. рис.4.2, б, опорные точки 1, 2, 3, 4);

2) явная база – база в виде реальной поверхности, или сочетания поверхностей, или разметочной риски, или точки пересечения рисок (см. рис.4.1, б, опорные точки 1, 2, 3).