Дмитриев В.А. Расчет приспособлений на точность - файл n1.doc

приобрести
Дмитриев В.А. Расчет приспособлений на точность
скачать (3154.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc3155kb.13.09.2012 11:00скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Министерство образования и науки РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

______________________________________________________
К а ф е д р а "Технология машиностроения"
РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ НА ТОЧНОСТЬ

Учебно-методическое пособие


Самара 2007


Составитель: Дмитриев В.А.

УДК 621.8

Дмитриев В.А. Расчет приспособлений на точность: Учебно-метод. пособие. Самарский госуд. техн. ун-т/Сост., Самара, 2007, 75 с.

Представлена методика расчета приспособлений на точность. Изложены рекомендации по выбору расчетных параметров и определению расчетных факторов для различных групп приспособлений. На основе размерного анализа показано распределение допусков изготовления приспособления на допуски составляющих звеньев размерной цепи. Изложены структура и порядок составления технических требований сборочного чертежа приспособления. Приведены примеры расчета приспособлений на точность и данные нормативно-технической документации, необходимые для расчета. Разработана программа расчета с использованием персональных ЭВМ.

Методические указания предназначены для подготовки студентов по специальности 1510001 и могут быть использованы при выполнении курсового и дипломного проектирования.
Табл. Илл. Библиогр. - 11

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ


Приспособление для обработки заготовок является звеном технологической системы ЗИПС (заготовка - инструмент - приспособление - станок). От точности его изготовления, сборки и установки на станке, износостойкости установочных элементов и жесткости в значительной степени зависит качество обработки заготовок.

Требуемую точность приспособлений можно определить решением размерной цепи технологической системы ЗИПС, отражающей роль каждого звена в достижении точности выдерживаемого параметра на обрабатываемой заготовке. Однако специальные приспособления проектируются заранее, поэтому параметры точности приспособлений чаще всего определяются аналитически.

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности его изготовления по выбранному параметру (точность размера, формы или расположения поверхностей) и задании допусков размеров деталей приспособления.

При обработке партии заготовок, имеющих погрешности формы и расположения поверхностей, погрешность положения заготовки в приспособлении следует определять с учетом её расположения в пространстве [1-3], что значительно усложняет расчеты. Поэтому в технических расчетах приспособлений на точность ограничиваются упрощенными плоскими схемами расчета [4-7].
1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки , которая не должна превышать допуска T выполняемого размера

. ( 1 )

Выражение для определения допуска T может быть представлено в виде [1,4,5,7,14]

, ( 2 )

где у- погрешность вследствие упругих отжатий ТС ЗИПС под влиянием сил резания; н - погрешность настройки ТС ; - погрешность установки заготовки в приспособлении; и - погрешность от размерного износа инструмента; т - погрешность обработки, вызываемая тепловыми деформациями ТС; ф - суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности, обусловленная геометрическими погрешностями станка и деформацией заготовки.

По выражению (2) можно определить погрешность , принимая ее за допустимое значение погрешности установки [ ] заготовки в приспособлении

. ( 3 )

С другой стороны, погрешность установки заготовки определяется известным выражением как суммарное поле рассеяния случайных величин

, ( 4 )

где б - погрешность базирования заготовки в приспособлении; з - погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате действия сил закрепления; п - погрешность положения заготовки, зависящая от приспособления.

Величина п может быть представлена в виде

, ( 5 )

где пр - искомая погрешность изготовления приспособления по выбранному параметру, зависящая от погрешностей изготовления и сборки установочных и других элементов приспособления; у.п. - погрешность установки приспособления на станке; и - погрешность положения заготовки, возникающая в результате изнашивания установочных элементов приспособления; п.и. - погрешность от перекоса инструмента в элементах (устройствах) для направления и определения его положения или траектории.

Для принятой схемы установки должно выполняться условие

. ( 6 )

В противном случае следует изменить построение операции или схему установки заготовки в приспособлении.

Значение п изменяется в зависимости от условий и типа производства, а также от особенностей конструкции приспособления. При использовании приспособления в мелкосерийном и серийном производствах

. ( 7 )

где пр- рассматривается как постоянная величина, которая может компенсироваться настройкой станка.

В массовом и крупносерийном производствах при использовании одноместных приспособлений п=и так как операции строго закреплены за рабочими местами и указанные погрешности компенсируются настройкой ТС ЗИПС.

Для многоместных приспособлений

. ( 8 )

Таким образом, общая погрешность обработки, приравненная допуску выполняемого размера, определяется выражением

( 9 )

Отсюда искомая погрешность изготовления приспособления

. ( 10 )

Отсюда искомая погрешность изготовления приспособления

В связи со сложностью определения ряда величин, входящих в выражение (10), погрешность изготовления приспособления можно рассчитывать по упрощенному выражению [4,5,6]

, (11)

где кт - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения: кт=1,0...1,2 ; к т1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках: кт1 = 0,80...0,85; кт2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления: кт2 = 0,6...0,8 (большее значение коэффициента принимается при меньшем количестве значимых величин, зависящих от приспособления); т.с. - средняя экономическая точность обработки, принимаемая по таблицам допустимых погрешностей для данного метода обработки (см. Приложение, табл. П1-П16) [4,5,10].

По данным [7] коэффициент к т2 = 0,5 для размеров 8 квалитета точности и грубее; кт2 = 0,7 для размеров 7 квалитета точности и точнее.

Выражение ( 3 ) с учетом упрощений примет вид

. ( 12 )

Погрешности, зависящие от приспособления ( б , з, и , п.и. ), рассчитываются в каждом конкретном случае по принятым схемам базирования, закрепления и обработки. Найденное значение пр указывается на чертеже общего вида приспособления в качестве допуска расположения поверхностей или размера между поверхностями приспособления, контактирующими соответственно с заготовкой и станком, или записывается в технические требования на изготовление и эксплуатацию проектируемого приспособления.

Вычитаемые из допуска составляющие общей погрешности обработки можно суммировать и арифметически (см. формулу 11). Тогда к т = 1 и уменьшается значение полученной погрешности приспособления пр. Такой подход к расчету можно рекомендовать применительно к прецизионным приспособлениям.

Расчет на точность кондукторов можно выполнять также по формуле (11). В этом случае погрешность пр будет являться допуском межцентрового расстояния между его кондукторными втулками. Величина пр является половиной допуска расстояния между осями кондукторных втулок или базовой плоскостью приспособления и осью кондукторной втулки (рис.5), т.е. размер L должен иметь допуск  пр .

Величину пр можно определить при условии, что середины полей допусков межцентровых расстояний в деталях и кондукторной плите совпадают [9]

, ( 13 )

где Т - односторонний допуск расстояния между осями отверстий в заготовке; s-сумма максимальных односторонних радиальных зазоров;
e- сумма эксцентриситетов втулок; eп.и. - сумма погрешностей от перекосов инструментов, определяемых по формулам (22)-(25)

, ( 14 )

где s1 и s2- максимальные радиальные зазоры соответственно между сменными и постоянными втулками; s3 и s4 - максимальные зазоры соответственно между втулками и инструментом

e = e 1 +e2 +e3 + e4 , ( 15 )

г
де е1 и е2 - допуски соосности сменных втулок; е3 и е4 - допуски соосности постоянных втулок. Обычно е1= е 2= е 3= е4 = 0,005 мм. При определении допуска расстояния между базовой плоскостью и осью кондукторной втулки величины s2 , s4, e2, e4 принимаются равными ну

лю.

Одним из последних этапов расчета приспособления на точность является этап разбивки допуска изготовления приспособления в сборе на допуски размеров деталей, являющихся составляющими звеньями сборочной размерной цепи приспособления. И в заключении составляются технические требования сборочного чертежа спроектированного приспособления.


Основные этапы расчета
1. Выбор одного или нескольких расчетных параметров приспособления, которые оказывают влияние на положение и точность обработки заготовки.

2. Определение расчетных факторов.

3. Определение требуемой точности изготовления приспособления по выбранным расчётным параметрам.

4. Распределение допусков изготовления приспособления на допуски составляющих звеньев размерной цепи.

5. Составление технических требований сборочного чертежа спроектированного приспособления.
2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Выбор расчетных параметров осуществляется в результате анализа принятых схем базирования и закрепления заготовки в приспособлении, а также точности обеспечиваемых обработкой размеров. Приспособление считается на точность по одному параметру в случае, если при обработке заготовки размеры выполняются в одном направлении, и по нескольким параметрам, если на заготовке выполняются размеры в нескольких направлениях. Направление расчетного параметра приспособления должно совпадать с направлением выполняемого размера при обработке заготовки. При получении на обрабатываемой заготовке размеров в нескольких направлениях приспособление можно рассчитывать только по одному параметру в направлении наиболее точного по допуску и наиболее ответственного по чертежу детали размера.

Расчетный параметр должен связывать по точности относительного положения поверхности приспособления, контактирующие с заготовкой и со станком. Другими словами, расчетный параметр должен связывать комплект вспомогательных баз приспособления с комплектом основных баз заготовки. Рассмотрим примеры выбора расчетных параметров при расчете точности приспособления.
Пример 1. В приспособлении, изображенном на рис.2,а, фрезой 5 обрабатывается плоская поверхность А заготовки в размер "а" с допуском Та. Заготовка 4 устанавливается на установочные элементы (опорные пластины) 3 базовой поверхностью Б. Приспособление опорной поверхностью В корпуса 2 контактирует со столом 1 фрезерного станка. Так как направление расчетного параметра должно совпадать с направлением выполняемого при обработке заготовки размера и определять точность относительного положения рабочей поверхности установочных элементов (поверхность Б) и поверхности корпуса приспособления, контактирующей со станком (поверхность В), в качестве расчетного параметра следует принять либо допуск параллельности на определенной длине поверхности Б установочных элементов относительно поверхности В корпуса приспособления, либо допуск конструктивно заданного размера между поверхностями Б и В приспособления.



Пример 2. На фрезерном станке обрабатывается заготовка 4 (рис.2,б) по поверхностям А и В в размеры "а" и "b" с допусками соответственно Та и Тb. Базовыми поверхностями Б и Г заготовка устанавливается на опорные пластины 3 и 5 в корпусе 2 приспособления. Корпус контактирует со столом 1 фрезерного станка плоскостью Д. Его положение относительно Т-образных пазов стола обеспечивается направляющими шпонками 6. Анализ выполняемых размеров показывает, что допуск параллельности обрабатываемых поверхностей А и В относительно поверхностей Б и Г детали 4 может быть в пределах допусков размеров "а" и "b", т.е. Та и Тb. Положение заготовки будет определяться положением рабочих поверхностей установочных элементов 3 и 5 относительно поверхностей, контактирующих с поверхностями стола станка и определяющих положение приспособления на станке.

В качестве расчетных в этом случае следует выбрать два параметра: допуск параллельности плоскости Г установочных элементов 3 относительно плоскости Д корпуса приспособления и допуск параллельности плоскости Б опорной пластины 5 и боковой поверхности Е направляющих шпонок 6 корпуса. В случае, если Тав, т.е. допуск Тв более жесткий, расчет приспособления следует вести по одному параметру - допуску параллельности плоскости Г установочных элементов 3 и плоскости Д корпуса приспособления.
Пример 3. Заготовка 3 (рис.3) устанавливается в токарное приспособление для растачивания отверстий диаметром d1 , d2 и обработки торцов Е и Ж с обеспечением размеров l и k с допусками соответственно Тl и Тk. Установочными элементами приспособления являются опорные пластины 4 и 5, установленные на угольнике 6, и втулка 2. Угольник 6 и втулка 2 размещены в корпусе 1 приспособления, который выточкой Г и плоскостью Д соединяется с планшайбой шпинделя токарного станка. В данном случае в качестве расчетных можно принять три параметра:


По первым двум параметрам можно выполнить один расчет по одному допуску в случае равенства допусков Тn и Тm на размеры n и m или по наименьшему допуску в случае, если один из допусков по значению меньше другого. Третий параметр следует рассчитывать по наиболее жесткому допуску размеров k и l. На чертеже приспособления следует указать допуск перпендикулярности поверхностей А и Б установочных элементов.

Пример 4. Заготовка (рис.4,а) для сверления шести отверстий диаметром d устанавливается по отверстию Б и поверхности А в приспособление, показанное на рис.4,б. Установочными элементами приспособления являются палец 6 и диск 8, одновременно выполняющий роли делительного диска и установочного элемента приспособления. Диск 8 может поворачиваться вместе с пальцем 6 и заготовкой 7 на хвостовике пальца 6 в отверстии втулки корпуса 1 и, за счет поочередного фиксирования в отверстиях диска 8 с помощью пальца 3, занимать относительно корпуса шесть положений по числу отверстий в детали. Палец 3 подпружинен и может выводиться из отверстия диска при повороте рукоятки зубчатого колеса 2, находящегося в зацеплении с рейкой пальца 3. При выполнении операции на заготовке необходимо обеспечить размер "m" с допуском Тm , допуск смещения отверстий диаметрами D (поверхность Б) и d, а также угол  с допуском Т .




В качестве расчетных параметров следует принять:

для обеспечения размера "m" заготовки - допуск перпендикулярности рабочей поверхности А диска 8 к установочной поверхности В корпуса 1 и допуск расстояния между осью кондукторной втулки 5, расположенной в плите 4, и поверхностью А диска 8 приспособления;

для обеспечения допуска смещения осей отверстий диаметрами

d и D заготовки (см. рис.4,а; значение k) - допуск смещения осей кондукторной втулки 5 относительно оси пальца 6 приспособления (см. рис.4,б; вид Е, значение k1 );

для обеспечения углового размера расположения отверстий диаметром d детали с допуском Т - допуск угла поворота относительно оси вращения (в зафиксированных положениях) диска 8 приспособления. Кроме того, желательно задать в ТУ чертежа приспособления допуск перпендикулярности пальца 6 к поверхности А диска 8 или допуск параллельности оси пальца 6 плоскости В корпуса 1 приспособления.

При расчете кондукторов для сверления заготовок в виде плит, коробчатых корпусов, кронштейнов с заданием расстояний от боковых поверхностей до отверстий и между отверстиями за расчетные параметры можно принимать допуски расположения втулок относительно установочных поверхностей приспособления, допуски межцентровых расстояний между кондукторными втулками и допуски перпендикулярности или параллельности осей втулок относительно рабочих поверхностей установочных элементов и опорной поверхности корпуса приспособления.
Пример 5. На рис.5 показана оправка с установочно-зажимными элементами в виде тарельчатых пружин. Заготовка 2 устанавливается на наружную поверхность В тарельчатых пружин 7 по отверстию диаметром d и закрепляется закручиванием винта 5 в корпус 1. При этом через детали 3, 4 и 6 осевая сила от винта 5 передается на пружины 7, которые оказываются зажатыми между двумя параллельными поверхностями и деформируются, а заготовка базируется и закрепляется на оправке. После обтачивания наружной поверхности диаметром D заготовка при откручивании винта 5 свободно снимается с пружин 7. Исходной величиной для расчета приспособления на точность является допуск соосности (допустимый эксцентриситет) осей отверстия диаметром d и наружной поверхности диаметром D, т.е. допустимое смещение осей этих поверхностей заготовки в радиальном направлении.






За расчетный параметр следует принять отклонение от соосности (эксцентриситет) установочной поверхности А корпуса (оси конуса)

приспособления и цилиндрической наружной поверхности В тарельчатых пружин 7. От эксцентриситета осей поверхностей А и В будет зависеть точность изготовления детали по относительному расположению цилиндрических поверхностей.

Подобным образом выбирают расчетные параметры приспособлений, в которых установочные элементы одновременно являются зажимными (цанговые и трехкулачковые патроны, устройства со сдвигающимися призмами и др.).
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ФАКТОРОВ
Для определения искомой величины пр по формуле (11) необходимо выбрать по справочным данным или рассчитать значения всех ее составляющих. Допуск Т берется с чертежа детали при окончательной обработке поверхностей или с карты операционного эскиза технологического процесса обработки заготовки. При неуказанных допусках формы и расположения обрабатываемых поверхностей их величины определяются по стандарту [11].
3.1. Погрешность базирования

Погрешность базирования б представляет собой отклонение фактического положения установленной в приспособлении заготовки от заданного и определяется как предельный допуск рассеяния расстояний между измерительной и технологической базами в направлении выполняемого размера. Возникает погрешность базирования вследствие влияния отклонений размеров (бр), формы (бф) и расположения (бп) поверхностей заготовки, используемых при базировании

б = бр + бф + бп . ( 16 )
Первая структурная составляющая бр имеет место при не совмещении технологических и измерительных баз, а при совпадении этих баз бр = 0. Отрицательное влияние отклонений формы и расположения базовых поверхностей заготовки на точность базирования проявляется всегда. В значительной мере это происходит при базировании заготовок по "черным" (необработанным) базам, а также при наличии точечного или линейного контакта заготовки с установочными элементами приспособления.

При расчете погрешности базирования предельные отклонения размеров, формы и расположения базовых поверхностей заготовки принимаются равными соответствующим допускам. Их величина определяется по стандартам: для допусков размеров - по ГОСТ 25347-82, ГОСТ 25348-82, ГОСТ 25349-82, для допусков формы и расположения - по ГОСТ 24643-81 или ГОСТ 25069-81 [11,12].

Численные значения погрешности базирования б устанавливаются геометрическим расчетом или с помощью размерного анализа. Формулы для расчета составляющей бр для типовых случаев базирования приведены в табл. П17 [1,4-8]. Расчет составляющих бф и бп рекомендуется производить с использованием методических указаний, изложенных в работах [2,3]. Для уменьшения величины погрешности базирования следует соблюдать принцип совмещения баз, устранять или уменьшать влияние зазоров между заготовкой и базирующими элементами, обеспечивать базирование по прилегающим поверхностям, выбирать рациональные схемы и конструкции установочных элементов, их вид, форму и правильное размещение в приспособлении.
3.2. Погрешность закрепления

Погрешность закрепления з возникает вследствие изменения положения заготовки в результате приложения к ней усилия закрепления и определяется как разность между наибольшей и наименьшей проекциями смещения измерительной базы в направлении выполняемого размера.

В большинстве случаев при определении з учитываются, в основном, контактные деформации в местах сопряжения заготовки с опорными поверхностями приспособления. На погрешность закрепления оказывает влияние непостоянство усилия закрепления, рассеяние шероховатости, погрешности формы и расположения опорных поверхностей заготовки, износ опорных поверхностей приспособления. Можно считать, что погрешность закрепления близка к нулю при постоянной силе закрепления заготовок механизированным приводом и одинаковом качестве их базовых поверхностей. Величину з можно уменьшить, стабилизируя силу закрепления, повышая жесткость стыков "установочный элемент - базовая поверхность заготовки" приспособления, улучшая качество опорных поверхностей, а также увеличивая жесткость приспособления в направлении передачи силы закрепления. Значения погрешностей закрепления для различных видов обработки приведены в табл.П18-П21 [4-6,8].
3.3. Погрешность установки приспособления на станке

Погрешность установки приспособления у.п на станке, планшайбе или шпинделе станка возникает из-за зазоров между сопрягаемыми поверхностями приспособления и станка. Для уменьшения зазоров рекомендуется повышать точность посадочных мест приспособления, дальше разносить на корпусе ориентирующие его элементы и подгонять посадочные места к станку. В массовом производстве при использовании одного приспособления и неизменном его закреплении погрешность у.п. может быть частично или полностью устранена настройкой станка. При использовании нескольких одинаковых приспособлений (дублеров, спутников) эта погрешность не компенсируется настройкой станка и полностью входит в состав погрешности у. В серийном производстве при частой переустановке приспособления на величину у.п влияют износ и повреждение сопрягаемых поверхностей. При соблюдении требований к смене приспособлений и правильном выборе зазоров в сопряжениях у.п = 0,02...0,05 мм. В каждом конкретном случае рекомендуется выполнять расчет в зависимости от схемы установки приспособления и заданной точности посадочных элементов. В табл.П22 приведены расчетные зависимости для определения погрешности у.п. .
Пример 6. Заготовка (рис.6 ) устанавливается на палец приспособления для обработки паза в размеры "c" и "h" . Для выполнения заданного техническими требованиями условия параллельности боковых поверхностей паза A и образующей базового отверстия Б в качестве расчетного параметра следует принять допуск параллельности образующей цилиндрической поверхности Б пальца, на который устанавливается заготовка, относительно боковой поверхности Г направляющих шпонок корпуса приспособления.

Для выполнения размера “h из условия, что допуск параллельности поверхности Д паза относительно оси отверстия Б должен быть в пределах допуска на длине заготовки, в качестве расчетного параметра следует принять допуск параллельности оси установочного пальца к установочной плоскости В корпуса приспособления.

Погрешность установки приспособления относительно Т-образных пазов стола станка влияет на точность положения оси паза А относительно оси Б отверстия. С учетом принятой посадки по размеру 14 Н7/g6 максимальный возможный зазор S max между шпонками и Т-образными пазами стола равен

14Н7=14 +0.018 мм; мм; S max = 0,018 + 0,0117= 0,035мм.

Наиболее неблагоприятна такая установка приспособления, при которой одна направляющая шпонка поджата к одной стороне паза стола, а вторая шпонка - к другой. В этом случае приспособление повернется относительно оси паза на некоторый угол , а отклонение от параллельности оси установочного пальца диаметром d относительно оси Т- образных пазов стола станка, а значит и относительно траектории движения инструмента при обработке паза, будет определяться величиной у.п..

Величина Smax является допуском параллельности осей направляющих шпонок и Т-образного паза стола станка на длине L, равной расстоянию между шпонками. Приведем величину Smax к длине обрабатываемой заготовки l и окончательно получим величину погрешности установки приспособления на станке



у.п. = Smax l / L. ( 17 )
Если l = 50 мм, L = 150 мм, то у.п. =500,035/150 0,017мм.
Пример 7. Заготовка 4 (рис.7) поверхностью Б устанавливается в призму 5 приспособления для токарной обработки, состоящего из корпуса 1, противовеса 2, опоры 3, призмы 5 и угольника 6.




При обработке выдерживаются линейные размеры L и l, диаметральные размеры d и D, а также допуск соосности внутреннего отверстия диаметром d относительно наружного диаметра D в пределах 0,05 мм. В этом случае погрешность установки приспособления на станке будет зависеть от зазора между выточкой корпуса 1 и пояском диаметром D1 планшайбы 7 и определяется выражением
у.п. = S min + T1 /2 + T2 /2 + e , ( 18 )
где Smin - минимальный зазор между контактирующими поверхностями корпуса приспособления и планшайбы; Т1 и Т2 - допуски размеров контактирующих поверхностей корпуса и планшайбы; e -отклонение от соосности (эксцентриситет) поверхности пояска диаметром D1 и выточки планшайбы диаметром d1.

Пусть диаметр выточки корпуса 1 приспособления D1 +0.05 мм , а диаметр посадочного пояска планшайбы 7 станка d1 -0.03 мм , т.е. Т1 = 0,05 мм и Т2 = 0,03 мм. Тогда Smin = 0 и e = 0, если поясок диаметром D1 планшайбы проточен на станке. После подстановки значений в формулу (18) получим:
у.п. = 0 + 0,05/2 + 0,03/2 + 0 = 0,04 мм.
В случае, изображенном на рис.8, у.п.= 0, так как погрешность установки приспособления относительно Т-образных пазов стола станка не влияет на точность обработки поверхности в размер 20-0,14.



3.4. Погрешность положения детали вследствие износа

установочных элементов приспособления
На износ установочных элементов влияют их размеры и конструкция, материал и масса обрабатываемой заготовки, состояние ее базовых поверхностей. Наиболее интенсивно изнашиваются опоры с точечным и линейным контактами, менее интенсивно - опорные пластины с большими поверхностями контакта. Приспособления изнашиваются сильнее, если на них обрабатываются заготовки с черновыми базовыми поверхностями со следами окалины, формовочной смеси. Изнашивание возрастает с увеличением массы заготовок и удлинением пути их перемещения по установочным элементам. В табл. П23-П24 приведены соотношения для определения величины и. Приближенно износ установочных элементов может быть определен в виде [5]

U = U0k 1 k2 k 3 k 4 , ( 19 )

где U 0 - средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима Р = 10 кН и базовом числе установок N = 100000 (см. табл.П25); к1 , к2 , к3 , к4 - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки, отличающихся от принятых при определении U, приведенные в табл.П26.
3.5. Погрешность положения отверстий, связанная с перекосом

и смещением обрабатывающего инструмента
Погрешность п.и.возникает вследствие неточности изготовления направляющих элементов приспособления (кондукторных втулок, копиров и др.) или настройки инструмента относительно положения обрабатываемой заготовки. При настройке положения инструмента по отношению к приспособлению с помощью щупа погрешность от смещения инструмента может быть определена в виде [5]

п.и. = н + Тщ , ( 20 )

где н - погрешность установки инструмента по щупу, зависящая от точности механизма перемещения инструмента; Тщ - допуск на изготовление щупа. Точность механизма перемещения инструмента в первом приближении можно оценить величиной погрешности отсчета, равной половине наименьшей цены деления нониуса механизма перемещения. Исполнительный диаметр осевого инструмента Dин (сверла, зенкеры, развертки) зависит от установленного допуска на обрабатываемое отверстие и определяется с учетом разделения этого допуска запасом на износ. Обычно принимают

Dин = D ном. + (0,5...0,7)TD , ( 21 )

где D ном. - номинальный диаметр обрабатываемого отверстия; TD - допуск на обрабатываемое отверстие.Рекомендуется принимать допуски кондукторных втулок для сверл, зенкеров и черновых разверток G7, F7, F8, а для чистовых разверток - G6, G7. В табл.П27 и табл.П28 приведены рекомендуемые значения допусков для инструментов и кондукторных втулок при обработке отверстий с полями допусков H7...H11. Посадки сменных кондукторных втулок в постоянные целесообразно принимать H6/g5, H7/g6, H8/g7. Отклонение от соосности расположения шпинделя инструмента и направляющей втулки приспособления рекомендуется в пределах 0,0025...0,010 мм.

При обработке отверстий инструмент направляется с помощью кондукторных втулок. При этом возможны его смещение или перекос (рис.9). При обработке отверстий на плоскости, перпендикулярной оси сверла, возможно только смещение инструмента. Если обработка отверстий осуществляется на криволинейных или наклонных к оси инструмента поверхностях, обязательно возникает перекос инструмента. При несовпадении оси шпинделя инструмента и оси кондукторной втулки возможен также перекос инструмента. Для уменьшения износа кондукторной втулки между ее нижним торцом и поверхностью заготовки предусматривается зазор "m", через который удаляется стружка.

При сверлении чугуна и других хрупких материалов принимают m = (0,3...0,5) d; при сверлении стали и других вязких материалов m = d; при зенкеровании m 0,3d, где d - диаметр инструмента. От значения величины "m" зависит точность положения оси просверленного отверстия. Если перекоса сверла нет, то максимальное смещение S1 оси сверла от среднего положения равно половине наибольшего диаметрального зазора 2S1 (см.рис.9). При перекосе сверла во втулке к величине S1 добавляется смещение S2 , пропорциональное зазору m и углу перекоса . Суммарное смещение сверла на поверхности заготовки

S = S1 + S 2, ( 22 )

а с учетом длины отверстия h в заготовке

S = S1 + S 2+ S 3. ( 23)
Из геометрических соображений при m > 0,3d имеем
( 24 )

S3 = h 2 S1 / l ; ( 25 )
= arctg (2S1 / l) ( 26 )
Тогда суммарная погрешность положения отверстия, связанная со смещением и перекосом обрабатывающего инструмента, запишется в виде
, ( 27 )




где l - длина направляющего элемента (кондукторной втулки), мм; d - диаметр инструмента, мм; S1 - односторонний максимальный радиальный зазор между втулкой и инструментом, мм; h - длина обрабатываемого отверстия в заготовке, мм.

При m < 0,3d величина S2 возрастает вследствие уменьшения опорной длины втулки в начале врезания сверла [1]

(28)

При применении подвижной кондукторной плиты суммарная погрешность смещения инструмента относительно обрабатываемой детали определяется выражением [5]

, ( 29 )

где пи1 - погрешность смещения (перекоса) инструмента вследствие зазоров в направляющих элементах; пи2 - погрешность установки кондукторной плиты относительно приспособления. Приближенно пи2 может быть определена по формуле

, ( 30 )

где Tп - допуск на координаты расположения направляющих элементов кондукторной плиты (скалки, пальцы, оси); ?S1 max - сумма максимальных зазоров в сопряжениях направляющих элементов кондукторной плиты и приспособления.

При обработке нескольких отверстий допуск на координаты кондукторных втулок Tk приближенно принимается равным
Tk = (0,2...0,5) TL , ( 31 )
где TL - допуск на координаты расположения обрабатываемых отверстий по чертежу детали. Для точного определения допуска Tk мож-

но пользоваться зависимостью
TL = [(0.8 Tk - 0.25 (Smax + e max )] , ( 32 )
где S max - сумма максимальных зазоров между инструментом и кондукторными втулками, между сменными и постоянными втулками; emax - сумма максимальных эксцентриситетов сменных и постоянных втулок.

В зависимости от вида обработки и условий смещения и перекоса инструмента погрешность пи, возникающую при обработке отверстий, можно определить по формулам, приведенным в табл.П29. Если в приспособлении нет направляющих элементов, погрешность от перекоса и смещения инструмента при расчете на точность не учитывается.

Приспособления, предназначенные для выполнения ответственных операций, от которых зависят конечные размеры обрабатываемых деталей, подвергают периодической проверке и контролю точности. Периодичность проверок следует устанавливать в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. П30.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ПО ВЫБРАННЫМ ПАРАМЕТРАМ
4.1. Порядок расчета приспособления на точность
Расчет приспособления на точность рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

- выбрать расчетные параметры и величины допусков;

- разработать расчетную схему установки заготовки в приспособлении, обеспечивающую наименьшую погрешность базирования и закрепления;

- определить фактическую погрешность установки по принятой расчетной схеме в виде:

фак. =  б +  з

- определить допустимую погрешность установки по формуле (12) и проверить выполнение условия (6). Если оно не выполняется, необходимо изменить схему базирования, установки или метод обработки;

- определить расчетные факторы, входящие в формулу (11), и искомую погрешность изготовления (точность в сборе) приспособления по выбранным параметрам;
- по полученному значению погрешности изготовления приспособления, принимаемой за замыкающее звено размерной цепи, определить допуски составляющих звеньев - деталей приспособления, входящих в эту размерную цепь;

- составить технические требования к сборочному чертежу приспособления и нанести их на чертеж.
4 .2. Примеры расчета приспособлений на точность
Рассмотрим несколько примеров расчета приспособлений на точность.

Пример 8. Заготовка (рис.10) обрабатывается в приспособлении на горизонтально-фрезерном станке. Обработка ведется набором фрез на настроенном станке способом автоматического получения заданных размеров. Заготовка 3 устанавливается плоскостями Г и Б на опорные пластины 2 и 4, размещенные на корпусе 1 приспособления. Ориентация приспособления на столе станка относительно Т- образных пазов осуществляется посредством направляющих шпонок 5.


При фрезеровании набором фрез размеры 10 +0.03 мм и 18 +0.05 мм обеспечиваются размерами и настройкой инструментов, а размеры 20 -0.14 мм и 8 -0.2 мм - за счет установки в приспособление.

На первом этапе необходимо выбрать и обосновать параметры для расчета приспособления на точность при выполнении размеров

20 -0.14 мм и 8 -0.2 мм. Для обеспечения параллельности обрабатываемых плоскостей Л, Н и боковой плоскости И относительно базовых плоскостей Б и Г заготовки в пределах заданных допусков размеров в качестве расчетных параметров следует принять:

отклонение от параллельности рабочей (установочной) плоскости Б опорных пластин 2 относительно установочной поверхности А корпуса приспособления;

отклонение от параллельности боковой установочной плоскости Г опорной пластины 4 относительно боковой поверхности В направляющих шпонок 5 приспособления.

После обоснования и выбора параметров необходимо рассчитать точность приспособления по формуле (11). Порядок расчета приведен в табл. 1- 5 .
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации