Типовые базирующие элементы приспособлений

Базирующими элементами приспособлений называются детали и механизмы, обеспечивающие правильное и однообразное расположение заготовок относительно инструмента.

Длительное сохранение точности размеров этих элементов и их взаимного расположения является важнейшим требованием при конструировании и изготовлении приспособлений. Соблюдение этих требований предохраняет от брака при обработке и сокращает время и средства, затрачиваемые на ремонт приспособления. Поэтому для установки заготовок не допускается непосредственное использование корпуса приспособления.

Базирующие или установочные элементы приспособления должны обладать высокой износоустойчивостью рабочих поверхностей и поэтому изготовляются из стали и подвергаются термической обработке для достижения необходимой поверхностной твердости. В частности могут быть рекомендованы хромистая сталь 20Х или конструкционная углеродистая сталь 20 с цементацией рабочих поверхностей на глубину 0,8-1,2 мм с последующей закалкой до твердости HRC 58-62.

В корпусе приспособления эти элементы должны располагаться так, чтобы обеспечивалась возможность легкой и быстрой замены их в случае износа или повреждения. Рабочие поверхности базирующих деталей для сохранения их в чистоте и в целях более надежного прилегания к ним заготовок должны быть по возможности небольших размеров и не должны быть сплошными по всей установочной поверхности обрабатываемой детали.

При установке заготовка опирается на установочные элементы приспособлений, поэтому эти элементы называют опорами. Опоры можно разделить на две группы: группу основных и группу вспомогательных опор.

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

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

Во избежание деформаций заготовок, закрепленных в приспособлении к основным опорам применяют еще и дополнительные, вспомогательные опоры. Количество их в конструкции может быть самим разнообразным, так как определяется оно условиями обработки, жесткостью и конфигурацией детали

6. Назначение и требования, предъявляемые к установочным элементам.

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.

1. Число и расположение установочных элементов должны обеспечить необходимое базирование заготовки, устойчивость и жесткость ее закрепления. Излишнее число установочных элементов всегда· приводит к неопределенному положению заготовки в пространстве. Для обеспечения устойчивого положения заготовки в приспособлении расстояние между опорами выбирают возможно большим.

2. Рабочие поверхности установочных элементов должны быть небольших размеров. Это необходимо для уменьшения влияния погрешности изготовления технологической базы и ее макронеровностей на величину погрешности базирования.

3. Установочные элементы не должны портить базовой поверхности заготовки при установке по обработанным поверхностям. Это требование ограничивает стремление свести контакт установочных элементов с базой к точке, которое вытекает из предыдущего требования.

4. Установочные элементы должны быть жесткими и обеспечивать сопряжения их с корпусом приспособления. Это требование связано с необходимостью уменьшить влияние собственных деформаций установочных элементов и других контактных деформаций в их сопряжениях с корпусом приспособления на величину погрешности закрепления заготовки ω_з.

5. Конструкции установочных элементов должны обеспечивать быструю их 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 изготовляют из углеродистых сталей У7 А – У10А с закалкой до твердости HRC 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 изготовляют из сталей 45 или 40Х с закалкой до твердости HRC 35…40. В некоторых случаях для особо точных приспособлений в массовом производстве на поверхности установочных элементов наплавляют твердый сплав.

7. Для выполнения пункта 1 общих требований иногда нет необходимости лишать деталь всех шести степеней свободы и тогда применяют схему неполного базирования. На рисунке 2.11– варианты обработки, приведены примеры обработки детали.

Рисунок 2.11– варианты обработки плоской поверхности

На детали (рисунок 2.11 а ) необходимо обработать плоскость, выдерживая размер а. в этом случае деталь достаточно лишить трех степеней свободы, оставив не лишенными степени свободы: перемещения вдоль осей ОХ и ОУ и вращения вокруг оси OZ.

На детали (рисунок 2.11 б) необходимо фрезеровать уступ, выдержав размеры а и в, поэтому достаточно лишить деталь пяти степеней свободы, оставив не лишенной возможность перемещения вдоль оси ОУ.

В третьем случае при обработке детали (рисунок 2.11 с) необходимо выдержать размеры а, в, с, поэтому деталь необходимо лишить всех шести степеней свободы и это будет полная схема базирования.

Неполные схемы базирования должны применяться всегда, когда есть для этого возможность, это упрощает и удешевляет конструкцию приспособления.

Требования, предъявляемые к установочным элементам:

1. Количество и расположение установочных элементов должно обеспечить необходимую ориентацию заготовки в пространстве, устойчивость и жесткость.

2. Рабочие поверхности установочных элементов должны обладать высокой износостойкостью.

3. Конструкция установочных элементов должна предусматривать быструю их замену при износе или повреж

дении.

4. Установочные элементы должны быть жесткими и обеспечивать жесткость их сопряжения с корпусом приспособления.

5. Установочные элементы не должны портить базовые поверхности при установке на обрабатываемую поверхность.

6. Рабочие поверхности установочных элементов должны быть по возможности небольших размеров, чтобы исключить влияние макрогеометрии базовой поверхности на точность установки.

Материал установочных элементов: инструментальная углеродистая сталь У10А, У8А, У7А с последующей закалкой до HRC 50-55.

Выбор зажимных элементов.

Основное назначение зажимных устройств приспособлений – обеспечение надежного контакта заготовки с установочными элементами, предупреждение ее смещения и вибраций в процессе обработки. Введением дополнительных зажимных устройств увеличивают жесткость технологической системы, что повышает точность и производительность обработки. В данном случае зажимным устройством являются губки.

Требования, предъявляемые к зажимным устройствам:

1. Зажимные устройства должны быть надежными в работе, просты по конструкции и удобны в обслуживании.

2. Зажимные устройства не должны деформировать закрепляемые заготовки и портить их поверхности.

3. Закрепление и открепление заготовок должно быть с минимальной затратой сил и времени.

4. Зажимные устройства должны обеспечивать равномерный зажим заготовок, особенно в многоместных приспособлениях.

5. Зажимные устройства не должны сдвигать заготовку при ее закреплении и по возможности воспринимать силы резания.

Описание приспособления.

Данное приспособление относится:

1. По целевому назначению – к станочному;

2. По степени специализации – к специализированному;

3. По количеству одновременно устанавливаемых заготовок – к одноместному.

Специальные приспособления применяются в производствах, где по условиям работы станки на значительное время закрепляют за определенной операцией.

Закрепление заготовки необходимо для надежного контакта заготовки с установочными элементами приспособления, для предотвращения смещения заготовки под действием внешних сил, для увеличения жесткости технологической системы и устранения вибраций.

К столу станка приспособление крепится при помощи 2 станочных болтов, для чего предусмотрены специальные отверстия.

Установка детали производится на поверхность плиты и расположенные с ней в одной плоскости стойки. Это установочная база. Направляющей базой служит боковая поверхность детали, упирающаяся в стенку приспособления.

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;