Установки заготовок в приспособлениях

Процесс установки заготовок в приспособлениях или на станках состоит из их базирования (ориентировки) и закрепления.

Для точной обработки заготовки необходимо:

¨ правильно расположить её по отношению к устройствам станка, определяющим траектории движения подачи обрабатывающего инструмента (рабочего органа станка);

¨ обеспечить постоянство контакта баз с опорными точками и полную неподвижность заготовки относительно приспособления в процессе обработки.

Первая задача решается технологом при определении теоретической схемы базирования заготовки, определяющей необходимое для решения данной технологической задачи число и расположение идеальных связей и опорных точек, а также устанавливающей соответствующие базовые поверхности заготовки.

При проектировании приспособления конструктор по оснастке обязан предусмотреть создание и расположение опор для базирования заготовки в точном соответствии с теоретической схемой базирования, установленной технологом.

Повышение точности при обработке и соответственно задание необходимой определенности ориентировки заготовки в приспособлении с помощью технологических баз достигается выбором на заготовке поверхностей простейших форм (плоскости, цилиндрические поверхности), точность обработки которых является, как правило, более высокой.

В зависимости от числа и направления выдерживаемых размеров при выполнении операций технологического процесса, а также типа производства и метода обработки можно использовать одну, две или три явные базы. Недостающее количество баз для обеспечения ориентации и неподвижности заготовки относительно выбранной системы координат дополняют скрытыми базами.

Увеличение числа явных баз или материализация скрытых баз для базирования заготовок в приспособлении практически чаще всего

приводит к усложнению конструкции и возрастанию стоимости изготовления приспособления. Поэтому при проектировании технологической оснастки стремятся использовать наименьшее число явных и материализованных скрытых технологических баз, которое, однако, должно быть достаточным для обеспечения выполнения всех заданных размеров. Так, заготовка, установленная плоскостью на магнитную плиту плоскошлифовального станка (рис. 2.13), при базировании опорной плоскостью на плоскость плиты (три опорные точки) точно определена по оси Z , лишена вращения вокруг осей X и Y (лишена трех степеней свободы). Остальные две технологические базы (плоскости симметрии), отнимающие недостающие три степени свободы, определяются рабочим с помощью глазомера и являются скрытыми технологическими базами относительно принятой системы координат. Неподвижность заготовки обеспечивается за счет контакта опорных точек явной технологической базы и фрикционных связей скрытых баз.

Если требуется выдержать размеры А и Б по двум координатным осям при обработке партии заготовок на настроенных станках, то необходимо при установке заготовки в приспособлении использовать как минимум две явные или материализованные скрытые технологические базы, например, установочную и направляющую (рис. 2.14), или материализованную скрытую двойную направляющую и явную опорную (рис. 2.15). Третьей базой в этих примерах является скрытая база, отнимающая шестую степень свободы. Она определяется на глаз - совмещением торцевых поверхностей заготовки и приспособления (рис. 2.14) или расположением риски на заготовке в верхнем положении (рис. 2.15).

Рис.2.14. Ориентация заготовок при использовании двух явных

баз (установочная и направляющая)

Рис.2.15. Ориентация заготовок при использовании

материализованной скрытой двойной направляющей

базы и явной опорной базы

Рис.2.16. Схема образования погрешности базирования.

Рис.2.17. Схема для определения погрешности базирования вала

при его установке на призме

При оформлении рабочей технологической документации для упрощения и сокращения работы технолога вместо теоретических схем базирования на операционных эскизах наносятся условные обозначения опор, зажимов и установочных устройств, соответствующих ГОСТу 5.1107-81. Их материализуют в реальных приспособлениях опорные точки.

Для упрощения схемы базирования раздельное изображение нескольких одноименных опор или опорных точек, расположенных на одной базе, для вида сбоку может быть заменено одним символом с указанием справа от него количества одноименных опор, необходимых для ориентировки в виде .

Обозначения опор для вида сверху наносятся на эскизах отдельно друг от друга в соответствии с принятым их размещением.

Обеспечение контакта баз с опорными точками приспособления в процессе обработки решается при конструировании приспособления созданием необходимых зажимных устройств. Закрепление (зажим) заготовки основывается на использовании фрикционных связей, реализуемых в зажимных устройствах с разнообразными источниками силы (механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими и т.п.).

В ходе выполнения технологических процессов обработки заготовок или сборки изделия может происходить смена баз.

Под сменой баз понимают замену одних баз другими с сохранением их принадлежности к конструкторским, технологическим или измерительным.

Различают неорганизованную и организованную смены баз.

Под организованной сменой баз понимают такую, которой управляют. Неорганизованная смена баз происходит случайно или без соблюдения необходимых условий, т.е. без управления происходящим явлением.

Довольно часто неорганизованная смена баз происходит во время установки и закрепления детали на станке или в приспособлении. Причинами такой смены баз обычно являются погрешности геометрических форм заготовки или детали, неправильное расположение и погрешности установочных подналадок, элементов приспособлений и последовательности приложения зажимных сил, их величина, недоста-

точная квалификация работающего и ряд других причин, которые целесообразно рассмотреть на следующем примере .

Пример: в результате обработки детали, установленной в зажимных тисках (рис.2.18), должна быть получена параллельность плоскости A и плоскости Б, выбранной в качестве технологической установочной базы.

Рассмотрим случаи, когда поверхность В имеет отклонение от перпендикулярности к поверхности Б.

1) При моменты сил и собственного веса детали и силы зажима действуют, прижимая деталь технологической установочной базой к плоскости тисков. Моментом сил трения Т, действующим в данном случае в противоположном направлении, можно пренебречь, если учесть наличие зазоров в направляющих передвижной губки и в месте соединения с ней винта, создающего силу Р.

Следовательно, в данном случае (рис.2.18.а) поверхность Б действительно используется в качестве технологической установочной базы, в то время как узкая полоска поверхности В выполняет роль технологической направляющей базы в плоскости, перпендикулярной чертежу.

2) Положение меняется, если отклонение от перпендикулярности поверхности В относительно поверхности Б направлено в другую сторону, т.е. когда . В зависимости от соотношения действующих сил и моментов (относительно т. 0₁) возможны два случая:

а) если соблюдается условие, Gl₁+Tl₃>Pl₁ то поверхность Б будет, как и раньше, выполнять роль технологической установки базы (рис.2.18.б);

б) если окажется, что, Gl₁+Tl₃>Pl₁ то деталь во время закрепления повернётся вокруг оси, проходящей через т. 0₁ (рис.2.18.в). При этом произойдёт смена баз. Установочной базой окажется поверхность В, направляющей - узкая полоска поверхности Б. В результате обработки (в плоскости чертежа) получается добавочная, зависящая от смены баз погрешность отклонения от параллельности поверхности А относительно поверхности Б.

a) б) в)

Рис.2.18. Схема установки и закрепления детали в тисках

Рис.2.19. Схема осадки заготовки при ее закреплении

Нередко смена баз происходит во время обработки детали. Причиной является образование во время обработки моментов и сил, превосходящих по величине моменты и силы, созданные для фиксации требуемого положения детали. Под их воздействием деталь изменяет требуемое положение, поворачиваясь или сдвигаясь (возможны оба явления одновременно) относительно одной или всех координатных плоскостей. Во многих случаях это явление вносит настолько значительные погрешности, что детали попадают в неисправимый брак.