Базирование в цанговых патронах

Примеры конструкций цангового патрона и цанг показаны на рис. 3.1. Цанги изготавливают из сталей, обладающих в закалённом состоянии высокими упругими свойствами (стали У7, У8, 65Г 60С2 и др.). Радиальные прорези разделяют часть цанги на лепестки, условия деформирования которых приближены к плоской схеме и потому облегчены, требуют меньших внешних усилий при закреплении заготовок. Цанговый патрон в разрезе показан на рис. 3.2. При втягивании цанги 3 в коническое отверстие патрона 1 лепестки цанги, деформируясь одинаково, центрируют заготовку и в конечном положении закрепляют. После снятияусилия Q цанга возвращается в исходное положение, лепестки цанги упруго разжимаются, заготовка раскрепляется.

Погрешность центрирования в покупных цангах обычно составляет 0,05 мм. Если требуется более высокая точность центрирования заготовки, цангу расшлифовывают «по месту» - на том станке, где будет производиться технологическая операция. После шлифования опорной поверхности цанги “по месту” погрешность по соосности составляет 0.01-0.005 мм.

Погрешность базирования по соосности будет обеспечена (как и у самоцентрирующих токарных патронов) при выполнении условия:

D_З £ D_О.Ц . (3.6)

Погрешность установки в цанге равна:

. (3.7)

Поскольку при выполнении условия (3.6) погрешность базирования равна нулю, то:

, (3.8)

где e_СТ - биение шпинделя; e_П - биение, вызванное неточностью изготовления патрона.

При креплении в цанге за внутреннюю поверхность (базирование по отверстию) погрешность базирования равна нулю при выполнении условия

D_О._З ³ D_Ц . (3.9)

Характерным явлением для цанговых патронов является погрешность при получении продольных размеров, если цанга при закреплении заготовки продольно перемещается.Эта погрешность появляется, хотя правила базирования для продольных размеров выполнены (см. рис. 3.2). При закреплении цанга смещается вместе с заготовкой на величину

. (3.10)

Например, на заготовке нужно точить уступ с размером l от левого торца. Левый торец упирается в уступ отверстия цанги (упорная база). Диаметр d базовой поверхности на партии заготовок изменяется в пределах допуска - IT. При самом большом значении диаметра d цанга займёт крайнее правое положение (показано тонкой линией), при самом маленьком d -крайнее левое положение. Вместе с цангой разные положения вдоль оси будет занимать и заготовка.

Значение наибольшей погрешности e_l можно вычислить с помощью треугольника omn. Погрешность продольных размеров пропорциональна половине допуска на диаметр базовой поверхности заготовки и котангенсу половины угла конуса цанги.

Исключить погрешности продольных размеров можно, выполнив цангу неподвижной во время закрепления заготовки (рис. 3.3), либо установив внутри цанги упор 5 , препятствующий смещению заготовки вместе с цангой при закреплении (рис. 3.4)

.

БАЗИРОВАНИЕ НА ПРИЗМАХ

Базирование на призму широко используют при необходимости устанавливать заготовку на базовую цилиндрическую поверхность. При этом базовая поверхность может быть длинной цилиндрической (l/d≥ 1) короткой цилиндрической (l/d< 1), полной (рис. 3.16, а, в, г) или неполной (рис. 3.16б).

-

Основная задача при базировании на призму, – обеспечение правильного расположения оси базовой цилиндрической поверхности заготовки. На рис. 3.16, а ось просверливаемого отверстия должна пересекать ось заготовки. На рис. 3.16, б изготавливаемый паз mдолжен быть симметричен относительно вертикальной диаметральнойплоскости заготовки. На рис. 3.16, в ось растачиваемого на рычаге отверстия должна быть совмещена с осью вращения патрона 1. На рис. 3.5, г оси изготавливаемых отверстий рычага должны оказаться в продольной плоскости симметрии О-О.

Количество лишаемых призмой степеней свободы (четыре или две) зависит от того, - длинной или короткой является базовая поверхность на заготовке. При этом учитывают заявленное в предшествующей лекции правило: длину lопределяют по длине контакта заготовки с призмой.

При использовании призм важно правильно расположить ось призмы на корпусе приспособления (далее СП). Для этого используют разные приёмы: шлифованием наклонных плоскостей призмы в сборе с корпусом СП («по месту»), с помощью уступа, специально подготовленного для этого на корпусе СП(см. рис. 3.6, а); с помощью шпонки 9 (см. рис. 3.6, б, в), либо выверкой положения призмы на корпусе ПБ. В последнем случае призму предварительно слабо закрепляют винтами и, контролируя положение заготовки измерительными приборами, постукиванием по призме добиваются нужного расположения заготовки. В этом положении призму окончательно закрепляют и штифтуют «по месту», исключая возможные смещения призмы в будущем при ослаблении крепления винтов. Штифтование призмы выполняют после любого из названных способов определения расположения призмы.

Конструкции призм

Базовой плоскостью призмы может быть нижняя плоскость В (рис. 3.7), или боковая плоскость К(рис.3.8, б). Наклонные плоскости С, на которые укладывают заготовку, должны быть закалены и точно обработаны. Между плоскостями С предусматривают паз для выхода шлифовального круга при шлифовании этих плоскостей. Ступенчатые отверстия служат для закрепления призмы на корпусе ПБ, Отверстия (шт) появляются при сборке призмы на корпусе ПБ и штифтовании.

Призмы небольших размеров изготавливают из цементируемых сталей 15, 15Х, 20, 20Х по специальной технологии. Обрабатывают все поверхности призмы, оставляя припуски на шлифование на плоскостях С, и припуски на глубину цементирования (0,8-1,0 мм) на плоскостях А и В. Сверлят отверстия под крепёжные винты.Подвергают заготовку призмы цементации, затем удаляют цементированный слой с плоскостейА и Ви производят закалку. Завершающими операциями является шлифование всех ответственных плоскостей. В результатеплоскости С оказываются закалёнными для длительного сохранения точности, аплоскости А и В – не закалены и позволяют производить сверление и развёртывание отверстий под штифты при сборке призмы.

Призмы больших размеров изготавливают сборными: корпусы 1 делают из серого чугуны или из дешёвой стали, а наклонные плоскости С армируют закалёнными стальными пластинками 2 (рис. 3.8, а).

Погрешности базирования на призмах

(3.6)

(3.7)

(3.8)

и (3.9)

(3.10)

(3.11)

(3.12)