Погрешности установки заготовок на станках и в приспособлениях

Установкой согласно ГОСТ 21495 - 76 называется базирование и закрепление заготовки или изделия.

Погрешностью установки по ГОСТ 21495 - 76 называется отклонение фактически достигнутого положения заготовки от заданного положения. Фактическое положение заготовки определяется ее базированием и закреплением. Кроме того, на фактическое положение заготовки влияет точность изготовления деталей приспособления, а также точность его положения на станке. Необходимо отметить также влияние износа рабочих поверхностей приспособления в процессе эксплуатации. Поэтому погрешность установки определяется как совокупность погрешностей базирования , закрепления иприспособления. Когда указанные погрешности рассматриваются как случайные величины, то погрешность установки определяется по правилу сложения случайных величин

Погрешность базирования возникает при нарушении принципа совмещения или единства баз, когда технологическая и измерительной базы не совпадают. Эта погрешность образуется при обработке заготовок партиями на предварительно настроенных станках по методу автоматического получения размеров. Если размеры получаются методом пробных ходов и замеров, то погрешность базирования не возникает. Пример для иллюстрации этого принципа представлен на рис.11.27 – 11.29. Как было уже рассмотрено ранее, погрешность базирования возникает из-за влияния рассеяния размера (в), полученного на предыдущей операции, на размер (а), который получается на текущей операции. При совмещении баз за счет установки заготовки на текущей операции в положении, представленном на рис.11.29, погрешность базирования исключается.

Погрешность закрепления возникает от действия сил, которые удерживают заготовку при механической обработке. Эта погрешность возникает из-за упругих деформаций заготовки, деталей приспособления, а также контактных поверхностей на стыке технологических баз и установочных элементов. Упругая деформация зависит от величины и схемы приложения сил к заготовке, ее конфигурации, свойств материала, а также конструкции приспособления.

Погрешность приспособлениявозникаетиз-за неточностей изготовления деталей приспособления и установки его на станке, а также из-за изнашивания рабочих поверхностей приспособления в процессе эксплуатации.

Рассмотрим образование погрешностей установки на примере механической обработке тонкостенной втулки. Чертеж втулки представлен на рис.12.6. Пусть заготовкой для втулки является труба. Для установки заготовки используется трехкулачковый самоцентрирующий патрон (рис.12.8). Сначала примем, что обработка производится за две операции. Содержание первой операции включает подрезку торца, обработку наружной поверхности и отрезку втулки по длине. На второй операции втулку растачивают по внутреннему диаметру. Схема растачивания представлена на рис.12.7.

Рассмотрим образование погрешности базирования из-за влияния рассеяния наружного диаметра втулки на толщину ее стенки. Схема базирования и схема установа при обработке в трехкулачковом патроне представлена на рис.12.9. Очевидно, что при обработке на второй операции необходимо обеспечить толщину стенки втулки в пределах заданного допуска. В данном случае ось втулки является технологической двойной направляющей скрытой базой. Примем наружную поверхность втулки за измерительную базу. Принять эту поверхность за технологическую настроечную базу нельзя, т.к. она обработана а первой операции и на данном установе не обрабатывается. Так как наружный диаметр втулки от заготовки к заготовке меняется в пределах допуска, то из-за несовпадения технологической и измерительной баз появится погрешность базирования, которая окажет влияние на точность толщины стенки. Величина этой погрешности будет зависеть от допуска на диаметр наружной поверхности. Поэтому некоторая часть деталей из партии может оказаться бракованной.

Рассмотрим образование погрешности закрепления в виде отклонения от круглости внутренней поверхности втулки при растачивании. При закреплении тонкостенной втулки в трехкулачковом патроне под действием сил от зажимов возникнет деформация ее поперечного сечения. На рис.12.10 в первой позиции показано поперечное сечение заготовки втулки до закрепления. После закрепления в трехкулачковом патроне поперечное сечение втулки примет форму, показанную на рис.12.10 во второй позиции. Как следует из рисунка, возникнет отклонение от круглости как внутренней, так и наружной поверхности. Растачиванием внутренней поверхности погрешность ее формы будет устранена, в то время как погрешность формы наружной поверхности останется. Это состояние изделия показано в третьей позиции. После открепления детали первоначальная форма наружной поверхности, которую она имела до закрепления, будет восстановлена, а внутренняя поверхность приобретет форму, показанную в четвертой позиции. Таким образом, при закреплении заготовки в трехкулачковом патроне в результате ее упругой деформации возникла погрешность в виде отклонения от круглости внутренней поверхности втулки.

Теперь рассмотрим образование погрешности приспособления в виде отклонения от соосности наружной и внутренней поверхностей втулки. Как было отмечено ранее, растачивание втулки производится при закреплении ее в трехкулачковом патроне. Ось втулки после закрепления до растачивания будет совпадать с осью патрона. Ось патрона из-за неточностей его установки на шпинделе и износа деталей механизма перемещения кулачков не совпадает с осью шпинделя. Однако после растачивания ось внутренней поверхности станет совпадать с осью шпинделя, в то время как ось наружной поверхности останется совмещенной с осью патрона. Таким образом, после растачивания возникнет отклонение от соосности наружной и внутренней поверхности втулки, т.е. появится погрешность приспособления.

Рассмотрим другой вариант механической обработки втулки, когда вышеуказанные погрешности не возникают. Будем вести обработку за одну операцию по методу автоматического получения размеров на предварительно настроенном токарно-револьверном станке. Заготовкой для втулки будет также труба. На первом переходе точением обрабатывается наружная поверхность втулки. На следующем переходе растачивается ее внутренняя поверхность. На третьем переходе готовая деталь отрезается от заготовки. Точение поверхностей производится продольным перемещением револьверного суппорта резцами установленных на оправках, размещенных в гнездах револьверной головки.

Рассмотрим, как в данном случае реализован принцип совмещения баз, что исключает погрешность базирования в виде влияния рассеяния наружного диаметра втулки на толщину ее стенки. Очевидно, устранить погрешность базирования за счет совмещения измерительной и технологической скрытой базы нельзя, т.к. ось втулки не является материальным объектом. Однако, если произвести настройку станка для растачивания внутренней поверхности по наружной поверхности втулки, то влияние рассеяния наружного диаметра на толщину стенки исключается, т.к. наружная поверхность обрабатывается на данном установе. В этом случае наружная поверхность является настроечной базой по определению. Во-первых, она обрабатывается на данном установе. Во-вторых, по ней производится настройка станка для обработки внутренней поверхности, связанной с ней размером в виде толщины стенки. Вместе с тем наружная поверхность является измерительной базой. Следовательно, имеет место совмещение технологической настроечной и измерительной баз и погрешность базирования не возникает.

Применение указанной технологии дает возможность практически исключить погрешность закрепления в виде отклонения от круглости внутренней поверхности втулки при растачивании, т.к. труба зажата кулачками вне зоны обработки, где формируется будущее изделие. Деформация поперечного сечения от сил зажима будет небольшой. Погрешность приспособления в виде отклонения от соосности наружной и внутренней поверхностей втулки тоже не возникает, т.к. эти поверхности обрабатываются за один установ и их оси после обработки будут совпадать с осью шпинделя.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: