Погрешность базирования при установке на призму.
Рассмотрим схему установки вала диаметром d в призме при фрезеровании паза, размер которого задан от различных конструкторских баз.
Во всех случаях вал устанавливают по вспомогательной базе и, таким образом, погрешность базирования неизбежна и зависит от допуска на диаметр вала d и угла призмы .
Для расчета погрешностей базирования предположим, что на призме установлен вал с наибольшим предельным диаметром d max и наименьшим предельным диаметром d min; тогда величина h1, h2; h3 из геометрических построений будет характеризовать величину погрешности базирования для каждой схемы соответственно.
Числовые значения коэффициентов в зависимости от угла призмы приведены в таблице.
| Коэффициент | 60° | 90° | 120° | 180° |
| 1,5 | 1,21 | 1,07 | ||
| 0,5 | 0,2 | 0,08 | — | |
| 0,7 | 0,58 | 0,5 |
Иногда для обработки применяют самоцентрирующиеся призмы. Основное преимущество их состоит в том, что при установке в них детали погрешность базирования равна 0.
Однако может возникнуть погрешность вследствие погрешностей изготовления элементов. Пример: Обработка вала на токарном станке в самоцентрирующемся патроне. (Биение).
Погрешность базирования при установке на плоскость.
Рассмотрим схему базирования обрабатываемой заготовки при фрезеровании с установкой на плоскость.
Первым этапом при расчете погрешности базирования является анализ баз. В случае совпадения конструкторской, технологической и измерительной баз погрешности базирования не возникает. При несовпадении баз производят расчет погрешности базирования.
А) Пов. 1 – технологическая, конструкторская и измерительная базы. В этом случае погрешность базирования равна нулю.
Б) Пов. 1 – технологическая база.
Пов. 2 – конструкторская и измерительная базы.
Базы не совпали, рассчитываем погрешность базирования.
Настройка фрезы на размер производится от поверхности 1. Размер конструкторской базы будет колебаться в пределах допуска на размер 50 — 0,14 мм, полученный при обработке на предыдущей операции.
Следовательно, погрешность базирования будет соответствовать величине допуска на размер.
Допуск выполняемого размера 20мм равен 0,20 мм.
Следовательно, размер 20мм с допуском 0,1 мм выполнить невозможно.
Для выполнения размера предлагаются следующие мероприятия;
1. Получение разрешения конструктора на увеличение допуска на размер 20мм ;
2. Изменение схемы базирования. В качестве технологической базы выбрать пов. 3.
Источник
Установка валов на призму
Согласно ГОСТ 21495-76 погрешность базирования — отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого.
Например, вследствие зазора между отверстием зубчатого колеса и валом ось колеса может сместиться относительно оси вращения, что нарушит нормальную работу зубчатой передачи.
Аналогично при установке втулки 1 на оправку 2 (рис. 2.23, а) ось втулки может сместиться в любом направлении и на любое расстояние в пределах зазора между отверстием и шейкой оправки. Это приводит при обработке (рис. 2.23, б) к погрешности взаимного расположения осей внутренней и наружной поверхностей. При установке партии втулок координаты, определяющие положение отдельной заготовки, являются случайными величинами, которые изменяются в определенных пределах. Условимся называть подобные установки установками с неопределенным базированием.
Рис. 2.23. Схема базирования втулки на оправке с зазором: а — смещение
втулки I по отверстию относительно оправки 2;
б — схема обработки поверхности 3
Погрешности базирования могут вызываться ошибками рабочего при установке заготовок или конструктора при проектировании приспособления. Например, из-за невнимательности рабочего между базой заготовки 1 (рис. 2.24, а)и опорой 2 может оказаться посторонняя частица 3, например,
стружка, что приведет к повороту заготовки. Толщина частицы Δ определяет линейную ошибку положения заготовки, измеренную в плоскости А, а угол поворота (φ = А/а, т.е. зависит также от расстояния а до центра вращения.
Рис. 2.24. Влияние формы опоры на погрешность базирования:
а — погрешность базирования заготовки 1 из-за нарушения контакта
с опорой 2; б—улучшенный вариант формы опор
Исключив контакт вне опор 4 и 5 (рис. 2.24, 6)и максимально увеличив расстояние между ними, можно уменьшить погрешности угловой ориентации заготовок. Поэтому в качестве направляющей базы обычно выбирают поверхности наибольшей длины, а в качестве установочной базы, определяющей угловую ориентацию относительно двух осей, – поверхность с наибольшими длиной и шириной. Напротив, увеличение площади контакта между опорной базой и заготовкой может привести к наложению на заготовку одной или двух избыточных связей и неопределенности положения заготовки. Для того чтобы уменьшить площадь контакта, в качестве опорной базы по возможности выбирают поверхность с наименьшими габаритными размерами.
В схеме на рис. 2.25, а рабочий для обеспечения контакта с левой опорой приложил к заготовке силу Q. Линия действия этой силы смещена относительно опоры на величину z. При определенных условиях момент силы, равный произведению Qz, может преодолеть момент сил трения между заготовкой и опорами и повернуть заготовку, т.е. вызвать появление погрешности базирования. Не обратив внимания на поворот заготовки, рабочий может закрепить ее, например, с помощью винтового зажима, ось которого перпендикулярна плоскости рисунка.
Рис. 2.25. Влияние выбора линии действия усилия закрепления и избыточной связи на положение заготовки
Поворот заготовки можно исключить, устранив избыточную связь, накладываемую зажимом, например, если сделать губку зажима качающейся (рис. 2.25, д). В этом случае число степеней свободы зажима будет равно двум
Погрешности базирования могут вызывать появление погрешностей обработки. Например, при обтачивании поверхности 3 (см. рис. 2.23, 6) смещение втулки 1 относительно оправки 2 приведет к отклонению от соосности обработанной поверхности и отверстия втулки.
Во многих случаях погрешность базирования возникает при несовпадении -технологических и конструкторских баз и определяется проекцией смещения конструкторской базы на направление выдерживаемого размера. В простейших схемах погрешность базирования равна погрешности размера, связывающего технологическую и конструкторскую базы.
Например, пусть необходимо обработать уступ (рис. 2.26, а), выдержав размеры 10* 0,1 и 40– 0,2 мм. Конструкторскими базами, относительно которых задано положение уступа, являются плоскости А и В.
При наладке станка режущий инструмент устанавливается определенным образом относительно баз приспособления. В соответствии со схемой базирования совместим поверхности А, В и Е(рис. 2.26, 6) заготовки с базами приспособления и определим положение заготовки относительно станка и режущего инструмента. В этом случае поверхности А, В и Е являются технологическими базами заготовки.
Если же установка заготовки производится по схеме на рис. 2.26, в, то технологическими базами являются поверхности В, Ги Е, т.е. технологическая база — плоскость Г—несовпадает с соответствующей конструкторской базой А.
Рис. 2.26.Операционный эскиз (а) и схема установки (б) с совмещением
конструкторской и установочной технологической баз при обработке уступа;
схема к расчету погрешности базирования при несовпадении
конструкторской и технологической баз (в)
При использовании схемы на рис. 2.26 ,б обработанные поверхности у всех заготовок партии займут одинаковое положение относительно плоскостей Аи В, являющихся конструкторскими базами. Никаких колебаний в относительном расположении обработанных поверхностей и эскизных баз из-за погрешностей размеров заготовки не будет, т.е. погрешности базирования по размерам 40и 10 мм равны нулю.
При использовании схемы на рис. 2.26,в погрешность базирования по размеру 40 мм εб40= 0. Горизонтальная сторона уступа у всех заготовок партии занимает одинаковое положение относительно плоскости Г. Однако положение эскизной базы у различных заготовок будет различным, так как размер заготовки 22 мм, связывающий технологическую и эскизную базы, колеблется от максимального значения 22max до минимального значения 22min. Колебания в положении эскизной базы относительно приспособления и, следовательно, относительно обработанной поверхности приводят к погрешности размера 10мм, который будет колебаться от минимального значения 10 min до максимального значения 10 max.
Установка валов на призму
Рис 2.27. Базирование вала при обработке паза
Погрешности закрепления
При закреплении заготовок могут происходить деформации заготовок и опор, которые сопровождаются смещениями заготовок и эскизных баз относительно положения, достигнутого при базировании. Эти смещения могут оказать влияние на точность обработки. Условимся называть погрешности обработки, которые возникают вследствие изменения положения эскизной базы и деформаций заготовки при её закреплении, погрешностями закрепления. Обычно погрешность закрепления равна проекции возникающего при закреплении заготовки смещения эскизной базы на направление выдерживаемого размера. Погрешности закрепления определяются путем эксперимента или же по таблицам и формулам, приводимым в технической литературе.
Рассмотрим пример смещения конструкторской базы при деформациях поверхностных слов в зоне контакта заготовки с опорами. Пусть необходимо обработать отверстие 1 (рис. 2.53, а), выдерживая размеры аи b . Конструкторской базой размера аявляется плоскость В, которая под действием сил Qmin (рис. 2.53, б) может опуститься на величину _ymin. Если обрабатывается партия заготовок и силы зажима колеблются в пределах интервала Qmin, Qтаx , то смещения заготовки будут изменяться в интервале ymin,, ymax.
При обработке отверстий в партии заготовок наблюдается рассеяние размеров а, вызванное смещением эскизной базы при закреплении, т.е. погрешность закрепления
Если заготовка должна обрабатываться в кондукторе, то при его изготовлении можно заранее изменить расстояние апот опоры до оси кондукторной втулки, а следовательно, и оси обработанного отверстия. В результате изменится положение поля рассеяния координат а . Если же отверстие обрабатывается без кондуктора, то аналогичный эффект достигается за счет настройки станка. Однако такие изменения не влияют на величину рассеяния.
Как показали исследования, выполненные в МГТУ им. Н.Э. Баумана и других организациях, деформации у связаны с силами 2 зависимостями типа
y = CQ n ,
где С и п — величины, зависящие от материала и твердости заготовки, конструкции опоры, шероховатости поверхности и т.д.
Обычно п < 1, и рост деформаций при увеличении нагрузки замедляется, как показано на рис. 2.53, в. Особенно велики погрешности закрепления при установке заготовок с необработанными базами на рифленые поверхности опор.
В общем случае погрешность закрепления для размера а :
где α — угол между направлениями смещения эскизной базы и выдерживаемого
Например, для размераb, ориентированного перпендикулярно силам зажима и смещению эскизной базы, α = 90 0 и εb = 0.
Уменьшению погрешности закрепления и повышению точности обработки могут способствовать следующие мероприятия:
— стабилизация величины усилия закрепления, использование гидравлических, пневматических и т.п. приводов взамен ручных зажимов;
— повышение точности формы и уменьшение шероховатости баз заготовок, уменьшение колебаний твердости заготовок;
Рис. 2.53. Операционный эскиз (а); схема к расчету погрешности
закрепления (б); зависимость деформаций у в зоне контакта базы
заготовки и опор приспособления от сил зажима ^ (в)
— увеличение вплоть до 90° угла между направлениями смещения эскизной базы и выдерживаемого размера. Например, если в рассмотренной задаче (рис. 2.53) направить усилие зажима перпендикулярно плоскости рисунка, то погрешность закрепления будет исключена как для размера b , так и для координатыа.
В предыдущих примерах рассматривалось закрепление жестких заготовок с использованием жестких приспособлений. При недостаточной жесткости заготовок и приспособлений закрепление может вызывать деформации элементов технологической системы, снижающие точность обработки
Рис. 2.54. Влияние деформаций кольца при закреплении (а) на форму обработанного отверстия (б)
Например, на рис. 2.54, а штриховыми линиями показано положение кольцевой заготовки 1 при базировании в кулачках 2 самоцентрирующего патрона. Закрепление при недостаточной жесткости кольца вызывает уменьшение радиусов наружной и внутренней поверхностей в зоне контакта с кулачками. Если при растачивании удалить заштрихованный слой материала и, несмотря на колебания глубины резания, обработать отверстие правильной формы, то после раскрепления заготовки упругие деформации приведут к восстановлению круглости наружной поверхности (рис. 2.54, б) и появлению погрешностей формы отверстия.
2.7. Погрешности установки
В соответствии с определением установки погрешностями установки следовало бы называть сумму погрешностей базирования и закрепления. Эти погрешности, как показывают приведенные примеры, зависят от номинальных значений геометрических параметров приспособления, например,- от угла наклона граней призмы, расстояния между опорами и т.д. На них влияют форма и материал опор, шероховатость их баз, отклонения значений геометрических параметров. Например, при установке по отверстиям расчет погрешности базирования производится с учетом отклонений диаметров пальцев и расстояния между их осями.
При использовании многоместных или нескольких одинаковых приспособлений базы опор могут располагаться со смещением относительно номинального положения в соответствии с допусками на изготовление приспособлений. При определенных условиях это может привести к колебаниям в относительном расположении эскизных баз заготовок, установленных на различные опоры, и появлению дополнительных погрешностей обработки.
Например, при фрезеровании одним инструментом верхних плоскостей заготовок 1 (рис. 2.55) базы Аопор 2 должны располагаться в одной плоскости. В противном случае появится дополнительная составляющая погрешности выдерживаемого размера а, для которого плоскость Азаготовки является эскизной базой. Аналогичное воздействие может оказывать различный износ опор, на которые по организационным причинам устанавливалось различное число заготовок.
Учитывая характер влияния конструкции, точности изготовления и износа приспособлений на точность обработки, в справочной литературе под погрешностями установкипонимаются погрешности обработки, вызываемые совместным действием погрешностей базирования и закрепления, а также погрешностями изготовления, установки и износом приспособления. Поэтому погрешность установки, соответствующая параметру а ,
Рис. 2.55. Схема расположения заготовок 1 в многоместном приспособлении
где εп а — составляющая погрешности обработки, вызываемая погрешностями
изготовления, установки и износом приспособления.
В задачах с одним выдерживаемым размером или другим параметром индекс а может быть опущен. Тогда погрешность установки
Разделение факторов, влияющих на погрешность установки, является условным. Например, допуск на изготовление пальцев обычно учитывают при расчете погрешности базирования. Если же под минимальным диаметром пальца понимать допустимое значение диаметра после износа пальца, то, увеличив
допуск диаметра на величину допустимого износа, можно учесть влияние этого износа в первом слагаемом формулы (2.38).
Погрешность установки для типовых схем определяется по таблицам справочников или расчетом. В тех случаях, когда распределение каждой из случайных составляющих погрешности установки подчиняется нормальному закону, при расчетах суммарной погрешности обработки используют значение погрешности установки
Источник
Погрешность базирования
Погрешность базирования – отклонение фактической позиции установленной заготовки относительно заданного положения. Она возникает во время процесса базирования – процедуры регулировки местоположения заготовки в выбранной системе координат, влияющей на размер исходной детали. Также погрешность появляется в процессе обработки, сборки и настройки изделия на производственных токарных станках. На точность обработки влияют такие факторы, как форма детали и её размеры, прописанные инженерами в чертежах или эскизах. Каждый мастер должен знать, как определить погрешность базирования, чтобы не допустить ошибок при базировании деталей, её обработке и выполнении монтажных работ над заготовками.
Определение допустимой погрешности базирования осуществляется главным образом по формуле εБ.ДОП = δ — ∆. При её расчёте следует учитывать, что действительное отклонение должно всегда быть меньше предельно допустимых значений. Полученный результат измерений всегда будет приблизительным.
Понятие о погрешностях базирования
На точность обработки влияют следующие факторы:
- Различие действительных и номинальных размеров заготовки.
- Отклонение обрабатываемых конструкций от параллельности, перпендикулярности, концентричности и других видов точных взаимных расположений.
- Неисправность станков и прочего производственного оборудования, которое вызвано неправильным изготовлением его несущих конструкций и основных комплектующих. 1 Также 1 из частых причин плохой работы станков является появление зазоров на подшипниках, шпинделях и ходовых винтах.
- Деформации заготовки, произошедшие как до начала, так и во время процедуры обработки. Изменения формы детали вызваны неправильностью базирования или плохим качеством её поверхностей.
Существует 2 основные разновидности погрешностей:
- Погрешность закрепления: проявляется при воздействиях на заготовку до или во время её непосредственного зажатия на станке. Это вид обусловлен перемещением установочных баз, которые ограничивают деталь в движении и перемещают её только по одной оси координат. Сдвиг установочной базы обусловлен неправильной настройкой приборов и креплений, осуществляющих зажим изделия. В результате, происходит деформация заготовленного материала.
- Погрешность установки: образуется во время окончательной закрепления заготовки в конструкции токарного станка. Она вычисляется путём суммирования величин погрешности базирования и погрешности заготовки. Главными причинами её возникновения является несоответствие форм поверхностей основных баз и обилие стружечных отходов, засоряющих обрабатываемую поверхность детали. Чтобы минимизировать отклонения изделия, необходимо соблюдать принципы совмещения и постоянства установочных баз.
Примерами расчётов погрешности базирования являются действия по определению величины отклонения на плоской поверхности, в отверстии (на палец) и на цилиндрической поверхности через призматические приборы. При фрезеровании изделия на плоской поверхности измерительная база равняется установочной базе. Различия практически отсутствуют, поэтому погрешность будет равняться нулю.
Базирование детали по отверстию используется для изготовления плит и комплектующих для различных корпусов. В этом случае изменения величины наклона изделия возникают при некачественном изготовлении материалов и при появлении лишних зазоров, что приводит к полному перекосу обрабатываемой конструкции. Если изделие обладает 2 отверстиями, то нужно выполнить установку на 2 пальца, 1 из которых должен обязательно быть ромбической формы. При отсутствии зазоров погрешность будет равняться нулю, потому что соблюдается принцип совмещения конструкторской и технологической баз, которые определяет эту величину во время ремонтных работ. В этом случае точные размеры заготовленной детали рассчитываются по формуле ε= б/2. Если же причиной отклонения детали стало наличие зазора, то для нахождения размерных характеристик нужно прибавить диаметр самого зазора ε= б/2 + ∆.
Чаще всего изделия, у которых присутствуют отверстия, закрепляются в трёхкулачковом патроне. Он позволяет отверстиям принимать правильную форму окружности.
После закрепления поверхность конструкции возвращается в первоначальное положение, а отверстие частично деформируется. Возникает погрешность базирования, заключающаяся в непрямолинейности зубьев ступенчатого вала станка. Самой распространённой причиной возникновения данного отклонения является непрочное закрепление вала станка. При установке оправки на передний центр патрона погрешности будут эквивалентны. При базировании деталей в цанговых патронах износы конструкции режущего инструмента перестают оказывать общее влияние на отклонение заготовки, потому что погрешность равна 0.
Для более высокой точности работы при сверлении заготовки изделие закрепляют на столе станка. Торец сверлильного инструмента должен располагаться перпендикулярно к оси закреплённой детали. В центральной части заготовки проделывают специальное углубление, чтобы задать сверлильному станку правильное направление и предотвратить его поломку. После подготовки инструментов можно начинать процесс сверления изделия. Сверло подносится к торцу детали и плавно проделывает неглубокое отверстие. Чтобы не допустить смещение сверла, нужно центровать деталь. Во время процесса сверления необходимо периодически вынимать сверло, чтобы очистить отверстие от грязи и металлических опилок. Для снижения трения между сверлом и отверстием применяют смазочно-охлаждающие жидкости, компаундированные масла и эмульсионные растворы. Они увеличивают скорость сверления и позволяют проделывать отверстие за меньший промежуток времени.
Большое распространение получила методика закрепления детали на призме – установочном элементе с 2 плоскостями в виде паза. Во время процесса базирования в призме отклонения появляются главным образом из-за формы самой заготовки. Чем точнее геометрическая форма, тем ниже значение отклонения заготовки. Цилиндрическая деталь располагается на призме перпендикулярно. Она должна всегда размещаться в призматической плоскости. Отклонение осуществляется из-за величины диаметра изделия и величины углов призмы. Оно рассчитывается посредством соотнесения размеров детали и призматических углов. Призмы применяются в самоцентрирующих аппаратах. При перемещении изделия призмы одновременно сдвигаются к центру оси, на которой находятся установочные базы.
Отдельным видом считаются систематические погрешности. Главными их отличиями являются постоянство и закономерность изменения отклонения.
Они происходят не только из-за физических особенностей базирования, но и личных качеств мастера (его наблюдательности и аккуратности при подготовке станка и измерении параметров заготовки). Систематическая погрешность делится на несколько подвидов:
- Погрешность метода: возникает при неграмотном применении теории метода, используемого во время измерения размеров детали, и при упрощениях формул, необходимых для проведения вычислений.
- Инструментальная погрешность: появляется при ложной установке измерительных приборов (их местоположение не соответствует характеристикам заготовки).
- Личные погрешности: проявляются при индивидуальных ошибках человека, заключающиеся в неточном подсчёте основных характеристик, написании асимметричных чертежей и поздней регистрацией важных сигналов.
Самыми частыми бывают постоянные систематические погрешности, которые образуются при неправильном базировании обрабатываемых предметов в самом начале отсчёта, применении неподходящих единиц измерения и применении неспециализированных вычислительных приборов. Они практически не оказывают влияние на результаты измерений, поэтому их очень трудно обнаружить математическим путём. Поэтому постоянные систематические погрешности рассчитываются посредством построения графика функции. На них указывается последовательность отклонений. Полученные результаты сравниваются с предельной величиной отклонения. Для проверки точности необходимо использовать манометр, определяющий величину поправок ограниченной точности. Поправки всегда должны быть эквивалентны погрешностям по величине, но противоположны по знаку.
Методики расчета погрешности базирования
Расчёт погрешности базирования выполняется по общему алгоритму:
- Определение положения измерительной базы, исходя из размерных характеристик детали. Измерительная база показывает относительное местоположение предмета и приспособлений для вычисления.
- Нахождение места размещения технологической базы заготовки. Она предоставляет данные о положении изделия во время процедуры обработки.
- В случае, когда технологическая и измерительная базы совмещаются, погрешность измерения равняется 0.
- Если базы имеют различия, то вычисления величины отклонения необходимо произвести геометрические расчёты отклонений заготовки. Из предельно допустимых значений нужно вычесть полученные результаты. Разность этих чисел будет являться искомой погрешностью. Общая формула выглядит следующим образом: [εб] = Т -∆ж.
Классификация базисов, включает в себя, помимо измерительной и технологической баз, огромное количество подвидов:
- вспомогательная база: определяет местоположение заготовки, прикреплённой к сборочной единице;
- направляющая база: при зажиме ограничивает деталь в движении, предоставляя ей 2 степени свободы (вдоль оси и вокруг другой координатной оси);
- опорная база: лишает изделие только 1 степени свободы – поворота вокруг оси координат;
- скрытая база: представляет собой виртуальную ось на воображаемой плоскости, применяется при измерении погрешности детали, установленной в трёхкулачковом патроне(под скрытой базой понимается ось патрона, вместе с которой при смещении диаметра передвигается ось заготовки);
- явная база: выступает полной противоположностью скрытой базы и является существующей осью, располагающейся на действительной координатной плоскости.
При отсутствии общего базиса и предельных значений мастер должен для правильного определения погрешности базирования найти исходную базу – часть измеряемой заготовки, которая сходится с обрабатываемой поверхностью по размеру. Если она не изменяется и не перемещается, то погрешность будет равна нулю.
Примером расчёта погрешности базирования может выступать задача по определению величины отклонения детали во время её фрезерования. Изначально необходимо составить эскиз изделия и на нём обозначить плоскость, являющуюся измерительной базой. Далее нужно определить количество степеней, ограничивающих перемещение. Отверстия детали совмещаются с цилиндрическими пальцами. Получившееся расстояние между отверстиями будет выступать технологической базой. Для нахождения отклонения нужно произвести совмещение этих баз и найти их разность. Важно, чтобы погрешность не оказалась меньше доступных величин отклонения.
Источник
Определение погрешности базирования валов при их установке в призме и при установке детали на два пальца (цилиндрический и ромбический) (Методические указания по выполнению лабораторной (практической) работы № 2)
СПб ГОУ СПО Политехнический колледж городского хозяйства
Методические указания по выполнению
лабораторной (практической) работы № ___2____
Определение погрешности базирования валов
при их установке в призме и при установке детали на два пальца (цилиндрический и ромбический).
По предмету _________«Технологическая оснастка»_____________________
Выполнил студент(ка)
Цель работы:
Приобретение студентами основных навыков работы в определении погрешностей базирования валов при их установке в призме и при установке детали на 2 пальца (цилиндрический и ромбический).
Задание №1 Определение погрешности базирования валов при их установке в призме.
Исходные данные:
· D — диаметр вала, мм
· L – длина вала, мм
· α – угол наклона призмы, ° град.
2. Обрабатываемая поверхность.
3. Измерительная база.
4. Поверхности заготовки, используемые в качестве установочных технологических баз (У.Т.Б)
Варианты к заданию №1.
Квалитет точности
Задание №2 Определение погрешности базирования при установке детали на 2 пальца (цилиндрический и ромбический)
Исходные данные:
1. Эскиз детали, установленной на 2 пальца (рис.1).
· D – диаметр отверстия детали, мм
· D1 – диаметр отверстия детали, мм
· L – межцентровое расстояние между отверстиями в детали, мм
Варианты к заданию №2.
Установку заготовок с базированием на отверстия производят на пальцы (рис.2) и оправки. Дополнительной базой служит торец заготовки, определяющий ее положение по длине, а также различные элементы (шпоночная канавка, радиальное отверстие и пр.), координирующие угловое положение заготовки.
Постоянные пальцы запрессовываются в корпус приспособления по посадке, а диаметры их установочных поверхностей выполняются по полям допуска f6… f9 или g6… g9 (от 9 до 6 квалитета) в зависимости от требуемой точности базирования (рис.3).
В практической работе диаметры установочных пальцев и квалитеты точности принять, самостоятельно учитывая вышесказанное.
Например:
Размеры установочных пальцев: Ø10; Ø25; Ø40; Ø27
Порядок проведения работы (план):
Задание №1 Определение погрешности базирования валов при их установке в призме.
- По заданному эскизу детали, рассчитать предельно допустимую нагрузку на призму по условиям контактной прочности.
- Выполнить 3 расчетные схемы базирования (в 1-ой проекции) для определения погрешности базирования валов при их установке в призме, на которой указать:
2.1. измерительные базы.
2.2. установочно-технологические базы (У.Т.Б)
Задание №2 Определение погрешности базирования при установке детали на 2 пальца (цилиндрический и ромбический)
- Выполнить эскиз и определить b хорду цилиндрического участка срезанного пальца.
- Выполнить эскиз и рассчитать увеличенный зазор между отверстием детали и срезанным пальцем при установке детали отверстиями на два пальца
- Выполнить эскиз и определить угол поворота α детали при установке отверстиями на два пальца относительно оси О1О2
Содержание отчета:
Задание №1 Определение погрешности базирования валов при их установке в призме.
- Расчет предельно допустимой нагрузки на призму по условиям контактной прочности.
Предельно допустимая нагрузка на призму по условиям контактной прочности определяется по формуле:
где b – длина контакта заготовки детали с призмой, мм.
D – диаметр заготовки детали, мм.
- Три расчетные схемы базирования для определения погрешности базирования валов при их установке в призме:
Верхняя образующая вала (линия),
связанная с обрабатываемой поверхностью размером h1
— расстояние между верхними точками предельных размеров валов.
Определим величины погрешностей базирования по формуле:
= D·, [мм], где D – допуск на размер вала (разность между наибольшим и наименьшим размером), мм;
где α — рабочие поверхности призмы.
Верхняя образующая вала (линия),
связанная с обрабатываемой поверхностью размером h1
— расстояние между нижними точками предельных диаметров.
Определим величины погрешностей базирования по формуле:
= D·, [мм], где D – допуск на размер вала (разность между наибольшим и наименьшим размером), мм;
где α — рабочие поверхности призмы.
Ось вала, связанная с обрабатываемой поверхностью размером h
— расстояние между их осями.
Определим величины погрешностей базирования по формуле:
= D·, [мм], где D – допуск на размер вала (разность между наибольшим и наименьшим размером), мм;
где α — рабочие поверхности призмы.
Задание №2 Определение погрешности базирования при установке детали
Источник
Погрешности базирования
В процессе обработки заготовки возникают отклонения действительных размеров от заданных чертежом. Эти отклонения называются погрешностью обработки. Эта погрешность складывается из первичных погрешностей, которые образуются из погрешностей установки заготовки, настройки станка и самой обработки
Погрешность установки заготовки eу возникает при установке заготовки непосредственно на станке или в приспособлении и складывается из погрешностей базирования eб и погрешности закрепления eз.
Погрешность закрепления e з возникает под действием сил зажима, за счёт контактных деформаций заготовки и упругих деформаций приспособления. При работе на предварительно настроенных станках режущий инструмент, а также упоры и копиры устанавливают на размер от установочных поверхностей приспособления до приложения нагрузки, поэтому деформация установочных поверхностей приводит к погрешностям закрепления. Погрешности закрепления определяют расчетным и опытным путем для каждого конкретного способа закрепления заготовок (значения их приводят в справочных таблицах).
Погрешностью базирования e б называется разность предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на размер инструмента. Она возникает в результате установки заготовки в приспособление по технологическим базам, не совпадающим с измерительными базами и определяется для конкретного размера при данной схеме установки. Поэтому величине e б в расчетах присваивают индекс соответствующего размера.
Для приближенного определения допустимой погрешности базирования можно пользоваться формулой
где d — допуск на размер;
D — погрешность размера, определяемая точностью обработки, заданной по чертежу.
Значения величины D для некоторых видов обработки приводятся в справочной литературе или в паспорте станка.
Действительная погрешность базирования должна быть всегда меньше допустимой:
Рассмотрим, как рассчитывают действительные погрешности базирования при установке а) на плоскость, б) по отверстию на палец и в) по наружной цилиндрической поверхности на призму.
Рисунок 1 — Определение погрешности базирования
На рис. 1. приведена схема базирования обрабатываемой заготовки при фрезеровании с установкой на плоскость.
На рис. 1а плоскость I является измерительной базой и используется как установочная база, поэтому погрешность базирования возникающая при фрезеровании размера А равна .
На рис. 1б измерительной базой является плоскость III, а плоскость I является установочной базой. В этом случае погрешность базирования неизбежна, так как при неизменном настроечном размере Н, размер В колеблется в пределах допуска на размер 50 ± 0,14. Следовательно, погрешность базирования будет определяться:
Чтобы исключить полученную погрешность базирования нужно изменить условия закрепления заготовки так, как это показано на рис.1в.
Рисунок 2 — Базирование заготовки по отверстию
Рассмотрим пример базирования обрабатываемой заготовки по отверстию (рис. 2). При установке обрабатываемых заготовок на оправку или палец возникают погрешности базирования из-за зазора.
На рис. 2 показана установка заготовки 3 базовым отверстием на палец 4 приспособления. При посадке без зазора (разжимной палец) погрешность базирования для размера С e б С = 0, т.к. конструкторская и технологическая база совмещены, а для размера А равна половине допуска на диаметр D заготовки т.е.
При наличии зазора (жесткий палец) погрешность базирования для этого же размера возрастает на величину диаметрального зазора D:
Рисунок 3 — Базирование заготовки на призму
Погрешности базирования при установке в призму являются функцией допуска на диаметр цилиндрической поверхности заготовки и зависят от погрешностей ее формы. Общий случай погрешности базирования можно представить из схемы установки, приведенной на рис. 3. Сплошной окружностью показана заготовка, выполненная по наибольшему предельному размеру, штриховой — по наименьшему размеру. При выдерживании размера H1 установочными базами служат образующие К (К1), а измерительной базой — образующая А (А1).
Расстояние между точками A’ и A1’ и есть погрешность базирования, отнесенная к размеру H1.
В конечном итоге —
Для общего случая:
Все необходимые формулы для определения погрешности базирования на призмы, для частных случаев, приведены в справочной литературе.
Выводы и рекомендации:
1. Черновая база всегда должна использоваться для обработки установочных баз. Черновыми установочными базами могут служить поверхности, относительно которых при первой операции обрабатываются чистовые базы.
2. В качестве черновых баз у заготовок, следует принимать поверхности с наименьшими припусками. Не следует принимать за черновые базы поверхности разъема, а также неровные поверхности со следами от прибылей, литников и другими дефектами.
3. Чистовые установочные базы следует выбирать так, чтобы они совпадали с конструкторскими — принцип совмещения баз. Это исключает погрешности базирования. Чистовые базовые поверхности должны иметь наибольшую точность формы и размеров и малую шероховатость.
4. Установочные базы должны обладать наибольшей устойчивостью при базировании и обеспечивать наименьшие деформации заготовки от зажатия и воздействия силы резания.
5. При выборе чистовых баз необходимо стремиться к тому, чтобы обработку поверхностей на всех операциях (установах) осуществлять с использованием одних и тех же установочных баз. Это требование называется принципом постоянства баз.
Источник