--PAGE_BREAK--Требуемая точность обработки обеспечивается определенным положением заготовки относительно режущего инструмента. Положение заготовки при обработке, как и любого твердого тела в пространстве, характеризуется шестью степенями свободы, определяющими возможность перемещения и поворота заготовки относительно трех координатных осей. При полном ориентировании заготовка лишается всех степеней свободы; при неполном — числа степеней свободы меньше шести.
В зависимости от условий обработки осуществляют полную или частичную ориентацию заготовки в пространстве относительно режущего инструмента. В первом случае заготовке придают точное положение в приспособлении, во втором — точная установка в определенных направлениях не требуется, допускается произвольное положение (поворот) заготовки относительно какой-либо координатной оси (например, установка кольца в кулачки патрона при токарной обработке).
Установку заготовок выполняют, осуществляя плотный контакт базовых поверхностей с установочными элементами приспособления, жестко закрепленными в корпусе. Это обеспечивается приложением к заготовке соответствующих сил закрепления. Для полной ориентации заготовки число и расположение опор должно быть таким, чтобы при соблюдении условия неотрывности баз от опор (т.е. при сохранении плотного и неподвижного контакта между ними) заготовка не могла сдвигаться и поворачиваться относительно координатных осей. При выполнении условия неотрывности заготовка лишается всех степеней свободы.
Число опор (точек), на которые устанавливается заготовка, не должно быть больше шести (правило шести точек). Для обеспечения устойчивого положения заготовки в приспособлении расстояние между опорами следует выбирать, возможно большим; при установке заготовки на опоры не должен возникать опрокидывающий момент. С увеличением расстояния между опорами уменьшается влияние погрешностей формы базовых поверхностей на положение заготовки в приспособлении.
2 Расчетно-конструкторский раздел
2.1 Расчет приспособления на точность обработки
2.1.1 Расчет погрешности установки
Погрешность установки eyесть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при установке в СП от требуемого. eувозникает вследствие несовмещения измерительных и технологических баз, неоднородности качества поверхностей заготовок, неточности изготовления и износа опор СП, нестабильности сил закрепления и др. eувычисляют по погрешностям: базирования eб, закрепления eзи положения eпр; eбявляется случайной погрешностью; eзсодержит как случайные составляющие погрешности, объединяемые в основную eз.о, так и закономерно изменяющуюся систематическую погрешность eз.и, связанную с изменением формы поверхности контакта установочного элемента в результате его износа; eпрвключает закономерно изменяющуюся систематическую погрешность eи, определяемую прогрессирующим изнашиванием установочных элементов, а также постоянные систематические погрешности eу.с, определяемые погрешностями изготовления и сборки опор СП, и eс, определяемые погрешностями установки и фиксации СП на станке.
В общем случае
(1)
Если постоянные систематические погрешности eу.си eсможно полностью устранить соответствующей настройкой станка, то
Если погрешности eии eз.и, зависящие от износа установочных элементов, можно регулярно компенсировать поднастройкой инструмента, то
. (2)
По таблице 3 находим погрешность установки для опор с головкой или опорных пластин:
Таблица 3 Погрешности установки εузаготовок плоской поверхностью (на штыри и пластины), мкм
заготовка
штыри
пластины
Наибольший размер заготовки по нормали к обработанной поверхности, мм
6-10
10-18
18-30
30-50
50-80
80-120
6-10
10-18
18-30
30-50
50-80
80-120
с шлифованной базой
литая под давлением; с базой, полученной чистовым или тонким фрезерованием или строганием
литая по выплавляемым моделям или в оболочковую форму; с базой, получаемой черновым фрезерованием или строганием
литая в металлическую форму
литая в песчаную форму машинной формовки по металлическим моделям; штампованная, горячекатанная
Примечание. в числителе для – СП с немеханизированными винтовым и эксцентриковым зажимным механизмами, в знаменателе – для СП с пневматическим приводом.
2.1.2 Расчет погрешности базирования
Погрешность базирования eб– есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого. Определяется, как предельное поле рассеяния расстояний между технологической и измерительной базами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно eбможно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния. Величина eбзависит от принятой схемы базирования и точности выполнения баз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз). Значения eбопределяют соответствующими геометрическими расчетами или анализом размерных цепей, что в некоторых случаях обеспечивает более простое решение задачи.
В общем случае погрешность базирования следует определять исходя из пространственной схемы расположения заготовки. Однако для упрощения расчетов обычно ограничиваются рассмотрением смещений только в одной плоскости (плоская схема расчета; см. таблицу 8).
Погрешность закрепления eб= 0,если:
1) совмещены технологическая и измерительная базы, к чему всегда следует стремиться при проектировании СП;
2) размер получен мерным инструментом (например, ширина прямоугольного паза при фрезеровании трёхсторонней дисковой или концевой фрезой за один проход и т. п.);
3) направление выдерживаемого размера перпендикулярно направлению размера, характеризующего расстояние между технологической и измерительной базами.
По таблице находим формулу по которой вычисляется погрешность базирования:
2.1.3
Расчет погрешности закрепления
Погрешность закрепления eз– это разность между наибольшей и наименьшей величинами проекций смещения измерительной базы на направление выполняемого размера в результате приложения к заготовке силы закрепления (рисунок 2). В основном возникает в связи с изменением контактных перемещений в стыке “заготовка – опоры приспособления”.
Деформациями жестких заготовок и корпуса приспособления под действием сил закрепления обычно пренебрегают.
Контактные перемещения Yв стыке заготовка – опоры приспособления вычисляют по формулам, приведенным в таблице 9.
На погрешность закрепления eзнаибольшее влияние оказывают следующие факторы: непостоянство силы закрепления, неоднородности базы заготовок, износ опор. Формулы для расчета погрешности закрепления eз, как функции наиболее значимых факторов приведены в таблице 11.
Таблица 9 Формулы для расчета контактных перемещений Y, мкм, встыке заготовка – опора СП
Тип опоры
Перемещение Y
Опора с головкой:
сферической
(ГОСТ 13441-68*)
насеченной
(ГОСТ 13442-68*)
плоской
(ГОСТ 13440-68*)
и пластины опорные
(ГОСТ 4743-68*)
призма с углом 2α
8,2(θτQτ/rп)1/3+0,46Rmax{Q1/3/[3,3πНВ(θrи)2/3]}1/3
0,46Рmax{Ql2/[πD2(bl+2и)2НВ]}1/3
(4+Rmaxз)[100Q/(АС´σтbΣ)]1/(2+Vа)+0,13(WзθQ/А)2/3
1/sinα{[Cм/(10Ки)]q+1,15СВ/-(q/d)0,2+
1,07Сm/-}
Примечания: 1. Q – сила, действующая по нормали на опору, Н.
2. q – суммарная линейная нагрузка, действующая по нормали к рабочим поверхностям призмы, Н/см.
3. индексы з и о означают, что рассматриваемые параметры относятся к заготовке и к опоре соответственно.
4. Ео; Ез; μо; μз – соответственно модули упругости, ГПа, и коэффициенты Пуассона материала и заготовки.
5. упругая постоянная материалов контактирующих заготовки и опоры (1/ГПа)
θ = (1-)/Ео+(1-)/Ез.
6. НВ — твердость материала заготовки по Бринеллю.
7. С´ — безразмерный коэффициент стеснения, характеризующий степень упрочнения поверхностных слоев обработанных без заготовки (см. табл. 12).
8. d – диаметр цилиндрической базы заготовки, мм.
9. ITd – допуск на диаметр d, мм.
10. σт – предел текучести материала заготовки, МПа.
11. А- номинальная площадь опоры, мм2.
12. радиус изношенной сферической опоры, мм, rи = r2/(r-8и), где r – радиус неизношенной сферической опоры (ГОСТ 13441-68*), мм.
13. и – линейный износ опоры (призмы), мм.
14. 2α° — угол призмы.
15. Rmax – наибольшая высота неровности профиля, мкм (см. табл. 12).
16. Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам, мкм.
17. Ra – среднеарифметическое отклонение профиля, мкм.
18. для практических расчетов принимается Rmax≈ 1,25 Rz ≈ 6 Ra, мкм.
19. ν и b – безразмерные параметры опорной кривой, (см. табл. 11, 12).
20. W и RВ – соответственно высота и длина волны поверхности, мкм (указанные параметры характерны для волнистости поверхности, см. табл. 11, 12).
21. безразмерный приведенный параметр, кривой опорной поверхности характеризующий условия контакта базы заготовки с опорой
bΣ = 0, 24 (0,4-0,1νз)bз (4- Rmaxз)2+νа/
22. безразмерный коэффициент, учитывающий влияние износа призм
где Rи – радиус изношенной поверхности призмы, мм; если обрабатываемая поверхность заготовки расположена с одной стороны призмы, то ; если обрабатываемая поверхность расположена с двух сторон от призмы, то .
23. См, СВ, СШ – безразмерные расчетные коэффициенты (см. табл. 10)
24. при проектном расчете опор, не бывших в эксплуатации, принимают rи = r, и = 0, Ки = 1.
25. перемещения Y рассчитываются по средним значениям входящих параметров.
продолжение
--PAGE_BREAK--