Влияние приспособлений на погрешность получаемых размеров

При проектировании технологического процесса обработки деталей очень важным этапом является выбор технологических баз. При выборе технологических баз технолог попадает в ситуацию, когда необходимо сделать выбор базы из нескольких поверхностей, по каждому координатному направлению.

Например, необходимо выбрать базу в направлении оси Z при обработке уступа детали в размер К^+ТА.(рис.2.2)

Рисунок 2.2 – Фрезерование уступа

Технолог имеет два варианта выбора базы – либо в качестве установочной базы использовать плоскость С, либо плоскость Б. Рассмотрим первый вариант (рис. 2.3) – технологическая база плоскость С.

Рисунок 2.3 – первый вариант базирования заготовки при фрезеровании уступа

Обращаем внимание, что конструктор закоординировал обрабатываемую поверхность размером К от плоскости Б, т.е. конструкторской размерной базой (КРБ) является плоскость Б.

В первом варианте технологическая база (ТБ) не совпадает с конструкторской размерной базой (КРБ). Воспользовавшись теорией размерных цепей (РЦ) построим РЦ с исходным звеном Ао=К и решив ее, определим ожидаемую погрешность замыкающего звена Ао. Мы получили трехзвенную РЦ. Звено А₁ – расстояние от обрабатываемой поверхности до ТБ, его погрешность связана с обработкой на станке и называется технологическим размером, а погрешность – погрешностью технологического размера .

По теории РЦ погрешность замыкающего звена Ао будет равна

(2.1)

где: ωА₁ – погрешность технологического размера;

ωА₂ – погрешность заготовки (ωН=ТН) или погрешность предыдущей обработки.

(2.2)

Рассмотрим второй вариант (рис. 2.4), где в качестве ТБ используем поверхность Б или КРБ.

Рисунок 2.4 – второй вариант базирования заготовки при фрезеровании уступа

Во втором варианте технологическая база (ТБ) совмещена с конструкторской размерной базой(КРБ) и погрешность размера К будет равна погрешности технологического размера

ωК= ω_тр. (2.3)

Из рассмотренных вариантов видно, что во втором варианте погрешность размера К равна только погрешности технологического размера, а в первом варианте сумме погрешностей технологического размера и погрешности заготовки(предыдущей обработки). На основании рассмотренных вариантов можно сделать вывод или сформулировать принцип совмещения баз - наибольшая точность размеров получается в том случае, если ТБ будет совмещена с КРБ.

В случае несовмещения ТБ и КРБ на точность получаемых размеров оказывает влияние погрешность заготовки (предшествующей обработки), которую будем называть в дальнейшем погрешностью «выбора баз» - ω_В.Б.

Рассмотрим структуру погрешности технологического размера. Обработка деталей на станках происходит в три этапа:

- установка заготовок в приспособление;

- статическая настройка технологической системы(ТС) – это установка рабочих кромок инструмента в необходимое положение относительно установочных элементов приспособления без рабочих нагрузок (в статическом состоянии) и фиксация этого положения;

- динамическая настройка ТС, т.е. процесс обработки заготовки.

На этапе установки образуется размер установки, относительный поворот установки – расстояние или относительный поворот технологической базы относительно установочного элемента приспособления. Размер и относительный поворот установки имеют погрешность, которая и является погрешностью установки ω_у. На этапе статической настройки образуется размер и относительный поворот статической настройки – это расстояние или относительный поворот режущих кромок инструмента относительно установочных элементов приспособления. Размер и относительный поворот настройки имеют погрешность, которая является погрешностью статической настройки ω_С.Н.

На этапе динамической настройки появляется размер и относительный поворот динамической настройки – это расстояние или относительный поворот режущих кромок инструмента в рабочем состоянии относительно того положения, которое было достигнуто в процессе статической настройки. Этот размер и относительный поворот имеют погрешность, которая является погрешностью динамической настройки ω_Д.Н.

Размер, относительный поворот и погрешности обрабатываемой детали будет являться суммой погрешностей установки ω_У, статической настройки ω_С.Н. и динамической настройки ω_Д.Н.

А_д = Ау+А_С.Н.+А_Д.Н. (2.4)

(2.5)

ω_д(т.р)= ω_у+ω_с.н.+ω_д.н. (2.6)

Приспособление оказывает существенное влияние на все составляющие погрешности технологического размера ω_т.р.

Установка заготовок состоит из двух процессов – процесса базирования и закрепления, соответственно и погрешность установки слагается из погрешности базирования ω_б и погрешности закрепления ω_з.

ω_у = ω_б + ω_з (2.7)

Погрешность базирования – это отклонение фактического положения детали от требуемого базированием.