Установка заготовок по двум отверстиям и плоскости

Установка по двум отверстиям и плоскости, перпендикулярной осям отверстий, используется очень широко при обработке деталей малых и средних размеров типа корпусов, плит и др. Базирование приспособлений – спутников на позициях автоматических линий осуществляется по этой схеме. Теоретическая схема базирования дана на рисунке 2.22 – теоретическая схема базирования по плоскости и двум отверстиям. На плоскости расположены три опорные точки (1, 2, 3) она является установочной базой.

Рисунок 2.22 - Теоретическая схема базирования по плоскости и двум отверстиям.

В качестве направляющей базы могут использоваться либо ось двух цилиндрических поверхностей (точки 4,5) либо образующие этих отверстий (точки 4¹, 5¹). В качестве опорной базы используют либо ось одного из отверстий (точка 6) либо образующую этого отверстия (точка 6¹). Таким образом, в качестве двойной опорной базы (рисунок 2.22) используется либо ось отверстия, либо образующая этого отверстия.

Для реализации плоскости в качестве установочной базы применяют опорные пластины. Для реализации оси отверстия в качестве базы применяют: разжимные (самоцентрирующие) пальцы, пальцы под запрессовку или конусные подпружиненные (выдвижные) пальцы. Наиболее часто, для упрощения конструкции установочных элементов, применяют установку на два цилиндрических пальца с зазором, или на один цилиндрический и один срезанный пальцы.

Такая схема базирования часто используется на практике и обеспечивается следующими ее достоинствами:

1 – лишая заготовку всех шести степеней свободы, она обеспечивает свободный доступ инструментов для обработки заготовки со всех сторон;

2 – позволяет реализовывать принцип единства баз и тем самым получать размеры и относительные повороты поверхностей детали координатным методом;

3 – позволяет достаточно просто фиксировать заготовки и приспособления – спутники на поточных и автоматических линиях.

При проектировании приспособлений с двумя пальцами перед конструктором всегда стоит задача определения диаметров пальцев, допусков на их изготовление и износ, допуска на межцентровое расстояние пальцев. Исходными условиями, которыми должен руководствоваться конструктор при решении этой задачи, являются: обеспечение установки на два пальца любой заготовки с межцентровым расстоянием и диаметром отверстий в пределах заданного допуска, обеспечение требуемой точности получаемых на операции размеров и взаимного положения поверхностей.

Диаметр одного из пальцев обычно задают равным номинальному размеру диаметра базового отверстия, а допуск назначают по f 6 , f 7 , ℓ 9 в зависимости от точности отверстия. Диаметр второго пальца определяют исходя из первого условия.

Условия, при котором возможна установка заготовок на два цилиндрических пальца.

На рисунке 2.23 а - схемы установки заготовок на два пальца, показано положение базовых отверстий 1 и 2 и пальцев 3 и 4 при номинальном размере межцентрового расстояния между ними L. Для вывода условия установки рассмотрим наихудший случай (рисунок 2.23 – схемы установки заготовок на два пальца), когда межцентровое расстояние отверстий выполнено по наибольшему предельному размеру , межцентровое расстояние пальцев приспособления – по наименьшему , а зазоры в сопряжениях отверстий с пальцами выполнены минимальными - S_1min и S_2min При таком положении ось каждого пальца сместится к середине межцентрового расстояния на величину , а ось каждого отверстия сместится от середины на величину от номинального положения, осей О₁ и О₂. Следовательно, расстояния О₁′О₁′′ и О₂′О₂′′; равны . На рисунке 2.23 б - схемы установки заготовок на два пальца, видно, что оси отверстий, относительно осей пальцев могут сместиться на величину и . Поэтому можно записать

(2.43)

Отсюда можно определить условие установки заготовки на два цилиндрических пальца

S_1min + S_2min ≥ Т_Lo+T_Lп (2.44)

Рисунок 2.23 - Схемы установки заготовок на два пальца

Это условие читается так – установка на два цилиндрических пальца возможна при условии, что сумма минимальных зазоров в соединениях первого и второго пальцев должна быть больше или равна сумме допусков на межцентровое расстояние между пальцами и базовыми отверстиями.

Это очень жесткие условия, т.к. допуски на межцентровые расстояния пальцев и отверстий значительно шире допусков на их диаметры, даже при равных квалитетах точности.

Чтобы выдержать данное условие установки заготовок на два цилиндрических пальца, диаметр второго пальца приходится значительно уменьшать.

Следовательно, чтобы сохранить возможность установки на два цилиндрических пальца, необходимо увеличить минимальные зазоры в сопряжениях пальцев и отверстий, а это чаще всего приводит к недопустимому снижению точности установки. Значительно повысить эту точность, при сохранении возможности гарантированной установки любой детали из партии с межцентровым расстоянием базовых отверстий в пределах заданного допуска, удается, если второй палец будет срезанным, а не цилиндрическим.

Рисунок 2.24 - Схема расчета условия установки на срезанный и цилиндрический пальцы

Схема установки заготовок на один цилиндрический и один срезанный палец показана на рисунке 2.24. Как видно, срез пальца увеличивает зазор х в направлении общей оси двух базовых отверстий О₁О₂, что позволяет установить заготовки с более широким допуском. Конструктивные элементы срезанных пальцев (кроме исполнительного диаметра) должны быть выполнены по ГОСТ 12210-66. Поэтому при расчете диаметра срезанного пальца следует выбирать стандартную величину цилиндрической ленточки b. Условие установки можно записать аналогично формуле, заменив S_2min на х:

(2.45)

Величину х определим, рассмотрев два треугольника О₂АВ и О₂АС, которые имеют общий катет О₂А. Этот катет определяем из каждого треугольника

О₂А² = ОВ² – АВ²

О₂А² = ОС² – АС²

ОВ² – АВ² = ОС² – АС² ; учитывая, что О₂В = ; АВ = ;

ОС = ; АС = получим:

;

Произведя сокращения и пренебрегая величинами , как величинами бесконечно малыми, получим Х = . Тогда условие (3.28) можно записать . Это и есть условие, при котором возможно установить заготовку на цилиндрический и срезанный пальцы.

При установке заготовки на плоскость и два отверстия возникают погрешности конструкторских размеров.

Рассмотрим пример установки заготовки на плоскость и два пальца (рис. 2.25), в детали обрабатывается отверстие и фрезеруется паз. Положение отверстия задается размерами А и В, либо В и С, при фрезеровании плоскости необходимо обеспечить В.

Рисунок 2.25 - Пример расчета установки

В связи с тем, что деталь на пальцы устанавливается с зазором, оси координат детали и приспособления не совпадают. Для определения погрешностей размеров А, В. С и относительного поворота b строим размерные цепи А,В,С и b с исходными звеньями Ао, Во, Со и bо.

Погрешности размеров

ωАо = ωА₁+ ωА₂

ωВо = ωВ₁ + ωВ₂

ωСо = ωС₁ + ωС₂ + ωС₃

ωbo = ωb₁ + ωb₂

Погрешность размеров А₁ В₁ С₁ и b₁ – это погрешности статической настройки ТС, погрешности размеров А₂ В₂ С₂ и b₂ – погрешности установки

ωА₂ = ωВ₂ = ωС₂ = Smax = (Smin+ Tdo + Tdп),

где:Тdо – допуск на изготовление базовых отверстий;

Тdп – допуск на изготовление установочного элемента (пальца):

ωb₂ – максимальный перекос детали на пальце ;

ωС₃ – является погрешностью «выбора баз» - допуск на межцентровое расстояние отверстий детали Т_Lo (конструкторская размерная база – ось правого отверстия, а технологическая база – левое отверстие).