Похибка базування і закріплення заготовок

У процесі обробки заготовки виникають відхилення від геометричної форми і розмірів, заданих кресленням, які повинні знаходитися в межах допусків, що визначають найбільші допустимі значення похибок розмірів і форми заготовки або деталі. Остаточна, або сумарна, похибка складається з первинних похибок, які утворюються з похибок установки заготовки, настройки верстата і самої обробки.

Похибка установки заготовки εУ виникає при установці заготовки безпосередньо на верстаті або в пристосуванні і складається з похибок базування εБ і похибки закріплення εЗ. Похибка налаштування верстата? Н і похибка обробки ΔОБ виникають при установці ріжучого інструменту на розмір або при установці упорів і копірів, а також безпосередньо в процесі обробки. Два останні види похибок розглянуті і тому тут наведено як складові остаточної похибки, що характеризують умови забезпечення заданої точності того чи іншого розміру оброблюваних заготовок.

Похибка установки εУ як сумарна похибка базування н закріплення оброблюваної заготовки в ряді випадків значно впливає на точність розмірів і взаємного положення поверхонь деталі. Похибки εУ виникають в результаті таких причин, як неточності форми базових поверхонь, потрапляння стружки і т. П.

Похибка базування εБ виникає в результаті базування заготовки в пристосуванні за технологічними баз, не пов'язаним з вимірювальними базами. При базуванні по конструкторської основній базі, що є і технологічною базою, похибка базування не виникає. Похибки базування можна визначати розрахунком геометричних зв'язків прийнятої схеми базування. Похибки εБ виникають і при затиску під дією сил затиску, контактних деформацій заготовки і пружних деформацій пристосування.

Похибка закріплення εЗ утворюється з похибок, що виникають до додатка сили затискання та при затиску. При роботі на попередньо налаштованих верстатах різальний інструмент, а також упори і копіри встановлюють на розмір від настановних поверхонь пристосування до додатка навантаження, тому зрушення настановних баз призводить до погрішностей закріплення. Похибки закріплення визначають розрахунковим і дослідним шляхом для кожного конкретного способу закріплення заготовок (значення їх приводять в довідкових таблицях).

Для наближеного визначення допустимої похибки базування можна користуватися формулою:

де δ - допуск на розмір; Δ - похибка розміру; приблизні значення величини Δ.

Дійсна похибка базування повинна бути завжди менше допустимої:

Розглянемо, як розраховують дійсні похибки базування при установці:

• на площину;
• по зовнішній циліндричній поверхні на призму;
• по отвору на палець.

На рис. 32 приведена схема базування оброблюваної заготовки при фрезеруванні з установкою на площину. На рис. 32, α площину I є вимірювальною базою і використовується як установча база, тому похибка базування не входить в сумарну похибку, що виникає при фрезеруванні в розмір 30 ± 0,15 мм.

На рис. 32, б вимірювальної базою є площина III, а площину I є настановної базою. В цьому випадку похибка базування неминуча, тому що при незмінному настроювальному розмірі Н розмір оброблюваної поверхні II коливається в межах допуску на розмір 50 мм, отриманий при обробці на попередній операції. Отже, похибка базування відповідатиме допуску на цей розмір або εБ = 0,28 мм.

Таким чином, при фрезеруванні розміру 20 ± 0,15 мм на похибка настройки і обробки залишається 0,3-0,28 = 0,02 мм, що є недостатнім, тому необхідно або виключити погрішність базування, або провести перерахунок допусків, встановлених кресленням. Так як збільшити допуск на розмір 20 мм без спеціального дозволу не можна, то для зменшення похибок базування слід зменшити допуск на розмір 50 мм (δ50), прінявδ50 = δ20 -Δ (де для розміру 20 мм Δ = 0,1 мм).

Тоді δ50 = 0,3-0,1 = 0,2 мм, т. Е. Розмір 50 мм слід вказати з допуском ± 0,1 мм. На рис. 32, в вимірювальна і установча бази поєднуються, тому похибка базування розміру 20 мм відсутній. На рис. 33 наведені схеми установки Рис. 34 вала діаметром D в призмі при фрезеруванні паза, розмір якого заданий від різних конструкторських баз. На рис. 33, α размерh1 пов'язаний з верхньою твірною вала. На рис. 33, б розмір h2 визначається від нижньої твірної вала, а на рис. 33, в розмір h3 визначається від осі вала. У всіх випадках похибка базування неминуча і залежить від допуску δD на діаметр вала і кута призми α.

Для розрахунку похибок базування припустимо, що на призмі встановлений вал з найбільшим граничним діаметром DMAX і найменшим граничним діаметром DMIN (рис. 34); тоді величини Δh1. Δh2. Δh3будут характеризувати похибки базування для кожної схеми:

Позначивши в правій частині кожного рівняння вирази, які містять δD. відповідно коефіцієнтами k1. k2 і k3. отримаємо:

Залежно від кута α призми коефіцієнти k1. k2 і k3 мають таке значення:

Наприклад, при вугіллі призми 90 ° похибки базування складають:

Розглянемо приклад базування оброблюваної заготовки по отвору. При установці оброблюваних заготовок на оправлення або палець виникають похибки базування через зазору. При установці оброблюваних заготовок на оправлення або палець з натягом похибка базування в радіальному напрямку відсутній.

На рис. 35 приведена схема установки на жорстку оправлення заготовки для обробки зовнішніх поверхонь. Конструкторської базою є вісь отвору заготовки, а настановної - циліндрична поверхня отвору деталі і торець.

Конструкторська база (вісь отвору) при наявності зазору може зміщуватися щодо осі оправлення на розмір ексцентриситету, рівний половині зазору. В результаті розбіжності конструкторської і настановної баз виникає биття зовнішньої поверхні щодо внутрішньої, що є похибкою базування. Розмір биття, або похибка базування, дорівнює подвоєному розміру ексцентриситету. тоді:

де εD2. εD1 - биття за діаметрами D1 і D2 ступенів заготовки; sMAX. sMIN -Максимальний і мінімальний зазори; δA. δB допуск відповідно на діаметр отвору і оправки.

Похибки базування при отриманні лінійних розмірів α і b складуть:

так як установочні і вимірювальні бази для розміру α поєдналися, а для розміру b несумісний.

Похибки, що виникають при установці заготовок, впливають на точність взаємного розташування поверхонь, а так як кожна готова деталь має комплект чорнових і оброблених поверхонь, то для взаємної ув'язки цих двох комплектів поверхонь необхідно строго виконувати основні положення вибору баз. Основною передумовою ув'язки комплектів чорнових і оброблених поверхонь є умова вибору чорновий настановної бази. Такими базами можуть служити поверхню або сукупність поверхонь, щодо яких при першій операції обробляють поверхні, які використовуються при подальших операціях в якості базирующих. Таким чином, чорнова база завжди повинна використовуватися для обробки настановних баз.

Як чорнових баз у заготовок, що обробляються по всіх поверхнях, слід приймати поверхні з найменшими припусками. Не слід приймати за чорнові бази поверхні роз'єму, а також нерівні поверхні зі слідами від прибутків, літників і іншими дефектами.

Чистові бази слід вибирати так, щоб чистові установчі бази були конструкторськими. Це виключає похибки базування. Чистові бази повинні мати найбільшу точність форми і розмірів і малу шорсткість поверхні; цій вимозі задовольняють основні і допоміжні бази заготовки, які, як правило, і використовують в якості настановних. Установчі бази повинні володіти найбільшою стійкістю при базуванні і забезпечувати найменші деформації заготовки від затиснення і впливу сили різання. При виборі чистових баз необхідно прагнути до того, щоб обробку поверхонь на всіх операціях (установках) здійснювати з використанням одних і тих же настановних баз. Ця вимога називається принципом сталості баз.

Поділитися посиланням: