Похибка установки. Правила вибору чорнових і чистових технологічних баз
При обробці партії заготовок на заздалегідь налагодженому верстаті на етапі установки заготовки на верстаті може виникнути похибка установки, яка спричинюється похибками базування, закріплення і пристрою.
Похибка базування(Δεб) – відхилення фактичного положення заготовки при базуванні від заданого [14]. Виникає при обробці партії заготовок на заздалегідь налагодженому верстаті внаслідок неспівпадання вимірної і технологічної бази і визначається як поле розсіювання розміру, що з’єднує вимірну і технологічні бази.
Рисунок 4.8 - Визначення похибки базування
Приклад 1. Конструктором задано розміри деталі A, B, C. Визначити похибки базування для розмірів А і В, які отримуються при фрезеруванні площини (рис.4.8).
Визначаємо технологічні і вимірні бази і складаємо технологічні розмірні ланцюги, в яких розміри A і B будуть замикаючими (оскільки отримуються останніми).
Якщо не враховувати інші похибки обробки (розсіювання технологічних розмірів ΔL1, ΔL2 рівне нулю), то розсіювання замикаючої ланки A першого розмірного ланцюга:
ΔА=ТC+ΔL1=0,3+0=0,3 мм.
Отже, похибка базування дорівнює розсіюванню розміру, що з’єднує вимірну і технологічні бази (C):
ΔεбА=ΔА=ТC>TA.
Висновок: точність розміру A при даній схемі базування не може бути досягнута.
Розсіювання замикаючої ланки B другого розмірного ланцюга:
ΔB=ΔL2=0,
ΔεбB=ΔB<TB.
Висновок: якщо сума похибки базування і інших похибок обробки не перевищуватиме TB, то точність розміру B може бути досягнута.
Приклад 2. Конструктором по-різному може бути заданий розмір, який визначає положення лиски на валику (рис.4.9). Визначити похибку базування при базуванні заготовки в призмі для кожного варіанта задання конструкторського розміру (H1, H2, H3). Діаметр валика D, технологічний розмір Lн, кут призми a.
Рисунок 4.9 – Визначення похибки базування при базуванні заготовки в призмі
Для розміру H1 вимірною базою буде точка A. Технологічною базою є точка C. Отже похибка базування рівна полю розсіювання розміру AC:
.
Для розміру H2 вимірною базою буде точка O. Отже похибка базування рівна полю розсіювання розміру OC:
.
Для розміру H3 вимірною базою буде точка B. Отже похибка базування рівна полю розсіювання розміру BC:
.
Як видно, найменша похибка базування для розміру H3. Похибку базування можна зменшити збільшуючи кут призми a. Якщо a=180° (базування на площину), похибка базування для H3 буде рівна нулеві.
Приклад 3. Визначити похибку базування для розміру D при базуванні заготовки по циліндричному отвору (рис.4.10).
Рисунок 4.10 – Визначення похибки базування при базуванні заготовки по циліндричному отвору
DR=De+DLн=De+0=emax=Dmax/2=(Dmin+Tопр+Tотв)/2,
DeбD=2DR=Dmax=Dmin+Tопр+Tотв,
де e – зміщення осей оправки і отвору, Dmin, Dmax – мінімальний і максимальний зазори між оправкою і отвором, Tопр, Tотв – допуски на розмір оправки і отвору.
Приклад 4. Визначити похибку базування для розміру A при базуванні заготовки по конічному отвору (рис.4.11).
Рисунок 4.11 – Визначення похибки базування при базуванні заготовки по конічному отвору
Розмір, що з’єднує вимірну і технологічну бази:
,
,
де k=(D-d)/a – конусність отвору.
Принцип суміщення (єдності) баз– з метою уникнення похибки базування (рівності її нулю) за технологічні бази вибирають вимірні і конструкторські бази.
Принцип постійності баз– з метою зменшення похибки взаємного розташування поверхонь, які обробляють від різних технологічних баз, намагаються використати одну і ту саму технологічну базу для обробки різних поверхонь.
а б
Рисунок 4.12 – Дотримування (а) і не дотримування (б) принципу постійності баз
Приклад (рис.4.12).
Варіант 1. Обробка обох поверхонь від однієї технологічної налагоджувальної бази (технологічні розміри L1 і L2).
DA=DL1+DL2.
Варіант 2. Обробка однієї поверхні від технологічної налагоджувальної бази 1 (технологічний розмір L1) і іншої від технологічної налагоджувальної бази 2 (технологічний розмір L2).
DA=DB+DL1+DL2.
Правила вибору чорнових технологічних баз:
1 Якщо деталь не обробляють з усіх сторін, то за чорнові бази вибирають поверхні, які в подальшому не обробляють і не використовують.
Рисунок 4.13 – Вибір чорнових баз:
варіант 1 – не правильно, варіант 2 - правильно
Приклад (рис.4.13).
Варіант 1.
Етап 1:
DX=DAз+DLн1.
Етап 2:
DA=DX+DLн2=DAз+DLн1+DLн2,
DB=DLн2.
Варіант 2.
Етап 1:
DA=DLн1.
Етап 2:
DB=DLн2.
Отже кращим варіантом є другий, де за чорнову базу вибирають необроблювану поверхню.
2 Якщо деталь обробляють з усіх сторін, то за чорнові бази вибирають поверхні, які мають найменші припуски на обробку.
Рисунок 4.14 – Вибір чорнових баз:
варіант 1 – не правильно, варіант 2 - правильно
Приклад (рис.4.14). Необхідно вибрати чорнову базу для першої операції.
Варіант 1. Якщо за чорнову базу вибирається зовнішня поверхня з великим припуском, то при розточуванні отвору можлива поява необробленої поверхні.
Варіант 2. Якщо за чорнову базу вибирається внутрішня поверхня з малим припуском, то проблем не виникає.
3 За чорнові бази слід вибирати поверхні рівні і чисті, які найбільш точно отримуються при виготовленні заготовки.
4 Повторна установка на чорнові бази небажана.
Рисунок 4.15 – Обробка з одного установа (варіант 1), повторна установка на чорнову базу (варіант 2)
Приклад (рис.4.15). Чорнова база умовно показана як дуже нерівна поверхня.
Варіант 1.
а) Обробка з одного установа двома фрезами окремо.
DA=DLн1+DLн2.
б) Обробка одночасно набором фрез. Похибку від неточності виготовлення фрез не враховуємо. В цьому випадку похибка установки для розміру А відсутня.
DA=0.
Варіант 2.
Обробка на двох установах. Відбувається повторна установка на чорнову базу. Нерівність чорнової бази призводить до появи похибки ∆. В цьому випадку на точність розміру А впливає похибка установки.
DA=DLн1+DLн2+D.
Правила вибору чистових технологічних баз:
1 За чистові бази слід вибирати основні конструкторські бази.
2 Слід дотримуватися принципу суміщення баз.
3 Слід дотримуватися принципу постійності баз.
4 За чистові бази вибирають поверхні, які найменше деформуються під дією сил затиску і обробки.
5 При виборі чистових баз слід враховувати: зручність установки заготовки, вільний доступ до найбільшої кількості оброблюваних поверхонь, простоту пристрою.
Похибка закріплення(Δεз) виникає при обробці партії заготовок на заздалегідь налагодженому верстаті внаслідок деформації заготовки силами затиску і залежить від:
1 Жорсткості заготовки.
2 Твердості і шорсткості поверхонь заготовки і опорних поверхонь пристрою.
3 Непостійності сили закріплення.
Визначають похибку закріплення як поле розсіювання положень вимірної бази (рис.4.16).
Рисунок 4.16 – Визначення похибки закріплення
Для розміру A: Dз=Amax-Amin.
Для розміру B: Dз=Bmax-Bmin.
Сумарна величина похибки закріплення:
Dз=Dз¢+Dз¢¢,
де Dз¢ - частина похибки закріплення, спричинена деформацією заготовки (визначається експериментально або розрахунком), Dз¢¢ - частина похибки закріплення, спричинена контактними деформаціями опорних поверхонь:
Dз¢¢=CPmaxn-CPminn,
де C – коефіцієнт, який характеризує вид контакту, матеріал заготовки, шорсткість і стан поверхневого шару, n – показник степеня (n<1), Pmax, Pmin – максимальна і мінімальна сила, яка діє на опору.
Шляхи зменшення похибки закріплення:
1 Зміна схеми прикладання сили закріплення, рівномірний розподіл сили закріплення (наприклад, застосування цангових або гідропластових пристроїв і т.п).
2 Збільшення жорсткості заготовки.
3 Забезпечення постійної сили закріплення (наприклад, за допомогою пневмоприводів).
4 Правильний вибір опорних елементів пристроїв.
Похибка пристрою(Δεпр) виникає при обробці партії заготовок на заздалегідь налагодженому верстаті внаслідок неточності виготовлення і спрацювання опорних та напрямних елементів пристрою, а також внаслідок неточності установки пристрою на верстаті. Визначають як поле розсіювання положень технологічної бази (рис.4.17). При застосуванні багатомісних пристроїв і пристроїв-супутників на попередньо налагоджених верстатах похибка пристрою є випадковою величиною і не може бути врахована в процесі налагодження верстата.
Рисунок 4.17 – Визначення похибки пристрою
Похибка установки(Δεу) - відхилення фактичного положення заготовки при установці від заданого [14]. Визначається як сума похибок базування, закріплення і пристрою. Ці похибки є випадковими, тому їх слід сумувати так:
. (4.1)