Базы и погрешность установки заготовок

Каковы некоторые социальные характеристики лица;

(уровень и направленность образования, интеллект, уро­вень культуры и т. п.), речь которого представлена на фо­нограмме?

10. Каково эмоциональное состояние лица в период записи его устной речи? Является ли речь, представленная на фонограмме, или ее фрагменты заученной, прочитанной или свободной?

На разрешение идентификационной фоноскопической экспертизы ставятся вопросы:

1. Принадлежит ли зафиксированная на фонограмме устная речь определенному лицу, лицам? Какие фрагменты зву­козаписи, каким лицам принадлежат?

2. Изготовлена ли данная фонограмма на представленном зву­козаписывающем аппарате? Воспроизводилась ли данная фонограмма на таком-то магнитофоне (видеомагнитофоне, диктофоне)?

3.Является ли данная видеофонограмма копией, изготов­ленной путем записи с лазерного диска на данный видео­ магнитофон? Является ли видеофонограмма № 1 полно­стью или частично копией видеофонограммы № 2?

4. Составляли ли склеенные фрагменты данной магнитной ленты ранее одно целое?

Базы. При обработке заготовок на станках различают следующие поверхности:

обрабатываемые поверхности, которые подвергают воздействию рабочего инструмента;

поверхности, посредством которых определяют положение заго­товки при обработке;

поверхности, контактирующие с зажимными устройствами;

поверхности, от которых измеряют выдерживаемый размер;

свободные поверхности.

Для обеспечения определенного положения обрабатываемой заготовки на столе станка или в приспособлении необходимо решить задачу базирования заготовки с заданной точностью. Анало­гичную задачу приходится решать при сборке машин, когда необ­ходимо соединить с требуемой точностью детали и сборочные эле­менты.

Придание заготовке или изделию требуемого положения отно­сительно выбранной системы координат называют базирова­нием.

Поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверх­ностей, ось, точку, принадлежащие заготовке или изделию и исполь­зуемые для базирования, называют б а з о й.

Проектирование технологических процессов обработки и сборки, а также расчет погрешностей связаны с выбором баз. Рассмотрим общую классификацию баз.

Различают проектные, конструкторские, технологические и измерительные базы. П р о е к т н ы м и называют базы, выбран­ные при проектировании изделия, технологического процесса изготовления или ремонта этого изделия. При проектировании изделия они определяют расчетное положение детали относительно других элементов изделия, а при проектировании технологического процесса — расчетное положение обрабатываемой заготовки отно­сительно других элементов технологической системы, т. е. отно­сительно режущего инструмента, приспособления и станка. Проект­ные базы на чертежах представляют в виде геометрических эле­ментов (оси отверстий и валов, плоскости симметрии, биссектрисы углов).

Конструкторскими называют базы, используемые для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. При сборке изделия сопрягают конструкторские базы его элементов. Таким образом, конструкторские базы являются реальными поверхностями элементов изделия.

Технологическими называют базы, используемые для определения положения заготовки или изделия в процессе их изготовления или ремонта. При установке[1] заготовки или сборочной единицы в приспособлении техноло-гическими базами являются поверхности заготовки или сборочной единицы, находящиеся в непосредственном контакте с установочными элементами приспособления. Если же установка заготовки или сборочного элемента производится с выверкой, то используют как расчетные поверхности заготовки или сборочного элемента, так и геометрически линии и точки, представляемые на заготовке или сборочной единице в виде разметочных рисок.

 

 

 

Рис. 2.7. Варианты базовых поверхностей деталей: а – шестерни (зубчатого колеса); б – корпусной детали; в – поршня двигателя

 

Различают основные и вспомогательные (искусственные) технологические базы. Основные технологические базы — это поверхности, которые являются неотъемлемым элементом конструкции детали и выполняют определенную роль при ее работе в изделии. Например, поверхность отверстия 1 (рис. 2.7, а) и торец заготовки 2, используемые для базирования при нарезании зубьев, являются основными технологическими базами. Вспомогательные базы – это поверхности, специально создаваемые на детали исходя из технологических соображений, и для работы детали в изделии они не нужны. В качестве вспомогательных технологических баз используют центровочные гнезда валов, два установочных отверстия (рис. 2.7, б) на заготовках корпусных деталей, центрирующий поясок 1 (рис. 2.7, в) и торец 2 юбки поршня двигателя, специальные приливы для удобства установки и закрепления отливок и др. Возможность создания вспомогательных баз должна быть предусмотрена в конструкции детали.

Измерительными называют базы, используемые для отсчета размеров при обработке заготовки (при сборке изделия) или для проверки взаимного положения поверхностей детали (элементов изделия). Например, согласно рис. 2.8 при определении параллельности плоскости В относительно плоскости А измерительной базой будет плоскость А. Если в качестве измерительной базы используют не реальные поверхности детали, а геометрические линии или точки, то применяют косвенные методы контроля. Указанные базы материализуются с помощью вспомогательных деталей (оправок, натянутой струны для монтажа нескольких подшипников, отвесов и пр.).

 

Рис. 2.8. Измерительные базы А и В

 

Рис. 2.9. Установка заготовки в приспособлении: поверхности I, II, III – технологические базы

 

Рассмотрим примеры базирования некоторых типовых деталей. На рис. 2.9 показана установка заготовки 1 в приспособлении 2 на шесть опор 3 поп плоскости основания (три опоры) и двум боковым сторонам (две и одна опоры).

Технологическими базами будут поверхности I, II и III. При дан­ной схеме базирования заготовка лишена всех шести степеней свобо­ды и занимает вполне определен­ное положение относительно при­нятой системы координат.

Поверхность I, лишающую заго­товку или изделие трех степеней свободы — перемещения вдоль од­ной координатной оси (z) и пово­ротов вокруг двух других осей (х иу), — называют устано­вочной базой. Поверхность II, лишающую заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси (у) и поворота вокруг другой оси (z), называют н а п р а в л я ю щ е й б а з о й. Поверхность III, лишающую заготовку или изделие одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси (х) или поворота вокруг оси, – называют о п о р н о й б а з о й.

Правило базирования заготовок с лишением их всех шести степеней свободы называют правилом шести точек. Цилиндрическая поверхность валика связывается с координатными плоскостями четырьмя координатами 1, 2, 3 и 4, лишающими его четырех степеней свободы; одна из поверхностей шпоночного паза А связывается с плоскостью хОу координатой 6, лишающей валик последней степени свободы. На рис. 2.10, б изображена схема приспособления для установки данного валика в призме В. Валик фиксируется зажимной силой Q.

 

Рис. 2.10. Схема базирования вала на шесть точек

 

На риc. 2.11 показана схе­ма базирования дисковой заготовки на шесть точек: на три точки (1,2 и3) заготовка базируется торцовой поверхностью, на две точки (4 и 5) – по цилиндрической части, а точка 6 – ориентация углового положения с помощью паза.

 

 

 

Рис. 2.11. Схема базирования дисковой заготовки на шесть точек

 

Погрешность установки заготовок. Погрешностью установки называют отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого положения.

Применительно к обработке резанием при анализе погрешности установки следует учитывать принятый метод установки заготовок: в специальном приспособлении (без выверки их положения) или с индивидуальной выверкой их положения.

Рассмотрим сначала погрешность установки заготовок первым методом, т. е. в специальном приспособлении. При этом погрешность складывается из погрешности базирования ΔЕ_б, погрешности, вызванной действием зажимной силы при закреплении заготовки (погрешности закрепления ΔЕ_з), и погрешности, обусловленной приспособлением (ΔЕ_пр).

П о г р е ш н о с т ь б а з и р о в а н и я. Погрешностью базирования называют разность предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на размер инстру­мента.

На рис. 2.12, а показан эскиз детали, в которой необходимо обработать уступ в размер 15 мм с допуском 0,3 мм. В данном случае измерительной базой является поверхность А. Обработка выполняется при постоянной установке фрезы в размер С (рис. 2.12, б), причем установочной базой является поверхность В заготовки.

При данной схеме базирования положение измерительной базы отдельных заготовок будет колебаться в пределах допуска 0,2 мм на размер 40 мм. Размер 0,2 мм и будет погрешностью базирования (ΔЕ_б = 0,2 мм).

Если же изменить схему базирования, приняв измерительную базу А одновременно и технологической базой (рис. 2.12, в), то по­грешность базирования будет равна нулю. Следовательно, для исключения погрешности базирования необходимо совмещение измерительной и технологической баз.

Рассмотрим погрешность базирования цилиндрической детали на призме (рис. 2.13) при фрезеровании лыски. В равной степени это относится и к обработке шпоночного паза. Значение погреш­ности зависит от получаемого размера h₁, h₂ или h₃.

 

 

Рис. 2.12. Погрешность базирования призматической детали при фрезеровании уступа

 

Заготовка представлена двумя окружностями: с наибольшим диаметром в партии и с наименьшим и с осями соответственно в точ­ках С' и С". При получении размера h₁ погрешность базирования равна разности предельных расстояний от измерительной базы (образующих А' и А") до установленного на размер инструмента (точка А‴):

.

Рассмотрим теперь второй вариант обработки с использованием постоянной базы т. При обработке плоскости 1 в размер b со схе­мой базирования, представленной на рис. 2.17, б, погрешность базированияΔЕ'_бb = = δ_B, т. е.ΔЕ'′_бb = ΔЕ'_бb. При обработке пло­скости 2 в размер а со схемой базирования, представленной на рис. 2.17, г, погрешность базированияΔЕ'′_ба = δ_В +δ_b, т.е. ΔЕ″_ба < ΔЕ'_ба на размер δ_А.

 

Рис. 2.18. Схемы установки заготовок: а – при установке заготовки А на шесть точек при фрезеровании паза; б – схема центрования торца с установкой заготовки А в призме;

Таким образом, путем использования принципа постоянства базы, погрешность базирования при получении размера а умень­шена на значение допуска по размеру А, т. е. обработка стала точнее.

При выборе технологических баз следует обеспечить устойчи­вость и жесткость установки заготовки, необходимую ориентацию ее в приспособлении и вполне определенное положение относи­тельно принятой системы координат, чтобы лишить заготовку всех шести степеней свободы. Это достигается при числе установочных элементов, равном шести (правило шести точек). На рис. 2.18, а показана схема установки заготовки А на шесть точек при фрезе­ровании паза В. Принятая схема базирования с зажимом заготовки силой Q обеспечивает необходимую точность обработки паза отно­сительно других поверхностей заготовки.

При выполнении некоторых технологических операций допу­скается неполная ориентация заготовки. Например, на рис. 2.18, б показана схема центрования торца с установкой заготовки А в призме В. При данной схеме базирования заготовка лишена пяти степеней свободы; угловое положение заготовки не фиксировано, поскольку не играет роли в выполнении данной операции. На рис. 2.18, в показана схема установки дисковой заготовки А на три точки на магнитном столе В плоскошлифовального станка при шли­фовании торцовой поверхности. В данном случае при получении размера h точная установка заготовки в горизонтальной плоскости и относительно вертикальной оси не требуется.

Пересчет размеров и допусков при смене баз. При смене измери­тельных или технологических баз приходится пересчитывать раз­меры н допуски на базе анализа размерных связей с вновь принятыми базами.

Рассмотрим в виде примера пересчет размеров и допусков в процессе смены измерительных баз при изготовлении коленчатого вала. На рис. 2.19 показан чертеж вала, на котором кон­структором проставлено рас­стояние между средними ли­ниями шеек, причем размер L должен быть выдержан с до­пуском δ_L. Размеры l₁ и l₂ должны быть выдержаны с допускаемыми отклонениями δ_{l 1} и δ_{l 2}.

При изготовлении вала расстояние L может быть оп­ределено путем измерения либо расстояния т', либо рас­стояния m", т. е. измерительная база в виде осевых линий заменяется новыми. Выбрав одни из этих размеров(т' илит"),технолог должен назначить на него допуск, который обеспечивал бы соблюдение заданного конструктором допуска на размерL.

Измеряя величинуL с помощью расстояният', получим сле­дующие соотношения:

;

.

Тогда

или .

Аналогичная зависимость получается и при расчете допускаδ"_m .Как видно, смена измерительной базы приводит к необходимости получения размера т' (или т") с более жестким допуском, чем допуск на заданный размер L.