Указания к определению погрешности базирования

В процессе установки заготовки возникают погрешности базирования и закрепления.

Погрешность закрепления ε_з определяется проекцией разности предельных положений измерительной базы, смещаемой действием силы закрепления, на направление выполняемого размера.

Если величина смещения для партии заготовок постоянна, то погрешность закрепления равна нулю, потому что равна нулю разница предельных положений измерительной базы.

Погрешность ε_з является в основном следствием непостоянства силы закрепления Q, поэтому при Q= const практически считают ε_з = 0. Следовательно, при применении механизированных и автоматизированных приводов зажимных механизмов, обеспечивающих постоянство силы Q, погрешность закрепления практически равна нулю. При ручном приводе величина ε_з может достигать больших значений, так как сила Q непостоянна. Поэтому для выполнения точных работ в любом типе производства применение приспособлений с ручным приводом нежелательно. Расчет величины ε_з может оказаться целесообразным только в случае применения ручного привода.

Расчет погрешности базирования имеет большое практическое значение для конструктора и для технолога, так как процесс базирования необходим на всех стадиях создания изделия, т.е. при проектировании, изготовлении, контроле и ремонте. Следовательно, при изучении дисциплины «Технологическая оснастка» вопросам расчета погрешности базирования следует уделять особое внимание.

Погрешность базирования ε_б есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого.

Погрешность базирования равна нулю при совмещении измерительной базы выполняемого размера с технологической базой и для размеров, определяющих взаимное положение поверхностей, обрабатываемых мерным и настроенным инструментом. В других случаях положение измерительных баз отдельных заготовок в партии будет различным относительно обрабатываемой поверхности.

Расчет погрешности базирования для различных схем установки удобно производить, представляя ее расстоянием между предельными положениями проекций измерительной базы на направление выполняемого размера. Величина ε_б не является абстрактной, а относится к конкретному выполняемому размеру при данной схеме установки. Она зависит от принятой схемы базирования, точности размеров установочных элементов приспособления, погрешности размеров, формы и взаимного расположения баз. С целью упрощения учебных заданий при решении задач по базированию допускается не учитывать погрешность формы базовых поверхностей заготовки (овальность, конусность и др.), их неперпендикулярность и погрешность установочных элементов.

Рассмотрим погрешность базирования для различных вариантов простановки выполняемого размера H при фрезеровании лыски в цилиндрической детали, установленной на плоскости (рис.3.1 а).

Рис. 3.1

Необходимо определить величины , , выбрать рациональный вариант простановки размера Н, обеспечивающего минимальную погрешность базирования; вскрыть недостатки схемы базирования и дать обоснованные рекомендации по ее улучшению.

При принятых упрощающих допущениях величина ε_б определяется схемой базирования и допусками на размеры заготовки. Предельные положения измерительных баз, не совмещенных с технологическими, отмечены на рисунках сплошной линией при максимальных размерах заготовки и пунктирной – при минимальных.

Погрешность базирования для размера А (рис.3.1 а) равна разности предельных расстояний измерительной базы I до установленного на размер инструмента, т.е.

Следовательно, размер Н₁ – лучший вариант простановки размеров Н при заданной схеме базирования. Следует отметить, что технологическая опорная база 2 (рис.3.1 а) выбрана нерационально. В качестве опорной базы следует принять поверхность I, что позволит совместить измерительную и технологическую базы и получить ε_ба = 0 (рис.3.1 б). Однако эту схему нельзя принять удовлетворительной. Заготовка лишена только трех степеней свободы и может поворачиваться вокруг вертикальной оси относительно опоры, что не позволит выполнить размер А.

Схема базирования на рассматриваемой операции существенно улучшится, если установить заготовку в призму, как показано на рис.3.1 в. Однако в этом случае, как показывает предварительный анализ, погрешность базирования для всех размеров Н не равна нулю
После элементарных геометрических расчетов можно определить

;

;

.

Следовательно, с точки зрения погрешности базирования эту схему тоже нельзя признать рациональной. Поэтому продолжим поиск приемлемого варианта установки заготовки на данной операции. Если объединить достоинства рассмотренных вариантов (рис.3.1 б и рис.3.1 в), то получим схему, показанную на рис.3.1 г. Призма использована в качестве установочно-зажимного элемента, это позволяет лишить заготовку пяти степеней свободы. Погрешность базирования для выполняемых размеров А и Н₁ равна нулю. Можно считать, что найден один из удовлетворительных вариантов установки заготовки для рассматриваемого примера. Если продолжить поиск, то будут найдены другие более простые варианты. Это подчеркивает творческий характер решения предлагаемых задач.

Имея схему базирования и данные о качестве баз обрабатываемой детали, можно определить тип и размеры установочных элементов, их число и взаимное расположение.

В соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к установочным элементам, их число и расположение должны обеспечить необходимое базирование заготовки, устойчивость и жесткость ее закрепления; рабочие поверхности установочных элементов необходимо выполнять износостойкими, небольших размеров, они не должны портить обработанные базы заготовки.