Технические требования к элементам усп

Основными техническими требованиями, предъявленными к элемен­там УСП, являются точность их геометрических параметров и износоустой­чивость. Поэтому элементы УСП изготовляются с высокой точностью и клас­сом шероховатости сопрягаемых поверхностей из высококачественных леги­рованных сталей. Парки сталей, применяемые для изготовления различных деталей, их термообработка и твердость приведены в таблице 2.

Высокие требования в отношении точности элементов комплекта диктуются тем, что в компановке УСП размерная цепь между плоскостью стола станка и установочными технологическими базами обрабатываемой детали состоит из ряда звеньев. При этом погрешности каждого из них влияют на общую точность установки обрабатываемой детали.

Базовые и опорные детали изготовляются по I-2-му классам точ­ности (5-7 квалитетам). Допуск, на линейные размеры основных элементов составляет не более 0,02 мм. Отклонение от параллельности и перпенди­кулярности соответствующих поверхностей и шпоночных пазов допускается в пределах 0,01 мы на длине 100 или 200 ми, т.е. по I-2-му классам точности (5-7 квалитетам). С такой же точностью выполняются отверстия в корпусных и направляющих деталях. Такая высокая точность элементов позволяет собирать приспособления, обеспечивающие обработку деталей по 3 и 2-му классам точности (по 9 и 8 квалитетам).

Менее ответственные элементы и сборочные единицы УСП изготов­ляются по 3-5 классам точности (9-12 квалитетам).

Для обеспечения хорошего контакта между элементами приспособ­ления и большей их износоустойчивости сопрягаемые поверхности основных деталей комплекта обрабатывают с шероховатостью R_а 0,32-0,16, а при­жимные плоскости прихватов, торцев гаек, опорный торец головки и резь­бу винтов и болтов обрабатывают с шероховатостью R_а1,25.

Расчет приспособления на точность

Любое приспособление, в том числе и УСП, должно безусловно обеспечивать заданную точность выдерживаемого размера. Следователи», при конструировании приспособления, а также при сборке компановки УСП необходимо рассчитать приспособление на точность.

В данной работе приводится методика расчета приспособления на точность на примере кондуктора, различные конструкции которого широко используются для обработки отверстий.

Для автоматического получения исходного размера (например, межцентрового расстояния Б с помощью кондукторной втулки необходимо рассчитать и обеспечить в конструкции приспособления три параметра:

1)координату R оси отверстия кондукторной втулки относи­тельно номинального положения исходной базы;

2)допустимую погрешность Σ этой координаты;

3)допустимый зазор Z между сверлом и втулкой.

При симметричном расположении поля погрешности обработки Р, связанной с установкой детали, относительно номинального положения исходной базы, величина координаты в должна быть принята средне­му значению (Бср.) заданного исходного размера (рис. За). Если же поле погрешности Р расположено односторонне (рис.3б,в), то коор­дината R должна быть на величину 0,5Р больше или меньше Б ср. в зависимости от расположения поля (жирные точки изображают номиналь­ное положение исходной базы).

Для расчета величин Σ и Z применяется известное [6] расчетное неравенство:

где δ_Σ - ожидаемая погрешность обработки;

P - погрешность обработки, связанная с установкой

детали в приспособлении;

δ_n - погрешность обработки, связанная с установкой

самого приспособления на станке;

τ - погрешность обработки, связанная с методом

обработки;

а_u- допуск на исходный размер Б.

Рис. 3. Определение координаты R оси отверстия втулки относительного номинального положения исходной базы.

В случае несовмещения исходной и установочной баз смещение исходной базы (точка n рис.4), в результате которого возникает погрешность обработки Р , складывается из двух смещений. Первое смещение происходит вследствие погрешности взаимного расположения установочной (точка 0) и исходной (точка n) баз. Его наибольшая величина может быть равна допуску s на размер А (или размеры), связывающий эти базы. Второе смещение обусловлено погрешностью уста­новки δ_y.

В общем виде величина погрешности обработки Р в направлении исходного размера определяется выражением:

где - погрешность, вызванная несовмещением исходной и установочной баз. Она не зависит от приспособления;

- расчетная погрешность установки. Будучи функ­цией погрешности установки δу , она может регулироваться при проектировании установочных элементов приспособления;

Рис. 4. Погрешность Р при несовмещении баз.

ψ - острый угол между направлением размера, связы­вающего базы, и направлением исходного размера;

β - острый угол между направлениями погрешности установки и исходного размера.

При установке детали на цилиндрический палец отверстием (неполное совмещение баз), от оси которого задана координата, контакт базы с установочным элементом возможен во всех направлениях по любой обра­зующей или контакта может вообще не быть. Поэтому направление пог­решности установки δу предвидеть невозможно (рис. 5):

Рис. 5. Погрешность δу детали при установке на палец.

Рассчитывая на худшее, следует принимать (т.е. ) и соответственно:

(3)

- допуск на диаметр отверстия;

- минимальный зазор между отверстием и пальцем;

- допуск на диаметр пальца;

Dy- максимальный диаметр установочного элемента (пальца);

D - минимальный диаметр отверстия (установочной базы).

Погрешность λ (от несовмещения баз) в данном случае исчеза­ет, т.е. λ=0. Таким образом:

(4)

Для обеспечения возможности обработки отверстия в кондукторе необходимо, чтобы инструмент вошел в кондукторную втулку. При этом координаты обработанного отверстия практически не зависят от положе­ния корпуса кондуктора на столе станка. Поэтому определяя δΣ для этих координат, считают погрешность δп , связанную с установкой приспособления на станке, равной нулю (δn =0).

Погрешность обработки τ, связанную с методом обработки, целесообразно определять как сумму следующих четырех её составляющих:

(5)

где δс - погрешность обработки, связанная со станком;

δu - погрешность обработки, связанная с инструментом;

δн - погрешность обработки, связанная с наладкой (установкой инструмента на размер);

δд - погрешность обработки, связанная с деформациями.

Разделение τ на такие составляющие удобно тем, что оно позволяет пренебрегать при расчете не только некоторыми частями каж­дой из составляющих, но также и целиком той или иной из них в зависимости от условий операции. Например, при сверлении отверстий по кондуктору на исправном станке достаточной жесткости можно пренеб­речь составляющими δс и δд, поскольку плоскости стола перпен­дикулярна оси шпинделя со сверлом и расположение отверстия не будет зависеть от других погрешностей станка ввиду наличия кондукторной втулки. Однако в случае сверления ручными машинками или на станке, не обеспечивающем перпендикулярности оси сверла плоскости стола, необходимо учитывать величину увода сверла за счет его перекоса вследствие зазора между отверстием кондукторной втулки и сверлом (рис. б).

В этом случае:

(6)

где li - расстояние от нижнего торца втулки до вершины сверла;

hвт- высота кондукторной втулки;

Zmax =Dвт.max –Dсв.min - максимальный зазор между сверлом и отверстием кондукторной втулки с учетом их износа;

Dвт.max- максимальный диаметр отверстия кондукторной втулки;

Dсв.min - минимальный диаметр сверла;

k - величина обратной конусности сверла на длине 100мм.

Расположение отверстия не будет зависеть и от деформаций, так как среди них нет таких, которые заметно влияли бы на координа­ты отверстия (исключение - глубокое сверление). Таким образом, при сверлении на исправном станке по кондуктору (рис. 7) можно принять:

, (7)

Рис. 6. Перекос сверла в кондукторной втулке.

Расчетное неравенство (I) примет вид:

, (8)

или

, (9)

Ожидаемая погрешность δн, связанная с установкой инстру­мента на размер, будет зависеть от погрешности Σ координаты R отверстия втулки и диаметра Dвт. этого отверстия (от диаметра за­висит зазор между отверстием и сверлом).

Ожидаемая погрешность δи, связанная с инструментом, будет зависеть от допуска на диаметр сверла. Чем больше допуск, тем больше возможный зазор Z между сверлом и втулкой. С учетом сказанного для кондуктора можно принять:

и для отсутствия брака деталей необходимо соблюдения условия:

, (10)

В этом неравенстве величина допуска аи на исходный размер Б зада­на на чертеже (или на операционном эскизе). Величина Р находятся по формуле (5) по заданным размерам исходной базы и установочного элемента и допусков на них. Выбрав посадку сверла во втулке (напри­мер, F8 или G7 по системе вала) определяют максимальный за­зор Z при этой посадке

Zmax = Dвт.max-Dсв. Min

Далее находят допустимую погрешность Σ координаты R оси отверстия кондукторной втулки

, (11)

Рис. 7. Схема сверления по кондуктору.

Координата R представляет собой замыкающий размер в цепи размеров, связывающих ось отверстия кондукторной втулки с номиналь­ным положением исходной базы. При разработке чертежей на детали кон­дуктора погрешность Σ должна быть распределена (в виде допусков) между всеми элементами, могущими влиять на величину координаты R (допуск на координату оси отверстия под втулку; разностенность втул­ки; зазор между втулкой и стаканчиком - если втулка быстросъемная; зазор в соединениях деталей, несущих втулку, с корпусом кондуктора - если эта деталь выполняется в виде съемной или откидной крыши и т.д.). Если таких элементов много, то при распределении между ними величины Σ руководствуются общими правилами сложения погрешностей

, (12)

где δli - допуск составляющего размера;

m - количество составляющих размеров в размерной цепи.

ОБОРУДОВАНИЕ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА И ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДЕТАЛИ

I. Оборудование: радиально-сверлильный станок.

2. Приспособления и другая оснастка:

а) комплект элементов УСП;

б) штырь установочный (для настройки координаты R оси кондук­торной втулки);

в) ключи гаечные;

г) молоток медный;

д) отвертка.

3. Режущий инструмент: сверло, зенкер, и др.

4. Мерительный инструмент:

а) микрометр 0-25;

б) штангенциркуль с острыми ножками с ценой деления 0,05 мм;

в) плитки Иогансона (комплект);

г) индикаторный нутромер.

5. Детали для обработки и сведения для их установки:

а) исходный размер Б (задается преподавателем);

б) размер установочной базы D;

в) размер установочного элемента (пальца) Dy .

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Разработать монтажную схему приспособления для одной операции технологического процесса (сверления) из имеющихся в наличии элементов УСП (см. операционную карту).

2. Рассчитать координату R оси отверстия кондукторной втулки и, используя неравенство (11), определить допустимую погрешность этой координаты. На основании расчета убедиться в возможности вы­полнения операции при заданных условиях.

Примечание: разработанную схему и расчеты предъявить преподавателю.

3. Измерить микрометром диаметры установочного пальца и штыря и опре­делить настроечный размер Н плиток Иогансона по схеме рис. 8.

Рис.8 . Схема определения настроечного размера H

, (13)

4. Произвести сборку приспособления, выдерживая расчетную координа­ту, и предъявить преподавателю.

5. Обработать деталь согласно операционной карте.

6. Произвести контроль исходного размера (межцентрового расстояния) после обработки с помощью штангенциркуля по схеме (рис.9).

Рис.9. Схема контроля исходного размера Б.

, (14)

Результаты записать в таблицу отчета.

7. Сравнить полученный размер с заданным. Выявить и проанализировать факторы, влияющие на точность выполнения заданного размера.

Для этого в дополнение к имеющимся размерам определить измерением: индикаторным нутромером - диаметр кондукторной втулки Dвт. и диаметр отверстия заготовки D (двойной опорной базы), микромет­ром - диаметр сверла Dсв. и его конусность, штангенциркулем - высоту кондукторной втулки hвт. и размер li от нижнего торца втулки до заготовки. Размеры записать в отчет. Используя фактичес­кие размеры указанных элементов системы СПИД по формулам 1, 4 - 7, 11 определить наибольшую возможную погрешность координаты R при обработке в данном кондукторе.

8. В случае значительного расхождения заданного размера от экспери­ментального по пункту 6 и расчетного по пункту 7 дать практичес­кие рекомендации по изменению размеров элементов системы СПИД с целью надежного получения при обработке заданного размера.

9.Разработать приспособление и разложить элементы по соответствующим местам, сдать рабочее место учебному мастеру или преподавателю.

УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе оформляется на специальном бланке.

Все разделы отчета заполняются согласно указаниям, изложен­ных в соответствующих пунктах параграфа "Порядок выполнения работы".

Каждый студент лично отчитывается по результатам своей ра­боты у преподавателя.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузнецов B.C., Пономарев В.А. Универсально-сборные приспособления в машиностроении. Альбом чертежей. Машгиз, М. ,1952.

2. Кузнецов B.C., Пономарев В.А. Универсально-сборные приспособления в машиностроении. Альбом чертежей. Изд. "Машино­строение", М., 1971.

3.Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. Изд. Машиностроение", М., 1966.

4.Терган B.C. Основные принципы конструирования универсально-

- сборных приспособлений и их применение в производстве разных серийностей. М., 1962.

5. Приспособления универсально-сборные. Детали и узлы. Конструкции и исполнительные размеры. Часть I и П. Стандартгиз, М., 1963.

6. Фираго В.П. Основы проектирования технологических процессов

и приспособлений. Методы обработки поверхностей. Изд. "Машиностроение", М., 1973.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1