Установка заготовок по двум отверстиям и плоскости

Установка по двум отверстиям и плоскости, перпендикулярной оси отверстий, используется очень широко при обработке деталей малых и средних размеров типа корпусов, плит и др. Базирование приспособлений-спутников на позициях автоматических линий осуществляется по этой схеме. Теоретическая схема базирования дана на рис.2.16. На плоскости А расположены три опорные точки (1, 2, 3), в отверстии Б – две (5, 6) и в отверстии В – одна (4). Распределение опорных точек между поверхностями, входящими в комплект баз, может быть изменено, если глубина хотя бы одного из отверстий больше его диаметра. Тогда в этом отверстии могут быть расположены четыре опорные точки (как по схеме на рис.2.4), а во втором отверстии и плоскости по одной. Такую схему можно применять, если размеры базовой плоскости больше или соизмеримы с высотой, иначе заготовка занимает недостаточно устойчивое положение. Эта схема базирования часто используется, что объясняется следующими её достоинствами:

● лишая заготовку всех шести степеней свободы, она обеспечивает свободный доступ инструментов для обработки заготовки с разных сторон;

● позволяет реализовать принцип единства баз и тем самым получать размеры и относительные повороты поверхностей детали координатным методом;

● позволяет достаточно просто фиксировать заготовки и приспособления-спутники на поточных и автоматических линиях.

Рис.2.16. Теоретическая схема базирования заготовок по плоскостям и отверстиям

Плоскость и два отверстия – всегда чистовые базы. Плоскость обрабатывают начисто на одной из первых операций, отверстия, как правило, развертывают по 7 квалитету. В качестве установочных элементов применяют опорные пластинки и два неподвижных или выдвижных пальца. Выдвижные пальцы применяют при установке крупных и тяжелых заготовок, когда они задвигаются в приспособление сбоку по направляющим, а также для фиксированного положения приспособлений-спутников на позициях автоматических линий.

Конструктивно различают установку на два цилиндрических пальца или на один цилиндрический и один срезанный пальцы. Граница применимости этих сочетаний определяется точностью диаметров и взаимного расположения базовых отверстий и требуемой точностью выдерживаемых на операции относительных расстояний и поворотов обрабатываемых поверхностей.

При проектировании приспособлений с двумя пальцами всегда стоит задача определения диаметров пальцев, допусков на их изготовление и износ, допуска на межцентровое расстояние пальцев. Исходными условиями, этой задачи, являются:

● обеспечение установки на два пальца любой заготовки с межцентровым расстоянием и диаметром отверстий в пределах заданного допуска;

● обеспечение требуемой точности получаемых на операции размеров и взаимного положения поверхностей.

Диаметр одного из пальцев обычно задают равным номинальному размеру диаметра базового отверстия, а допуск назначают по f6, f7, e9 в зависимости от точности отверстия. Диаметр второго пальца определяют исходя из первого условия.

Существуют условия, определяющие возможность установки заготовок на два цилиндрических пальца.

На рис.2.17, а показано положение базовых отверстий 1 и 2 и пальцев 3 и 4 при номинальном размере межцентрового расстояния между ними L. Для вывода условия установки рассмотрим наихудший случай (рис.2.17, б), когда межцентровое расстояние отверстий выполнено по наибольшему предельному размеру , межцентровое расстояние пальцев приспособления – по наименьшему , а зазоры в сопряжениях отверстий с пальцами выполнены минимальными – и . При таком положении ось каждого пальца сместится к середине межцентрового расстояния на величину , а ось каждого отверстия сместится от середины на величину от номинального положения осей и . Следовательно, расстояния и равны . На рис.2.12, б видно, что оси отверстий относительно осей пальцев могут сместиться на величину и . Поэтому можно писать . Отсюда можно определить условие установки заготовки на два цилиндрических пальца:

(2.16)

Рис.2.17. Схема установки заготовки на два пальца

Если необходимо выбрать минимальный зазор между пальцем и вторым отверстием так же, как и для первого отверстия по f6 – e9, то, как видно из условия (2.16), допуски на межцентровые расстояния должны быть очень малы. Это делает обработку базовых отверстий дороже. Обычно допуски на межцентровые расстояния пальцев и отверстий значительно шире допусков на их диаметры. Поэтому чтобы выдержать условие установки заготовки на два цилиндрических пальца диаметр второго пальца приходится значительно уменьшить. Определим диаметр второго пальца исходя из условия, что расстояние равно разности между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром пальца ; т.е. . Подставив это выражение в уравнение (2.16), получим , отсюда:

(2.17)

где - допуск на диаметр второго пальца, который выбирают так же, как и для первого.

Следовательно, чтобы сохранить возможность установки на два цилиндрических пальца, необходимо увеличить минимальные зазоры в сопряжениях пальцев и отверстий, а это чаще всего приводит к недопустимому снижению точности установки. Значительно повысить эту точность, при сохранении возможности гарантированной установки любой детали из партии с межцентровым расстоянием базовых отверстий в пределах заданного допуска, удается, если второй палец будет срезанным, а не цилиндрическим.

Схема установки заготовок на один цилиндрический и один срезанный палец показана на рис.2.17, в. Как видно, срез пальца увеличивает зазор x в направлении общей оси двух базовых отверстий , что позволяет установить заготовки с более широким допуском. Конструктивные элементы срезанных пальцев (кроме исполнительного диаметра) стандартизованы. Поэтому при расчете диаметра срезанного пальца следует выбирать стандартную величину цилиндрической ленточки b. Условие установки можно записать аналогично формуле, заменив на x:

(2.18)

Величину x определим, рассмотрев два секторных треугольника и , которые имеют общую высоту h. Эту высоту можно определить из каждого треугольника:

отсюда , так как , то . Тогда условие (2.18) можно записать:

и диаметр срезанного пальца:

(2.19)

При установке на два пальца, так же как и при установке на один палец возможны два случая:

● когда обеспечивается контакт базовых отверстий с пальцами по определенным образующим;

● когда такого контакта нет.

На рис.2.18 приведена схема установки в первом случае, когда сила Q обеспечивает контакт базовых отверстий с пальцами по образующим в точках K и M. При такой установке могут возникать погрешности размеров А, Б, В, Г и Д и взаимного смещения . Погрешности указанных размеров вызваны несовмещением установочной и измерительной баз. По аналогии с установкой на один палец при наличии силы, обеспечивающей контакт базовых отверстий пальцев, погрешности базирования размеров А, Б, В:

Рис.2.18. Образование погрешностей размеров при установке на два пальца

В направлении размеров Г и Д не действуют силы, которые обеспечивали бы постоянный контакт базовых отверстий и пальцев по определенным образующим, поэтому погрешности базирования размеров Г и Д:

В случае установки заготовки на срезанный палец изменение положения оси отверстия относительно оси срезанного пальца в направлении межцентрового расстояния может происходить в пределах x, поэтому .

Во втором случае, при отсутствие сил, обеспечивающих контакт базовых отверстий с пальцами по определенным образующим, погрешности всех размеров будут больше, чем по первому варианту и определять их необходимо аналогично второму варианту установки на один палец.