Понятие погрешности установки и ее структура

Как было установлено ранее, операционная погрешность в общем случае (при односторонней обработке) может быть представлена в виде суммы двух слагаемых: погрешности ω₀, зависящей от принятого метода обработки, и погрешности ω_у, связанной с методом базирования и установки заготовки:

(3.1)

Погрешностью установки называется часть операционной погрешности, связанная с базированием и установкой заготовки и представляющая собой разность предельных расстояний исходной базы, измеренных относительно настроенного инструмента в направлении операционного размера.

Размерный анализ точности обработки на настроенном станке показывает, что погрешность установки включает две составляющие:

(3.2)

ω_у.з— погрешность установки заготовки в приспособлении; ω_пр— погрешность расположения установочных элементов приспособления относительно станка. Первая из них — ω_у.зпредставляет собой разность предельных расстояний исходной базы заготовки, отсчитываемых относительно установочных элементов приспособления в направлении заданного размера; вторая составляющая ω_пр— разность предельных расстояний установочных элементов приспособления относительно станка. ω_у.зи ω_прявляются также составными: ω_у.зсостоит из первичных (элементарных) погрешностей установки детали в приспособлении, а ω_прявляется суммой первичных погрешностей приспособления и погрешностей установки его на станке. Сказанное можно выразить следующими соотношениями:

ω_у.з=Σ ω_у.зί (3.3) и ω_пр=Σ ω_прί (3.4)

Причины, обусловливающие возникновение первичных или элементарных погрешностей установки заготовки в приспособлении, будут рассмотрены ниже. Факторы, влияющие на состав и величину первичных погрешностей приспособления, рассматриваются при анализе приспособлений.

3.3 Первичные погрешности установки заготовки в приспособлени и

Как уже отмечалось, на точность установки заготовки в приспособлении влияет большое число производственных факторов. В результате воздействия каждого из них возникают первичные или элементарные погрешности установки заготовки в приспособлении ω_у.зί. Цель и методика определения ω_у.зίполностью аналогичны целям и способам определения первичных погрешностей обработки. Следует оговорить, что излагаемый ниже анализ относится к случаям установки заготовок в приспособлении без выверки, характерным для условий крупносерийного и массового производства.

Факторами, ощутимо влияющими на точность установки заготовки в приспособлении, являются:

а) упругие и пластические деформации установочной поверхности заготовки под действием сил закрепления и сил резания;

б) геометрические и динамические погрешности приспособлений;

в) система простановки операционного размера;

г) схема установки;

д) погрешности формы и размеров базирующей поверхности;

е) несовмещение исходной и установочной баз.

Из всех приведенных первичных погрешностей наибольший интерес представляет анализ по точности в зависимости от простановки операционного размера.

На рис.10, а показан операционный эскиз фрезерования пло­щадки на цилиндрическом валике, диаметр которого D— δ_D. Приведены 3 возможных варианта простановки операционного разме­ра А₁ – от исходной базы – оси детали, А₂ — от нижней образующей цилиндра и Аз, когда в качестве исходной базы принимается верхняя образующая. Для анализа принята одна из возможных схем установки на призме с углом при вершине α.. На рис.10, б приведена расчетная схема, на которой показаны два контура с предельно допустимыми значениями диаметра: D и (D— δ). Определение искомой величины погрешности установки заготовки будет

Рис.10. Схемы к определению погрешности установки цилиндрической заготовки на призме при различных схемах простановки операционного размера

сводиться к расчету разности предельных расстояний исходной базы относительно установочного элемента приспособления — призмы в направлении заданного размера, т. е. в вертикальном направлении[7].

Для первого варианта (рис.10, б), когда за исходную базу принята ось валика, искомая величина будет ω_у.зί = Ο₁О₂. На рисунке обозначены: О₁ и О₂ — оси окружностей, соответствующих пре­дельным контурам детали; О₁К₁ и О₂К₂ — радиусы окружностей, проведенные перпендикулярно к плоскости призмы.

Из прямоугольного треугольника Ο₁О₂.К₃

, но , а .

Тогда ω_у.зi=. (3.5)

Для второго варианта когда за исходную базу принята нижняя образующая цилиндрической поверхности, искомая величина будет равна колебанию положения этой образующей в направлении заданного размера (вертикальном): ω_у.зί=М₁М₂.

По приведенной слева на рис.10, б цепи М₁М₂= .

Но О₁О₂= (было найдено в предыдущем варианте). После подстановки получаем

ω_у.зί=М₁М₂=. (3.6)

Для третьего варианта, когда за исходную базу принята верхняя образующая цилиндрической поверхности, искомая величина погрешности установки будет равна отрезку Ν₁Ν₂, т.е. разности предельных расстояний этой образующей. Из приведенной справа на рис.10, б размерной цепи

ω_у.зί=N₁N₂=, но О₁О₂=. (3.7)

После подстановки и небольших преобразований получаем:

ω_у.зί=N₁N₂=. (3.8)

Сравнение уравнений (3.5), (3.6) и (3.8) показывает, что система простановки операционного размера оказывает большое влияние на величину погрешности установки заготовки в приспособлении. Наибольшее значение ω_{у.з i} принимает при простановке размера от верхней образующей (3-й вариант), наименьшее - при выборе в качестве исходной базы нижней образующей (2-й вариант). Уравнения показывают также на большую зависимость ω_{у.з i} от угла при вершине призмы; с увеличением α до значения α = π значения ω_{у.з i} будут уменьшаться, при уменьшении α величина ω_{у.з i} значительно возрастает.

а) б)

Рис.11 Схема к определению погрешности установки на а) жесткой и б) плавающей оправках

Зависимость погрешности установки от точности базирующих поверхностей можно проанализировать на примере операции подрезки торца заготовки, которая установлена на жесткую (вариант, а рис.11) или плавающую (вариант, б рис.11), коническую оправку (например, обработка валика в центрах с использованием жесткого и плавающего центров). Подрезка торца Б проводится настроенным инструментом, при этом выдерживается операционный размер . Для варианта а рис.11 погрешность установки , для варианта б рис.11 и не зависит от точности базового отверстия.

Обобщением этих погрешностей является погрешность, возникающая при не совмещении измерительной (исходной) и установочной баз.

В практике машиностроения встречается много случаев, когда по тем или иным причинам не удается совместить исходную и установочную базы (ИБ=/=УБ). При этом возникает погрешность установки заготовки. На рис.12 показан эскиз обработки плоскости на размер А. Исходной базой является верхняя плоскость, установочной — нижняя плоскость.

Даже если отсутствуют другие факторы, нарушающие точность установки, то за счет колебания размера N связывающего исходную и установочную базы, в пределах допуска, расстояние исходной базы от установочных элементов приспособления будет меняться от N_max до N_min. Согласно определению, эта разность предельных расстояний исходной базы и является погрешностью установки. Количественно она равна допуску на размер, связывающий исходную и установочную базы. В некоторых случаях эту погрешность выделяют в отдельную группу и называют погрешностью базирования. Очевидно, что эта погрешность будет непосредственно влиять на точность операционного размера А.

Следует обратить внимание на принципиальное отличие погрешности от не сомещения баз (погрешности базирования) от первичных погрешностей установки заготовки в приспособлении в результате влияния других причин. Если в рассмотренных выше случаях изменение положения исходной базы происходило через изменение положения установочной базы и, следовательно, через изменение положения всей заготовки, то при не совмещении исходной и установочной баз ω_у.з.i возникает в результате изменения положения исходной базы относительно установочной при стабильном положении установочной поверхности и всей заготовки.

Дата добавления: 2014-10-31