Похибка базування та шляхи її зменшення
Що |
Похибка установки є однією з величин, що складають загальну похибку при виконанні заданого розміру оброблюваної деталі.
похибка установки ?y визначається сумою похибки базування ?б і похибки закріплення ?з. Так як останні дві величини є випадковими, то
.
Похибка базування виникає внаслідок несуміщення настановної бази з вимірювальної. Ця похибка визначається величиною коливання (різницею) граничних (найбільшого і найменшого) відстаней вимірювальної бази від ріжучої кромки, встановленого на розмір інструменту.
Похибка закріплення виникає внаслідок зсуву заготовки під дією затискної сили, що додається для фіксації її положення. Ця похибка дорівнює різниці між граничними величинами зміщення вимірювальної бази у напрямку виконуваного розміру.
Для забезпечення необхідної точності оброблюваної деталі при конструюванні пристосування необхідно вибрати таку схему, при якій буде дотримано умову:
,
де ?y - Дійсне значення похибок базування та закріплення заготовки в пристосуванні; ?доп - Допустиме значення похибок базування та закріплення заготовки в пристосуванні.
Допустиме значення похибок базування та закріплення заготовки в пристосуванні ?доп розраховується за формулою
,
де ? - Допуск витримується розміру; ? - Точність обробки, що отримується при виконанні даної операції.
похибка базування ?б при установці заготовки на палець визначається як величина максимального зазору між пальцем і отвором і обчислюється за формулою
,
де maxDвідп - Максимальний діаметр отвору, яким заготівля встановлюється на палець, maxDвідп= ?104,087мм (при D= ?104); mindупав - Мінімальний діаметр пальця, mindупав= ?103,971 мм (при d= ?104-0,029).
тоді
мм.
Похибка закріплення вироби в пристосуванні з пневмоцилиндром і зажимами приймається ?з= 0,019 мм.
тоді мм.
При виборі технологічних баз необхідно керуватися наступними правилами:
прагнути виконувати принцип "суміщення баз" - поєднати технологічну, вимірювальну і конструкторську бази;
домагатися здійснення принципу "сталості баз" - по всьому технологічному процесу використовувати в якості баз одні і ті ж поверхні;
прагнути виконувати принцип "зміни баз" - в разі необхідності зміни баз використовувати найбільш точні базові поверхні. На перших операціях необхідно обробити основні базові поверхні. Чорнову базову поверхню слід використовувати один раз на першій операції;
базові поверхні повинні мати відповідні розміри, точність їх взаємного розташування, точну установку і жорсткість. Слід враховувати похибку кута взаємного положення вимірювальної та технологічної баз;
1. Геометричною неточністю верстата;
2. Деформацією технологічної системи під дією сил різання;
3. неточності виготовлення і зносом різального інструменту і пристосування;
4. температурні деформації технологічної системи.
Для отримання придатних деталей сумарна похибка при обробці на верстаті повинна бути менше допуску на заданий розмір деталі. Ця умова виражається формулою
похибкою базування називають різницю граничних відстаней вимірювальної бази щодо встановленого на заданий розмір деталі різального інструменту. Похибка базування виникає, коли технологічна установча база оброблюваної заготовки не поєднана з вимірювальної.
похибкою закріплення називають різницю між найбільшою і найменшою величинами проекцій зсуву вимірювальної бази в напрямку одержуваного розміру внаслідок додатки до оброблюваної заготовки сили затиску W. Основна причина, що впливає на похибку закріплення заготовки - деформація базових поверхонь деталей і стиків ланцюга, по якій передаються сили затиску (механізований привід, проміжні ланки, корпус, установочні і затискні деталі пристосування, що обробляється заготовка).
Великий вплив на похибку закріплення надають форма і габаритні розміри оброблюваної заготовки, точність і чистота базових поверхонь, конструкція пристрою і сталість сил затиску. Отже, похибки закріплення необхідно визначати для конкретних схем установки деталі в пристосуванні дослідним шляхом. При обробці заготовок в досить жорстких пристроях похибка закріплення має незначний вплив на точність обробки і її можна в розрахунках не враховувати.
похибка положення заготовки щодо різального інструменту виникає в результаті неточного виготовлення і складання пристосування і зносу його настановних елементів в процесі експлуатації. Неточність при виготовленні пристосування виникає і від похибок виготовлення його деталей, складання та регулювання.
Точність виготовлення пристосування задається в робочому кресленні і в технічних умовах. На похибка положення заготовки в пристосуванні найбільший вплив робить знос його постійних настановних опор. Різні деталі пристосування контролюють в установчі терміни і при зносі проходять відповідний вид ремонту.
Позначимо похибка виготовлення пристосування і знос його опор через . Так як , и являють собою поля розсіювання випадкових величин, що підкоряються закону нормального розподілу, то похибка установки як сумарне поле розсіювання виконуваного розміру деталі визначають за формулою:
При виборі способу установки необхідно порівнювати отриману для даної установки похибку з допустимою похибкою
БАЗУВАННЯ ДЕТАЛЕЙ І ТОЧНІСТЬ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ
Основні принципи вибору баз і похибки базування Способи встановлення і закріплення заготовки. Точність механічної обробки деталі залежить від способу установки (базування і закріплення) заготовки. Під установкою розуміється правильна орієнтація заготовки щодо різального інструменту і надійна фіксація її в даному положенні. Правильність установки визначається характером і точністю базування заготовки. Відповідно до ГОСТ 21495 -76 під базуванням розуміють надання заготівлі необхідного положення щодо обраної системи координат. Базою називають вихідну поверхню, що визначає положення заготовки в процесі обробки її на верстаті або ориентующу інші деталі вузла, агрегату при складанні. Базування необхідно на всіх стадіях створення виробу.
За призначенням розрізняють конструкторські, технологічні та вимірювальні бази. Конструкторські бази — це поверхні, лінії або точки на робочому кресленні деталі, щодо яких конструктор задає розміри і взаємне положення інших поверхонь, ліній або точок. Конструкторськими базами на робочому кресленні служать осі отворів і валів, осі симетрії та інші геометричні елементи. Важливим питанням при конструюванні є правильна простановка розмірів на кресленні, яка можлива ланцюговим або координатним способом. При ланцюговому способі підсумовування помилок окремих ланок розмірної ланцюга неминуче (рис. 3. 1, а). При координатному способі (від однієї конструкторської бази) виключається підсумовування помилок окремих розмірів в процесі вимірювання деталі ( рис. 3. 1, б).
Технологічною базою називається поверхня, яка використовується для визначення положення заготовки в процесі виготовлення деталі. Технологічною базою може бути робоча поверхня деталі або спеціально створена поверхня у заготовки для базування при обробці, яка не виконує службового призначення у деталі (наприклад: центрові отвори валів, припливи у деталей — корпусів). Вимірювальною базою називається поверхня, яка використовується для визначення відносного положення заготовки і засобів вимірювання, тобто від якої роблять відлік розміру обробки. Базування пов’язано з частковим або повним позбавленням ступенів свободи заготовки у вибраній системі координат. Тому встановлені наступні різновиди технологічних баз: установча, напрямна (подвійна спрямовуюча), опорна (подвійна опорна).
Настановної базою називають елементи деталі, використовувані в процесі обробки для встановлення взаємозв’язку між розташуванням ріжучої кромки інструменту і оброблюваної поверхнею і позбавляють заготовку трьох ступенів свободи: переміщення вздовж осі у і поворотів навколо осей х та z (поверхня I в площині x. Oz, рис. 3. 2, а). Напрямна база позбавляє заготовку двох ступенів свободи: переміщення вздовж осі х і повороту навколо осі у (поверхня II в площині y. Oz, рис. 3. 2, а). Подвійна напрямна база позбавляє заготовку чотирьох ступенів свободи: переміщень вздовж осей х і у і поворотів навколо цих осей (рис. 3. 2, б). Опорна база позбавляє заготовку одного ступеня свободи: переміщення вздовж осі г (поверхня III в площині х. Оу на рис. 3. 2, а). Подвійна опорна база позбавляє заготовку двох ступенів свободи: переміщень вздовж координатних осей х і у (рис. 3. 2, в).
При проектуванні технологічних процесів правильне призначення технологічних баз сприяє підвищенню точності обробки. Тому при виборі баз необхідно враховувати наступні положення: поверхню заготовки або складальної одиниці, прийнята за технологічну базу, має бути оброблена з необхідної точністю і шорсткістю; при обробці такої поверхні заготівлю базують по чорновим баз (тобто необробленим поверхностях); при обробці заготовок складної конструкції (блок циліндрів) чорнові бази повинні бути гладкими і не мати ливарних і штампувальних ухилів; за чорнові бази слід приймати поверхні, розташовані паралельно, перпендикулярно або концентрично технологічній базі, так як при цьому спрощується процес базування і підвищується точність обробки технологічної бази;
за технологічну настановну базу приймається велика за площею поверхня заготовки, що дозволяє далі рознести три опорні точки і підвищує стійкість заготовки в процесі її обробки; за направляючу технологічну базу приймається велика по довжині і менша по ширині поверхню заготовки, що дає можливість розташувати точки, що визначають напрямок заготовки, на одній прямій і підвищити точність базування; для досягнення високої точності обробки необхідно дотримуватися принципу суміщення технологічної, вимірювальної та конструкторської баз, тому при розробці конструкції деталі необхідно передбачати можливість використання конструкторської бази в якості технологічної та вимірювальної; при проектуванні технологічних процесів обробки деталей складної конструкції з великою кількістю точних взаємопов’язаних поверхонь необхідно дотримуватися принцип сталості технологічної бази, який полягає у використанні однієї і тієї ж технологічної бази при виконанні всіх основних операцій обробки заготовки.
При обробці паза на глибину а± 5 (рис. 3. 3, б) з відліком розміру від вимірювальної бази А деталі, встановленої на столі фрезерного верстата базою Б (налагодження фрези виконана за розміром Н), допуск замикаючої ланки а буде дорівнює алгебраїчній сумі допусків складових ланок, так як технологічна база Б не співпадає з вимірювальною базою А. У цьому випадку точність обробки знижується, так як на допуск розміру а, крім похибки налаштування, впливає і коливання розміру В, зв’язує настановну і вимірювальну бази. Отже, похибка базування представляє собою відхилення фактичного положення заготовки при базуванні від запланованого. Якщо технологічна база збігається з вимірювальною, похибка базування дорівнює нулю. Похибка базування дорівнює нулю для всіх розмірів, що визначають взаємне положення поверхонь, оброблених при даній установці заготовки.
При обробці поверхонь, які одночасно служать напрямними технологічними базами, похибка базування також буде дорівнює нулю. Наприклад, при протягуванні, розгортанні, притирці отворів, а також при безцентровому шліфуванні поверхню, яка підлягає обробці, є направляючої для інструментів. Таким чином, для зниження похибок базування необхідно використовувати постійні бази для різних операцій обробки. Кожна зміна бази вносить нові похибки, які залежать від неточності взаємного розташування баз.
.png)