Общие сведения об установке детали в приспособлении, правило шести точек

Категория:
Приспособление для механической обработке


Общие сведения об установке детали в приспособлении, правило шести точек

Исходным документом для конструктора при проектировании приспособления является операционный эскиз с выбранными и обозначенными устанозочными базами. Конструктор должен спроектировать приспособление, обеспечивающее выполнение всех функций, обусловленных данной операцией. Среди них главной является установка детали, т. е. придание ей требуемого положения в приспособлении.

Для удобства описания получаемой при установке ориентации детали относительно приспособления будем пользоваться системой трех взаимно-перпендикулярнцх осей координат X, У и Z.

Рис. 1. Эскизы, иллюстрирующие правило шести точек.

Чтобы придать детали при ее установке в приспособление вполне определенное положение, необходимо лишить ее всех указанных выше шести степеней свободы. Сделать это можно путем расстановки соответствующим образом опорных точек, которые будут препятствовать перемещению и вращению детали.

Опорные точки располагаются относительно системы координат в соответствии с конфигурацией детали и тем положением, которое требуется придать ей в приспособлении.

Правило шести точек. На основании сказанного и сформулировано так называемое правило шести точек: чтобы придать детали вполне определенное положение в приспособлении, необходимо и достаточно иметь шесть спорных точек, лишающих деталь всех шести степеней свободы.

Опорные точки материализуются различными конструкциями установочных элементов. В простейшем случае — это опора со сферической головкой, контактирующая с деталью одной точкой. Схематично установка детали с использованием опор со сферической головкой приведена на рис. 1, е. Опоры размещены здесь относительно детали и системы координат так же, как и опорные точки на рис. 1. Группа из трех опор, расположенных в плоскости XOY, выполняет три функции: ограничивает перемещение детали по оси Z и вращение относительно осей X и Y. Группа из двух опор осуществляет две функции: ограничивает перемещение по оси X и вращение относительно оси Z. Опора 6 ограничивает перемещение по оси Y.

В большинстве случаев установочный элемент не так прост по конструкции, как опора со сферической головкой, и порой бывает трудно определить, сколько опорных точек заменяет тот или иной установочный элемент. Например, если деталь, показанную штрихпунктирной линией на рис. 1, в, установить с помощью опорных пластин, то для обнаружения указанных в правиле шести опорных точек потребуются некоторые дополнительные рассуждения.

При изготовлении приспособления добиваются, чтобы установочные поверхности У опорных пластин лежали в одной плоскости. Устанавливая на них деталь, полагают, что ее обработанная плоскость будет соприкасаться с установочными поверхностями У обеих пластин. А так как положение любой плоскости определяется тремя точками, то считают, что опорные пластины заменяют собой три опорные точки. Таким образом, две опорные пластины 3 и 4 выполняют те же функции, что и группа опор 1, 2 и 3 на рис. 1, е.

Опорная пластина ориентирует лишь одну линию детали, расположенную в плоскости базы.

Рис. 2. Установка рычага по правилу шести точек.

Это объясняется следующим. Во-первых, вследствие погрешности угла а у детали последняя будет соприкасаться с пластиной только по линии. Во-вторых, часто деталь имеет большую ширину h, по сравнению с которой ширина пластины представляется узкой полоской, условно принимаемой за линию. А так как положение любой линии определяется двумя точками, то считают, что опорная пластина заменяет две опорные точки. Следовательно, она выполняет те же функции, что и группа опор. Опора играет роль шестой опорной точки.

Рассмотрим еще один пример. На рис. 2, а показана установка детали типа рычага на шесть опор со сферической головкой, из, которых четыре исиользуются для установки цилиндрической поверхности детали, при этом группа из двух опор выполняет две функции: лишает деталь возможности перемещаться по оси Z и вращаться относительно оси X: Вторая группа опор 3 и 4 осуществляет тоже две функции: ограничивает перемещение детали по оси X и вращение относительно оси Z. Опора препятствует вращению относительно оси У, а опора — перемещению по оси У.

Данную деталь можно установить и другим методом. Цилиндрическую поверхность ее расположить не на четыре штыря, а на призму. В этом случае призма будет выполнять те же функции, что и группа из четырех опор. Деталь, установленная цилиндрической поверхностью на призму, контактирует с ней двумя образующими, двумя линиями. Следовательно, призма материализует четыре опорные точки и лишает деталь четырех степеней свободы: препятствует перемещению по осям X и Z и вращению относительно тех же осей. Назначение опор такое же, как и опор.

Можно ли на практике применять для установки детали больше или меньше шести опорных точек?

Больше шести опорных точек использовать недопустимо. Из-за лишних опорных точек либо вообще не удастся установить деталь в приспособлении, либо если и удастся, то при закреплении будет нарушаться ее положение.

Поясним это на примере. Допустим, что требуется обработать уступ В у детали, показанной на рис. 3, а, которая по недосмотру установлена по схеме рис. 21,6. Здесь используется семь опорных точек: три обеспечиваются двумя пластинами, еще три — двумя пластинами 1 и 2 и седьмая — опорой.

При установке детали в приспособление базой Б на пластины 3 и 4 база А будет соприкасаться с- пластинами только в том случае, если угол а между базами А и Б у детали будет в точности соответствовать углу а между установочными поверхностями пластин в приспособлении. Однако это маловероятно. Вследствие погрешности обработки угол а у детали будет выдержан с какими-то отклонениями ±Y> и поэтому он будет хотя бы на незначительную величину отличаться от угла а в приспособлении. В связи с этим база А ле будет соприкасаться с обеими пластинами.

Рис. 3. Установка детали с отступлением от правила шести точек

При закреплении детали под действием силы Q она повернется таким образом, что база А будет поджата к обеим пластинам, а база при этом изменит свое положение: встанет с перекосом относительно установочной плоскости пластин.

Так как настройка фрезы на размер Н производится относительно установочной плоскости пластин, то всякое изменение положения базы Б детали относительно плоскости этих пластин неизбежно приведет к погрешности в размере Н.

Рис. 4. Положение детали в приспособлении после ее закрепления.

В рассматриваемом случае перекос детали при закреплении приведет к тому, что после обработки плоскость В уступа не будет параллельна плоскости Б.

Чтобы установка детали удовлетворяла правилу шести точек, вместо двух пластин в вертикальной плоскости следует расположить только одну пластину. Тогда при закреплении детали положение ее нарушаться не будет.

Теперь рассмотрим, можно ли для установки детали применять меньше шести опорных точек.

На практике довольно часто бывают случаи, когда деталь устанавливается на пять, четыре и даже на три опорные точки. Количество опорных точек определяется числом установочных баз и их формой.

Во Есех случаях, когда для установки детали используется меньше шести опорных точек, т. е. применяются не три установочные базы, а меньше, положение детали в приспособлении полностью не ориентировано. При установке детали двумя базами (на пять опорных точек) у нее остается одна степень свободы, одной цилиндрической базой (на четыре точки)—две степени свободы,, при установке одной плоской базой (на три точки) — три степени свободы.

Количество необходимых установочных баз определяется требованиями чертежа и условиями выполнения операции.

На рис. 5, а показана деталь, у которой требуется обработать плоскость Г в размер Н. Чтобы получить размер Н, достаточно при установке детали придать вполне определенное положение лишь плоскости Б, т. е. можно установить деталь только одной базой. Вместе с тем можно обеспечить размер Н, устанавливая деталь двумя и тремя базами. Возможные варианты операционных эскизов показаны на рис. 5, б, в и г.

При установке одной базой приспособлением служит плита, на которую деталь ставится плоскостью Б и закрепляется, например, с помощью энергии магнитного поля. В данном случае магнитная плита обеспечивает три опорные точки и полностью определяет положение плоскости Б детали. Вместе с тем у детали остается три степени свободы: перемещение по осям X и У и вращение относительно Z.

Если в цехе нет магнитной или вакуумной плиты, можно выбрать другой способ установки детали. Например, можно обработать плоскость Г, закрепив деталь в тисках. Тогда она будет устанавливаться двумя базами: плоскостью £ и боковой плоскостью А, которая будет соприкасаться с неподвижной губкой тисков. Для данной операции вместо тисков можно применить специальное приспособление, схема которого показана на рис. 6, б. Деталь базой Б ставится на две опорные пластины 2 и 3, а базой А — на одну опорную пластину 1. Как в тисках, так и в приспособлении деталь устанавливается на пять опорных точек: на три — базой Б и на две — базой А. Остается одна степень свободы— возможность перемещаться вдоль опорных пластин.

Рис. 5. Варианты выбора установочных баз при обработке плоскости в размер Н.

И, наконец, можно использовать для установки детали три базовые плоскости — Л, Б и В. Здесь деталь устанавливается по уже известной схеме с использованием шести опорных точек, из которых три обеспечиваются пластинами 2 и 3, две — пластиной 1 и шестая точка — опорой.

рассмотренный пример показывает, что в зависимости от конкретных условий выполнения операции технолог имеет возможность выбирать число установочных баз, и при любом выбранном варианте требования чертежа надежно обеспечиваются.

Рис. 6. Схемы установки детали в приспособлении.

С увеличением числа исходных размеров, выдерживаемых на операции, возможности выбора числа баз уменьшаются. Так, если требуется выдержать два размера М и N, размерные линии которых параллельны осям координат X и Z, то деталь уже нельзя устанавливать только одной базовой плоскостью. Как минимум, необходимы две базы — плоскости Л и Б, чтобы определить положение детали по двум осям координат X и Z.

Рис. 7. Операционные эскизы, иллюстрирующие выбор количества установочных баз.

Рис. 8. Схема установки валика двумя базами.

Не всегда, однако, технологу представляется возможность при необходимости выдержать два исходных размера выбрать для установки детали три базы. Например, при обработке лыски в размеры согласно операционному эскизу, показанному на рис. 7, в, для установки валика можно выбрать только две базы — цилиндрическую поверхность А и торец Б. С помощью приспособления, приведенного на рис. 8, валик размещается на пяти опорных точках. И у него остается одна степень свободы — возможность вращения относительно оси цилиндрической поверхности.

Если бы технолог и пожелал использовать для установки валика три базы, чтобы лишить его всех шести степеней свободы, то сделать это ему бы не удалось, так как у данной детали нет такой поверхности, которую можно было бы принять за третью базу.

Наконец, если на операции выдерживаются три исходных размера, размерные линии которых направлены параллельно трем осям координат X, Y и Z, то для установки детали технолог вынужден использовать только три базы — плоскости А, Б и В.

На практике деталь чаще всего устанавливается тремя базами, так как в этом случае она получает полную ориентировку, что очень важно при обработке на настроенных станках. Кроме того, снижается возможность перемещения детали под действием сил резания.

В заключение отметим, что установка детали сводится, по существу, к установке ее баз. В этом легко убедиться, если обратиться к только что рассмотренным примерам. Для установки детали в требуемое положение в пространстве (в приспособлении) необходимо и достаточно придать’ соответствующее положение ее установочным базам. Поэтому в дальнейшем первоначально будут рассматриваться методы установки одной отдельной базы детали и лишь потом методы установки детали группой баз.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум