Geum.ru

Лабораторно-практическая работа №1

Вид материалаПрактическая работа
Цель работы
I. Теоретическая часть
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Цель работы


Выявить экспериментальным путем составляющую ошибок базирования на токарной операции при установке деталей по центровым отверстиям. Закрепление знаний теоретической части курса технологии машиностроения «Основы базирования в металлообработке».
I. Теоретическая часть

При обработке на токарных станках валов, труб и других деталей часто применяют установку на конические поверхности специально выполненных центровых отверстий или фасок. Для валов центровые отверстия стандартизованы и изготавливаются центровыми сверлами. Наиболее распространен угол конуса центрового отверстия  = 60 в вариантах исполнения формы А, В, Т (рис. 1, а). Для тяжелых деталей применяются большие углы до 75 и 90. В последнее время применяются центровые отверстия с дугообразной образующей (форма R, рис. 1, б).

Рис. 1. Центровые отверстия

а – с углом конуса 60 (формы А, В и Т)б – с дугообразной образующей (форма R)


Установка вала по двум центровым отверстиям позволяет совместить ось детали с осью центров, т.е. свести к нулю погрешности от несовмещения технологической базы с собственной системой координат для всех размеров, заданных от оси вала. Такая схема установки получила широкое применение благодаря следующим преимуществам: простоте конструкции приспособления; отсутствию погрешности от несовмещения баз для диаметральных размеров; обеспечению выдерживания принципа постоянства баз при обработке на различных операциях. Недостатком такой схемы является необходимость обработки у детали дополнительных поверхностей – центровых отверстий.

Рис. 2. Установочные центры

Для реализации теоретической схемы базирования, приведенной на рис. 3, в качестве установочных элементов используются жесткие и вращающиеся центры. Жесткие центры устанавливают в шпиндель станка и пиноль задней бабки. Конструкции жестких центров показаны на рис. 2, а, б, в (ГОСТ 13214 – 67).

Рис. 3. Базирование в центрах

а) передний центр неподвижен; б) на плавающий передний центр с упором в шайбу

Срезанные центры (рис. 2, б) применяют для установки труб и подобных деталей по коническим фаскам. Поводковый центр (рис. 2, в) обеспечивает передачу крутящего момента за счет внедрения рифлений в поверхности конической фаски. Такой центр обеспечивает передачу момента, необходимого для чистовых операций, но портит поверхность центрового отверстия заготовки.

В современных быстроходных токарных станках, а также при обработке тяжелых деталей в заднюю бабку ставится вращающийся центр (рис. 2, г).

Вращающийся центр обладает пониженной по сравнению с жестким центром жесткостью, но не изнашивается и не портит базовых поверхностей, так как вращается вместе с заготовкой.

Вращающиеся центры бывают универсальные и специальные. Универсальные центры делают в виде самостоятельного устройства и используют в любом станке, имеющем конусное гнездо (ГОСТ 8742 – 75). Специальные центры делают заодно с пинолью задней бабки и применяют главным образом для тяжелых работ при обработке деталей больших размеров. Для вращающегося центра необходимо два радиальных подшипника 1 (рис. 2, г) и один упорный 2.

Установка на жесткий передний центр приводит к несовмещению технологической и измерительной баз вдоль оси вала. В результате появляется погрешность базирования б, равная допуску на глубину центрового отверстия.

При необходимости точной ориентации заготовки по длине в шпиндель станка устанавливают плавающий центр, схема которого приведена на рис. 2, д.

При поджатии заготовки 6 задним центром плавающий центр 3 утапливается в корпусе 2, сжимая пружину 5 до тех пор, пока торец детали не упрется в торец корпуса 2 (или в специальный упор). При этом, независимо от глубины центрового отверстия, торцы всех заготовок в партии займут вполне определенное положение, база технологическая совместится с собственной системой координат заготовки, часть погрешности базирования для осевых размеров, обусловленная несовпадением баз сведется к нулю. Винт 4 предохраняет центр от выпадания из корпуса 2 под действием пружины 5.

Далее рассмотрим подробнее схему базирования детали в центрах, приведенную на рис. 3. В декартовой системе координат в пространстве изображена деталь в виде гладкого вала, установленная в центрах. На плоскостях декартовой системы выполнены проекции пространственной установки с соответствующей схемой базирования. Сначала рассмотрим установку на неподвижный (жесткий) передний центр. На каждой проекции приводится по два варианта возможного изображения схемы базирования. Один вариант – простановка опорных точек на явных технологических базах, другой вариант – с помощью скрытых баз. Скрытая база в данной установке представляется осью центровых отверстий. Явная база – непосредственно конусные (или дугообразные) поверхности центровых отверстий. Каждая опорная точка символизирует идеальную связь базы с неподвижной системой координат. Роли, выполняемые левым и правым центровыми отверстиями, неодинаковы. Левое центровое отверстие, соприкасающееся с неподвижным в осевом направлении центром передней бабки, выполняет функции центрирования и определяет положение заготовки в осевом направлении. Таким образом, оно (центровое отверстие) лишает заготовку трех степеней свободы (перемещения вдоль трех осей координат) и выполняет опорно-центрирующую функцию. Функция заднего центрового отверстия, соприкасающегося с подводимым в осевом направлении центром задней бабки, ограничена только центрированием. Эта поверхность находится в контакте с двумя опорными точками и лишает заготовку еще двух степеней свободы (поворотов вокруг осей системы координат). В совокупности заготовка лишается пяти степеней свободы при установке на неподвижный передний центр. Эти пять опорных точек образуют комплект баз состоящий из двойной направляющей базы (главная база – точки 1, 2, 3, 4) и опорной базы т. 5. Главная база представляется осью центровых отверстий, т.е. в неявном (скрытом) виде. А точка 5 принадлежит вершине конуса левого центрового отверстия, либо сечению, проходящему через образующую контакта дугообразного центрового отверстия и неподвижного переднего центра, т.е. также выступает в неявном виде.

Если передний центр плавающий (рис. 3, б), то функцию опорной базы выполняет торец шейки вала у левого центрового отверстия, а центровые отверстия выполняют только функцию центрирования. Если необходимо ориентировать положение обрабатываемой детали в направлении вращения относительно оси центровых отверстий, например, при нарезании многозаходных резьб, формировании профиля кулачков распределительных валов и т.д., то следует использовать одну из дополнительных ее поверхностей (например, шпоночную канавку или шлицы, отверстие, перпендикулярное оси детали или параллельное, выполненное в торце и т.п.) в качестве опорной базы, введя ее в контакт с жесткой опорой и тем самым, лишив ее шестой степени свободы.