Установочные элементы приспособлений

Продолжаем публикацию материалов из Справочника фрезеровщика под редакцией В.Ф. Безъязычного. На этот раз разберем установочные элементы приспособлений для фрезерных обрабатывающих станков.

Установочные элементы приспособлений, выполняемые в виде опор, подразделяют на основные, т.е. ориентирующие заготовку в приспособлении, и вспомогательные, которые служат для повышения жесткости технологической системы и уменьшения прогиба заготовки.

Заготовка может быть установлена в приспособлении необработанной (черновая база) и обработанной (чистовая база) поверхностью. По форме базовая поверхность может быть плоской, цилиндрической, наружной (вал) или внутренней (отверстие), криволинейной. Для базирования заготовки в приспособлении чаще всего используют различное сочетание поверхностей.

Конструкции установочных элементов приспособлений весьма разнообразны и определяются выбранной схемой и видом базовой поверхности. Опоры для базирования заготовок по плоскости могут быть постоянными, регулируемыми и подводимыми (самоустанавливающимися).

Конструкции постоянных опор, выполненные в виде штырей, показаны на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Конструкции штырей для установки заготовок:
а – по обработанной плоскости; б, в – по необработанной

Ступенчатые опоры (рис. 4.3, а) используются для установки заготовок непосредственно на стол фрезерного станка. Применение этих опор значительно сокращает количество мерных прокладок. Кроме того, эти опоры фрезеровщики часто применяют в качестве подставок под прижимные планки. Универсальная подставка (рис. 4.3, б) состоит из одинаковых по высоте и конструкции пустотелых колец 1, входящих одно в другое. Верхнее кольцо имеет резьбовое отверстие, в которое ввернута пятка 2. Подставка служит для установки на ней обрабатываемых заготовок и прижимных планок, удобна в работе и способствует сокращению вспомогательного времени.

Рис. 4.3. Конструкции опор:
а – ступенчатая опора; б – универсальная подставка;
в – регулируемая опора

Регулируемые опоры применяют преимущественно при базировании по черновой базе, если заготовки имеют различный припуск, а также если базовая поверхность имеет ступеньки, углубления, выступы и т.п. Эти опоры часто применяют совместно с постоянными. Контактная поверхность опоры имеет сферическую или коническую форму. Размер А опоры (рис. 4.3, в) обеспечивается вылетом винта 1 из корпуса приспособления 2. Гайка 3 фиксирует винт в установленном положении.

Подводимые самоустанавливающиеся опоры уменьшают деформацию нежестких заготовок под воздействием сил резания при обработке. Эти опоры используют в дополнение к основным. В такой опоре (рис. 4.4) при откреплении винта 1 плунжер 2 с опорной пяткой под действием пружины 4 доводится до контакта с поверхностью заготовки 3, после чего плунжер закрепляют в этом положении винтом 1 (через штырь 5). Размеры пружины и степень ее предварительного сжатия принимают такими, чтобы не происходило смещения установленной на основные опоры заготовки. Штырь 5 ограничивает выдвижение плунжера при открепленном положении опоры.

Рис. 4.4. Конструкция самоустанавливающейся опоры

Рис. 4.5. Конструкция подводимой опоры

Клиновое соединение удерживает опору в заданном положении и препятствует перемещению заготовки под действием сил резания, а цилиндрическая часть штыря удерживает плунжер от проворота. По конструкции плунжер может быть постоянным или регулируемым.

Распространенной является конструкция подводимой опоры, показанной на рис. 4.5. Подъем плунжера 1 до контакта с поверхностью заготовки 2 обеспечивается осевым смещением клина 6. При повороте винта 3, на котором закреплен маховичок, происходит расклинивание сегментных шпонок 4 и обеспечивается стопорение опоры. Шпонки расклиниваются конусом 5 винта.

Базирование заготовки по наружной цилиндрической поверхности вала чаще всего осуществляется на призмы, основным параметром которых является угол призмы α (рис. 4.6). Этот угол у стандартных призм принимают равным 90, 60 или 120°. В практике чаще всего применяют призмы с углом 90°.

Рис. 4.6. Схема базирования заготовки по наружной цилиндрической поверхности на призме

При использовании этого установочного элемента следует учитывать характер задания размера обрабатываемой плоскости, допуск на базовый элемент заготовки (на вал) и положение рабочих поверхностей фрезы относительно оси симметрии призмы. Плоскость, которую необходимо получить в процессе фрезерования вала, может быть задана размером А от центра, от верхней или нижней образующей вала (рис. 4.6, а, б, в).

При базировании вала на призму (рис. 4.6, г) ось вала (у различных заготовок) в данном сечении будет занимать различные положения в плоскости симметрии призмы из-за допуска на диаметр d вала. У заготовок с наибольшим диаметром d_max ось будет в точке 0, а у заготовок с наименьшим диаметром d_min – в точке 0′. При этом полагаем, что d_max – d_min= δ. Поскольку в процессе обработки партии заготовок положение рабочей поверхности настроенного инструмента (положение точки Е, рис. 4.6, г) не меняется, то в заданный размер А_з будет внесена погрешность. Эта погрешность Δ называется погрешностью базирования и в данном случае зависит не только от погрешности базового элемента заготовки (т.е. от величины δ – допуска на вал), но и от величины заданного размера. Из схемы базирования нетрудно определить величину погрешности базирования для различных случаев.

При задании размера от оси заготовки (см. рис. 4.6, а) величину погрешности базирования Δ₁ можно определить по формуле

Для случая задания размера от верхней образующей (см. рис. 4.6, б) погрешность базирования

а для случая задания размера от нижней образующей (см. рис. 4.6, в)

Для призм с углом α = 90° погрешности базирования могут быть приняты Δ₁ ≅ 0,71δ; Δ₂ ≅ 1,21δ; Δ₃ ≅ 0,21δ, где δ – допуск на базовый диаметр заготовки.

Естественно, для обеспечения требуемой точности обработки необходимо, чтобы погрешность базирования Δ (если не учитывать другие погрешности) не превышала допуска на размер А.

Погрешности базирования можно избежать, если вести обработку с выдерживанием размера, заданного перпендикулярно плоскости симметрии призмы. При обработке по схеме, показанной на рис. 4.6, д, с изменением базового диаметра в любых пределах, настроенный и заданный размер А не изменяется.

В практике фрезерных работ чаще всего для базирования деталей используют группу баз. Базирование заготовки по обработанной плоскости и отверстиям наиболее распространено для корпусов, рычагов, плит, рам и других аналогичных деталей. Такая схема базирования способствует выполнению постоянства баз, упрощает конструкцию приспособления. Установочными элементами приспособления являются два пальца и опорные планки (рис. 4.7). Один из пальцев изготовляют цилиндрической, а другой ромбической формы.

Рис. 4.7. Схема базирования заготовки на плоскость и два отверстия:
1 – корпус приспособления; 2 – заготовка; 3 – цилиндрический палец; 4 – ромбический палец; 5 – опорные пластины