Установочные элементы приспособлений

Установочные элементы приспособлений.

Базирующими элементами приспособлений называются детали и механизмы, обеспечивающие правильное и однооб­разное расположение заготовок относительно инструмента.

Базовым поверхностям обрабатываемой детали соответствуют уста­новочные поверхности приспособления. Детали приспособлений, несущие установочные поверхности, применяются в виде опорных пластин, призм, установочных пальцев и т. п. В ряде случаев в установочную систему входят ориентирующие или центрирующие механизмы и механизмы опор.

Установочные детали и механизмы делятся на основные и вспомога­тельные.

Основные предусматриваются схемой базирования и определяют положение детали в соответствии с правилом шести точек. Вспомо­гательные вводятся иногда в установочную систему лишь для повышения устойчивости и жесткости обрабатываемой детали и противо­действия силам резания.

Конструкции и размеры установочных деталей должны, как правило, выбираться по ГОСТам или нормалям машиностроения. Поверхности установочных деталей должны обладать большой износостойкостью. Поэтому их обычно изготовляют из сталей 15 и 20 с цементацией на глубину h=0,8...1,2 мм с последующей закалкой до твер­дости HRC50...55. Особо ответственные детали, например, установочные пальцы, изготовляются из сталей марок У7А или 20Х; при использовании стали 20Х детали перед закалкой (HRC55…60) цементируют.

При установке заготовка опирается на установочные элементы приспособлений, поэтому эти элементы называют опорами. Опоры можно разделить на две группы: группу основных и группу вспомогательных опор.

Основными опорами называются установочные или ба­зирующие элементы, лишающие заготовку при обработке всех или нескольких степеней свободы в соответствии с тре­бованиями к обработке.

В качестве основных опор для установки заготовок пло­скими поверхностями в приспособлениях часто используют­ся штыри и пластины.

Опорные штыри постоянные выполняются с плоской, сферической или насеченной головкой. Диапазон размеров (в мм) стандарт­ных опор с плоской и сферической головкой по ГОСТ 13440-68 и ГОСТ 13441-68: d = 3...25; D = 5...40; H = 3...60; L = 7...92; опоры с насеченной головкой (ГОСТ 13442-68) имеют d = 6...25; D = 10...40; H = 6...60;

Отверстия под опоры в корпусе приспособления выполняются сквозными; сопряжение опор с отверстиями — по посадке H7/p6 или H7/n6.

Рис. 3.1. Опорные штыри: а - с плоской головкой; б - со сферической головкой; в - с насеченной головкой; г - с переходной втулкой

Опорные площадки под головки штырей должны слегка выступать и обрабатываться одновременно, чем обеспечивается расположение их в одной плоскости. Опоры с плоскими головками после их запрессовки также шлифуются одновременно, для чего по размеру H оставляется при­пуск 0,2...0,3 мм на шлифование после сборки.

Опорные пластины (ГОСТ 4743-68) имеют два исполнения (рис. 3.2): плоские (исполнение 1) и с косыми пазами (исполнение 2). Размеры стандартных пластин (в мм): В = 10...40; L = 25...220; Н = 5...25; h =2,5-7; h1
= 1,0...2,5; b = 8...20; d = 3,4-11,0; d1
= 6...18; А = 13...80; l = 6...30; с = 0,6...1,6. Предельные отклонения размера Н: (-0,010...-0,014 мм); размера А: (±0,1 мм…±0,25 мм).

Пластины крепятся двумя или тремя винтами. Материал — сталь марки 20Х по ГОСТ 4543-71. Твердость HRC 55...60, глубина цементации h=0,8...1,2 мм.

Плоские пластины целесообразно закреплять на вертикальных стен­ках корпуса, так как при горизонтальном их положении в углублениях над головками винтов (1—2 мм) скопляется мелкая стружка, трудно уда­ляемая при очистке приспособления. Пластины с косыми пазами уста­навливают на горизонтальных поверхностях корпуса. В этом случае стружка, сдвигаемая при перемещении устанавливаемой детали, попадает в углубления (косые пазы) пластин и не нарушает контакта при установке.

Рис. 3.2. Опорные пла­стины: плоские и с косыми пазами

Пластины, как и опоры, закрепляют на корпусе; при наличии нескольких площадок в одной плоскости они обрабатываются совместно.

Выбор типа и размеров опор зависит от размеров и состояния базовых поверхностей.

1. Детали с начисто обработанными базовыми плоскостями больших размеров (а в ряде случаев полученные методами точного литья) уста­навливают на опорные пластины, а небольшие — на опоры с плоской головкой. При этом предельная нагрузка на опоры не должна превышать 40 Н/мм2
.

2. Детали с необработанными поверхностями устанавливают на опоры со сферической или насеченной головкой. Последние обычно применяются для закрепления в вертикальных стенках корпуса, когда очистка их от стружки не представляет затруднения.

Предельные нагрузки на опоры со сферической головкой при уста­новке стальных либо чугунных заготовок не должны превышать: при D = 10 мм - 2000 Н; D = 16 мм - 5000 Н; D = 25 мм - 12000 Н и D = 40 мм — 30000 Н. Для заготовок из цветных металлов или их спла­вов предельные нагрузки следует уменьшать на 30—40%. Опоры с рифле­ной головкой допускают вдвое большие нагрузки (от 4000 до 60000 Н).

Количество опор и их расположение выбираются в соответствии со схе­мами базирования. Во всех случаях при конструировании приспособлений необходимо обеспечивать условия для легкого удаления стружки с уста­новочных поверхностей.

Самоустанавливающиеся опоры (рис. 3.3) услож­няют конструкцию приспособления и применяются лишь в специальных случаях. Так, например, при базировании детали плоскостями ее бобышек, расположенными по периметру четырехугольника, целесообразно одну из постоянных опор заменить двухточечной. При базиро­вании ступенчатой плоскостью можно применить двухточечную опору.

Если на установочной поверхности заготовки имеется припуск, который необходимо удалить в последующих опе­рациях и который для различных партий заготовок может быть неодинаковым, или, если у разных партий заготовок форма установочной поверхности имеет некоторые откло­нения применяют регулируемые опоры.

Регулируемые винтовые опоры приме­няются в качестве основных или вспомогательных опор. Примеры их использования показаны на рис. 3.4.

Рис. 3.3. Самоустанавливающиеся основные опоры:

1, 2 - жесткие опорные штыри; 3,4 - плавающие опоры

Рис. 3.4. Примеры применения винтовых регулируемых опор

Вспомогате

льные опоры применяют дополнительно к основным, когда необходимо повысить жесткость и устойчивость устанавливаемых деталей. Так, например, на рис. 3.5, а деталь имеет ступенчатую базовую плоскость. Размер h между плоскостями приспособления и детали колеблется в пределах допуска, и полное совмещение ступенчатых поверхностей не­возможно. В этом случае за базу принимают одну плоскость, а под дру­гую — подводят вспомогательную опору.

У детали, изображенной на рис. 3.5, б, требуется фрезеровать пло­скости k бобышек, перпендикулярные к базовой плоскости b. Для повышения жесткости детали в приспособлении предусмотрена вспомогательная опора 1.

Рис. 3.5. Схемы применения вспомогательных опор

Конструкции вспомогательных опор и их деталей нормализованы. На рис. 3.6 показана подводимая клиновая опора (МН 350—60). Опора приводится в соприкосновение с деталью после ее установки на основных опорах перемещением клина (угол скоса 8°). После контакта опорного штыря 3 с деталью вращают винт 5, который с помощью шари­ков 10 раздвигает кулачки 8, фиксирующие опорный штырь. Колпачок 2 предохраняет опору от загрязнения.

На рис. 3.7 показана конструкция само устанавливающейся опоры (ГОСТ 13159—67). При установке заготовки в приспособлении штырь 2 опускается, сжимая пружину 10. После этого винтом 8 с помощью пальца 3 опора фиксируемся. В конструкцию опоры также входят: стальной кор­пус 1, колпачок 4, винты 5 и 11, звездообразная рукоятка 6 (ГОСТ 4742—68), штифты 7 и 9.

Рнс. 3.6. Подводимая клино­вая вспомогательная опора:

1 — клин; 2 — колпачок; 3 — опорный штырь; 4 — втулка; 5 — на­жимной винт; б — рукоятка; 7 — штифт; В — кулачок; 9 — замковое кольцо; 10 — шарик; 11, 12, 13 — винты и шайбы

Рис. 3.7. Самоустанавливающаяся вспомогательная опора

Эти детали применяются при базировании заготовки по плоскости или торцам и отверстиям. ГОСТами определены следующие конструкции.

1. Пальцы установочные цилиндрические постоянные, ГОСТ 12209–66 (рис. 3.8, а).

2. Пальцы установочные срезанные постоянные, ГОСТ 12210–66 (рис. 3.8, б) и пример их применения (рис. 3.8, в).

3. Пальцы установочные цилиндрические сменные, ГОСТ 12211–66 (рис. 3.8, г).

4. Пальцы установочные срезанные сменные, ГОСТ 12212–66 (рис. 3.8, д) и пример их применения (рис. 1.37, с).

5. Пальцы установочные цилиндрические высокие, ГОСТ 17774–72 (рис. 3.8, ж) и примеры их применения (рис. 1.37, з).

6. Пальцы установочные срезанные высокие, ГОСТ 17775–72 (рис. 3.8, и) и пример их применения (рис. 3.8, к)

Постоянные пальцы запрессовываются в корпус приспособления по посадке H7/r6.

Сменные пальцы применяются при интенсивной эксплуатации при­способления, когда они сравнительно быстро изнашиваются и заменяются. Постоянные и сменные стандартные пальцы имеют три исполнения: для диаметров до 10 мм, менее 20 мм и более 20 мм.

Во избежание заклинивания при съеме заготовки в случае ее установки на один палец (рис. 3.8, н) высота Н направляющей части пальца не должна превышать значения

где — зазор между пальцем и отверстием детали.

В случаях установки заготовки на два пальца (рис. 3.8, г) при и рабочая высота пальцев Н, исключающая заклинивание заготовок при съеме, определяется как

Берется наименьшее значение Н, определенное по формулам. При базировании детали по плоскости и двум отверстиям пальцы обычно применяются в сочетании с опорными пластинами (рис. 3.9, а), а при установке по торцу и отверстию они могут запрессовываться в специаль­ную опорную пластину три или иной конструкции (рис. 3.9, б). При установке тяжелых деталей, когда неподвижные пальцы мешают загрузке, их делают выдвижными. Съемный палец 1 установлен в плунжере 2 (рис. 3.10, а), управляемым рычагом 3. Иногда для выдвижения пальца используют реечный механизм. Конусные подпружиненные пальцы (рис. 3.10, б) применяются при базировании детали коническим или не­обработанным цилиндрическим отверстием.

Рис. 3.8. Установочные пальцы и втулки под них

Рис. 3.9. Схемы сочетания пальцев с опорными пластинами

Рис. 3.10. Выдвижные уста­новочные пальцы:

а
—с ры­чажным механизмом; б
— плавающий

Опорные призмы

На рис. 3.11 показаны опорные призмы различных конструкций. Стандартная призма (ГОСТ 12195—66) применяется для установки корот­ких изделий или как элемент опорной сборной призмы, пред­назначенной для базирования длинных изделий (рис. 3.11, в). На рис. 3.11, б показана призма с выемкой. Призмы, предназначенные для деталей c D = 5...150 мм, выполняются с Н = 16...70 мм; В1
= 8...120 мм. Материал – сталь марки 20Х. Твердость рабочих поверхностей HRC 55...60. Глубина цементированного слоя 0,8... 1,2 мм.

При установке детали по черновой базе, а также при установке сту­пенчатых валов рабочие поверхности призм делают узкими (рис. 3.11, б). Крупные изделия устанавливают на чугунные или сварные призмы со сменными стальными закаленными пластинками на наклонных плоско­стях. Рабочие поверхности и основание призмы шлифуются. В сборных конструкциях с двумя и более призмами, используемыми для установки одной детали, все призмы шлифуют совместно. Для точной установки призмы в ней предусмотрены два отверстия (рис. 3.11, а): 1 — под кон­трольные штифты; 2 — под прижимные винты.

На рабочем чертеже призмы необходимо указывать размеры В1
и L1
(от основания до верхней образующей устанавливаемой детали) и L. Размер В1
необходим для разметки и предварительной обработки призмы, а размер L1
– для контроля после окончательной обработки.

Зависимость между этими размерами выражается следующей фор­мулой:

L = L1
+ 1,207D — 0,5B1

а в случае применения нестандартных призм с углом а – 120° формулой

L = L1
+ 1,087D — 0,289B1

Размер D принимается в пределах 5...150 мм; Н – в пределах 16...70 мм; В1
– в пределах 8...120 мм.