Принципы установки заготовок в приспособлениях

Точность обработки обеспечивается определенным положением заготовок относительно режущего инструмента. Положение заготовки при обработке характеризуется шестью степенями свободы, определяющими возможность перемещения и поворота заготовки относительно трех координатных осей. При полной ориентации заготовка лишается всех степеней свободы; при неполной – числа степеней свободы меньше шести.

Лишение детали степеней свободы достигается наложением связей. Под связями подразумеваются ограничения позиционного характера, накладываемые на движения точек рассматриваемого тела. Для ориентировки призматического тела в пространстве необходимо соединить три точки а₁, а₂, а₃ его нижней поверхности двухсторонними позиционными связями с плоскостью XOY прямоугольной системы координат. Эти двухсторонние связи представляются в виде недеформируемых стержней, сохраняющих способность скользить вдоль осей ОХ и OY не отрываясь от плоскости ХОY, т.е. тело лишается 3-х степеней свободы: поступательного движения вдоль оси OZ и вращательного вокруг OX и OY не отрываясь от плоскости XOY. Т.е. тело лишается трех степеней свободы: поступательного вдоль оси OZ и вращательного вокруг OX и OY. Плоскость В соединяется двумя связями или опорными точками с плоскостью ZOY. Они лишают ее двух степеней свободы: перемещения вдоль оси ОХ и вращения вокруг OZ. Опорная точка С лишает деталь одной степени свободы – перемещения вдоль оси OY. Шесть наложенных двухсторонних позиционных связей обеспечивают заданную ориентировку тела относительно системы координат OXYZ и фиксирование тела в данном положении.

При установке заготовки на опорные точки приспособления каждая их них реализует одну двухстороннюю связь.

Под «опорной точкой» подразумевается идеальная точка контакта поверхности заготовки и приспособления, лишающая заготовку одной степени свободы, делая невозможным ее перемещение в направлении, перпендикулярном опорной поверхности. Число опор на которые устанавливают заготовку не должно быть больше шести.

Правило шести точек: Для полного базирования заготовки в приспособлении необходимо и достаточно создать в нем шесть опорных точек, расположенных определенным образом относительно базовых поверхностей.

Разрабатывая вопрос об установке детали решают каких степеней свободы надо лишить деталь с помощью установочных элементов приспособления для получения заданных чертежом размеров.

Для обеспечения устойчивого положения заготовки в приспособлении:

1. Расстояние между опорами следует выбирать большим, т.к. в этом случае уменьшается влияние погрешности формы базовых поверхностей на положение заготовки в приспособлении.

2. При установке заготовки на опоры не должен возникать опрокидывающий момент.

Закрепление заготовки осуществляется одной силой (например W₁), вызывающей возникновение силы трения между нижней базой и опорами, что препятствует смещению заготовки в остальных направлениях. Опоры имеют ограниченную поверхность контакта и жестко закреплены в корпусе приспособления.

Для того, чтобы определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять жестких связей, которые лишают его пяти степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY и OZ и вращаться вокруг осей OX и OZ. Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – остается свободной.

Поверхность детали, несущая три опорные точки называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с 2-мя опорными точкам – направляющей, торцевая с одной опорной точкой – опорной.

Цилиндрическая поверхность валика, несущая 4 опорные точки, называется двойной направляющей поверхностью. Торцевая поверхность валика является опорной базой.

При обработке недостаточно жестких заготовок возникает необходимость увеличения числа опорных точек сверх шести. При установке прямоугольной заготовки с длинным кронштейном, у которого обрабатываются торцы бобышек применяется индивидуально подводимая опора 1, к которой заготовка прижимается силой W’. Это повышает жесткость технологической системы, позволяя использовать более производительные режимы резания.

Дополнительные опоры выполняют только регулируемыми или самоустанавливающимися. При установке заготовки опоры индивидуально подводятся (самоустанавливаются) к поверхности заготовки, а затем стопорятся, превращаясь на время выполнения данной операции в жесткие опоры. Число дополнительных опор не ограничено, однако для упрощения конструкции приспособления их число следует брать минимальным.