Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Глава 9. Базы и базирование в технологии приборостроенияСтр 1 из 5Следующая ⇒
Глава 9. Базы и базирование в технологии приборостроения БАЗЫ И ОПОРНЫЕ ТОЧКИ Для правильной работы каждого изделия необходимо обеспечить определенное взаимное расположение его деталей и узлов. При обработке заготовок на станках они также должны быть правильно ориентированы относительно механизмов и узлов станков, определяющих траектории движения подачи обрабатывающих инструментов (направляющих суппортов, фрезерных и резцовых головок, упоров, копировальных устройств и др.). Погрешности формы и размеров обработанных заготовок определяются отклонениями положений режущих кромок и заготовок от траектории заданного формообразующего движения. Задачи взаимной ориентировки деталей и сборочных единиц в изделиях при их сборке и заготовок на станках при изготовлении деталей решаются их базированием.
1. Соединить три точки его нижней поверхности, не лежащие на общей прямой, двусторонними позиционными связями с плоскостью XOY прямоугольной системы координат (рис. 9.1). Рис. 9.1 Ориентировка призматического тела в пространстве. При этом двусторонние связи, символизируемые координатами "z"; могут быть представлены в виде недеформируемых стержней, сохраняющих, однако, способность скользить по плоскости XOY вдоль осей ОХ и OY, не отрываясь от нижней плоскости А призматического тела. В результате призматическое тело лишается трех степеней свободы, т. е., в частности, оно теряет возможность поступательного движения вдоль оси OZ и вращательного движения вокруг осей ОХ и OY.
Рис. 9.2 Схема двусторонней (а) и односторонней (б) связей.
Математическое выражение двусторонней связи представляет собой равенство: (9.1) где - координаты центра; r – радиус шара. Рассматриваемая двусторонняя связь накладывает ограничение на перемещение и поэтому называется позиционной (геометрической). В то же время является идеальной, так как осуществляется между абсолютно гладкими поверхностями без трения. Очевидно, что при наложении одной двусторонней связи, исключающей движение шара в направлении оси 0Z, т. е. лишающей его одной степени свободы, он сохраняет возможность перемещений вдоль осей ОХ и OY и вращения вокруг всех осей координат, т. е. сохраняет пять степеней свободы. При этом следует отметить, что для осуществления одной идеальной двусторонней связи в примере (рис. 9.2, а) потребовались две точки контакта шара с плоскостями. Это обусловлено тем, что связь может накладываться только абсолютно твердыми телами (либо их аналогами и невесомыми нитями). Таким образом, при наложении связей число отнимаемых ими степеней свободы абсолютно твердого тела часто не равняется числу точек контакта. Например, при двусторонних идеальных связях (т. е. связях без трения) число связей вдвое меньше числа точек контакта. Положение механической системы с наложенными двусторонними позиционными связями в пространстве в каждый момент времени может быть определено произвольными параметрами, например координатами X, Y, Z. Каждому набору этих параметров соответствует определенная конфигурация системы. Число параметров (например, координат),от которых зависит конфигурация системы в произвольный момент времени, определяет число степеней свободы, отнятых у системы. Для фиксирования заданной конфигурации системы необходимо создать условия, исключающие возможность изменения параметров, т. е. нужно лишить ее всех шести степеней свободы. Для этого необходимо наложить на твердое тело шесть двусторонних связей.
(9.2) При соблюдении в выражении (9.2) знака равенства, что бывает при контакте шара с плоскостью в точке А, односторонняя связь исключает движение шара по нормали к плоскости. При соблюдении неравенства, т. е. при отсутствии контакта шара с плоскостью, ограничения на движения шара не накладываются и эти конфигурации называются обыкновенными. Если при односторонних связях хотя бы одно из математических выражений связи обращается в равенство, то конфигурация системы называется пограничной. Односторонние связи только тогда накладывают ограничения на возможные перемещения системы, когда эти перемещения исходят из пограничных конфигураций. В этом определении опорная точка названа идеальной потому, что в действительности в реальных условиях базирования материальная опорная точка приспособления в сочетании с приложенной к заготовке силой лишает заготовку не одной, а трех степеней свободы, так как не только ограничивает возможные перемещения заготовки по нормали к опорной плоскости, но и воздействием сил трения исключает возможность перемещений заготовки вдоль осей ОХ и OY. При замене координат х, у, z (рис. 9.1) опорными точками (рис. 9.3) положение тела относительно выбранной системы координат остается полностью определенным.
Рис.9.3 Реальная ориентация призматического тела в системе координат. Опорные точки здесь отображают шесть идеальных связей (т. е. связей без трения), которые в данном случае являются односторонними и лишают тело шести степеней свободы. Пограничная конфигурация реализуется в приспособлениях созданием усилий прижима при закреплении заготовок. Рассматривавшиеся ранее позиционные связи являются идеальными связями или связями без трения.
(9.3) где F – предельная касательная реакции связи (сила трения); - проекция сдвигающей силы на направление касательной; N – нормальное усилие; f – коэффициент трения покоя.
Фрикционная связь реализуется только при выполнении условия:
(9.4) Mn – момент активных сил относительно оси n, нормальной к поверхности трения в полюсе трения; Мтр – момент сил трения относительно той же оси. Необходимо подчеркнуть, что конфигурация системы определяется наложенными на нее идеальными позиционными, а не фрикционными связями. В связи с этим, при базировании (ориентировке) заготовки в приспособлении имеют значение числа и расположение идеальных опорных точек, а не фрикционных связей. Число идеальных опорных точек в приспособлении можно условно считать равным числу степеней свободы, отнимаемых у заготовки при базировании в данном приспособлении. Возникающие при установке заготовки фрикционные связи лишают ее подвижности и способствуют ее закреплению, но не участвуют в базировании заготовки. Пусть, например, тело (плоская стальная заготовка) лежит на магнитной плите станка, создающей контактное давление в опорных точках а1, а2,а3(рис. 9.4). Рис.9.4 Базирование призматической заготовки на плоскости магнитного стола. При этом на тело наложены три идеальные односторонние позиционные связи, лишающие тело трех степеней свободы и определяющие его положение в направлении оси OZ, а также углы поворота вокруг осей ОХ и 0Y (заготовка расположена параллельно плоскости XOY). Углы поворота заготовки вокруг оси OZ и ее положения в направлениях осей ОХ и OY ничем не ограничиваются, и она сохраняет три степени свободы. После включения магнитных сил возникают фрикционные связи, исключающие возможность каких-либо перемещений заготовки и обеспечивающие ее неподвижность; однако ее положение в направлениях осей ОХ и OY и поворотов вокруг оси OZ остается по-прежнему неопределенным, различным для разных заготовок партии.
ПОНЯТИЕ О БАЗАХ Поверхности заготовок или деталей, используемые при базировании, называют базами. В зависимости от числа идеальных опорных точек, с которыми база находится в контакте, и, следовательно, в зависимости от числа отнимаемых при этом степеней свободы у призматических заготовок и деталей различают установочную базу А, находящуюся в контакте с тремя опорными точками, направляющую базу В, находящуюся в контакте с двумя опорными точками, и упорную базу С, имеющую контакт с одной опорной точкой (см. рис. 9.3). Рис.9.5 Ориентировка длинного цилиндрического тела в пространстве. Для устранения возможности перемещения тела вдоль оси OY необходимо соединить его торец С двусторонней связью - координатой у с плоскостью XOZ. Для лишения тела шестой степени свободы (возможности поворотов вокруг собственной оси) должна быть предусмотрена шестая двусторонняя связь в виде опорной точки, располагаемой на поверхности шпоночной канавки В. В реальных условиях базирования четыре двусторонние связи заменяются четырьмя опорными точками, находящимися в контакте с цилиндрической поверхностью А, называемой двойной направляющей базой. Торцовая поверхность С, на которой располагается пятая опорная точка, называется опорной базой, а шпоночная канавка В, являющаяся шестой опорной точкой, которая заменяет шестую двустороннюю связь, называется второй опорной базой. Рис.9.6 Базирование валика в призме. Несколько иначе следует рассматривать базы при ориентировке цилиндрических заготовок и деталей типа тонких дисков, длина которых значительно меньше диаметра. Очевидно, что в этом случае цилиндрическая поверхность уже не может выполнить функции двойной направляющей базы и находится в контакте с четырьмя опорными точками. С другой стороны, относительно большие размеры торцовой поверхности делают возможным размещение на ней трех опорных точек, что вносит определенность в ориентировку заготовки в пространстве. Рис.9.7 Базирование диска. При этом тело лишается трех степеней свободы: возможности перемещения вдоль оси OY и поворотов вокруг осей ОХ и OZ. Для лишения тела возможности перемещения вдоль осей ОХ и OZ следует соединить его цилиндрическую поверхность В двусторонними связями, т. е. координатами х и z, с плоскостями XOY и YOZ; шестая двусторонняя связь, лишающая тело возможности поворотов вокруг собственной оси, параллельной оси 0Y, создается помещением опорной точки на поверхности шпоночной канавки С. При соответствующей замене двусторонних связей опорными точками торцовая поверхность А (рис. 9.7) диска, контактирующая с тремя опорными точками, лишающими диск трех степеней свободы, называется установочной базой; цилиндрическая поверхность В, контактирующая с двумя опорными точками и соответственно отбирающая у диска две степени свободы, называется двойной опорной (или центрирующей) базой, а поверхность шпоночной канавки С, лишающая диск одной степени свободы, - опорной базой. Так же, как и при ориентировке длинных цилиндрических поверхностей, при ориентировке дисков часто бывает удобно использовать призмы. Коническая поверхность короткого центрового отверстия не в состоянии осуществлять функции направления оси заготовки, и ее возможности ограничиваются выполнением функции центрирования (аналогично цилиндрической поверхности диска, являющейся двойной опорной или центрирующей базой), а в некоторых случаях дополняются выполнением функции опорной базы. Несмотря на внешнее подобие задачи в ориентировке заготовки, 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 лишает заготовку трех степеней свободы (перемещения вдоль трех осей координат) и несет на себе три опорные точки. По выполняемой функции коническая поверхность переднего (левого) центрового отверстия называется опорно-центрирующей базой. СКРЫТЫЕ (УСЛОВНЫЕ) БАЗЫ В большинстве случаев сборки и механической обработки определенность положения детали в собираемом узле или обрабатываемой заготовки в приспособлении, т. е. их базирование, осуществляется непосредственно контактом их базовых опорных поверхностей с соответствующими поверхностями других деталей узла или приспособления. Рис.9.9 Базирование втулки по материальной (явной)(а, б) и по условной (скрытой) (в, г) базам. Эта схема может быть реализована созданием жесткой цилиндрической оправки с гайкой (рис. 9.9, б), однако при этом возникает погрешность базирования, равная величине зазора между базовым отвергшем втулки и жесткой оправкой. Эта погрешность, достигающая величины допуска на отверстие втулки, вызывает эксцентриситет и биение обработанной наружной поверхности. Рис. 9.10 Закрепление призматической заготовки 1 направленными зажимами. Если базирующая плоскость 2 не является неподвижной, а представляет собой торцовую поверхность ползуна прижима, перемещающегося по направляющим параллельно оси Z (рис. 9.10, б), то связь, ограничивающая перемещения вдоль этой оси, оказывается снятой, и заготовка при базировании на торце подвижного ползуна лишается только двух степеней свободы. Если базовую плоскость 1 разместить на поверхности промежуточной детали - качалке, ось вращения которой укреплена на ползуне параллельно оси У (рис. 9.10, в), то базовая плоскость приобретает еще одну степень свободы - возможность поворота вокруг оси Y. В результате (при такой конструкции зажима) базируемая заготовка лишается при закреплении только одной степени свободы (возможности поворота вокруг оси X).
n = m- k, (9.5) где m –число опорных точек рабочей поверхности(поверхности контакта) зажима; k – число степеней свободы рабочей поверхности зажима.
Рис.9.11 Закрепление и одновременное центрирование заготовки самоцентрирующимися направленными зажимами. При одинаковой скорости встречного движения зажимов и одинаковой форме прижимных поверхностей точка приложения этой связи расположится на пересечении траектории движения зажимов по оси X с плоскостью симметрии Y (рис. 9.11, а), которая может считаться в этом случае условной (скрытой) базой и на которой проставляется символическое обозначение налагаемой связи. При этом осуществляется одностепенное центрирование заготовки, при котором одна ее плоскость симметрии - Y - совмещается с плоскостью симметрии, образованной установочными элементами приспособления. Рис. 9.12 Закрепление и двухстепенное центрирование заготовки самоцентрирующими направленными зажимами. При этом каждая из призм [в соответствии с формулой (9.5)] лишает заготовку одной степени свободы в направлении, перпендикулярном оси X (условная база), и обе они в совокупности лишают заготовку одной степени свободы в направлении оси X с наложением связи на условную базу - плоскость симметрии Y. Таким образом, самоцентрирующие зажимы лишают заготовку трех степеней свободы. Рис. 9.13 Двухстепенное центрирование и закрепление диска. Каждый из ползунов представляет собой направленный зажим, соприкасающийся с заготовкой в одной точке, и в соответствие с формулой (9.5) сам по себе не лишает заготовку ни одной степени свободы, но совокупность трех кулачков, перемещающихся с одинаковой скоростью к центру, лишает заготовку двух степеней свободы (возможности движения вдоль осей X и Y). Условной базой заготовки в обоих случаях (рис. 9.13) является центральная точка заготовки. Рис. 9.14 Использование настроечной базы А при обработке заготовки на револьверном станке.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-09-25; просмотров: 368; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.35.148 (0.055 с.) |