Похибка закріплення: суть; принцип розрахунку; вплив контактних деформацій у стиках на її значення; шляхи зменшення

Для закріплення заготовки у пристрої (створення силового замикання) використовують сили різного роду. Під дією сил затиску заготовка деформується. Характер і величина цих деформацій є неоднаковими залежно від форми заготовки, сили затиску та способу прикладання сили. Визначення похибок закріплення зводиться, як правило, до визначення деформацій та їх впливу на форму та розміри обробленої деталі. Найбільш характерні приклади деформацій заготовок при їх закріпленні у пристроях показано на рис. 8.2. Зазвичай цими деформаціями є деформації стискування (рис. 8.2, а) або згинання (рис. 8.2 б, в). Оскільки деформації зазвичай не виходять за межі пружності, то деталі, які здеформовані силами закріплення і в такому стані оброблені, після оброблення повертаються до первісного стану („розправляються”), внаслідок чого і виникають похибки в їх розмірах і формі.

При сталості розмірів заготовок і зусиль затиску похибки форми деталей, що викликаються ними, є систематичними і можуть бути обчислені за відповідними формулами.

а	б
в	г

Рис. 8.2. Можливі деформації деталей під дією сил затиску: а – деформація стискування; б, в – деформація згинання; г – виключення деформації згинання при правильному виборі точок затиску.

При закріпленні втулки в патроні відбувається її пружна деформація (рис. 8.3, а, б), причому в місцях А прикладення кулачків радіус заготовки зменшується, а в точках В - збільшується.

а	б	в

Рис. 8.3. Схема виникнення похибки форми отвору тонкостінної втулки: а – пружна деформація втулки при закріпленні в трикулачковому патроні; б –форма отвору після розточування; в – форма отвору після розтискання втулки.

Похибка геометричної форми оброблюваного отвору втулки визначається різницею найбільшого і найменшого радіусів (мал. 8.3, в).

Похибка D форми отвору втулки при її закріпленні в трикулачковому патроні може бути доволі значною. Так, наприклад, для втулки 80 х 70 х 20 мм при величині зусилля затиску на ручці ключа Q = 147 Н похибка форми отвору досягає 0,08 мм.

Похибка форми оброблюваної заготовки, пов'язана з її пружною деформацією при закріпленні в кулачкових патронах, залежить від кількості кулачків – при збільшенні кількості затискних кулачків похибка геометричної форми втулки помітно зменшується. За розрахунками проф. В.С. Корсакова, якщо похибка геометричної форми тонкостінної втулки після оброблення з затиском у двох кулачках прийняти за 100 %, то при затиску в трьох кулачках вона складе 21%, у чотирьох кулачках – 8%, у шести кулачках – 2%.

Істотними причинами виникнення похибок закріплення можуть бути також сили ваги (деформації заготовок під дією власної маси), відцентрові сили (деформації неврівноважених мас окремих частин заготовок у момент їх оброблення) і залишкові напруження заготовки. При односторонньому знятті припуску або знятті нерівномірного припуску в оброблюваній заготовці відбувається перерозподіл внутрішніх напружень; які виникли у вихідних заготовках при їх литві, штампуванні, термічному обробленні й інших технологічних операціях.

Оброблюючи партії заготовок, похибки закріплення можна звести до мінімуму, застосовуючи затискні механізми, які забезпечують постійність сил затиску (пристрої, оснащені пневмо- чи гідроприводом), надаючи силам затиску відповідного напряму та забезпечення оптимального місця розташування (рис. 6.4, г), оброблюючи базові поверхні заготовок та пристроїв для збільшення площі їх контакту. При цьому деформації згинання можна звести до мінімуму або навіть повністю виключити.

Винятком можуть бути випадки, коли заготовки при закріпленні навмисно попередньо деформуються на певну величину, наприклад, при обробленні станин металорізальних верстатів. Для збільшення стійкості проти спрацювання, бажано, щоб станина мала дещо випуклу форму (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Цілеспрямоване деформування заготовки.

 

Числові значення похибок закріплення визначають, використовуючи положення теоретичної механіки та опору матеріалів.