Установка изделий

1. Типовые схемы установок. Установочные базы

Всякое твердое тело, рассматриваемое в системе трех взаимно перпендикулярных плоскостей, может иметь шесть степеней свободы: три перемещения вдоль координатных осей OX, OY, OZ (фиг. 1, а) и повороты относительно тех же осей. При этом перемещение тела, в данном случае призматической детали, вправо и влево вдоль какой-либо оси, или его поворот по часовой стрелке и против часовой стрелки относительно оси, считается за одну степень свободы.

Фиг. 1. Типовая схема полной установки изделий призматической формы: а — положение изделия в системе трех взаимно перпендикулярных плоскостей; б — положение изделия в приспособлении.

Если задать шесть координат (пунктирные линии), то можно точно определить положение детали в пространстве, а при удерживающих (двусторонних) связях лишить ее всех степеней свободы.

Три координаты, определяющие положение детали относительно плоскости XOZ, лишают ее трех степеней свободы — возможности перемещаться в направлении оси 0Y и вращаться вокруг осей ОХ и 0Z.

Две координаты, определяющие положение детали относительно плоскости YOZ, лишают ее двух степеней свободы — возможности перемещаться в направлении оси ОХ и вращаться вокруг оси OY.

Шестая координата, определяющая положение детали относительно плоскости XOY, лишает ее последней степени свободы — возможности перемешаться в направлении оси 0Z.

Первая типовая схема.

Если координатные плоскости рассматривать как поверхности приспособления, а координаты заменить опорными точками (штыри, пластины), то получим одну из типовых схем установки плоскостных и корпусных деталей в приспособлениях (фиг. 1,б). Силы зажима w1, w2., w3 обеспечивают двустороннюю связь.

Поверхность призматической детали 3, несущая три опорные точки и лишаю­щая деталь трех степеней свободы, называется главной установочной базой.

Поверхность, несущая две опорные точки и лишающая деталь двух степеней свободы, называется направляющей установочной базой.

Фиг. 2.  Типовая схема полной установки изделий цилиндрической формы: а — положение изделия  в системе трех взаимно перпендикулярных плоско­стей; б — положение изделия  в  приспособлении.

Поверхность с одной опорной точкой, лишающая деталь последней степени свободы,  называется упорной установочной базой.

В качестве главной базы выбирается поверхность (или сочетание поверхностей), имеющая наибольшие габаритные размеры. Это объясняется тем, что изделие ², установленное на три точки, приобретает тем большую устой­чивость и тем точнее ориентируется относительно нижней координатной плоскости,  чем дальше опорные точки расположены одна от другой.

В качестве направляющей базы выбирается поверхность, имеющая наи­большую протяженность. Это объясняется тем, что изделие тем точнее направляется относительно боковой координатной плоскости, чем дальше отстоят друг от друга опорные точки.

Упорная база, несущая одну опорную точку, обычно имеет наименьшие габаритные размеры.

Вторая типовая схема.

Эта схема относится к установке изделий, огра­ниченных поверхностями вращения.

Для того чтобы точно определить положение оси цилиндрического валика в системе трех взаимно перпендикулярных плоскостей, необходимо задать пять координат (фиг. 2, а). Эти пять координат при двусторонних связях лишают валик пяти степеней свободы: возможности перемещаться в на­правлении осей OX, OY, 0Z и вращаться вокруг осей ОХ и 0Y. Шестая степень свободы — возможность вращаться вокруг собственной оси — отнимается у валика опорной точкой, расположенной, например, на поверх­ности шпоночной канавки.

Третья типовая схема.

Схема относится к установке коротких цилиндрических изделий (диски, кольца). В этом случае, для повышения устойчивости изделия положение опорных точек на его поверхностях перераспределяют.

Торцевая поверхность изделия несет три опорные точки (фиг. 3) и называется главной установочной базой. Она лишает изделие трех степеней свободы — перемещения вдоль оси OZ и вращения вокруг осей ОХ и 0Y.

Цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется двойной опорной установочной базой. Она лишает изделие двух степеней свободы — перемещения вдоль осей ОХ и 0Y.

Фиг. 3. Типовая   схема  полной установки  коротких цилиндрических изделий (диски, кольца).

Боковая поверхность шпоночной канавки несет одну опорную точку. Она лишает изделие последней степени свободы — вращения вокруг собственной оси и называется упорной установочной базой.

Правило шести точек.

Из рассмотрения основных установочных схем I можно сделать выводы, справедливые для установки изделий любых конструктивных форм и размеров:

1)         для полной установки изделия с лишением его всех степеней свободы
необходимо использовать три непрерывные или прерывистые поверхности
(установочные базы);

2)        общее число основных опорных точек, расположенных на этих поверхностях, должно быть не больше шести.

Полная и сокращённая схемы установок.

Если при установке, как это имело место в рассмотренных выше схемах, изделие лишают всех степеней свободы, то такая установка называется полной. Схема полной установки применяется тогда, когда положение обрабатываемой поверхности на  чертеже изделия определяется тремя размерами (тремя координатами: X, Y, Z). В этом случае изделие должно устанавливаться по трем базам. Если же обрабатываемая поверхность связана размерами с двумя или одной какой-либо поверхностью изделия, тогда и установка его   должна выполняться с помощью двух или одной базы. Такие установки называются сокращенными, так как количество баз, потребных для установки, сокращается. Рассмотрим несколько примеров.

На чертеже изделия, показанном на фиг. 4, а, положение фрезеруемого паза определяется тремя размерами: X, Y и Z.

Чтобы обеспечить  автоматическое получение всех размеров на настроенном станке, приспособление необходимо проектировать с полной схемой установки по трем базам 1, 2, 3. У изделия, показанного на фиг. 4, б, положение обрабатываемого уступа определяется двумя размерами: X и Y. При обработке на настроенном станке неточная установка изделия вдоль оси Z не имеет значения и поэтому для определенности положения здесь достаточны только две базы: 1 и 2. Что же касается торцевой поверхности изделия, то она в этом случае используется как опорная (но не установочная) поверхность, прилегающая к упору. Последний воспринимает нагрузку и совершенно не выполняет установочных функций.

Фиг. 4. Схемы установок изделий:

а — полная для фрезерования паза; б — сокращенная для фрезерования уступа.

Если у призматической детали требуется фрезеровать только верхнюю плоскость, связанную с нижней одним размером, то для установки требуется лишь одна база и схема становится простейшей. По такой схеме обрабатываются, например, верхние плоскости плиток, установленных на магнитном столе, когда детали в пределах стола могут занимать различные случайные положения.

Чтобы обеспечить получение размера у и требование симметричности сквозной шпоночной канавки относительно оси вала (фиг. 5, а), достаточно лишить его  четырех  степеней  свободы  (сокращенная схема  установки  на призму).