Обладнання, прилади та інструменти
1.2.1 Експериментальний стенд.
1.2.2 Комплект заготовок.
1.2.3 Індикаторні головки.
1.2.4 Мікрометр.
Методичні вказівки
У верстатних пристроях вибір опор визначають форма та розміри оброблюваних заготовок (деталей). Для деталей типу корпус, картер, фланець та інших, що мають оброблену площину і декілька отворів (мінімум два), вибирається схема базування на площину і два пальці.
Основні переваги такої схеми – проста конструкція пристроїв і можливість отримати високу точність обробки внаслідок дотримання принципу постійності баз.
Точність обробки в пристроях при базуванні деталі на площину та два пальці, осі яких перпендикулярні до площини, буде залежати від допуску на діаметри як отворів деталі, так і допуску на діаметральні розміри опорних пальців пристрою, а також допуску на міжосьову відстань між пальцями пристрою та отворами деталі.
В конструкціях пристроїв найбільшого поширення отримали два варіанти базування заготовок на площину та два пальці:
а) з двома циліндричними пальцями;
б) з одним циліндричним та одним зрізаним пальцями.
В обох варіантах можливе заклинювання заготовок на пальцях під час їх установлення.
Умова можливості встановлення заготовки дає змогу виявити найменші гарантовані зазори між отворами і пальцями при яких немає заклинювання. При базуванні заготовки на площину і два циліндричні пальці ця умова має вигляд (рис.1.1)
, (1.1)
де 
i 
– мінімальні зазори між отворами заготовки і опорними пальцями пристрою;
i 
– відповідно допуски на міжосьові відстані між отворами заготовки та пальцями пристрою.
Ця залежність легко виводиться з розрахункової схеми (рис.1.1), де показано граничний випадок установки, при якому міжосьова відстань отворів у заготовці виконана з найбільшим розміром ( 
), міжосьова відстань пальців – з найменшим 
: а зазори в спряженнях отворів з пальцями мінімальні - i (тобто пальці мають найбільші граничні діаметри, а отвори – найменші).
З графічної побудови розрахункової схеми (див. рис. 1.1) знаходимо
, (1.2.)
або
. (1.1.)
 |
Рисунок 1.1 – Розрахункова схема для визначення умови встановлення заготовки на площину і два циліндричні пальці
Як відомо, щоб зменшити похибки базування на виконувані розміри (під час обробки заготовок на таких пристроях) слід зменшувати зазори i , що, в свою чергу, згідно з умовою (1.1), вимагає підвищення точності заготовки і пристрою (зменшення допусків і ). На практиці намагаються досягти високої точності обробки насамперед за рахунок високої точності пристрою – високу точність розміщення пальців (допуск ) отримують розточуванням отворів (під запресування пальців у плиті) на координатно-розточувальному верстаті. Витримувати малий допуск на всіх заготовках економічно недоцільно.
Для підвищення точності обробки заготовок зазори між пальцями (опорами) пристрою і отворами заготовки мають бути якнайменшими. Однак намагання зменшити зазори може привести до заклинювання заготовок на пальцях і неможливості установки заготовок в пристрої.
Для забезпечення мінімальних похибок по типових розмірах необхідно намагаються до зменшувати зазори i . Тому для забезпечення встановлення заготовок на циліндричні пальці необхідно збільшити зазор між одним із пальців і базовим отвором на величину: щоб подолати протиріччя з найменшою втратою точності встановлення поступають так: зазор 
між одним із пальців циліндричним і базовим отвором вибирають що найменшим, а зазор 
між другим пальцем циліндричним або зрізаним і другим базовим отвором виконують збільшеним. Величину розраховують з умови:
, (1.3.)
що досягається зменшенням виконавчого розміру другого пальця. При цьому діаметри базових отворів не змінюють.
Для зменшення похибок базування один з пальців виготовляють зрізаним (рис.1.2). Вища точність установки всіх заготовок досягається без змін при незначному допуску на відстань між базовими отворами або пальцями а завдяки зменшенню зазору . Останнє стає неможливим через те, що один з пальців зрізають у напрямку розміру L . Можливість встановлення по даній схемі (рис.1.2) буде визначатися шириною опорної площадки в.
Маємо:
з 
. (1.4)
з 
. (1.5)
Рисунок.1.2 – Розрахункова схема для визначення умови встановлення заготовки на площину та один циліндричний і один зрізаний пальці
Розв’язавши сумісно рівняння (1.4) і (1.5) та замінивши відрізки їх значеннями, отримаємо
. (1.6)
З рівняння (1.6) визначимо величину 
, нехтуючи значеннями 
і 
, як дуже малими
. (1.7)
Підставивши значення після зрізу замість до зрізу в формулу (1.1), отримаємо умову можливості встановлення заготовки на площину і на один циліндричний і один зрізаний пальці
. (1.8)
Ширину стрічки зрізаного пальця можна визначити з виразу (1.8)
. (1.9)
Рисунок 1.3 – Базування заготовки на площину та один циліндричний і один зрізаний пальці
Рисунок 1.4 – Базування заготовки на площину та два циліндричні пальці
Теоретичні похибки базування при виконанні заданих розмірів для схем встановлення заготовок, зображених на рисунках 1.3 і 1.4, визначаються залежностями:
; (1.10)
; (1.11)
; (1.12)
; (1.13)
. (1.14)
Похибки базування на відхилення від симетричності розмірів h3 i h4 дорівнює edh4 .
Похибка базування на відхилення від перпендикулярності торця 2 до торця 4 дорівнює
, (1.15)
де 
– допуск на відхилення від паралельності осі отворів до торця 4 деталі.
При установці заготовки на площину та два циліндричні пальці можливе також її заклинювання при зніманні (див. рис.1.5), яке залежить від робочої висоти пальців Н.
Робоча висота Н пальців, яка виключає заклинювання заготовки при зніманні для умови 
i 
, визначається із залежності
. (1.16)
Рисунок1.5 – Схема знімання заготовки з двох пальців
Експериментальний стенд (рис. 1.6) складається з плити 1, стійок 2 для кріплення індикаторних головок 3, 4, 5 і запресованих в плиту трьох пар опорних пальців 6, 7, 8 різних типорозмірів, на які встановлюються заготовки 9.
Циліндричні опорні пальці 6 виконані розміром Æ 
мм і служать для перевірки умови встановлення заготовки.
Друга пара циліндричних пальців 7 забезпечує встановлення всіх заготовок, для чого діаметр одного з пальців занижений на величину, яка розраховується з умови установки на пальці.
На позиції 8 експериментально визначається зміщення по осях Х -Х і У-У при установці на циліндричний та зрізаний пальці.
На всіх позиціях міжосьові відстані між пальцями дорівнюють 100 ± 0,01 мм.
Зразки заготовок для проведення експериментів мають два базових отвори діаметром Æ25+0,023 мм з міжосьовою відстанню 100 ± 0,1 мм.
Рисунок 1.6 – Експериментальний стенд
Методику і приклади розрахунку похибок базування при установці заготовки на площину і два опорних пальці подано в літературі / 1, 2, 3 /.
Порядок виконання роботи
1.4.1 Перевірити теоретично і експериментально умову встановлення заготовок на два циліндричні опорні пальці.
1.4.2 Визначити виконавчі розміри зменшеного циліндричного пальця, виходячи із забезпечення умови встановлення всіх заготовок. Розрахувати теоретичні похибки базування для виконуваних розмірів 
мм, 
мм (рис.1.3) і дані занести в таблицю 1.1.
1.4.3 Визначити ширину стрічки зрізаного пальця за формулою (1.9), заміряти її мікрометром, розрахувати теоретичну похибку базування для виконуваних розмірів при установці заготовки на площину та на один циліндричний і один зрізаний пальці. Дані занести в таблицю1.2.
Таблиця 1.1 – Теоретичні та експериментальні похибки базування при встановленні заготовки на площину і два циліндричні пальці
| Похибка базування на виконувані розміри в мм | Розрахункове значення edрозр, мм | Експериментальне значення edексп, мм |
| edh1 | ||
| edh2 | ||
| edh3 | ||
| edh4 | ||
| edh5 | ||
| Відхилення від паралельності поверхні 4 | ||
| Відхилення від симе-тричності розмірів h3 i h4 | ||
| Діаметр зменшеного пальця | ||
| Робоча висота опорних пальців | Hрозр | Hексп |
1.4.4 Визначити експериментально зміщення заготовки по осях
, 
і 
та заповнити таблицю 1.3.
УВАГА! При встановленні та знятті заготовок наконечники індикаторів необхідно відводити від вимірювальної поверхні ( щоб уникнути їх поломки).
1.4.5 По максимальних значеннях зміщень по осях , і визначити фактичні похибки базування для виконання розмірів і всіх типорозмірів опорних пальців та заповнити відповідні графи таблиць 1.1, 1.2.
1.4.6 Розрахувати робочу висоту пальців, яка виключає заклинювання заготовки при зніманні, заміряти її мікрометром. Дані занести в таблицю 1.1.
Таблиця 1.2 – Теоретичні та експериментальні похибки базування при встановленні заготовки на площину та на один циліндричний і один зрізаний пальці
| Похибка базування на виконувані розміри в мм | Розрахункове значення edрозр, мм | Експеримен-тальне значення edексп, мм |
| edh1 | ||
| edh2 | ||
| edh3 | ||
| edh4 | ||
| edh5 | ||
| Відхилення від паралельності поверхні 4 | ||
| Відхилення від симетричності розмірів h3 i h4 | ||
| Ширина стрічки | bрозр= ,мм | bексп= ,мм |
| Діаметр зрізаного пальця | dном = ,мм | dвик = ,мм |
Таблиця 1.3 – Зміщення заготовки по осях , і (в мм)
| Спосіб установки | на два циліндричні опорні пальці | на циліндричний і зрізаний пальці | ||||||||
| Номер зразка | ||||||||||
| Зміщення по осі Х – Х | ||||||||||
| Зміщення по осі У - У | ||||||||||
| Зміщення по осі У' - У' |
1.4.7 Зробити висновки про відповідність теоретичних та експериментальних похибок базування і про доцільність застосування різних конструкцій опорних пальців для забезпечення точності виконання заданих розмірів у заготовках.
Зміст звіту
Звіт має містити:
1.5.1 Найменування лабораторної роботи;
1.5.2 Номер групи, прізвище та ініціали студента;
1.5.3 Розрахункові схеми;
1.5.4 Визначення умови встановлення та зняття заготовки при установці на опорні пальці різних конструкцій;
1.5.5 Теоретичне визначення похибок базування;
1.5.6 Результати експериментальних досліджень;
1.5.7 Висновки по роботі;
1.5.7 Дату і підписи студента і викладача.
Запитання для самоконтролю
1.6.1 Дайте визначення і вкажіть причини виникнення похибки базування.
1.6.2 У чому суть та переваги принципу постійності баз?
1.6.3 Переваги та недоліки базування заготовки на площину і два опорні пальці різної конструкції.
1.6.4 Умови встановлення та зняття заготовки на опорні пальці різної конструкції.
1.6.5 При виконанні яких розмірів доцільно використовувати ті чи інші конструкції опорних пальців?
1.6.6 Опишіть конструкції стандартних опорних пальців, матеріал їх виготовлення, термічну обробку.