Базирующие элементы контрольных приспособлений

Одним из основных условий правильной разработки конструк­ции контрольного приспособления является целесообразный выбор базы измерения, обеспечивающий наименьшую погрешность.

Погрешности измерения могут вызываться двумя причинами:
а) погрешность за счет конструкции базирующего устройства приспособления;
б) погрешность за счет отклонений геометрической формы базо­вой поверхности детали.

Оптимальный выбор базирующего элемента приспособления дол­жен свести к минимуму как первую, так и вторую составляющие погрешности измерения.

Так, правильное расположение оси базирующей призмы относи­тельно направления измерения детали может резко сократить, а иногда и полностью исключить погрешность измерения за счет допустимых колебаний размера цилиндрического базового хвосто­вика детали.

Базовая поверхность детали не выбирается конструктором произвольно, а целиком определяется принятой методикой изме­рения.

Согласно принятой методике контроля базы разделяются на кон­структивные и технологические, причем это разделение определяется выбором базовой поверхности детали, но не оказывает влияния на конструкцию базирующего элемента приспособления.

Обязательным условием надежного базирования является по­стоянство положения контролируемой детали в приспособлении при повторных ее установках.

В ряде случаев базирование можно осуществить только при помощи зажимных устройств. В частности, разжимные оправки, шпиндели, центрирующие патроны сочетают в себе функции как базирования, так и зажима.

В качестве основных случаев базирования контролируемой детали должны рассматриваться:
1) базирование по плоскости;
2) базирование по наружной цилиндрической поверхности;
3) базирование по внутренней цилиндрической поверхности.

Прочие случаи базирования или встречаются редко, или пред­ставляют собою различные комбинации приведенных трех основных случаев.

Базирование по плоскости применяют как для необработан­ных, так и для обработанных поверхностей деталей. Базирование по необработанным поверхностям применяют только при контроле заготовок (отливок и поковок). Необработанную поверхность вслед­ствие имеющихся у нее значительных отклонений от правильной геометрической формы можно применять лишь при контроле разме­ров с широкими допусками (порядка 1 мм и более).

В качестве опоры для необработанных плоских поверхностей принимают базы по трем точкам.

Вследствие этого заготовка всегда устанавливается без качки независимо от качества ее поверхности. В то же время такая уста­новка является источником определенных погрешностей, причем избегнуть их весьма затруднительно. Если учесть, что величина неплоскостности литой или штампованной поверхности может до­стигать иногда 50—80% от контролируемого допуска, то и относи­тельная погрешность выразится подобными же величинами. Поэтому известная условность измерения от необработанных баз остается в значительной части случаев, так как проверку производят только от определенных базовых точек. Перенос этих точек в другие места дал бы другие результаты измерения.

Для того чтобы избегнуть неопределенности подобного базирования, необходимо обеспечить на приспособлении постоянство положения детали относительно базовых опорных точек. Этим создается постоянство результатов измерения на приспособлении при повторных установках заготовки. Наиболее правильной опорой могли бы служить пальцы со сфери­ческой поверхностью, но так как касание плоскости со сферой про­исходит в одной точке, то это вызвало бы ускоренный износ опор. Применение плоских опор, имеющих небольшую плоскость (по­рядка 1,5—2 см²) практически обеспечивает достаточную точность и более рационально с точки зрения их износоустойчивости.

В некоторых случаях применяют установку на четыре точки, две из которых смонтированы на качающемся коромысле. При этом, несмотря на наличие четырех опор, положение плоскости определяется за счет качающегося элемента базы также стабильно, как и при трех опорах. Базирование по трем опорам следует приме­нять не только при больших плоскостях, но и в тех случаях, когда базовая плоскость является торцом бобышки. Это особенно относится к бобышкам поковок, которые в результате неравномерного износа штампа имеют выпуклую торцевую поверхность. Опору в таких случаях выполняют в виде пальца с выточкой в середине и тремя выступами по окружности (фиг. 169, а).

Подобная опора обеспечивает надежное и постоянное базирование.

Полная плоскость при базировании по бобышкам может быть применена лишь в случае, когда базой является не одна бобышка, но имеются еще дополнительные опорные поверхности (например, другие бобышки или иные поверхности).

При необходимости использования одной бобышки одновремен­но в качестве опорной и центрирующей базы рекомендуется при­менять конус (см. фиг. 169, б). Для того чтобы возможная некруглость бобышки не влияла на точность центрирования, конус дол­жен иметь три выреза, вследствие чего контакт с поверхностью проверяемой детали происходит в трех точках. В тех случаях, когда бобышку рассекает плоскость разъема штампов при штамповке или литейный разъем, пазы центрирующего конуса необходимо располагать так, чтобы заусенец по линии разъема попал в паз.

Следует отметить, что, помимо приведенной жесткой конструк­ции конуса возможна и подвижная его конструкция (фиг. 169, в). В этом случае конус имеет перемещение на опорном пальце и .под­нимается пружиной. Контролируемая деталь при установке на приспособление опускает конус, преодолевая усилие пружины, центрируется по конусу и одновременно опирается на базовый палец. Ввиду наличия пружины, стремящейся приподнять деталь, необ­ходимо прижать ее принудительно к опоре, если она не имеет веса, превышающего усилия пружины в 3—4 раза.

При использовании в качестве базы обработанной поверхности возможно применение как опоры на всю поверхность, так и опоры на три точки (вернее — на три площадки).

Выбор того или другого метода базирования зависит от конструк­тивных особенностей каждой конкретной детали. В тех случаях, когда базовая поверхность является привалочной плоскостью, которой проверяемую деталь устанавливают при сборке, целесо­образно и на контрольном приспособлении опирать ее на всю пло­скость. Это создает условия измерения, близкие к условиям работы детали в эксплуатации, и уменьшает погрешность измерения, хотя и может вызвать кажущуюся погрешность за счет местных зазоров между плоскостями детали и приспособления.

Принято считать, что при установке детали базовой поверх­ностью на полную опорную плоскость приспособления контакт по наиболее выступающим трем точкам обеспечивает надежность бази­рования. Однако фактически контактирующие точки могут оказаться расположенными слишком близко одна к другой, в результате чего центр тяжести детали или усилие ее зажима не будут проходить внутри треугольника, образованного тремя опорными точками [21].

В таких случаях положение детали на приспособлении может ока­заться неопределенным, в результате чего будет разброс показа­ний измерительного устройства приспособления при повторных установках детали. Поэтому при использовании сплошной плоской базы необходимо учитывать возможную погрешность за счет допустимой неплоскостности базовой поверхности проверяе­мой детали.

Для улучшения базирования реко­мендуются опорные плоскости приспо­собления делать с выборкой в средней части, оставляя по краю кругом опорный поясок шириной 10—15 мм (фиг. 170). Средняя часть занижается на 1—2 мм. Чистота обработанной опорной поверхности должна соответствовать 7-му классу по ГОСТ 2789-51.

Установочная поверхность контролируемой детали обязательно должна перекрывать базовую плоскость опоры (фиг. 170), иначе в ней по мере износа появится выработка (фиг. 171), в результате чего при повторных установках одной и той же детали или при установке различных деталей они будут занимать различные поло­жения, т. е. базирование получится непостоянным и неточным.

Полные, без выборок, опоры широко применяют в тех случаях, когда базовая поверхность детали тщательно отделана и соответ­ствует жестким, требованиям чертежа в отношении плоскост­ности.

При этом широкие опоры должны иметь чистоту поверхности порядка 10-го класса и быть хорошо притертыми для получения плоскостности рабочей поверхности.

Для удаления грязи и пыли, попадающей на опорную поверх­ность приспособления и способной снизить точность измерения, делаются канавки типа а или б (фиг. 172). Канавки делаются па­раллельными или перекрещивающимися под углом 90° в виде ре­шетки. На приспособлениях, имеющих круглые опоры (под детали с фланцем), в случае необходимости вращения контролируемой детали канавки выполняют радиальными.

Конструкция приспособления должна обеспечивать возможность, притирки опорных поверхностей (в тех случаях, когда она необхо­дима) в собранном виде, так как даже тщательно притертая плитка после затяжки крепежных болтов может покоробиться.

Все опорные поверхности контрольных приспособлений необхо­димо выполнять из высокоуглеродистых или цементуемых сталей с закалкой до твердости Rс = 60. Применение незакаленных опор вообще недопустимо, так как при многократ­ных установках детали появляются . забоины с выступающими краями, ко­торые нарушают точность базирования.

Использование в качестве опоры поверхности чугунной плиты может быть допущено лишь в исключительных случаях. Применение чугунной плиты в качестве опорной базы можно ре­комендовать только в том случае, когда необходима большая базовая поверх­ность, которую трудно получить шлифованием, в то время как чугунную плиту можно отшабрить.