Базирование по отверстию

Базирование деталей по отверстию при измерениях на кон­трольных приспособлениях применяют очень широко. При этом следует различать два основных случая:

Пружинный или винтовой запор обеспечивает надежность поло­жения детали в процессе измерения.

При базировании по втулке фактически происходит не центри­рование, а установка детали по одной образующей. Исходя из этого, достаточно давать посадку не по всей цилиндрической поверх­ности, а лишь по трем посадочным пояскам (фиг. 179).

Расположе­ние поясков по одну сторону от плоскости сечения по диаметру обеспечивает удобство установки и снятия детали без заклинивания ее в отверстии, что позволяет широко применять этот метод бази­рования для деталей с большим размером диаметра базовой поверх­ности. Особенно удобна такая посадка для деталей с короткой базовой цилиндрической поверхностью и одновременной опорой на торец.

Конструкция приспособления должна обеспечивать при­нудительный прижим детали к основному — среднему — пояску. Это достигается применением пружинного плунжера или наклоном на небольшой угол (15—25°) всего приспособления так, чтобы де­таль своим весом смещалась в сторону среднего пояска. Таким образом, в данном случае базовым является лишь средний поясок, а боковые — направляющими поясками.

а) базой служит только отверстие. Основным условием этого базирования является наличие благоприятного соотношения длины и диаметра отверстия детали, которое должно быть L/D > 1 (фиг. 180, а);

б) базой служат одновременно отверстие и торец. Основным условием этого базирования является малая длина отверстия и относительно большая опорная плоскость торца. В этом случае отверстие лишь центрирует деталь, не определяя полностью поло­жения его оси в пространстве (фиг. 180, б). Последнее достигается при помощи опорного торца.

Базирующие элементы можно применять в виде простой оправки для проверки в центрах или в виде узлов контрольных приспособ­лений с применением центрирующих, разжимных, конических и прочих устройств.

Конструкция устройства, базирующего деталь по отверстию, как и в любом случае базирования, определяется величиной конт­ролируемого допуска, допустимой погрешностью измерения и точ­ностью выполнения базовой поверхности самой проверяемой детали.

Базирование по отверстию можно произвести в виде следующих основных вариантов:
1) базирование по образующей отверстия;
2) базирование с нахождением оси отверстия в одном направле­нии за счет потери точности в другом (перпендикулярном) направ­лении;
3) центрирование по отверстию.

Базирование по образующей отверстия применяют в тех случаях, когда нет необходимости нахождения действительной оси отверстия детали. В качестве примера может быть упомянуто приведенное выше (см. фиг. 18) приспособление для проверки биения выточки ролика относительно его центрального отверстия. Наличие зазора между отверстием детали и базирующим пальцем приспособления не вносит погрешности в измерение, так как при проверке биения нет необходимости определять действительную ось отверстия. Не­совпадение оси базирующего пальца с осью базового отверстия детали не оказывает влияния на точность измерения.

Более того, наклон приспособления даже принудительно создает имеющийся односторонний зазор. При таком методе базирования допуск на изготовление отверстия детали не влияет на возникновение погреш­ности измерения, зато значительное влияние на точность измерения оказывает некруглость базового отверстия. Поэтому базирование по образующей отверстия следует применять только в тех случаях, когда контролируемая величина биения не менее чем в 4—5 раз превышает допустимые отклонения геометрической формы базо­вого отверстия детали.

Отличительной особенностью данного метода базирования является и то, что в процессе измерения вращают деталь, в то время как сам базирующий элемент приспособления (палец) остается неподвижным. Далее, учитывая, что работает не вся поверхность базирующего пальца, а только одна контактирую­щая сторона его, палец можно не делать сплошным. Выбранные участки на пальце (фиг. 181) облегчают установку детали, что очень важно при проверке тяжелых деталей.

Базовым является только средний выступ, а боковые предохраняют деталь от бокового сме­щения. Выполнение выступов в виде сменных сухарей (см. фиг. 13) улучшает эксплуатационные качества приспособления. Особенно следует рекомендовать базирование по трем выступам при малой длине отверстия и наличии вспомогательной торцевой базы (см. стр. 229). Длина сухарей в этом случае должна быть по возможности небольшой.

При установке проверяемой детали на цилиндрический базо­вый палец приспособления может произойти заклинивание отверстия на пальце за счет перекоса. Возможность заклинивания возрастает с увеличением размера по диаметру базовой поверхности и с уменьшением зазора между отверстием детали и пальцем. В то же время для повышения точности базирования этот зазор рекомендуется уменьшать, принимая его равным 0,005—0,010 мм для деталей, изготовленных по 2—3-му классу точности при размерах по диа­метрам примерно до 80 мм.

При этом для предупреждения заклинивания детали на паль­це необходимо предусматривать предварительное направление (фиг. 182) в виде заходного конуса и направляющего пояска. В целях уменьшения износа и облегчения ремонта приспособления на палец может быть надета каленая втулка, предохраняемая от сня­тия болтом с шайбой (см. фиг. 7).

Базирование с нахождением оси отверстия в заданном направ­лении способствует повышению точности измерения и устраняет боковую качку детали. Если базовый палец имеет лыску или вы­борку (фиг. 183, а), то в направлении А будет достигнуто повышение точности базирования, хотя в перпендикуляр­ном ему направлении В точность базирования снизится за счет сме­щения оси отверстия детали с оси пальца на величину С.

Принудительное смещение для получения одностороннего за­зора осуществляется, например, при помощи сухаря D (фиг. 183, б). Подобный метод базирования по пальцу с лыской подобен бази­рованию наружной цилиндрической поверхностью по призме (см. стр. 223). Односторонний выбор зазора должен обеспечиваться принуди­тельно наклоном всего приспособления или отжимным шариком или сухарем.

Отжимной шарик можно применять при базировании легких деталей и таких, в которых нет опасности повреждения шариком внутренней базовой поверхности. Так, например, в отверстии с баббитовой заливкой шарик оставит след. Кроме того, шарик, на­груженный пружиной, может быть рекомендован только в тех слу­чаях, когда обеспечивается обязательное вращение детали на пальце (фиг. 184, а). Объясняется это относительно малой надежностью данной конструкции вслед­ствие возможности отжи­ма детали.

Значительно на­дежнее передача усилия на шарик с винтом (фиг. 184, б) или штоком (фиг. 184, в). Шток при зажатии детали перемещается от гайки или эксцентрика в направлении, показанном стрелкой, что создает значительную силу зажима. Обратное движение штока во избежание его заклинивания должно осуществляться либо пру­жиной, либо принуди­тельно гайкой.

Еще более сильным и надежным является крепление, в котором шарик заменен отжим­ным сухарем (фиг. 185). Эту конструкцию с ус­пехом применяют также при базировании по баб­битовым поверхностям, так как сухарь, имею­щий большую поверх­ность контакта, не оста­вляет вмятин на по­верхности детали.

Отжимной сухарь должен быть врезан в паз пальца, что огра­ничивает его осевое пе­ремещение. От выпадания сухарь предохраняется двумя зам­ками в виде спиральных пружин растяжения из проволоки диаметром 0,3, имеющих наружный диаметр порядка 3 мм и сцеп­ленных концевыми витками в кольца. Эти замки помещены в коль­цевые проточки, имеющие глубину, превышающую наружный диа­метр пружин с тем, чтобы они не выступали за предел наружной поверхности пальца.

Усилие разжима детали передается, как и в предыдущем случае, штоком, имеющим скос. Величину угла скоса берут равной 20—30° (т. е. за пределами угла торможения). Для перемещения штока применяют гайку, эксцентрик или какой-либо другой зажим, обес­печивающий отсутствие обратной отдачи штока.

В случае применения эксцентрика шток должен быть нагру­жен пружиной, возвращающей его в первоначальное положение. Весьма надежно и удобно при данном зажиме применение пневма­тического цилиндра (фиг. 186).

Два продольных выступающих пояска на наружной поверх­ности пальца играют роль «обратной» призмы (см. стр. 223) и в то же время облегчают надевание проверяемой детали.

При малом размере пальца скос штока давит непосредственно на по­луцилиндрический вы­ступ сухаря (фик. 185, а).

При большом раз­мере по диаметру паль­ца, для того чтобы чрезмерно не увеличи­вать диаметр штока, между скосом и суха­рем ставят промежуточ­ный шарик (фиг. 185, б) или промежуточный штифт со сферическими концами. Для легко­сти качания лунку в сухаре делают большего радиуса, чем ра­диус промежуточного шарика.

Поверхность отжимного сухаря, контактирующую с проверяе­мой деталью, следует шлифовать совместно с пальцем, что обеспе­чит правильность его геометрической формы, а следовательно, и точность базирования детали.

При контроле деталей типа картеров встречаются случаи, когда необходимо определить общую ось двух коротких отверстий.

При этом можно применять оправки с отжимными сухарями, подобные описанной конструкции.

Так, разжимная оправка, приведенная на фиг. 187, имеет два центрирующих пояска, выполненных соответственно размерам ба­зовых отверстий картера. В каждом пояске размещены отжимные сухари 1 и 8, которые через шарики 2 и 7 отжимаются скосами штока 3 и втулки 5. Разжим сухарей производится вращением гайки 6. Так как вся зажимная система (шток 3, втулка 5, гайка 6} является плавающей, то окончательное зажатие деталей может произойти только одновременно по обоим отверстиям.

Возврат сухарей производится обратными вращением гайки 6, причем втулка 5 и шток 3 разводятся возвратной пружи­ной 4.

Приведенная разжимная оправка, как и предыдущие конструкции, не центрируется по отверстиям, а определяет их общую ось только в одном направлении, указанном стрелками N (фиг. 187).

Определение оси базового отверстия детали только в одном направлении или базирование с односторонним устранением зазора в ряде случаев является недостаточным. Многие случаи измерения требуют базирования с относительно точным нахождением действи­тельной оси базового отверстия, когда точность должна быть оди­наковой во всех направлениях.

Центрирование по отверстию устраняет зазор между отверстием детали и базирующим элементом приспособления или сводит этот зазор к таким малым величинам, которыми можно пренебречь. Последнему условию отвечают ступенчатые пальцы или оправки, которые выполняют с поясками различных размеров. В зависимости от величины поля допуска на отверстие его делят на несколько рав­ных интервалов. На базовом пальце делают такое же количество установочных поясков,, каждый из которых выполняют по размеру ? небольшим ослаблением против соответствующего ему интервала.

Как пример можно привести разбивку общего допуска на цилин­дрическое отверстие диаметром 50+^0,03 мм на три интервала.

Если для базирования данного отверстия сделать цилиндриче­скую оправку, то ее рабочий размер должен быть равен 49,995_-0,005. Таким образом, наибольший зазор между отверстием и оправкой составит 40 мк.

При разбивке допуска отверстия с учетом гарантированного зазора оправки на примерно равные интервалы получим на оправке три установочных пояска, имеющих размеры: 50,019_-0,005; 50,007_-0,005и 49,995_-0,005.

В результате вместо прежних 40 мк в данном случае зазор в пре­делах одного интервала будет колебаться от 7 до 17 мк, а средний зазор по любому пояску относительно соответствующего ему размера отверстия составит 12—13,5 мк.

Этот метод, несмотря на повышение точности базирования, имеет ряд серьезных недостатков. Вследствие малой длины пояска центри­рование отверстия происходит, как правило, не по всей его длине. При малой длине центрирующей поверхности обычно в качестве вспомогательной базы следует принимать широкий торец проверяе­мой детали. Однако в данном случае эта возможность исключена, так как деталь, устанавливаясь на соответствующий поясок, в зави­симости от действительного размера отверстия, перемещается вдоль оси базирующего пальца.

Подобная конструкция ступенчатой оправки с подвижной и также ступенчатой втулкой (фиг. 188) широко применяется при контроле деталей, имеющих длинные отверстия или два отверстия, располо­женных в линию (различные станины, картеры, ступицы, стаканы подшипников и т. п.). Ступенчатые пояски на оправке и втулке позво­ляют в каждом отверстии осуществлять посадку с наименьшим за­зором.

В то же время благодаря двум разнесенным по длине установоч­ным местам подобная оправка не только центрирует, но и надежно определяет общую ось отверстий, не допуская перекоса, который был возможен в предыдущем случае.

Наличие съемной втулки позволяет пользоваться данной оправкой при измерении деталей с внутренними буртиками, что невыполнимо в случае применения разжимной оправки.

Интервалы между ступеньками рекомендуется делать не ме­нее 0,007—0,010 мм. Дальнейшее уменьшение интервалов вызвало бы необходимость установления чрезмерно жестких допусков на изготовление поясков оправок.

Необходимо отметить, что наличие заусенцев на краю отверстия так же, как и овальность отверстия, может вызвать возникновение погрешностей в базировании.

Центрирование на конических оправках является весьма распро­страненным и удобным методом базирования, особенно для деталей небольших размеров. Конические оправки применяют при контроле втулок, зубчатых колес и других деталей, представляющих собой тела вращения. Проверку в подобных случаях производят вращением оправки с деталью, установленной в центровые бабки (фиг. 189), и ре­гистрацией результатов по индикатору, закрепленному на передвиж­ной стойке.

Однако этим не ограничивается область применения кони­ческих оправок. Оправки можно применять при контроле взаимного положения отверстия и плоскости или двух отверстий. В подобных случаях на концах оправки делают шлифованные цилиндрические пояски равного диаметра, по которым производят измерение (фиг. 190)

Базовое отверстие, которым деталь устанавливают по оправке, может быть гладким или иметь прерывистую поверхность (шлицы или шпонки). При установке детали по шлицевому отверстию базиро­вание по оправке может происходить:

1) по внутренней поверхности шлица — в этом случае следует применять гладкую цилиндрическую оправку;
2) по наружной поверхности шлица — в этом случае следует применять оправку с посадочным конусом на наружной шлицевой поверхности. При этом размер по внутреннему диаметру шлица сле­дует занижать на 1 мм относительно внутреннего диаметра отверстия проверяемой детали.

Боковые стороны прямоугольных шлицев оправки занижают относительно ширины шлицев детали:
а) при ширине шлица до 5 мм — на 0,5 мм;
б) при ширине шлица свыше 5 мм — на 1 мм.

Шаг шлица оправки, учитывая сравнительно небольшие боко­вые зазоры, должен ограничиваться допуском, равным 0,15—0,30 мм.

Детали с центрированием только по боковым сторонам прямо­угольных шлицев на конических оправках не проверяют вследствие сложности изготовления подобных оправок. При подобных соеди­нениях внутреннюю или наружную поверхность шлицевого отвер­стия принимают за вспомогательную базу при обработке детали и изготовляют более точно. Эта же поверхность может быть принята в качестве базы измерения и при конструировании конической оправки.

При проверке деталей эвольвентных шлицевых соединений оправку следует выполнять также с эвольвентными шлицами. Конусность в этом случае задается по диаметру начальной окружно­сти эвольвентных шлицев.

При посадке конической оправки в базовое отверстие детали независимо от его действительного размера происходит точное центрирование по кромке отверстия. Одновременно происходит заклинивание оправки за счет упругой деформации металла, вследствие чего создается некоторый контактный поясок, имеющий длину 1_К (фиг. 191, а).

Величина 1_К может колебаться в зависимости от ряда причин — величины конусности оправки, твердости материала, толщины стенки и конфигурации проверяемой детали, размера отверстия и т. д. Вследствие этого длина пояска 1_К. при расчете конических оправок не принимается во внимание, тем более, что она повышает точность центрирования оправки в сравнении с расчетной.

Как уже было сказано, при установке в базовое отверстие оправка, центрируясь только по кромке, может расположиться в нем с пере­косом за счет одностороннего выбирания бокового зазора между образующими отверстия детали и конуса оправки, что вызовет определенную погрешность измерения. Угловая величина погрешно­сти, возникающая при наибольшем возможном перекосе, зависит от конусности оправки и не зависит от длины базового отверстия.

Линейные величины погрешности (В₁ на фиг. 191, б и В₂ на фиг. 191, б) зависит от плеча, на котором производится измерение.

При проверке радиального или торцевого перекоса без повора­чивания детали угловая величина погрешности а соответствует уклону оправки, а линейная величина погрешности будет равна В₁ (фиг. 191, б).

При проверке биений за счет поворота детали с оправкой на 180°" угловая величина погрешности 2а будет соответствовать конусности оправки, а линейная величина будет равна В₂ (фиг. 191, в).

При отсутствии в чертеже детали соответствующего указания плечо измерения следует считать заданным по крайним точкам, принимая:
а) для измерения торцевых поверхностей (плоских, конических или сферических) плечо измерения М₁ — от оси оправки до точки, в которой производят измерение;

б) для измерения поверхностей, параллельных оси базового отверстия, плечо измерения М₂ — от торца базового отверстия (со стороны большего диаметра конуса оправки) до точки, в которой производят измерение. В случае, когда плечо измерения может быть принято разным от различных торцов, следует принимать его наи­большее значение.

Учитывая деформацию металла за счет заклинивания оправки и образование пояска 1_К, линейную величину погрешности В прини­мают равной 20% проверяемого допуска Δа, т. е.

В = 0,2· Δа. (41)

Величина погрешности измерения принимается одинаковой не­зависимо от того, проверяется ли положение отверстия, т. е. без поворота оправки (погрешность В₁), или биение изделия, т. е. с поворотом оправки (погрешность В₂).

Конусность К оправки подсчитывают:

а) при проверке без поворачивания детали по формуле

(42)

б) при проверке с поворотом детали по формуле

(43)

При проверке на одной оправке нескольких элементов одной детали следует исходить из обеспечения наименьшей погрешности.

Конусность оправки задается от 1/1000 до 1/10 000, но крат­ной 1/500. При некратности расчетного значения конусности его округляют до значения, кратного 1/500 (по возможности в сторону снижения погрешности измерения).

Изменение действительного размера отверстия детали в преде­лах поля допуска δ по чертежу вызовет перемещение всей детали по длине на величину N (фиг. 191, г)

(44)

Для обеспечения необходимого запаса С длины конуса его боль­ший диаметр D должен иметь превышение против наибольшего раз­мера базового отверстия (d_наиб) на величину Р, принимаемую рав­ной 20% допуска δ с округлением в сторону увеличения до тысяч­ных долей миллиметра

Р = 0,2 δ. (45)

Необходимость превышения Р вызывается двумя причинами:
а) отверстие, изготовленное по новой неизношенной пробке, мо­жет в действительности оказаться большего размера, чем это преду­смотрено чертежом детали [2];
б) за счет деформации проверяемой детали оправка без превыше­ния на размер Р могла бы полностью пройти сквозь отверстие де­тали.

Размер D оправки подсчитывают по формуле

. (46)

При этом допуск Δ на изготовление большего диаметра конуса оправки устанавливается в зависимости от значения ее конусности по табл. 27.

Тогда величина С выразится формулой

, (47)

где D_наиб равно сумме большего диаметра конуса оправки и допуска на его изготовление (D_наиб = D + Δ).

Для получения полной длины конуса оправки /, к сумме полу­ченных длин (С + N) прибавляют длину детали Е и длину заходной части конуса F (согласно табл. 27),

1 = С + N + Е + F. (48)

Со стороны меньшего диаметра конуса оправки предусматривается предварительный заходный конус, имеющий уклон 5° и длину 5 мм. Со стороны большего диаметра конуса оправки предусматривается вспомогательный цилиндрический поясок с размером по диаметру, равным D.

Оправки, предназначенные для работы с установкой в центрах, заканчиваются цилиндрическими хвостовиками, имеющими на тор­цах притертые центровые отверстия по ОСТ 3725 тип В. Размеры хвостовиков D₁, и 1₂ и диаметры центровых отверстий должны соответствовать табл. 28.

Таким образом, общая длина оправки определяется суммой

L = 2l₂ + l + 3 + 5. (49)

Во избежание получения оправок чрезмерно большой длины при относительно малом диаметре, что может привести к их прогибу в процессе работы, предельные величины длин ограничиваются соот­ношением

(50)

При получении расчетной длины оправки, превышающей приве­денное соотношение, рекомендуется поле допуска отверстия детали разделить на несколько (два, три) равных интервалов и делать набор из соответствующего количества конических оправок для работы методом подбора.

Для того чтобы различать между собой оправки одного набора, на наружной поверхности хвостовика протачивают соответствую­щее номеру оправки в наборе количество кольцевых канавок.

При контроле деталей, изготовляемых в больших количествах, следует избегать применения набора оправок с тем, чтобы снизить трудоемкость операции контроля, что имеет серьезное значение в условиях массового и крупносерийного .производства.

Следова­тельно, в подобных случаях необходимо уменьшать длину оправки за счет изменения величины конусности К в сторону увеличения по­грешности измерения В до 30—35% от проверяемого допуска Δа. Биение А конусной части оправки относительно оси центровых отверстий ограничивается пределом, равным 10% от проверяемого допуска Δа с округлением до тысячных долей миллиметра: А = 0,1·Δа. (51)

Рекомендуется принимать величину А в пределах не менее 0,003 мм (учитывая трудность изготовления оправок с более жест­ким допуском на биение) и не более 0,015 мм.

Простановку размеров и чи­стоты обработки на чертежах опра­вок производят согласно фиг. 192.

Оправки размером по диаметру более 45 мм рекомендуется для уменьшения веса делать пустотелыми с запрессованной с одного торца пробкой, дополнительно зафиксированной поперечным штиф­том. Торец пробки должен быть утоплен глубже торца оправки, как показано на фиг. 193.

Необходимость в этом вызывается тем, что при установке и съеме проверяемой детали контролер ударяет торцом оправки по верстаку и в случае выступания торца пробки она через сравнительно короткий промежуток времени начнет ка­чаться в отверстии оправки. При проектировании пустотелых опра­вок необходимо избегать чрезмерно тонких стенок, так как при - заклинивании в отверстии детали могут возникать упругие дефор­мации оправки, снижающие точность измерения.

Все формулы и другие данные для расчета конических оправок сведены в табл. 29.

Примеры расчета конических оправок:

Пример 1 (фиг. 194, а).

Необходимо проверить параллельность плоскости детали к от­верстию. Допустимое отклонение 0,1 мм на длине детали.

Дано: d = 46; δ = +0,027; Δа = 0,1; М = 58; Е = 58.

Определяем:

В₁ = 0,2· Δа; В₁ = 0,2·0,1 = 0,02

округлить до

Р = 0,2· δ; Р = 0,2·0,027 = 0,0054, округлить до 0,006;

D = d_наиб + Р; D = 46,027 + 0,006 = 46,033;

Δ = +0,01; D^+Δ = 46,033^+0,01

;

1 = С + N + Е + F; l = 24 + 40,5 + 58 + 15 = 137,5;

D₁ = 32;

l₂ = 20;

L = 2l₂ + l + 3 + 5; l = 2·20 + 137,5 + 3 + 5 = 185,5, рекомендуется округлить до 185

А = 0,1·Δа; А = 0,1·0,1 = 0,01.

Центровые отверстия 6 – В ОСТ 3725.

Пример 2 (фиг. 194, б).

Дано: d = 25; δ = +0,023; Е = 22; Δа = 0,08; М₁ = 40 (для фланца);

Δа = 0,05; М₂ = 20 (для наружной поверхности).

Определяем:

В = 0,2· Δа; В₁ = 0,2·0,08 = 0,016 (для фланца);

В = 0,2· Δа; В₁ = 0,2·0,05 = 0,01 (для наружной поверхности);

(для фланца);

(для наружной поверхности);

Принимаем конусность, обеспечивающая наименьшую погрешность, т. е. 1/2500.

Р = 0,2· δ; Р = 0,2·0,023 = 0,0046, округлить до 0,005;

D = d_наиб + Р; D = 25,023 + 0,005 = 25,028;

Δ = +0,01; D^+Δ = 25,028^+0,01

;

1 = С + N + Е + F; l = 37,5 + 57,5 + 22 + 15 = 132;

D₁ = 20;

l₂ = 20;

L = 2l₂ + l + 3 + 5; l = 2·20 + 132 + 3 + 5 = 180;

А = 0,1·Δа; А = 0,1·0,05 = 0,005.

Центровые отверстия 5 – В ОСТ 3725.

При значительной длине базового отверстия относительно его диаметра точность центрирования может быть повышена примене­нием комбинированной оправки, имеющей центрирующий конус и центрирующий цилиндр одновременно (фиг. 195). Цилиндрическую часть комбинированной оправки выполняют с занижением против наименьшего размера базового отверстия детали на величину b = 0,005+0,010.

Применение комбинированных оправок целесообразно только в тех случаях, когда они обеспечивают меньшую погрешность, чем обычные" конические оправки. Если при ' расчете конической оправки оказывается, что ЕК Δ + b, то вместо конической оправки следует делать комбинированную. Вследствие того, что конус комби­нированной оправки служит только для центрирования по кромке, его следует делать значительно более крутым — примерно 1/50—1/100.

Результатом этого является весьма малое перемещение детали вдоль по конусу оправки за счет колебания действительного размера отверстия, и оправки получаются значительно более короткими, чем конические. В то же время перекос детали на комбинированной оправке будет в два раза меньшим, чем перекос на гладкой цилин­дрической оправке.

Примером применения комбинированной оправки может слу­жить приспособление, приведенное выше на фиг. 12 и предназначен­ное для проверки неперпендикуляр­ности торцов ушков вилки кардана.

При проверяемых отверстиях диа­метром 39^+0,027, расстоянии между торцами ушков 118 мм и допусти­мой величине неперпендикулярности 0,05 мм, коническая оправка имела бы конус 1/2000 и длину конической части 219 мм. За счет колебания действительного размера базового отверстия детали оправку можно было бы устанавливать в отверстии на различную глубину, причем величина этого перемещения составила бы 54 мм.

При этом ЕК = 0,059.

Если применить комбинированную оправку, то при выполнении цилиндрической посадочной части оправки в размер диаметра 38,995^-0,005 получим ЕК > Δ + b

Таким образом, величина погрешности за счет улучшения центри­рования уменьшается на 37%.

Применение конуса 1/100 вместо 1/2000 уменьшает осевое пере­мещение оправки с 54 до 2,7 мм.

При контроле широких допусков можно применять оправки с центрированием при помощи двух поясов разжимных сухарей (фиг. 196). Наружный диаметр корпуса оправки 1 делают с ослабле­нием на 0,010 — 0,015 против наименьшего размера базового отвер­стия. Сухари 2, по три в каждом поясе, разжимаются конусами втулки 3 и штока 4. Гайка 5 и ограничительные штифты 6 обеспечи­вают принудительную подачу конусов, а возврат сухарей 2 обеспе­чивается пружинными кольцами 7.

В случае отсутствия ограничи­тельных штифтов 6, при освобождении оправки из отверстия за гайку конус штока разжимал бы один пояс сухарей, заклинивая оправку в отверстии, Проверку биения фланца детали производят индикатором 8 через рычаг 9, которые смонтированы на корпусе 10, вращающемся относительно оси хвостовика оправки 1.

При коротком отверстии конструкция упрощается, так как вместо двух поясов сухарей разжим производится только в одном поясе.

На приспособлении для проверки биения поверхностей маховика (фиг. 197) предварительное центрирование осуществляется поса­дочной поверхностью шпинделя 1. По торцу шпинделя происходит торцевое базирование детали. Разжим при помощи трех сухарей 2 повышает точность центрирования детали на шпинделе. Сухари выжимаются скосами головки штока 7, нагруженного жесткой пру­жиной 6. Возврат сухарей производится поворотом эксцентрика 4 через рычаг 3, толкающий шток 7.

В результате наличия зазора F в рабочем положении между ры­чагом и штоком шпиндель может свободно вращаться. Величина зазора регулируется винтом 5.

Несмотря на несовершенство разжима усилием пружины (пнев­матический зажим был бы надежнее), применение пружины оправ­дывается легкостью вращения шпинделя и возможностью распо­ложения рычага управления на неподвижном корпусе приспособле­ния. В случае применения разжимных сухарей на неподвижной части приспособления желательно осуществлять перемещение штока принудительно, а не через пружину, что обеспечит большую надеж­ность центрирования.

Повышенная точность центрирования может быть достигнута применением в конструкциях приспособлений специальных эле­ментов, основанных на использовании упругой деформации. Так, необходимо упомянуть патроны и оправки с упругой цилиндриче­ской оболочкой и теми или иными заполнителями. В качестве запол­нителей можно применять масло или глицерин, резину или пласти­ческую массу (гидропласт).

Преимуществом подобных приспособлений является надежность и точность центрирования.

В литературе [1] приведены подробные данные по конструкции и расчету гидравлических зажимных устройств, поэтому останавли­ваться на них не будем. Необходимо лишь учитывать, что для станоч­ных приспособлений сила разжима или зажима требуется значительно большая, чем для контрольных, так как в последних необходимо только обеспечить центрирование и, как правило, нет нужды в пере­даче крутящего момента.

Применение гидравлических зажимных устройств ограничивается некоторой сложностью их конструкции и трудностью изготовления, а также сравнительно малой твердостью базирующей поверхности (R_с = 36…40), что ведет к быстрому износу и потере точности, особенно в условиях массового производства.

Значительно более простыми и достаточно надежными являются мембранные зажимы, обеспечивающие вполне достаточную точность центрирования.

Приспособление для проверки биения сферического торца кони­ческого зубчатого колеса, приведенное на фиг. 198, может служить примером конструкции, построенной на использовании мембранного патрона.

На шпинделе 1приспособления укреплена мембрана 2 с тремя выступами А, на которых установлены кулачки 3. В свободном состоянии посадочный размер по кулачкам должен быть больше наибольшего диаметра отверстия детали. Перед установкой детали рукояткой 4 и тягой 5 мембрана натягивается и деформируется (про­гибается). При этом кулачки 3, имеющие значительный вылет, схо­дятся, давая возможность свободно надеть деталь. Поворотом рукоят­ки 4 в обратную сторону мембрана разгружается, надежно центрируя деталь.

Для обеспечения точности работы приспособления кулачки следует шлифовать в сборе при несколько натянутой мембране в размер, соответствующей среднему размеру проверяемого отверстия. В свободном состоянии кулачки образуют цилиндрическую поверхность, диаметр которой на 0,05—0,08 должен превышать наибольший диаметр отверстия. Такой небольшой натяг обеспечивает повышение точности центрирования.

Проверку биения сферической поверхности производят индика­тором 6, установленным на поворотной стойке 7. Контрольные кольца 8 и 9, имеющие размеры отверстий, соответствующие наиболь­шему и наименьшему предельным размерам отверстия проверяемой детали, позволяют проверять точность центрирования самого при­способления.

Описанное приспособление можно сделать универсальным, если к нему приложить комплект сменных мембранных патронов.

При базировании по двум отверстиям с параллельными осями применяется установка на два пальца — цилиндрический и срезан­ный. При этом ошибки базирования определяются допусками на диаметры отверстий и на межцентровое расстояние и величиной зазоров.

Расчет размеров базовых пальцев и возможных зазоров, вызы­вающих неточность базирования, не приводится, так как он доста­точно освещен в литературе [6].

Повышения точности базирования по двум отверстиям можно достигнуть, применяя раздвижные пальцы (фиг. 199). Деталь надевают на пальцы со срезанными лысками, после чего один из них под действием пружины, эксцентрика и т. п. перемещается вдоль общей оси отверстий до упора обоих пальцев в образующие базовых отверстий. При этом вполне надежно определяется общая ось, про­ходящая через центры обоих отверстий.

Однако необходимо учиты­вать, что при установке на раздвижные пальцы обеспечивается надеж­ное базирование лишь в поперечном напра­влении. В то же время за счет лыски, имею­щейся на неподвижном пальце, точность продольной (вдоль оси от­версти