Новости

Новости

Координатный метод обработки систем отверстий


Если обрабатываемую деталь, установленную на стол станка (фиг. 245), спроектировать на плоскость, перпендикулярную оси шпинделя, то ось каждого отверстия можно изобразить точкой, а поверхности, параллельные осям отверстий, линиями на этой плоскости.
Положение точек А, Б, В, Г может быть определено или задано расстояниями от двух взаимно-перпендикулярных линий (осей координат), перекрещивающихся в точке О. В рассматриваемом примере этими линиями являются базовые поверхности детали I—I и II—II.
Положение точек А, Б, В, Г, являющихся осями отверстий, определится расстояниями хА, хБ, хВ, хГ, отсчитанными от точки О до проекций этих точек на линию I—I, и расстояниями уА, уБ, уВ и уГ, отсчитанными от той же точки О по линии II—II до проекции точек на эту линию.
Расстояние от точки О до проекций точек А, Б, В, Г на линиях I—I и II—II называются координатами этих точек.

Таким образом, если первоначально совместить ось шпинделя с началом координат, следует устанавливать его по имеющимся значениям координат перед обработкой каждого из отверстий.
Установка шпиндельной бабки и стола может быть произведена по встроенным линейкам и нониусам, которыми снабжены эти линейки.
Установка производится в следующем порядке (фиг. 245, б).
а) Совмещают ось шпинделя с началом координат. Для этого в шпиндель устанавливают ловитель с надетой на него строго концентричной втулкой. Перемещая шпиндельную бабку и стол, устанавливают ловитель в положение, показанное на фиг. 245, б. Для того чтобы соприкасание ловителя с базовой поверхностью детали и поверхностью стола не было очень плотным, что способствует отжатию ловителя, между втулкой, деталью и столом вводится тонкая полоска бумаги путем поворачивания втулки на стержне ловителя. Если при этом полоска бумаги легко выдергивается, без вращения втулки ловителя и обрыва полоски, контакт признают правильным.
В этом положении шпиндельной бабки и стола отмечаются показания на линейках. Началу координат будут соответствовать показания на линейках с поправкой на величину (где D — диаметр втулки ловителя).
б) Стол перемещают на расстояние, равное хА (абсцисса центра отверстия А), путем отсчета этой величины по делениям линейки стола и закрепляют.
в) Шпиндельную бабку перемещают вверх на расстояние, равное уА, также с отсчетом этой величины по линейке и закрепляют.
г) Производят обработку отверстия.
д) Стол открепляют и перемещают на расстояние хВ—хА
е) Шпиндельную бабку открепляют и опускают вниз, так чтобы ось шпинделя оказалась ниже оси отверстия В. Затем шпиндельную бабку перемещают вверх так, чтобы ось шпинделя оказалась на расстоянии, равном уВ от стола станка. После закрепления стола и бабки производят обработку отверстия В.
Перемещение шпиндельной бабки снизу вверх позволяет обеспечить сохранение надежности ее положения.
Координация инструмента с отверстиями Б и Г выполняется в том же порядке.
Отсчитывание координат по встроенным в станок измерительным линейкам является недостаточно точным. Следует иметь ввиду, что собственная погрешность линеек по ГОСТ 427—41 может составлять ±0,15 мм на длине 500 мм; кроме того, неизбежны ошибки при отсчете, что вызывается трудностью глазомерного совмещения штрихов линейки и нониуса. Поэтому при выполнении точного растачивания системы отверстий рациональнее применять другой метод отсчета координат — с помощью индикаторных устройств.
Такие индикаторные устройства показаны на фиг. 246, а для отсчета перемещений шпиндельной бабки и на фиг. 246, б для отсчета поперечных перемещений стола.

Устройство состоит из индикаторной коробки 1, в которой закрепляется индикатор так, что его мерительный штиф выступает из корпуса. Индикаторная коробка укрепляется винтом и может быть установлена на любом месте вдоль направляющей поверхности, по которой двигается шпиндельная бабка (или стол). На бабке (столе) укреплен упор 4, находящийся напротив штифта индикатора; верхняя поверхность у него плоская. Для удержания в вертикальном положении концевых мер-плиток или штихмасов, применяемых для отсчета, между индикаторной коробкой и шпиндельной бабкой устанавливают подвижной прихват 2.
Совмещение оси шпинделя с осями отверстий в деталях при помощи таких индикаторных устройств осуществляется следующим образом.
Обрабатываемую деталь основанием устанавливают на мерные подкладки (фиг. 247). Одна из подкладок сделана с выступом, к которому деталь плотно прижимается боковой базовой поверхностью.
Основание детали и боковая базовая поверхность принимаются за оси координат.
В подкладке с выступом имеется круглое отверстие, ось которого отстоит от основания детали на 60 мм и от боковой поверхности на 40 мм.
Шпиндель совмещают с осью этого отверстия. Точность совмещения достигается при помощи центроискателя с индикатором. После этого для совмещения шпинделя с началом координат (т. е. с линией пересечения поверхности основания с боковой базовой поверхностью, спроектированной на плоскость, перпендикулярную к оси шпинделя, его надо поднять на 60 мм и переместить по горизонтали на 40 мм. Это делают с помощь» отсчета по концевым мерам так, как описано выше.

Однако можно поступить и иначе: заранее прибавить ко всем вертикальным расстояниям от основания до осей отверстий 60 мм и вычесть 40 мм из всех горизонтальных расстояний.
Затем приступают к совмещению осей инструмента с осями отверстий и их растачиванию.
а) Индикаторный прибор шпиндельной бабки (фиг. 246, а) устанавливают так, чтобы между штифтом индикатора и упорами поместился штихмас или набор плиток длиной 464 мм, что соответствует положению наиболее удаленного по вертикали отверстия. Штифт индикатора контактируют со штихмасом или плитками с натягом для обеспечения постоянного касания. Чтобы не запоминать величину отклонения, циферблат поворачивают до совмещения стрелки с нулем.
б) Индикаторный прибор стола (фиг. 246, б) устанавливают так, чтобы штифт индикатора контактировался с упором.
в) Вместо меры длиной 464 мм устанавливают штихмас (плитку) 3 (фиг. 246, а) длиной 38 мм и закрепляют его в прихвате 2. Шпиндельную бабку перемещают вверх, до тех пор пока штихмас (плитка) не упрется в штифт индикатора и стрелка его не встанет на нуль в то же положение, которое она занимала ранее.
г) Стол перемещают вправо от индикаторного прибора на некоторое расстояние так, чтобы между штифтом индикатора и упором поместился штихмас длиной 752 мм, что соответствует положению наиболее удаленного по горизонтали отверстия. После закрепления стола и шпиндельной бабки растачивают отверстие А.
д) Снимают штихмас длиной 58 мм и шпиндельную бабку перемещают вверх, до тех пор пока штифт индикатора не упрется в упор 4 и стрелка не совместится с нулем.
е) Между упором и индикатором стола устанавливают штихмас или мерный брусок длиной 310 мм вместо штихмаса длиной 752 мм и стол перемещают влево. Когда штихмас (плитка) упрется в штифт индикатора и его стрелка совместится с нулем, перемещение стола прекращают. Затем закрепляют стол и шпиндельную бабку и растачивают отверстие В.
Совмещение последующих отверстий с осью шпинделя осуществляется аналогично.
При координатном методе совмещения обеспечивается высокая точность в пределах 0,05 — 0,08 мм.
Описанные выше способы координатного растачивания могут быть выполнены расточником высокой квалификации.
К недостаткам этих методов относятся:
1) длительное время настройки станка;
2) относительно большой расход времени на выполнение элементов работы, связанных с совмещением осей инструмента и отверстий;
3) необходимость, с целью соблюдения установленных допусков на расстояния между осями отверстий по прямым, выдерживать более строгие допуски на расстояния по координатам.
Координатный метод обработки систем отверстий

Последнее положение требует пояснения. Известно, что геометрическая сумма допусков расстояний между осями двух отверстий по координатам не должна превышать допуска на расстояние по прямой между центрами этих отверстий (фиг. 248).
Из этого следует, что должно быть выдержано условие

где Аl — допуск на расстояние по прямой между центрами двух отверстий,
Ax — допуск на расстояние между осями этих же отверстий по координате х;
Ау — допуск на расстояние между осями этих же отверстий по координате у.
Принимая, что допуски Ax и Ау должны быть одинаковы: Ax = Ay и потому (Аl)2 > 2(Ах)2, имеем

Упрощение и ускорение обработки при координатном методе достигается за счет применения оптического метода контроля размеров.
Оптические устройства встраивают в шпиндельную бабку, стол и люнет задней стойки.
Завод имени Я.М. Свердлова (Ленинград) выпускает расточные станки модели 2620, в которых имеются эти оптические устройства.
На фиг. 249 показана схема прибора для отсчета вертикальных перемещений шпиндельной бабки.

Точная линейка 4 с миллиметровыми делениями, закреплена на передней стойке станка, по направляющим которой перемещается шпиндельная бабка. В отверстие корпуса бабки встроена трубка с экраном 5, так что экран хорошо виден рабочему. Перпендикулярно оптической трубке, у задней стенки корпуса бабки, расположена трубка 2 осветителя, на внешнем конце которой имеется патрон 1 для электрической лампочки. При замене лампочки возникает необходимость в центрировании светового пучка, для чего рядом с патроном находится центрирующий винт 3.
При включении лампочки световым лучом и оптической системой на экран проектируются штрихи миллиметровой линейки, увеличенные в 60 раз, и одновременно с ними растровая сетка (фиг. 250, а, б), состоящая из десяти рядов биштрихов. Горизонтально расположенные биштрихи отстоят друг от друга на величину 0,1 мм, а каждый ряд вертикальных биштрихов смещен относительно предыдущего на 0,01 мм.
Если проектируемый на экран делительный штрих миллиметровой линейки расположится между биштрихами, обозначенными по горизонтальному и вертикальному рядам цифрой 0, это значит, что шпиндельная бабка установлена в вертикальном направлении точно на целую величину миллиметров. Значение этой величины читают на масштабной линейке, помещенной снаружи и снабженной обычным нониусом.

Если штрих при перемещении бабки расположится между биштрихами первого горизонтального ряда, обозначенными цифрой, например 4, это значит, что к целой величине миллиметров, отсчитанных по масштабной наружной линейке, надо прибавить 0,4 мм.
Соответственно сказанному по совпадению штриха линейки с биштрихами второго, третьего вертикального рядов и т. д. отсчитывают перемещения в сотых долях миллиметра.
На фиг. 251 изображена схема прибора для отсчета горизонтальных перемещений стола в направлении, перпендикулярном к оси шпинделя. В отличие от описанного прибора для шпиндельной бабки здесь миллиметровая линейка 1 закреплена на верхних санях стола и перемещается вместе с ними.

На фиг. 252 показана схема прибора для отсчета вертикальных перемещений люнета задней стойки. В отличие от предыдущих двух приборов этот прибор представляет собой микроскоп, по которому отсчет размеров осуществляется при увеличении в 60 раз посредством наблюдения в окуляр. Резкость изображения растровой сетки обеспечивается настройкой окуляра.
Основное преимущество при использовании оптических устройств заключается в значительном ускорении работы при обеспечении высокой точности.
Окончательный отсчет координат должен производиться при закрепленном столе или закрепленной шпиндельной бабке.
Координатный метод растачивания рекомендуется применять во всех случаях обработки точных единичных или редко повторяемых деталей.