2.1.6. Установка заготовок на оправки

Для деталей, имеющих внутреннюю цилиндрическую поверхность, в качестве установочных элементов применяют оправки, пальцы.

С помощью оправок можно получить схему базирования, приведенную на рис.2.3. Конструктивно оправки делят на жесткие и разжимные. Жесткие оправки могут быть:

• конические;

• цилиндрические для посадки заготовок с гарантированным натягом;

• цилиндрические для посадки заготовок с гарантированным зазором.

Конусные оправки дают высокую точность центрирования.

На станке детали устанавливают в центре, с помощью конусного хвостовика или фланца. Центровые оправки имеют центровые гнезда. Для того чтобы сообщить оправке вращательное движение, на левом конце оправок делают квадрат, лыски или устанавливают поводок.

Конусность рабочей части оправки принимается равной . Заготовка на оправку насаживается легкими ударами. Благодаря расклинивающему действию оправки достигается совмещение осей оправки и базового отверстия (рис.2.14,а). Кроме того, заготовка удерживается от поворота за счет достигнутого натяга и зажима её не требуется. Недостатком таких оправок являются:

• отсутствие точного ориентирования партии заготовок по длине за счет изменений в пределах допустимого диаметра базового отверстия, а следовательно, невозможность обработки торцов и уступов на предварительно настроенных станках;

• невозможность установки длинных деталей, так как деталь будет удерживаться только на одном конце.

Рис.2.14. Оправка

На рис.2.14,в приведена конструкция оправки под запрессовку. Такие оправки, как и конусные, позволяют получить высокую точность центрирования. Применяя упорные кольца при напрессовке, можно точно ориентировать положение заготовки по длине оправки. Использование таких оправок позволяет производить одновременную подрезку обоих торцов заготовки. Недостаток оправок – необходимость установки на механическом участке дополнительного оборудования - прессов для запрессовки и распрессовки оправок.

При конструировании оправок под запрессовку необходимо определить диаметр рабочей части. При обработке заготовки возникают момент от силы резания , осевая сила , стремящиеся провернуть и сдвинуть заготовку на оправке.

Для нормальной работы оправки необходимо обеспечить условия:

, (2.5)

где и - момент и сила трения на поверхности контакта отверстие – оправка; - коэффициент запаса; - диаметр обрабатываемой заготовки.

Так как заготовку насаживают на оправку с натягом, то на рабочей поверхности создается некоторое равномерно распределенное удельное давление и тогда:

, (2.6)

где - коэффициент трения между заготовкой и оправкой; - номинальный диаметр отверстия заготовки; - длина рабочей части оправки; и - удельные давления.

Из выражений (2.1) и (2.2) определяем:

При одновременном действии и :

(2.7)

Величина удельного давления определяется натягом. На основании теории толстостенных сосудов мы можем написать, что полный натяг, зависящий от радиальных перемещений вала и отверстия (оправки и заготовки):

(2.8)

где - внутренний диаметр заготовки; и - модули упругости материала детали и оправки;

, (2.9)

где - наружный диаметр заготовки; - наружный и внутренний (при полой оправке) диаметр оправки; - коэффициенты Пуассона для материала заготовки и оправки (для чугуна , для стали ).

Подставляя в формулу (2.8) формулу (2.7), получим выражение расчета минимального необходимого натяга:

. (2.10)

Для определения диаметра оправки рассмотрим расположение полей допусков соединения оправка – заготовка. Здесь и - диаметр и допуск базового отверстия заготовки; и - допуски на изготовление и износ оправки. Исполнительный диаметр оправки можно определить как:

. (2.11)

Следовательно, рассчитав , зная и выбрав и , можем рассчитать диаметр оправки. Обычно выбирают ; .Выбор мощности пресса производят по максимальному натягу .

Конструкция оправки с гарантированным зазором приведена на рис.2.14,б. Провертывание заготовки на оправке ограничено затягиванием гайки, шпонкой или шлицами (если на заготовке имеется шпоночный паз или шлицевое отверстие).