Базирование деформируемых объектов производства

На результат базирования оказывает существенное влияние жёсткость элементов конструкции и технологической оснастки. Под действием внешних и внутренних нагрузок (гравитационных, закрепления, температурных и т.п.) происходит деформация объекта производства и технологического оснащения, изменяются форма и взаимное расположение поверхностей.

Нежесткий деформируемый объект производства, установленный на ограниченное число опорных точек и закрепленный, изменяет свою форму не только от усилий закрепления, но и от силы тяжести. В результате исключается возможность как достижения, требуемой точности при обработке, так и суждения о геометрии объекта производства при измерении. В подобных случаях используют дополнительные опорные точки свыше теоретически необходимых для базирования недеформируемых объектов производства. Например, при токарной обработке длинных валов их поддерживают центром и люнетами; при фрезеровании оболочек со стороны, противоположной фрезе, поддерживают упорами; вводят дополнительные регулируемые опоры и в других случаях.

Нежесткие элементы конструкции имеют бесконечно большое количество степеней свободы (возможных перемещений). Положение нежесткой механической системы в пространстве в каждый момент времени определяется координатами точек ее поверхностей. Каждому набору этих параметров соответствует определенная конфигурация системы. Поэтому при установке элементов конструкции малой жесткости в технологическое оснащение необходимо создавать определенное силовое поле из сил закрепления и реакций опор для обеспечения точности формы геометрических контуров объекта производства. В общем случае для базирования нежестких элементов конструкции необходимо наложить бесконечно большое количество односторонних связей и усилий закрепления.

Базирование нежестких элементов должно осуществляться по жестким (недеформируемым) поверхностям с помощью усилий закрепления, распределенных по поверхности базируемого элемента. При этих условиях форму элемента объекта производства допустимо рассматривать как неизменную и, если не анализируются напряжения в материале конструкции, этот элемент можно рассматривать как твердое недеформируемое тело.

Установочными базами нежестких элементов конструкции могут быть

– функциональная поверхность объекта производства (наружный контур);

– поверхность, жестко связанная с функциональной (внутренний контур).

Направляющими базами служат отверстия под стыковочные болты или другие резьбовые соединения, специальные сборочные или координатно-фиксирующие отверстия.

Нежесткость элементов конструкции влияет на результат базирования. Установочная база объекта производства в технологическом оснащении вследствие контактных деформаций в опорах под действием усилий закрепления и нагрузок также упруго сместится. Это смещение можно отразить дополнительной упругой погрешностью, наиболее полно представляемой в векторно-матричной форме параметрами взаимного расположения исходного (ненагруженного) состояния соответствующих поверхностей объекта производства R ₀ и A ₀ технологического оснащения и их положения под нагрузкой R _Ф и A _Ф.

D R¢_б = A ^Т₀ (R _Ф – R ₀)

D A¢_б = A ^Т₀ A _Ф

После извлечения объекта производства из технологического оснащения в результате освобождения от усилий закрепления и реакций опор под действием внутренних остаточных напряжений геометрия объекта производства изменится. Дополнительная погрешность взаимного расположения поверхностей, обусловленная упругими деформациями определяется аналогично.

[1] Примером идеальной односторонней связиможет служить результат взаимодействия (контакт) абсолютно гладкой неподвижной сферы с поверхностью твердого тела при отсутствии трения.

[2] Неидеальную позиционную связь можно представить состоящей из идеальной и фрикционной связи, порождаемой трением в точках контакта объекта производства и технологического оснащения. Ввиду незначительных коэффициентов трения при достаточно больших нагрузках на объект производства фрикционными связями пренебрегают и не учитывают их в схемах базирования. Если же нагрузки относительно невелики, то учет фрикционных связей позволяет сократить число опорных точек и, соответственно, упростить схему базирования и закрепления.

Дата добавления: 2015-07-17