Базирование на цилиндрических оправках
Центрирование заготовок на оправках может осуществляться по подвижной посадке с зазором, или по неподвижной - с натягом на опорной поверхности цилиндрической оправки, без зазора - на конической оправке и на разжимных оправках разнообразных конструкций.
Центровая цилиндрическая оправка с зазором
В сопряжении заготовки 5 с оправкой 1(рис. 4.4) по подвижной посадкеобязательно присутствует зазор.Достоинствомоправок является быстрая установка заготовок на оправку. Закрепление заготовки осуществляют гайкой 7, наружный диаметр которой меньше, чем диаметр отверстия в заготовке. Достаточно ослабить закрепление гайки и снять быстросъёмную шайбу 6, чтобы удалить заготовку с оправки.
Зазор в сопряжении- причинаскрытого несовмещения измерительной и технологической баз: измерительной базой является ось базового отверстия, технологической базой является одна из его образующих линий отверстия. Обработанные с помощью оправки поверхности Р не будут соосны базовому отверстию (при обработке заготовка вращается), или выполняемый размер будет выполнен с погрешностью базирования (заготовка не вращается во время обработки).
Погрешность базирования по соосности равна половине максимального зазораSmax:
(4.1)
(4.2)
где Тз – допуск на диаметр базового отверстия; Топ – допуск на диаметр опорной поверхности оправки; Δ г - гарантированный зазор посадки на оправке.
Кроме погрешности базирования на соосность выполняемой поверхности влияют также неточность изготовления оправки еоп (биение опорной поверхности относительно центровых отверстий) и несоосность центров станка с осью вращения шпинделя. Погрешность установки равна:
(4.3)
Цилиндрические оправки с зазором применяют для заготовок с базовым отверстием, выполненным по 6-7 квалитетам и более высокой точности. Опорную поверхность на заготовке выполняют по 5 квалитету с номиналом, равным минимальному диаметру отверстия на заготовке, по посадке h.
При использовании такой схемы оправки на станках с не вращающейся заготовкой (на фрезерном, сверлильном, др.) погрешность базирования для выполняемых размеров может увеличиваться вдвое, по сравнению с рассчитанной по формуле (4.1), поскольку равна зазору Smax.
Пути уменьшения погрешности базирования по соосности:
- повышение точности отверстия заготовки (дополнительная технологическая операция – дорого);
-применение ступенчатой оправки и селекциикаждой партии заготовок на группы по размеру отверстия (рис. 4.5).
Выполнение продольных размеров при обработке на цилиндрических оправках с зазором обеспечивает упор заготовки в бурт на оправке.
Центровые цилиндрические оправки с натягом («прессовые оправки»)
Установка заготовок с натягом на оправку исключает погрешность базирования по соосности (рис. 4.7). Погрешность установки останется, но будет зависетьтолько от точности изготовления оправки и опорных центров:
(4.4)
Для установки заготовки на прессовую оправку и для снятия её с оправки рабочее место станочника должно быть укомплектовано ручным или пневматическим прессом (оснастка второго порядка).При установке установки не исключены повреждения её базовой поверхности.
Продольные размеры на технологической операции выполняются запрессовкой заготовки до бурта оправки (рис. 4.6, а), или с применением мерных подкладных колец 4 во время запрессовки (рис. 4.6, б, в). В обоих случаях левый торец заготовки является измерительной и технологической базой.
При конструировании оправки поле допуска Топ опорного участка К на оправке рекомендуется назначать по прессовой посадке Н7/ r6. Образующийся натяг Nне только исключает погрешность базирования по соосности, но и передаёт заготовке крутящий момент. Диаметр Dопопорной поверхности оправки рассчитывают с условием, что давление р в сопряжении обеспечит необходимые силы трения для передачи заданного крутящего момента от оправки к заготовке:
(4.5)
Номинальный диаметр опорной поверхности оправки
(4.6)
В формулах (4.5)-(4.6) обозначены: dз – номинальный диаметр опорной части оправки; f =0,16 – коэффициент трения; lk –длина контакта заготовки с оправкой; Eоп, Ез – модуль упругости материала оправки и заготовки; 
- отношениенаружного диаметра заготовки к номинальному диаметру базового отверстия; μоп, μз – коэффициенты Пуассона материалов оправки и заготовки.
Центровые конусные оправки.
На оправке опорная поверхность выполнена конусной. Оправки используют для получения на заготовке соосности внутренней и наружных поверхностейс высокой степенью точности. Заготовка устанавливается без зазора на конической поверхности оправки и закрепляется (заклинивается) на ней действием сил резания (рис. 4.7). Конусность опорной поверхности обычно назначают в пределах
= 1:500…1:5000, (4.7)
а для особо точных работ в пределах k = 1:10 000-1:40 000.
Погрешность по соосности отверстия с выполняемыми на операции наружных поверхностей в этом случае может появиться только из-за погрешности установки (см. формулу (4.4)). Центровые конусные оправкиобычно применяют для точения, шлифования, фрезерования сквозных наружных поверхностей. Разное продольное расположение заготовок вдоль оси оправки, зависящее от допуска на диаметр базового отверстия заготовки не позволяет выполнять продольные размеры на настроенном станке.Для получения продольного размера размерную наладку станка выполняют для каждой заготовки после её после установки на оправку. При использовании конических оправок на рабочем месте нужен пресс, чтобы снять заготовку с оправки.
При большом допуске на диаметр базового отверстия заготовки делают комплект оправок, и производят селекцию партии заготовок по диаметру отверстия, разделяя на группы, - для каждой группы своя оправка.
Расчет оправки при проектировании
Определяют наибольший диаметр оправки по наибольшему диаметру отверстия заготовки dmax:
Dmax=dmax +0.02 (4.8)
и конусность опорного участка.
В том случае, когда на операции задана обработка торцас обеспечением его перпендикулярности с допуском Тт, - конусность оправки должна быть равна:
. (4.9)
Для обеспечения соосности наружных поверхностей к отверстию в пределах допуска Тр- конусность оправки должна быть равна:
. (4.10)
Длина конического участка оправки равна
(4.11)
где у - смещение заготовки вдоль оси под действием сил резания
В формулах (4.9)-(4.11) обозначены: D –наружный диаметр заготовки; B1– длина обрабатываемой поверхности;B-длина отверстия в заготовке; F- запас длины; y – поперечное смещение заготовки под действием сил резания(см. Справочник т.2, с.138).