Особенности использования технологических баз при обработке заготовок деталей машин

Вопрос о выборе и назначении технологических баз для механической обработки заготовок считается одним из наиболее сложных и принципиальных при проектировании технологического процесса. От правильного его решения в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении данной технологической операции; конструкция и степень сложности необходимых приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность, рентабельность и эффективность обработки и др. Значение правильного выбора баз ещё более возрастёт при проектировании технологических процессов для автоматизированных производств, при использовании гидрокопировальных устройств, станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, работающих по принципу автоматического получения размеров, в которых технологическая база является одним из основных составляющих элементов, поэтому вопрос о их выборе решают в самом начале технологического проектирования.

Для повышения точности обработки и создания условий для определённости ориентирования заготовок в приспособлении или на станке, в качестве баз выбирают поверхности заготовок простейшей формы (плоскости, цилиндры, конусы и пр.). Использование в качестве баз поверхностей со сложным контуром вносит дополнительную погрешность и неопределённость в установку заготовок, так как сами всегда имеют погрешности взаимного расположения отдельных элементов фасонных контуров.

В зависимости от числа и направления выдерживаемых при данной операции размеров можно использовать одну, две или три базы; при этом заготовка лишается соответственно трёх, четырёх, пяти или шести степеней свободы. Увеличение числа баз усложняет конструкцию приспособления и ведёт к удорожанию обработки. В связи с этим следует ограничиваться наименьшим числом технологических баз, достаточным для обеспечения выполнения всех заданных размеров.

Выбранные в качестве баз поверхности должны удовлетворять условиям базирования при обработке заготовки на максимально возможном количестве технологических операций. Смену баз, во избежание увеличения погрешностей в расположении поверхностей детали, производят в крайних случаях (желательно, с соответствующим обоснованием такой необходимости).

При чистовой обработке используют любые из рассмотренных ранее технологических баз. Предпочтение отдают поверхностям, которые являются одновременно конструкторскими и измерительными базами. Соблюдение принципа единства баз позволяет обходиться без пересчётов конструкторских размеров в технологические и использовать при обработке всё поле допуска на размер, предусмотренный на рабочем чертеже.

Контактные технологические базы широко используют в условиях крупносерийного и массового производства, когда имеет место максимальная дифференциация технологических операций, и они состоят из одного или двух переходов. При обработке по методу автоматического получения размеров они обеспечивают заданную точность и позволяют существенно сокращать вспомогательное время за счёт исключения разметки и выверки заготовок при их установке.

Настроечные технологические базы наиболее целесообразно и удобно использовать при построении технологического процесса по принципу концентрации операций, когда обработка заготовки осуществляется за небольшое число сложных по своему содержанию (состоящих из значительного количества технологических переходов) операций с применением комбинированного и фасонного инструмента и сложных настроек станков при многопозиционной обработке, при обработке на станках-автоматах и полуавтоматах, станках с ЧПУ и при групповой обработке. Они удобны при изготовлении деталей со значительным количеством линейных размеров, заданных от одной поверхности (координатным методом - "лесенкой"). При последовательной простановке размеров (цепочкой) наладка станков сильно затрудняется и использование настроечных технологических баз оказывается нерентабельной. Настроечными технологическими базами пользуются преимущественно в условиях серийного и крупносерийного производства.

Проверочные технологические базы чаще применяются в условиях единичного и мелкосерийного производства. При разработке техпроцессов обработки крупных и точных заготовок, когда затраты времени на их установку и выверку составляют лишь незначительную часть основного времени обработки, а изготовление крупных и сложных специальных приспособлений, необходимых для использования контактных и настроечных баз, экономически не оправдывается, прибегают к проверочным базам. В крупносерийном производстве такие базы (в частности, разметку) применяют в целях наиболее равномерного снятия припуска с заготовки и сохранения рациональной структуры поверхности, а также в тех случаях, когда приходится устранять брак заготовительных цехов (из дефектных дорогих заготовок "выкраивать" детали).

При работе с новейшими измерительными и управляющими устройствами, ускоряющими и автоматизирующими выверку, положения заготовок на станках, применение проверочных технологических баз оказывается оправданным в условиях серийного и даже массового производства.

Учитывая взаимосвязь конструкторских, измерительных и технологических баз, технологу при выборе баз и построении технологического процесса следует анализировать не только рабочие чертежи, но и сборочные чертежи изделия. Конструктору же следует проектировать детали с учётом возможности реализации принципа совмещения баз при их обработке.