Выбор способов обработки поверхностей и назначение технологических баз

Каждая деталь может быть представлена в виде сочетания элементар­ных поверхностей, таких как плоскости, цилиндры, конусы, торы, а также более сложных фигурных поверхностей, например: винтовых, шлицевых, зубчатых и пр. В результате многолетней практики установ­лены наиболее рациональные (типовые) способы механической обработки для каждой элементарной поверхности. Выбор того или иного способа определяется комплексом -Факторов, среди которых учитывают: конфигу­рацию, габаритные размеры, материал и массу деталей, объём выпуска, принятый тип и форму организации производства; оборудование и осна­стку, имеющиеся в распоряжении и др. К главным факторам также отно­сят точность, производительность и рентабельность каждого способа. Например, получить плоскую поверхность небольшой площади с примерно одинаковыми качествами на детали из чугуна можно: цилиндрическим (встречным и попутным) и торцевым фрезерованием; строганием, точени­ем и протягиванием; плоским (периферийным или торцевым) и ленточным шлифованием; шабрением и т.д. Выбор способа тесно связан ещё и со стадией (этапами) процесса обработки. Обдирочная, предварительная (черновая), промежуточная (чистовая) и окончательная (отделочная, тонкая) обработки одной и той же поверхности, чаще выполняются разными способами. Например, черновое и чистовое зенкерование от­верстия, а затем его развёртывание или шлифование (после закалки детали). На практике при разработке технологических процессов из­готовления конкретных деталей, при выборе методов обработки, кроме изложенных соображений, руководствуются рекомендациями таблиц средней экономической точности различных способов обработки, пуб­ликуемых в справочной и технической литературе по машиностроению.

Параллельно с выбором способа обработки конкретной поверхности решаются вопросы базирования и закрепления (установки) заготовки в приспособлении или на станке.

Выбор технологических баз - это важный этап разработки любого технологического процесса. Исходными данными в этом случае являются чертежи и технические условия на изготовление детали и заготов­ки. Следует чётко представлять общий план обработки заготовки.

В зависимости от конструкции обрабатываемой детали возможны разные варианты базирования, например:

• простые детали полностью обрабатываются за одну или несколько операций с одного установа на автоматах, агрегатных станках, в приспособлениях-спутниках автоматических линий. Заготовку базируют по необработанным поверхностям, т.е. используют черновые технологи­ческие базы;

• детали обрабатываются в несколько установов (возможно на раз­личных станках). На большей части операций соблюдается принцип по­стоянства баз, т.е. заготовку базируют на одни и те же предварите­льно обработанные поверхности. Повышается однотипность приспособ­лений и схем установки;

• сложные детали повышенной точности обрабатывают с соблюдением принципа постоянства баз. Перед заключительным этапом технологиче­ского процесса, т.е. отделочной обработкой поверхности, используе­мые в качестве баз, подвергают повторной (отделочной) обработке;

• принцип постоянства баз не соблюдается. Заготовку базируют на различные последовательно сменяемые обработанные поверхности. .Для отдельных операций применяют одновременное базирование по обрабо­танным и необработанным поверхностям. Такой вариант обработки тре­бует повышенного внимания и приводит к необходимости пересчёта конструкторских размеров. В противном случае, несоблюдение принци­па постоянства баз приводит к возникновению или увеличению погреш­ностей расположения поверхности, снижающих точность обработки;

• обработка деталей с последовательной (многократной) сменой одних и тех же баз (например, при последовательном черновом и чи­стовом шлифовании на магнитной плите с последовательным перевёртыванием заготовки).

В условиях единичного и мелкосерийного производства часто испо­льзуют проверочные базы. Положение заготовки на станке определяют с помощью разметки и выверни, а для закрепления широко применяют ручные механические зажимы.

В серийном и массовом производстве в основном пользуются конта­ктными (установочными) и настроечными базами. Настроечные базы особенно эффективно используют при многоинструментальной обработ­ке на станках-автоматах и полуавтоматах, в автоматических линиях (см. разд. 3.8 с.50…52 ).

Для закрепления заготовок здесь чаще применяют пневматические, гидравлические и прочие высокопроизводительные зажимные устройст­ва, обеспечивающие надёжное закрепление заготовок с постоянными силами.

Во всех случаях стремятся совместить технологические базы с конструкторскими и измерительными, что позволяет исключить погреш­ность базирования и выполнять размеры с использованием полного поля допуска, установленного конструктором.

Технологические базы назначают (устанавливают) на стадии прора­ботки вариантов выполнения (во время первичной наметки) технологи­ческой операции, т.е. на этапе предварительного рассмотрения и сравнения между собой возможных способов обработки поверхностей заготовки, а также ориентировочного выбора оборудования и оснаст­ки, необходимых для реализации этих способов. Например, подрезка ториа шестигранной заготовки может осуществляться точением, фрезе­рованием, протягиванием, шлифованием и другими способами. Для каж­дого из них при базировании заготовки используют свой комплект баз. Так, для подрезки ториа не токарном станке заготовку устанавлива­ют в трёхкулачковый самоцентрирующий патрон. В базировании участ­вуют две направляющих (двойная направляющая) и опорная базы (рис. 105,а). Заготовка лишается 5-ти степеней свободы.

Для фрезерования ториа заготовку зажимают в тиски (со специаль­ной губкой), при этом грань заготовки служит установочной, ребро - направляющей, а торец - опорной базами (см.рис. 105,б). Используют полный комплект баз с лишением заготовки всех шести степеней сво­боды. Аналогичное базирование осуществляют при обработке торца в специальном приспособлении к вертикально-протяжному станку (см. рис. 105,в).

Короткие заготовки шлифуют на маг­нитной плите плоско-шлифовального станка (см. рис. 105,г). Заготовку базируют на противолежащий тореи, ис­пользуемый в качестве установочной базы. Лишение заготовки всего 3-х сте­пеней свободы для данного варианта выполнения технологической операции вполне достаточно.

В целях сокращения числа вариантов схем базирования рекомендуется по воз­можности использовать типовые схемы установки.

При выборе баз учитывают и такие соображения, как: удобство установки и снятия заготовки, удобство и надёж­ность её закрепления, возможность под­вода режущих инструментов и СОЖ с раз­личных сторон заготовки и пр. По вы­бранным базам формулируют требования к точности и шероховатости поверхностей, а также предусматривают возможность реставрации в случае их повторения.