5.1. Обґрунтування вибору технологічних баз і встановлення послідовності оброблення поверхонь заготовки

Однією з головних умов виконання СП машини є забезпечення заданого взаємного розташування її деталей та вузлів. При обробленні заготовки на верстаті вона повинна бути правильно орієнтована щодо механізмів і вузлів верстата, що визначають траєкторії переміщення різальних інструментів і самої заготовки, тобто повинне бути забезпечено відповідне її базування.

Рис. 9. Приклади базування:1 — база; 2 — заготовка; 3 — губки, що затискають; 4 — конус пристрою, що центрує.

Базування заготовки або виробу полягає у наданні їм необхідного положення щодо обраних осей координат. Базування заготовки на верстаті, деталей і вузлів у машині забезпечується вибором відповідних баз.

Базою називають поверхню (рис.9, а) або сукупність поверхонь (рис.9, б), вісь, точку, що належать заготовці і використовуються для базування (рис.9, в, г). Оскільки поняття базування використовується на всіх стадіях створення виробів (проектування, підготовка виробництва, виготовлення і контроль деталей, складання виробу), бази класифікують на чотири види: проектні, конструкторські, технологічні і вимірювальні.

Проектною називається база, що обрана при проектуванні виробу, а також при ТП його виготовлення або ремонту. Під час проектування виробу - складальної одиниці проектними базами визначають розрахункове положення даної деталі щодо інших деталей специфікованого виробу. При проектуванні ТП проектні бази визначають розрахункове положення заготовки відносно інструменту, пристрою або верстату. На кресленнях проектні бази зображують у вигляді таких геометричних елементів: бісектриса кута; вісі поверхонь, що представляють собою тіла обертання; площини симетрії та ін.

Конструкторською називається база, що призначена для визначення положення деталі або вузла у складальній одиниці. При складанні виробу його елементи з’єднуються конструкторськими базами. Розрізняють основні і допоміжні конструкторські бази.

Основна конструкторська база даної деталі або складальної одиниці, призначена для визначення їхнього положення у виробі. На рис.10,а представлені приклади основних баз шестірні (посадковий отвір I, торець II, шпонковий паз III), яка насаджується на вал.

Допоміжна конструкторська база деталі або складальної одиниці, призначена для визначення положення інших деталей, що приєднуються до них. На рис. 10, б показаний комплект допоміжних баз корпусної деталі, до якої приєднується деталь 1. Цей комплект складається з торцевої площини I, поверхні отвору II і поверхні направляючого пальця III.

Вимірювальною називається база, яка використовується для визначення відносного положення заготовки або готового виробу і засобів вимірювання (рис.11).

Технологічними називають бази, яки використовуються для визначення положення заготовки або готового виробу при їхньому виготовленні або ремонті. Технологічні бази заготовки визначаються поверхнями, що стикаються з установочними елементами пристроїв або верстату. Такими поверхнями можуть бути будь-яки поверхні заготовки: зовнішні і внутрішні; циліндричні і конічні; плоскі; поверхні центрових гнізд та ін. На рис.12 представлені приклади технологічних баз.

По послідовності використання в ТП технологічні бази підрозділяють на чорнові і чистові. Черновими базами служать неопрацьовані поверхні, і вони використовуються на перших операціях, коли оброблених поверхонь на заготовці ще немає. При подальшій обробці використовуються чистові бази, якими служать оброблені з необхідною точністю поверхні.

Рис. 12. Допоміжні технологічні бази:

а — центрові гнізда (звичайне і з запобіжним конусом 120°); б — пасок поршня, що центрує; в – установочні отвори в корпусній деталі.

Основні правила вибору технологічних баз.

При виборі технологічних баз для обробки заготовок варто виходити з наступних розумінь.

Підставою для вибору технологічних баз є СП поверхонь деталі і встановлених між ними розмірних зв'язків.

Вибір технологічних баз оснований на: 1) технічних вимогах, що характеризують точність розмірів деталі; 2) розташуванням і макро геометрією поверхонь деталі; 3) можливостями існуючого парку верстатів і технологічних пристроїв.

Вибір технологічних баз виконують у два основних етапи:

1. вибирають технологічні бази, яки необхідні для одержання найбільш відповідальних показників точності деталі і також можуть бути використані при обробці більшості поверхонь заготовки (визначає ті поверхні, з яких необхідно починати її обробку.);

2. вибирають технологічні бази на першій (перших) операції ТП.

Вибір технологічних баз на першій (перших) операції зв'язаний з рішенням двох груп задач:

1. Установленням зв'язків між поверхнями, що обробляються і поверхнями, що залишаються необробленими.

2. Розподілом припусків між поверхнями, що обробляються.

Як правило, можливі кілька варіантів базування заготовки. Кожен варіант базування забезпечує пряме (найкоротше), тобто найкраще рішення лише однієї задачі з усієї сукупності. Тому потрібно вибрати той варіант, що забезпечує всі технічні вимоги у межах відхилень, що допускаються, і менш складний у реалізації схем базування.

Основні правила базування заготовок.

При установці заготовки на верстаті або при проектуванні установочних пристроїв необхідно передбачити відповідне базування заготовки. При цьому бази повинні бути обрані так, щоб забезпечити статично визначну і досить точну установку заготовки щодо траєкторії інструмента, що ріже. Для цього на основі умов рівноваги твердого тіла треба забезпечити жорсткими опорами всі шість ступенів вільності заготовки, що зводяться до трьох можливих переміщень уздовж трьох довільно обраних осей координат і трьом поворотам навколо цих осей. У цьому випадку використовується комплект баз, що представляє собою сукупність трьох баз, що утворять систему координат заготовки. Кожна зі ступенів вільності може бути зв'язана з відповідно розташованою нерухомою опорною точкою, що символізує одну зі зв'язків заготовки з обраною системою координат. Для забезпечення нерухомості заготовки в обраній системі координат на неї треба накласти шість двосторонніх геометричних зв'язків (рис. 13, а).

Таким чином, для того щоб заготовка зайняла на верстаті (у пристрою) цілком визначене положення, її треба помістити на шість нерухомих точок, що зв'язують усі шість ступенів вільності (рис. 13, б). На рис. 13, б показана установка заготовки 1 на опорні точки 2 у комплекті із установочних, направляючих і опорної баз. Установочною (I) називається база, що використовується для накладення на заготовку зв'язків, що позбавляють її трьох ступенів вільності — переміщення уздовж однієї координатної осі (Z) і поворотів навколо двох інших осей (XY). Направляючою (II) називається база, що використовується для накладення на заготовку зв'язків, що позбавляють її двох ступенів вільності — переміщення уздовж однієї координатної осі (Y) і повороту навколо іншої осі (Z). Опорною (III) називається база, що використовується для накладення на заготовку зв'язків, що позбавляють її однієї ступені вільності — переміщення уздовж однієї координатної осі (X). На рис.13, в показана схема базування заготовки, тобто схема розташування опорних точок на базах. Опорні точки нумерують порядковими номерами, починаючи з бази, на якій розташовується найбільше число точок.

Визначення погрішностей установки заготовок.

Погрішність установки _у складається з трьох складових: погрішності базування _б, погрішності закріплення _з і погрішності пристрою _пр.

Погрішність базування виникає при несумісності вимірювальної і технологічної баз і являє собою різницю граничних відстаней вимірювальної бази щодо встановленого на розмір інструмента.

Погрішністю закріплення є різниця граничних відстаней вимірювальної бази щодо встановленого на розмір інструмента внаслідок зсуву оброблюваної заготовки під дією затискної сили.

Погрішність пристрою виникає через неточність його виготовлення, зносу установочних деталей і помилок, що допущені при установці пристрою на верстаті.

Погрішність установки, як сумарне поле розсіювання випадкових величин, може бути визначена за правилом квадратного кореня

. (3)

Неточність виготовлення пристрою обмежується технічними умовами. Допуски на розміри деталей пристроїв, що забезпечують одержання заданих розмірів оброблюваної деталі, як правило, складають 0,1...0,25 від допуску на відповідний її розмір. Зношування установочних і направляючих елементів пристроїв регламентується відповідними нормами і періодично контролюється. Неточність установки пристрою на верстаті при незмінному його закріпленні — величина постійна і при ретельній вивірці, як правило, незначна.

Таким чином, величини _з , як правило, невеликі, а _пр обмежується відповідними нормами, контролюється і може бути зменшена. Особливе значення при проектуванні ТП та пристроїв здобуває значення _б.

Основи розрахунку погрішностей базування.

Допустиму погрішність базування _бдоп можна визначати з умови:

_{б доп} ≤  -  , (4)

де  - допуск на розмір,

 - сумарна погрішність на розмір, що має місце у ТПр (без погрішності базування). Вона визначається з таблиць середньої економічної точності. Фактична погрішність базування ε_бфакт повинна бути менше допустимої:

ε_бфакт ≤ ε_бдоп. (5)

Приклади визначення фактичних погрішностей базування при типових методах установки заготовок представлені на рис.14.

Запитання для самоперевірки:

1. В чому полягає призначення базування заготовки у процесі ії оброблення.

2. Поняття вимірювальної бази, приклади.

3. Поняття технологічної бази, приклади.

4. Поняття конструкторської бази, приклади.

5. Класифікація технологічних баз.

6. Поняття чорнової і чистової технологічних баз, їх призначення.

7. На чому оснований вибір технологічних баз.

8. Основні етапи вибору технологічних баз.

9. Правило шості нерухомих точок при базуванні заготовок.

10. Поняття установочної технологічної бази, приклади.

11. Поняття направляючої технологічної бази, приклади.

12. Поняття опорної технологічної бази, приклади.

13. Визначення погрішностей установки заготовок при виконання ТП.

Література: [1, с.28-38].