-
Принцип постоянства баз
При разработке технологического процесса следует стремиться к использованию одной и той же технологической базы (при выполнении всех технологических операций), не допуская без особой необходимости смены технологических без (не считая смены черновой базы).
Всякая смена технологических баз увеличивает погрешность в расположении обрабатываемых поверхностей, в том числе и погрешность взаимного расположения самих технологических баз, от которых производилась обработка поверхностей.
Для исключения или сокращения названных погрешностей технологам приходится вести пересчёт размеров и прибегать к ужесточению допусков.
Пример. Чертёж пластины длиною b =100-0,46 изображён на рис.24,а, в которой сперва сверлят центральное отверстие, я затем – два отверстия меньшего диаметра, расположенные с боков на расстоянии с = 20 0,1 мм от центрального.
Вариант 1. Центральное отверстие сверлят на расстоянии а= 50+0,05 мм от поверхности А, принятой за технологическую базу. Малые отверстия сверлят на расстоянии d (и d+2c) от поверхности В, принятой за другую технологическую базу. Для настройки станка (или проектирования сверлильного приспособления – кондуктора) требуется определить номинальное значение и допуск на размер d . Размер d является составляющим звеном четырёхзвенной размерной цепи (см. рис. 24,б). Замыкающим звеном в этой размерной цепи следует считать размер с, заданный на чертеже. Очевидно, что номинальное значение размера
Допуск на размер d определим из условия
,
откуда
.
Допуск отрицательным быть не может. При заданных допусках на размеры, обработка от базы В невозможна. Сократим допуск на длину пластины в 4,5 раза, приняв В = 100-0,4 мм, тогда
мм.
Вариант 2. Центральное и оба боковых отверстия сверлят от одной и той же технологической базы – поверхности А. Для расчёта номинального значения и допуска на технологический размер d решим трёхзвенную размерную цепь (см. рис. 24,в), из которой
мм
и из условия
следует, что
мм.
Таким образам, при соблюдении принципа постоянства баз допуск на технологический размер получился в 3 раза больше, а точность изготовления длины пластины (допуск на размер b ) вообще не играет никакой роли.
Сохранение постоянной технологической базы при обработке заготовок на различных операциях снижает погрешность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей. На практике встречаются случаи, когда сохранение постоянства баз приводит к чрезмерному усложнению конструкции приспособления и их удорожанию. В этих случаях технолог вынужден заменять технологические базы, выбирая наиболее удобные, одновременно выполняя соответствующие расчёты точности технологических и других размеров.
При выборе технологических баз всегда следует учитывать рекомендации об особенностях использования контактных, настроечных и проверочных технологических баз.
-
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.