- •Воронежский государственный технический
- •Университет
- •В.М. Пачевский
- •Технология машиностроения
- •Деталь как объект производства
- •Основные требования к детали
- •1.2. Точность обработки
- •1.2.1. Факторы, определяющие точность обработки
- •1.2.2. Факторы, влияющие на точность обработки
- •1.2.3. Методы исследования точности
- •1.2.4. Методы обеспечения заданной точности
- •1.3. Качество поверхности
- •1.3.1. Основные понятия и определения
- •1.3.2. Параметры оценки и измерение шероховатости
- •1.3.3. Влияние качества поверхности на
- •Материал детали
- •1.5. Технологичность конструкций деталей машин
- •2. Основы проектирования технологических процессов изготовления машин
- •2.1. Основные случаи технологических разработок
- •2.2. Этапы проектирования технологических процессов
- •2.3. Исходные данные для проектирования
- •2.4. Определение вида производства и формы
- •2.5. Технологический контроль рабочего чертежа
- •2.6. Выбор метода получения заготовки
- •Базирование детали. Выбор установочных баз
- •2.7.1. Понятие о базах, их классификация и назначение
- •2.7.2. Основные схемы базирования по опорным базам
- •Методика выбора базирующих поверхностей
- •Выбор маршрута обработки детали
- •2.8.1. Выбор маршрута обработки отдельных
- •2.8.2. Составление маршрута обработки детали
- •2.8.3. Построение операций механической обработки
- •Установление режимов резания и выбор технологического оснащения
- •2.9.1. Установление режимов резания
- •2.9.2. Выбор технологического оборудования
- •2.9.3. Выбор технологической оснастки
- •2.10.Техническое нормирование
- •2.11. Заполнение технологической документации
- •3.1. Обработка наружных цилиндрических поверхностей
- •3.1.1. Токарная обработка
- •3.1.2. Шлифование
- •3.1.3. Отделочные виды обработки
- •3.1.4. Приспособления для токарных и шлифовальных
- •3.2. Обработка внутренних поверхностей тел вращения (отверстий)
- •3.2.1. Виды отверстий и способы их обработки
- •3.2.2. Обработка на сверлильных станках
- •3.2.3. Обработка на расточных станках
- •3.2.4. Обработка на шлифовальных станках
- •3.2.5. Обработка на протяжных станках
- •3.2.6. Отделочные виды обработки отверстий
- •3.2.7. Режущие инструменты для обработки отверстий
- •3.2.8. Приспособления для обработки отверстий
- •3.3. Обработка плоских поверхностей
- •3.3.1. Методы обработки плоских поверхностей
- •3.3.2. Инструмент для обработки плоскостей
- •3.3.3. Приспособления, применяемые
- •3.4. Обработка сложных поверхностей
- •3.4.1. Виды сложных поверхностей и их классификация
- •3.4.2. Методы обработки сложных поверхностей
- •3.5. Образование резьбовых поверхностей
- •3.5.1. Виды резьб, их назначение и классификация
- •3.5.2. Нарезание наружной резьбы
- •3.5.3. Нарезание внутренней резьбы
- •3.6. Обработка зубчатых поверхностей
- •3.6.1. Виды зубчатых колес, их назначение
- •3.6.2. Основные методы обработки зубьев
- •3.6.3. Обработка зубьев червячных пар
- •3.6.4. Отделочные виды обработки зубчатых колес
- •3.7. Обобщенная таблица шероховатости поверхности,
- •3.8. Особые методы обработки
- •3.8.1. Обработка металла давлением в холодном
- •3.8.2. Электрические методы обработки
- •4. Групповая обработка - основа эффективного производства
- •4.1. Основы групповой обработки
- •4.2. Возможности создания гибкого автоматизированного производства на базе групповой технологии и расширения технологических возможностей станков
- •5. Сборка машин
- •6. Приспособления в машиностроении
- •6.1. Классификация приспособлений
- •6.2. Основные положения, необходимые
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
2.7.2. Основные схемы базирования по опорным базам
Схемы базирования зависят от формы поверхностей обрабатываемых заготовок, большинство которых, как правило, ограничено плоскими, цилиндрическими или коническими поверхностями, используемыми в качестве опорных баз.
Основными схемами базирования являются: базирование призматических деталей; базирование длинных цилиндрических деталей; базирование коротких цилиндрических деталей.
Схема базирования призматических деталей. Эта схема предусматривает базирование заготовок деталей типа плит, крышек, картеров и др. Каждая обрабатываемая заготовка призматической формы, если ее рассматривать в системе трех взаимно перпендикулярных осей (рис. 2.1), имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей Ох, Оу, Оz и три перемещения при повороте относительно этих же осей. Положение заготовки в пространстве определяется шестью координатами (рис. 2.1, пунктирные линии).
Рис. 2.1. Схема положения заготовки в системе трех
взаимно перпендикулярных плоскостей
Три степени свободы, т, е. возможность перемещаться в направлении оси Оz и вращаться вокруг осей Ох и Оу, ограничиваются тремя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости хОу.
Две степени свободы, т. е. возможность перемещаться в направлении оси Ох и вращаться вокруг оси Оz, ограничиваются двумя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости уОz.
Шестая координата, определяющая положение заготовки относительно плоскости хОz, ограничивает ее возможность перемещения в направлении оси Оу, т. е. лишает ее шестой - последней степени свободы.
Этот порядок установки заготовок призматической формы называется правилом шести точек. Это правило распространяется не только на заготовки призматической формы, базируемые по их наружному контуру, но и на заготовки другой формы, при использовании для их установки любых поверхностей, выбранных для базирования.
Увеличение опорных точек сверх шести не только не улучшает, но и ухудшает условия установки, так как обрабатываемая заготовка, как правило, имеет отклонения от правильной геометрической формы, местные неровности поверхности, что может приводить к самопроизвольной установке заготовки в приспособлении.
Нижняя поверхность заготовки с тремя опорными точками называется главной установочной базой. Как правило, в качестве главной установочной базы выбирают поверхность с наибольшими размерами.
Боковая поверхность с двумя опорными точками называется направляющей установочной базой, для которой выбирают поверхность наибольшей протяженности.
Поверхность с одной опорной точкой называется упорной установочной базой.
Свои особенности имеют схемы базирования длинных и коротких цилиндрических деталей.
Методика выбора базирующих поверхностей
Выбор установочных баз производят с целью наметить как сами базы, так и порядок их смены (если необходимо) при выполнении технологического процесса механической обработки детали. Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали с простановкой заданных размеров, технические условия на ее изготовление, вид заготовки, а также желаемая степень автоматизации процесса. При выборе баз учитывают условия работы детали в механизме. Принятая схема базирования определяет конструктивные схемы приспособлений и влияет на точность размеров и взаимного положения поверхностей детали. Наилучшие результата по точности обработки обеспечиваются при выдерживании принципа совмещения баз. В этом случае погрешности базирования равны нулю. При невозможности выдержать данный принцип (например, из-за недостаточной устойчивости заготовки при малых размерах измерительной базы) за установочную базу принимают другую поверхность, стремясь уменьшить нежелательные последствия несовмещения баз.
Выдерживание принципа постоянства баз способствует повышению точности взаимного положения поверхностей детали. Высокая степень концентричности поверхностей вращения обеспечивается, в частности, при использовании одной и той же установочной базы. Соблюдение данного принципа повышает однотипность приспособлений и схем установки, что важно при автоматизации технологического процесса. Стремление более полно выдержать этот принцип приводит к созданию на детали искусственных (вспомогательных) баз: бобышек, платиков, центровых гнезд, установочных поясков и других элементов, а также к выполнению всей обработки за один установ на базе черных поверхностей исходной заготовки. Последний случай имеет место при обработке деталей из прутка на автоматах, многопозиционных и агрегатных станках, а также при использовании приспособлений-спутников на автоматических линиях.
При выборе баз должны быть сформулированы требования по точности и шероховатости их обработки, а также предусмотрена необходимость повторной обработки в целях ликвидации возможной деформации от действия остаточных напряжений в материале заготовки. Выбор баз связан с первой наметкой плана обработки детали, который подвергается дальнейшей детализации на последующих этапах проектирования технологического процесса.
При обработке валов и некоторых других заготовок, имеющих базовые поверхности в виде центровых гнезд (или конических фасок), в качестве установочных элементов используют центры. Различные конструктивные формы центров показаны на рис. 2.2. Схема установки на обычный жесткий центр приведена на рис. 2.2, а; на рис. 2.2, б показана установка заготовки конической фаской на срезанный центр; на рис. 2.2, в — конструкций вращающегося центра для токарных работ; на рис. 2.2, г — установка заготовки на специальный срезанный с рифлениями и на рис. 2.2, д — конструкция поводкового центра для передачи момента благодаря внедрению рифлений в базовую поверхность гнезда заготовки. Этот центр обеспечивает передачу момента, необходимого для чистовой обработки, но портит поверхность гнезда. Для точной установки заготовок по длине применяют плавающий передний центр (рис. 2.2, е).
Рис. 2.2. Виды центров
Если базирование производится по наружной цилиндрической поверхности, то применяются самоцентрирующие трехкулачковые патроны, которые производят базирование по одной цилиндрической шейке. Если вал длинный, то другой конец вала базируется по поверхности центрового отверстия.
Длинные валы, особенно при обработке на фрезерных станках (фрезерование шпоночных канавок, плоскостей) базируются по наружным цилиндрическим поверхностям, которые устанавливают в призмы. Для чисто обработанных баз применяют широкие призмы (рис 2.3, а), для черновых — узкие (рис. 2.3, б); на рис. 2.3, в показан способ установки заготовки 2 на четыре постоянные опоры 3, запрессованные в боковые поверхности призмы 1.
Рис. 2.3. Виды призм
В приспособлениях применяют главным образом жесткие призмы с углом а. = 90°.
Погрешности базирования при установке в призму зависят от допуска на диаметр цилиндрической поверхности заготовки, а также от погрешностей ее формы.
Установку заготовок с базированием по отверстиям производят на пальцы или оправки. Упорной базой служат торцевая поверхность заготовки, определяющая ее положение по длине, и различные элементы (шпоночная канавка, отверстие и др.), определяющие угловое положение обрабатываемой заготовки относительно оси основной базы.
Примеры жестких оправок приведены на рис. 2.4. На рис. 2.4, а показана коническая оправка (конусность 1/1500— 1/2000), на которую обрабатываемую заготовку наколачивают легкими ударами. Благодаря расклинивающему действию оправки заготовка удерживается от провертывания при обработке. Недостаток этой оправки — отсутствие точной ориентации заготовки по длине.
На рис. 2.4, б показана конструкция оправки, на которую обрабатываемую заготовку насаживают с натягом. Используя при запрессовке упорные кольца (на рисунке не показаны), точно ориентируют заготовку по длине оправки. При наличии кольцевой выточки / можно подрезать оба торца заготовки. Шейка 2 — направляющая; ее диаметр обеспечивает свободное надевание заготовки вручную.
Рис. 2.4. Виды жестких оправок
На рис. 2.4, б показана оправка, на которую заготовку насаживают с зазором. Положение заготовки по длине определяется буртом 1 оправки, ее провертывание предупреждается затяжкой гайки 3 или шпонкой 2 (если в заготовке имеется шпоночная канавка). При использовании этих оправок базовые отверстия заготовок рекомендуется обрабатывать по 7-му квалитету.
Оправки рекомендуется выполнять из стали, термически обрабатывать (закалка или цементация с последующей закалкой) и тщательно шлифовать. В центровых гнездах целесообразно предусматривать защитные фаски, чтобы предохранить их от случайных повреждений. Для того чтобы приводить во вращение оправку, на ее правом конце делают квадрат, лыски или запрессовывают поводковый палец.
Наряду с жесткими применяют и разжимные оправки. На рис. 2.5, а показана центровая оправка с разжимной цангой. Затягивая гайку 5, перемещают цангу 3 влево по конической части оправки 4, последняя раздвигает цангу 3 (имеющую продольные разрезы), которая зажимает заготовку 2 по внутренней поверхности. Гайка 1 ограничивает перемещение цанги влево.
Рис. 2.5. Виды разжимных оправок
На рис. 2.5, б приведена конструкция консольной разжимной оправки. Заготовку закрепляют затяжкой внутреннего конуса. Разжимные оправки по сравнению с жесткими обеспечивают меньшую концентричность обработки.
На рис. 2.5, в приведена конструкция консольной оправки с тремя сухарями 1, раздвигаемыми внутренним конусом 2. Эту оправку применяют для установки толстостенных заготовок.
Оправка с упругой гильзой, разжимаемой изнутри гидропластом, показана на рис. 2.5, г. Затягивая винт 3, сжимают пластическую массу 1, которая, разжимая тонкостенную гильзу 2, прочно закрепляет заготовку.
Оправки с гидропластом обеспечивают высокую степень концентричности (биение 0,005 - 0,01 мм).
При обработке заготовки плит, рам, станин, корпусных и других деталей применяют установку на два отверстия с параллельными осями и перпендикулярную им плоскость. Она обеспечивает простую конструкцию приспособления, принцип постоянства баз и фиксацию заготовок на автоматических линиях. Базовую плоскость заготовки подвергают чистовой обработке, а отверстия развертывают по 2-му классу точности. Установочными элементами служат два пальца (жестких или выдвижных) и опорные планки.
Принципиальная схема установки показана на рис. 2.6, а. Один из пальцев выполняют цилиндрической, а другой — ромбической.
Рис. 2.6. Схема установки базовой плоскости на два пальца
Схема базирования может осуществляться также установкой на четыре центра, из которых два жестких и два выдвижных.
При шлифовании осевых отверстий цилиндрических и конических зубчатых колес применяют базирование по рабочим поверхностям зубьев, обеспечивая этим высокую концентричность зубчатого колеса.
Кроме перечисленных поверхностей в качестве установочных баз можно применять в отдельных случаях наружные и внутренние сферические, резьбовые и шлицевые поверхности, а также различное их сочетание.