Филиал ГОУ ВПО. Лекция № 16. Основы выбора технологических баз

Учебно-материальное обеспечение:

9. Наглядные пособия: Плакат – Технологические базы.

10. Технические средства обучения: «Проектор».

3. Дополнительные материалы представлены в электроном виде и доступны для просмотра на компьютере.

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

Лекция разработана «___»_____________2009г.

_______________________(Аверичкин П.А.)

(подпись, фамилия и инициалы автора)

1. Основы выбора технологических баз. Общий подход.

Вопрос о выборе 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, степень сложности конструкций необходимых при­способлений, режущих и измерительных инструментов, общая производительность, рентабельность и эффективность обработ­ки и др. Правильный выбор баз особенно важен при проектиро­вании технологических процессов для автоматизированных про­изводств, при использовании гидрокопировальных устройств, станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, работающих по прин­ципу автоматического получения размеров. В этих случаях техно­логические базы выбирают в самом начале технологического проек­тирования.

Для повышения точности обработки и создания условий для определенности ориентирования заготовок в приспособлении или на станке в качестве баз выбирают поверхности простейшей формы: плоскости, цилиндры, конусы и пр. Использование в каче­стве баз поверхностей со сложным контуром вносит дополнитель­ную погрешность и неопределенность 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 трех, четы­рех, пяти или шести степеней свободы. Увеличение числа баз ус­ложняет конструкцию приспособления и ведет к удорожанию об­работки. В связи с этим следует ограничиваться наименьшим чис­лом технологических баз, достаточным для выполнения всех за­данных размеров.

Выбранные в качестве баз поверхности должны удовлетворять условиям базирования при выполнении максимально возможно­го числа технологических операций. Во избежание увеличения погрешностей расположения поверхностей детали смену баз про­изводят в крайних случаях (желательно с обоснованием такой не­обходимости).

Обработку отливок, поковок и прочих заготовок деталей начи­нают обычно с предварительной обдирочной обработки их поверх­ностей на так называемых черновых технологических операциях. Технологические базы, используемые при выполнении первых черновых операций, получили название черновых технологических баз.

В качестве черновых технологических баз выбирают поверхно­сти, относительно которых на первой операции могут быть обра­ботаны другие поверхности, используемые при дальнейшей обра­ботке как технологические базы. Выбранные поверхности должны обеспечивать точность обработки и надежность закрепления заго­товки, иметь достаточные размеры и возможно более высокую степень точности (отклонения формы и взаимного расположения поверхностей различных заготовок должны быть минимальными) и наименьшую шероховатость. При изготовлении заготовки эти поверхности получают в одной пресс-форме, опоке или матрице. На поверхностях не должно быть облоя, заусенцев, следов литни­ковой системы, прибылей и прочих дефектов. Для обеспечения правильного расположения обработанных поверхностей деталей относительно необработанных в качестве черновых технологичес­ких баз часто выбирают поверхности, остающиеся необработан­ными.

Пример. На рис. 4.17 изображен корпус подшипника. Комп­лексу требований, предъявляемых к черновым технологическим базам, в наибольшей степени отвечает поверхность А корпуса. От­носительно этой поверхности (остающейся необработанной) об­рабатывают плоскость подошвы В корпуса. В дальнейшем поверхность В используют в качестве технологической установочной базы для цекования бобышек в размер b, растачивания отверстия D под подшипник и др.

Рис. 4.17. Черновые технологические базы корпуса подшипника

Поскольку точность необработанных поверхностей, использу­емых как технологические базы, ниже, а шероховатость выше, чем у обработанных поверхностей, черновые базы при обработке заготовок следует применять только один раз — при выполнении первой операции. Дальнейшая обработка должна производиться с чистых обработанных поверхностей — баз. Исключения составля­ют случаи обработки особо точных заготовок, полученных литьем под давлением, точным прессованием, чеканкой, или заготовок, обрабатываемых на автоматических линиях в приспособлениях-спутниках.

На рис. 4.18, а показана схема установки заготовки при фрезе­ровании шатуна. Базирование по боковым плоскостям шатуна в самоцентрующих зажимах обеспечивает равномерность снятия при­пуска с торцов А, В, С и D головок и симметричное расположе­ние их относительно оси. Схема установки заготовки при растачи­вании отверстий E и F приведена на рис. 4.18, б. Для центрирова­ния головок шатуна применяют черновые базы — наружные кон­турные поверхности головок, закрепляемых в призмах. В этом при­мере черновые технологические базы применяют дважды, при­чем в качестве баз использованы разные поверхности заготовки.

Иногда в качестве черновых технологических баз служат скры­тые базы (осевые линии, точки и т.п.), материализуемые размет­кой. Использование разметки в качестве черновых технологичес­ких баз с последующей выверкой заготовки на станке позволяет равномерно распределить припуск на обработку и устранить опас­ность появления брака (например при наличии дефектов, допу­щенных в заготовительных цехах).

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 пересчетов конструкторских размеров в технологи­ческие и использовать при обработке все поле допуска размера, предусмотренного рабочим чертежом.

Поверхности заготовок, контактирующие с опорами приспо­собления или станка, широко используют как технологические базы в условиях крупносерийного и массового производства, для кото­рых характерна максимальная дифференциация технологических операций. При этом операции состоят из одного или двух перехо­дов. При обработке по методу автоматического получения размеров такие технологические базы обеспечивают заданную точность и по­зволяют существенно сократить вспомогательное время благодаря исключению разметки и выверки заготовок при их установке.

Поверхности заготовок, относительно которых ориентируются другие обрабатываемые поверхности, наиболее целесообразно и удобно использовать в качестве технологических баз при построе­нии технологического процесса по принципу концентрации опе­раций, когда заготовку обрабатывают 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. Эти технологические базы удобны при изготовлении деталей со значительным числом линейных размеров, заданных от одной поверхности (координатным методом — «лесенкой»). При последовательной

Рис. 4.18. Схема установки шатуна при фрезеровании торцов головок (а)и растачивании отверстий (б):Q_З — сила зажима заготовки

использование указанных поверхностей как технологических баз оказывается нерентабельным. По­добные технологические базы используются преимущественно в серийном и крупносерийном производствах.

Поверхности, относительно которых выверяют заготовки на станке, чаще используют как технологические базы в единичном и мелкосерийном производствах. При проектировании техноло­гических процессов изготовления крупных и точных деталей, ког­да затраты времени на установку и выверку заготовок составля­ют лишь незначительную часть основного времени обработки, а создание крупных и сложных специальных приспособлений, не­обходимых для использования других баз, экономически не оп­равдано, именно эти поверхности выбирают в качестве техноло­гических баз. В крупносерийном производстве такие базы (в част­ности разметку) применяют для того, чтобы обеспечить наиболее равномерное снятие припуска с заготовки и сохранить рациональ­ную структуру обрабатываемой 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 за­готовок на станках, применение подобных технологических баз оказывается оправданным в условиях серийного и даже массового производства.

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