Выбор технологических баз и типа приспособления

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. База – поверхность (или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей), ось, точка, принадлежащая заготовке (изделию) и используемая для базирования.

По назначению базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные.

При механической обработке поверхности выдерживаются точность самой поверхности (по размеру и форме) и точность положения обрабатываемой поверхности относительно других поверхностей детали (по координирующему размеру, по угловому положению, параллельности, перпендикулярности). В соответствии с этим рассматриваются два вида размеров: размер самой поверхности и размеры, определяющие взаимное положение поверхностей (координирующие размеры).

Наиболее сложные задачи при автоматизации проектирования возникают в связи с требованиями к взаимному расположению поверхностей. Это объясняется тем, что наборы методов обработки отдельных поверхностей известны и отработаны, число сочетаний поверхностей неограниченно.

Рекомендации и правила по определению баз можно разделить на 3 класса:

1) утверждения, описывающие закономерности координации отдельных элементов (поверхностей, осей) детали;

2) утверждения, описывающие закономерности сохранения положения детали в процессе обработки;

3) описания точностных зависимостей.

К первому классу–координации отдельных поверхностей–относятся следующие утверждения:

• взаимная координация поверхностей детали определяется размером или цепочкой размеров; при этом координирующий размер направлен по нормали к той поверхности (или оси), которую он координирует. На конструкторском чертеже любые два элемента чертежа, связанные размером, координируют друг друга, эта координация не имеет направленности;

• на операционном эскизе положение каждой поверхности по одному направлению координации задано одним размером. Эта координация имеет направленность – фиксируется положение обрабатываемой поверхности относительно базы.

Утверждения, относящиеся ко второму классу – к ориентации и закреплению детали:

• сохранение положения детали осуществляется путем наложения шести связей, лишающих деталь шести степеней свободы;

• функцию определения положения детали относительно средств обработки и закрепления выполняет комплект баз. В комплект баз входят поверхность, относительно которой посредством размера ориентирована обрабатываемая поверхность, и поверхности, к точкам которых могут быть приложены силы, противодействующие силам резания.

Третий класс утверждений – по точности:

• точность исполняемого размера определяется погрешностью обработки (погрешностью настройки), погрешностью установки детали в приспособлении и приспособления – на станке;

• погрешность установки детали в приспособлении определяется погрешностью технологической базы (размеров, формы, шероховатости);

• необходимо соблюдать принципы постоянства и единства баз; принцип единства состоит в том, чтобы для обрабатываемой поверхности в качестве конструкторской, измерительной и установочной базы использовать один и тот же элемент детали; принцип постоянства баз предполагает по возможности использование одной базы для множества операций;

• необходимо соблюдать принцип наикратчайшего пути, т.е. для обработки какой-либо поверхности следует назначать в качестве базовой ту поверхность, которая связана с ней кратчайшей размерной связью;

• среди поверхностей, для которых назначается база, должна находиться поверхность, которая связана кратчайшими размерными связями с как можно большим числом поверхностей и, следовательно, будет базовой на следующем этапе обработки.

Методика выбора баз с точки зрения автоматизации должна содержать количественные характеристики выбора баз, этапы определения баз и их последовательность.

В качестве количественной оценки используется погрешность установки. Решение общей задачи выбора баз подразделяется на три этапа:

1) исследование вопроса координации обрабатываемой поверхности в одном направлении – в направлении исполняемого размера;

2) дополнение выбранной базы до полного комплекта, который должен обеспечить закрепление и координацию детали относительно средств обработки;

3) выбор баз для группы поверхностей, обрабатываемых за одну операцию.

Вопрос выбора баз для группы поверхностей, обрабатываемых за одну операцию, решается при учете свойств поверхностей. При этом часть выбранных ранее баз меняется. При замене необходимо учесть, что погрешность исполняемого размера во вновь построенной размерной цепи не должна превышать допустимую погрешность.

Выбор технологических баз и типа приспособления с учетом требований точности взаимного расположения поверхностей является одной из самых трудноформализуемых задач автоматизированного проектирования. Поэтому при разработке САПР единичных технологических процессов для повышения их надежности часто используют локализацию системы, т.е. сужение номенклатуры деталей, охватываемых системой. Достаточно надежные алгоритмы можно создать на детали типа тела вращения (валы, втулки, шестерни, муфты и т.д.). При изготовлении деталей этого типа перечень возможных способов базирования небольшой (патрон, центра, патрон с поджимом задним центром, люнеты), что и упрощает алгоритмы. Решение данной задачи для деталей сложной конфигурации целесообразно выполнять в диалоговом режиме проектирования.