3. Выбор технологических баз

В гл. 5 первого раздела изложены теоретические основы базирования и крепления деталей в процессе механической и других видов обработки. Содер­жание настоящего раздела имеет целью дополнить приведенные данные харак­терными особенностями, касающимися непосредственно лопаточного произ­водства.

Процесс механической, электроимпульсной, электрохимической и других видов обработки при изготовлении лопаток из заготовки является многоопера­ционным, производимым при большом числе установок. Выбор комплекта тех-

214

нологических баз, которые, с одной стороны, были бы и конструкторскими, а с другой - оставались бы неизменными при проведении всего процесса обработ­ки, трудно осуществим, а в подавляющем большинстве случаев и невозможен.

Одной из главных задач, решаемых при выборе баз, является, возможно, меньшее сокращение полей допуска на размеры основных наиболее важных элементов лопатки и на их расположение. Такое сокращение неизбежно в связи со сменой баз при установках детали под обработку.

Конструкция лопаток и их назначение требуют обработки всех поверхно­стей заготовки, т. е. сопровождаются необходимостью устанавливать заготовку под обработку на различные поверхности. Для обработки лопаток назначается, по крайней мере, два комплекта технологических баз. Первый комплект техно­логических баз - это некоторые черные поверхности заготовки. Базируя на них, производят обработку поверхностей второго комплекта технологических баз, от которых осуществляется дальнейшее ведение процесса.

Установочной базой заготовки, полученной, например, методом точного литья по выплавляемым моделям, выбирается профильная поверхность рабочей части, которая задана с меньшим припуском или выполнена без припуска. Направляющей базой должна служить кромка рабочей части, а опорной базой - торец заготовки со стороны хвоста или головной части. За опорную базу может быть принята поверхность перехода рабочей части заготовки в хвост.

Если лопатки изготовляются из холоднокатаного проката, то процесс об­работки может быть построен лишь при частичном чередовании баз. Одна из профильных поверхностей и кромка рабочей части используются как база на протяжении всего процесса. Базы второго и последующих комплектов могут быть поверхностями конструкции лопатки, поверхностями, образованными в теле припуска заготовки, или поверхностями введенных в конструкцию заго­товки бобышек, отверстий и т. п.

Для достижения высокого качества лопаток следует стремиться к тому, чтобы основные элементы лопаток (хвосты, рабочие части, головки) были об­работаны без смены баз. Если этого достигнуть нельзя, а смена баз является неизбежной, то правильному выбору и подготовке основных баз должно быть уделено особое внимание. Поиски удовлетворительного решения указанной выше задачи привели к использованию в качестве базовых поверхностей цен­

215

тровых отверстий - центров. Наличие центров лишает заготовку пяти степеней свободы. Опорные точки, лишающие заготовку шестой степени свободы - воз­можности вращения заготовки вокруг оси центров, - могут располагаться, например, на радиальных плоскостях хвостов лопаток. В отдельных случаях достаточно одного центрового отверстия в головной бобышке (табл. 21).

В табл. 18 показаны некоторые из типовых схем базирования, используе­мых при установке под обработку основных поверхностей лопаток. В ней же приведены и некоторые характеристики баз.

Обозначение баз на рисунках в табл. 18 показано в виде открытых равно­сторонних треугольников. Цифры возле них указывают, какого числа степеней свободы лишается заготовка при установке или опоре на эту поверхность. При одной степени свободы цифра не ставится. Типы условно обозначены римски­ми цифрами.

Основное требование, предъявляемое к базам, - это обеспечение ста­бильного положения детали при установке. С этой точки зрения базы, которые приведены на схеме I (см. табл. 18), представляющие собой три взаимно пер­пендикулярные плоскости, являются наилучшими. Но они применимы для об­работки лопаток из непрогрессивных заготовок - брусков, нарезанных из поло­сового проката.

Профильные поверхности рабочей части лопаток в качестве базы с чис­лом опорных точек более двух, как это показано на типовых схемах базирова­ния II, III, IV (см. табл. 18), могут быть рекомендованы для установки под об­работку лопаток с постоянным сечением профиля.

Лопатки с переменным профилем рабочей части целесообразно базиро­вать не на профильные поверхности, а на плоские поверхности хвоста и бо­бышки в головной части или на цилиндрические поверхности отверстий. Еще одно важное условие проектирования технологических процессов - это сохра­нение единства баз для выполнения на них большинства операций и особенно таких, в которых окончательно формируются основные наиболее важные по­верхности лопаток. Создание баз непосредственно на поверхностях самой ло­патки вызывает необходимость смены баз перед обработкой оставленного на упомянутых поверхностях припуска. И с рассматриваемых позиций при проек­

216

тировании процесса обработки лопаток с переменным профилем предпочти­тельнее создавать базы на тех частях заготовки лопатки, которые могут быть удалены в конце процесса. Целесообразно также создавать базы на поверхно­стях или со стороны поверхностей, при обработке которых не требуется соблю­дение высокой точности. Примерами базирования, отвечающими поставленным условиям, служат типовые схемы V, VI, VII, VIII (см. табл. 18).

Ряд контрольных операций производится не от тех баз, на которых вы­полнялась обработка наиболее важных поверхностей, а от новых, обычно кон­структорских, баз, являющихся у рабочих лопаток поверхностями хвоста.

К поверхностям, назначенным базами, предъявляются определенные тре­бования по точности, шероховатости, соблюдению геометрической формы.

Базовые профильные поверхности рабочей части постоянного профиля, образованные при холодном прокатывании, используются для базирования, например, по схеме II (см. табл. 18). Поверхностям приданы достаточные для базирования точность и шероховатость.

Лопатки, изготавливаемые из горячекатаной полосы и базируемые по схеме I (см. табл. 18), должны иметь установочную базу - плоскость большей ширины с шероховатостью от К₂ - 25 мкм до К_а = 2,5 мкм. Противолежащая плоская поверхность должна быть параллельна к базовой с предельными от­клонениями ± 0,01 мм при допуске на толщину после образования базы 0,05 мм. Одна из боковых сторон должна быть перпендикулярна к установочной ба­зе. Отклонение допустимо в пределах 0,02 мм на ширине боковой стороны.

Плоские поверхности баз по схемам базирования V и VI (см. табл. 18), в том числе и принадлежащие различным конструктивным элементам, должны быть совмещены в одной плоскости. Их шероховатость должна находиться в пределах от К₂ = 20 мкм до К_а = 2,5 мкм. Отверстия, размещенные с двух концов лопатки, поверхности которых определены базами, как это имеет место при ба­зировании по схеме VII (см. табл. 18), должны находиться на одной совмещен­ной оси. Поверхности отверстий, служащих базами, выполняются по 2-3-му классам точности и с шероховатостью поверхностей в пределах от К₂ = 20 мкм до К_а - 2,5 мкм.

217

Таблица 18

Базы и схемы базирования лопаток

Типовая схема базирования

Характеристика

Установочная база — плос­кость большей ширины; направляющая база - плос­кость меньшей ширины; опорная база - торец хвоста

Установочная база - про­фильная поверхность рабочей части; направляющая база - поверхность входной кромки; опорная база - торец

Установочная база — три опорные точки на наружной профильной поверхности ра­бочей части; направляющая база - две опорные точки на наружной поверхности рабо­чей части; опорная база — то­рец лопатки

218

Продолжение табл. 18

Типовая схема базирования

Характеристика

IV

Установочная база — внутрен­няя профильная поверхность рабочей части; опорная база — входная или выходная плос­кость хвоста; опорная база -торец хвоста

Установочная база - сочета­ние наружной радиальной плоскости хвоста и плоскости бобышки в головной части, образованной из тела припус­ка; направляющая база - опорная точка на плоскости хвоста и опорная точка на бо­ковой плоскости бобышки в головкой части; опорная база

• торец хвоста

VI

Установочная база - сочета­ние плоскости полки хвоста и плоскости бобышки в голов­ной части, образованной из тела припуска; двойная опор ная база поверхность отвер­стия в бобышке в головной части; опорная база — поверх­ность полки хвоста

219

Окончание табл. 18

Типовая схема базирования	Характеристика
VII	Двойная направляющая база - поверхности, расположенные на одной оси отверстий в теле припуска с торцов; опорная база - опорная точка на по­верхности фаски отверстия; опорная база - опорная точка на наружной профильной по­верхности рабочей части
'6
VIII	Двойная направляющая база - поверхности двух отверстий, расположенных в бобышке в головной части тела припуска и в бобышке с торца хвоста; опорная база - опорная точка на торце хвоста; опорная база - опорная точка на бобышке с торца хвоста
V