Определив значение Yзагдин для заданных интервалов по значениям x=0,1ℓ; 0,2ℓ; 0,3ℓ; 0,4ℓ; 0,5ℓ, можно построить линию деформации вала при закреплении в центрах токарного станка и определить увеличение диаметра вала ∆d (Х) по отношению к середине вала, оценить величину отклонений размера диаметра вала по классу точности.

Контрольные вопросы

1.Как е составляющ е силы резания вызывают деформацию обрабатываемого вала?

2. Как е геометр ческ е параметры вала учитываются при выборе способа

1. Освоение принципов базирования заготовок при механической обработке и назначения технологических баз.

2. Анализ возможных черновых баз и выбор таких из них, которые дают

возможность назначить основные технологические базы по принципу совмещения баз, по принципу единства баз, с минимальной деформацией заготовки, надежностью её установки, закрепления и т.д.

Точность механической обработки зависит от базирования, то есть установления положения заготовки относительно траектории подачи режу-

щего инструмента. Поэтому надо иметь четкое представление о функциональном назначении поверхностей деталей и размерной взаимосвязи между ними.

И

Технологическими базами называются поверхности, линии или точки заготовки (детали), служащие для ее установки на станке и ориентации относительно режущего инструмента.

Контактными технологическими базами (основными или вспомогатель-

ными) являются поверхность или система поверхностей, определяющие положение закрепленной заготовки (детали) относительно станка и режущего инструмента.

35

Вспомогательной контактной технологической базой называют по-

верхность, которая служит только для установки детали при механической обработке (например, центровые отверстия).

Основной контактной технологической базой называют поверхности заготовки (детали), которые служат для их установки на станке при выполнении операций механической обработки.

СНазначение основных контактных баз начинается с выбора базы для вы-

полнения первой операции – черновой базы. Она используется только один

раз, так как закрепление заготовки производится за необработанную поверхность.

и7.1. Баз рование деталей при обработке

на металлорежущих станках; виды установок деталей

уществуют два основных вида установки деталей на станках: с выверкой без выверкибАее положения.

Установка детали на станке с выверкой ее положения может быть без разметки по разметке. Для проверки точности установки детали на станке при меняют л нейки, уровни (для выверки горизонтального положения поверхностей), штангенрейсмусы, рейсмусы.

По разметке устанавливают главным образом крупные поковки и отливки, а также заготовки сложной конфигурации (например, сложные отливки). При разметке деталь (заготовку) покрывают меловой краской, а после того как краска высохнет, на заготовку наносят осевые линии, контуры детали, «выкраивая» деталь из заготовки. Чтобы линии были заметнее, вдоль них через определенные промежутки наносят кернеромДуглубления. еталь на станке устанавливают по проведенным осям и линиям, что облегчает операцию.

Разметка весьма трудоемка и требует высокой квалификации рабочего (разметчика). Установка деталей по разметке не обеспечивает высокой точности. Точность разметки составляет (0,2 – 0,5) мм. В условиях крупносерийного и массового производства применение разметки недопустимоИ.

Установку детали на станке без выверки ее положения чаще применяют в условиях крупносерийного и массового производств с использованием специальных приспособлений. Этот вид установки обеспечивает достаточно высокую точность обрабатываемой детали и небольшие затраты времени на закрепление детали. В этом случае отпадает необходимость выверки точности установки детали на станке, устраняется влияние субъективных факторов на точность расположения детали на станке. Даже при применении специальных приспособлений станок периодически настраивают. Настройка заключается в установке режущего инструмента относительно приспособления в такое положение, при котором обеспечивается требуемый размер обрабатываемых деталей. Настройку станка производят либо при замене режущего инструмента, либо для восстановления размера детали в связи с износом инструмента.

36

В некоторых случаях деталь устанавливают на станке без выверки ее положения с применением только универсальных приспособлений. Например, установка зацентрованной заготовки в центрах токарного станка, установка заготовки обработанной поверхностью на стол фрезерного станка.

7.2. Базы и их выбор

Базами служат поверхности, линии, точки и их совокупности, используемые для расположения деталей в узле или изделии, для ориентации детали на

бА Д

Рис.7.1. Классификация баз в машиностроенииИ

Конструкторская база – совокупность поверхностей, линий, точек, от которых заданы размеры и положение деталей или сборочной единицы в изделии. Конструкторские базы могут быть реальными (материальная поверхность) или геометрическими (осевые линии, точки).

Технологические базы – поверхности (а также линии и точки) детали, служащие для установки детали на станке и ориентирующие ее относительно режущего инструмента. Установочными базами могут быть различные поверх-

37

Р с. 7.2. баз рование призматической детали по шести точкам

По лишаемым степеням свободы технологическиеИбазы разделяют на установочные (лишают заготовку трех степеней свободы), направляющие (лишают заготовку двух степеней свободы) и опорные (лишают заготовку одной степени свободы). Применительно к базированию призматической детали (рис. 7.2) плоскость ХОY – установочная база, XOZ – направляющая база, YOZ – опорная база.

39

По характеру проявления технологические базы разделяют на явные и скрытые. Явная база – база в виде реальной поверхности. Скрытая (условная) база – база в виде воображаемой плоскости, оси или точки. На рис. 7.3 показана схема крепления заготовки в призмах самоцентрирующихся тисков. Цифрой Ι обозначена явная база, цифрой II – направляющая скрытая (условная) база, цифрой ΙΙΙ – опорная скрытая (условная) база заготовки. Использование услов-

Сных (скрытых) баз в некоторых случаях повышает точность базирования в результате исключения из расчетов погрешностей реальных поверхностей.

При базировании цилиндрической детали на призме (рис. 7.4) необходимо также шесть одноточечных опор: 1– 4 – на призме, 5 – в виде упора, 6 – в

виде шпонки. и

РисбА. 7.4. Схема азирования цилиндрической детали на призме: 1 – 6 –опорные точки.

Правила совмещения и постоянства баз. При выборе баз для до-

стижения большей точности размеровДдетали придерживаются принципов совмещения и постоянства баз.

Принцип совмещения баз требует совмещения установочной и измерительной баз. Лучшие результаты поточности получаются в том случае, если установочная база является основной. При несовпадении измерительной и установочной баз возникают погрешности базированияИ.

Погрешность базирования – разность предельных расстояний измерительной базы относительно режущего инструмента (установленного на размер). Погрешность базирования имеет конкретный характер и рассчитывается для определенных условий обработки деталей.

При совмещении установочной и измерительной баз погрешность базирования равна нулю (εδ = 0). Кроме того, при работе методом пробных стружек, когда станок не настроен на размер и рабочий для каждой детали регулирует положение режущей кромки относительно детали, промеряет каждую деталь (от измерительной базы), погрешность базирования также считается равной нулю (εδ = 0).

40

На рис. 7.5 приведена схема установки заготовки при фрезеровании уступа. Фреза установлена на размер а = const и b = соnst относительно точечных опор приспособления. Для размера а установочная и измерительная базы совмещены, поэтому погрешность базирования

рис. 7.6, а заготовка показана двумя диаметрами сИцентрами С' и С", различающимися на величину допуска. Точки К' и К" – точки касания деталей с поверхностью призмы. При выполнении размера h погрешность базирования определяется разностью предельных размеров (точки А' и А") до установленного на размер инструмента (точка А"') [3]:

41

Наилучший случай – обработка детали с одной базы (например, точение из пруткового материала детали типа болта, втулки за один установ) для соблю-

1.Поверхности, принимаемые за базовые, должныИбыть по возможности ровными и чистыми; не следует использовать поверхности, на которых располагались литники, выпоры, облой и т.п. При обработке валов (осей) предпочтительно за технологические базы принимать центровые отверстия.

2.Базовые поверхности должны располагаться стабильно относительно

других поверхностей; не следует, например, принимать за базу отверстия в от- ливках.дения постоянства базы на деталях часто создают вспомогательные установоч-

42

3. В качестве черновых баз следует использовать поверхности с минимальными припусками или не подвергаемые обработке.

Выбранная технологическая база должна использоваться, по возможности, во всех операциях технологического процесса, т.е. должен со-

блюдаться принцип единства баз. Если это условие невозможно выполнить, то за последующую базу необходимо принимать обработанную поверхность

Сдетали, которая размерно связана с обрабатываемой поверхностью.

Все следующие технологические базы называются чистовыми база-

ми. При каждом установе базовые поверхности закрепляются так, чтобы ли-

шить заготовку шести степеней свободы.

Использован е контактных технологических баз различного рода показано дляобработкифасонной детали (рис. 7.7) и валов (рис. 7.8, 7.9), [2].

бА Д И

Рис. 7.7. Контактные технологические базы при обработке фасонной детали: а – деталь; б, в, е – закрепление заготовки и полуфабрикатов в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне при наличии опоры; г, д, ж – закрепление полуфабрикатов на оправке при наличии опоры; толстыми линиями указаны обрабатываемые поверхности на данной операции

43

токарных, фрезерных или фрезерно-центровальных станках. После подрезки торцов производится их центровка на таких же станках. Центровые отверстия выполняются по ГОСТ 14034–74 специальными центровочными свёрлами. Геометрия центровых отверстий приведена на рис.7.10.

Приспособления, на которые обрабатываемая заготовка устанавливается своими центровыми отверстиями, называются центрами. Центры могут быть Сжёсткими невращающимися (рис.7.11, а) и вращающимися (рис.7.11, б), их контактная поверхность может быть гладкой (рис. 7.11, а и б), а у жёсткого вращающегося центра может быть рифлёной (рис. 7.11, в), что обеспечивает не

только закреплен е, но вращение заготовки. и

РисбА.7.10. Схема организации торцевания и зацентровки заготовки и геометрия центровых отверстий с цилиндрическим отверстием под смазку

Д

-закрепление в трёхкулачковом самоцентрирующемсяИпатроне токарного станка (а, б) с опорой на вращающийся (б) или невращающийся центр (а); или рифлёный (г);

-с передачей крутящего момента на деталь поводковым патроном с хомутиком (в) и с опорой на два невращающихся центра или один вращающийся и один невращающийся центр;

-с передачей крутящего момента на деталь рифленым центром (г) и с опорой на один вращающийся или один невращающийся центр;

45

- для предохранения длинных заготовок (l/d>10) от прогиба в процессе их обработки резанием применяются люнеты: неподвижные (крепятся на станине станка); подвижные (крепятся на суппорте станка и перемещаются вместе с резцом, с опорами вблизи от места резания).

Си бАР с. 7.12. Варианты закрепления левого торца вала

При каждом установе должны закрепляться все виды базовых поверхностей (установочные, направляющие и опорные), лишающие заготовку шести степеней свободы. Например, при консольном закреплении заготовки в токарном трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне или цанговой оправке обязательным является не только закреплениеДцилиндрических поверхностей, сочетающих установочные и направляющие, но и наличие опоры на опорную поверхность заготовки (рис. 7.13), что обеспечивает более высокие точность установки и жёсткость закрепления и стабильность точности получаемых размеров.

И Рис.7.13. Условное обозначение закрепления заготовки

при обработке на токарном станке: а – в патроне; б – на цанговой оправке

После чернового базирования, когда подготовлены поверхности для чистовых баз, начинаются операции по формообразованию детали вплоть до стадии чистовой обработки (точность 7–9 квалитетов). Проектирование технологических процессов начинается с разработки маршрута обработки, когда выбирают-

46

ся технологические базы и схемы базирования для всего технологического процесса механической обработки.

Для достижения заданных размеров детали и требуемых геометрической точности и шероховатости поверхностей обработку заготовки ведут путём поэтапного снятия слоя припуска. При черновой обработке снимается максимальный слой припуска (до 70%), а при чистовой – оставшийся слой припуска (рабочих ходов

Сможет быть несколько, например, получистовое точение, чистовое, тонкое. Оставление минимального слоя припуска для чистовой обработки (до 0,2 мм и менее) значительно снижает динамические параметры резания, способствует резкому повышен ю качества обрабатываемой поверхности детали.

Для мелкосер йного производства рекомендуется сначала провести черновуюмиобработку всех поверхностей, а затем выполнить чистовую обработку тех поверхностей, для которых она необходима [2].

Кроме технолог ческ х аз в производственном процессе используются конструкторск е змер тельные азы.

1.Что такоебАбазирование, где оно используется?

2.Что считается базами, их виды?Д

3.Чем отличаются технологические базы от конструкторских и измерительных?

4.Чем отличаются контактные вспомогательные технологические базы от основных?

5.Для каких целей в центровом отверстии делаетсяИдополнительная фаска под углом 120 градусов?

6.Как называются приспособления, на которые устанавливаются заготовки своими центровыми отверстиями, их виды?

7.Какие параметры вала являются определяющими для выбора средств его закрепления (установа) при механической обработке на токарном станке?

8.С какой стороны вала устанавливаются вращающие центры?

9.Что такое люнет и когда он используется?

10.Чем отличается черновая база от чистовой?

11.Сколькими степенями свободы обладает незакреплённое призматическое тело, как они устраняются?

12.Нужно ли при закреплении заготовки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне или на цанговой оправке использовать опорную поверхность?

47