1.5.2 Обґрунтування вибору технологічних баз для перших технологічних операцій
На другому етапі вибору технологічних баз необхідно визначити схему базування для перших технологічних операцій. Загальною вимогою до всіх
можливих схем базування є забезпечення оброблення комплекту поверхонь загальних технологічних баз.
Обґрунтування технологічних баз для перших операцій є важливою складовою проектування технологічного процесу оброблення заданої деталі і забезпечує виконання ряду важливих технологічних завдань, а саме оброблення поверхонь загальних технологічних баз за першу технологічну операцію та чорнового оброблення поверхонь заготовки, які відкриті для оброблення, зменшення загальної кількості установок заготовки для виконання всього технологічного процесу.
При виборі поверхонь, які входять в комплект технологічних баз у відповідності за їх призначенням та ступенями вільності, яких вони полишають, доцільно враховувати наступні геометричні співвідношення:
площина установочної бази повинна забезпечувати максимальну площу силового трикутника;
напрямна база повинна забезпечувати найбільшу відстань розміщення опорних елементів, тобто мати максимальну довжину.
При виборі базових поверхонь для перших технологічних операцій необхідно забезпечити відкритість для оброблення всіх поверхонь загальних
технологічних баз та вибрати такі верстати, які можуть здійснювати послідовне оброблення поверхонь ЗТБ для досягнення заданих характеристик якості. За інших умов необхідно приймати до уваги, що повний комплект загальних технологічних баз необхідно обробити за найближчі перші технологічні операції.
При проектуванні перших технологічних операцій оброблення необхідно приймати до уваги важливе зауваження, а саме: повторна установка заготовки при реалізації операцій технологічного процесу на комплект всіх необроблених поверхонь не допускається.
Якщо за першу технологічну операцію повний комплект загальних технологічних баз не оброблено, то в комплект технологічних баз для наступних технологічних операцій обов’язково повинні входити попередньо оброблені головні базові поверхні, до яких відносять установочну базу У(3) або подвійну напрямну базу ПН(4).
Вихідним документом для вибору технологічних баз для перших операцій є кресленик заготовки. З урахуванням узагальнених завдань проектування технологічних процесів, практичного досвіду виробництва та за результатами наукових досліджень процесів оброблення різанням розроблено такий алгоритм вибору технологічних баз для перших операцій технологічного процесу:
в якості технологічних баз необхідно приймати необробні поверхні заготовки. Такий вибір базових поверхонь буде забезпечувати після оброблення правильну просторову розташованість необробних поверхонь
заготовки відносно обробних;
якщо всі поверхні заготовки за креслеником деталі є обробними, то в якості технологічних баз необхідно приймати поверхні, які мають найменший припуск.
Такий вибір базових поверхонь буде забезпечувати усунення можливості виникнення браку при подальшому обробленні таких поверхонь;
якщо відсутні поверхні з мінімальним припуском, а його величина є достатньо рівномірною, то в якості технологічних баз необхідно приймати поверхні заготовки, на яких виникнення браку не допускається;
в якості технологічних баз необхідно приймати поверхні заготовки, для яких необхідно забезпечити рівномірний припуск для наступних етапів оброблення;
якщо є декілька можливих конкурентних схем базування по технологічним базам, то в якості технологічних баз, необхідно приймати варіант базування в якому обробна поверхня зв’язана з базовою поверхнею найкоротшими розмірними ланцюгами.
Розглянемо реалізацію наведеного алгоритму для деталі «Корпус опори».
|
Рисунок 1.6 –Теоретична схема базування по технологічним базам
Структурна формула схеми базування по технологічним базам має вид:
|
(1.4) |
Схема базування (рис.1.6) включає комплект поверхонь заготовки, які за креслеником деталі є необробними поверхнями. Відповідно, така схема базування забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та правильне просторове розташування необробних поверхонь відносно обробних. Разом з тим, за такої схеми базування заготовка буде закрита для оброблення з чотирьох сторін, оскільки три її сторони використані для базування а четверта для закріплення.
За такої схеми базування торцеві сторони головних отворів будуть мати довільне розміщення відносно поверхонь ЗТБ, а припуски для подальшого оброблення головних отворів будуть нерівномірними, що обумовлює нерівномірні властивості поверхонь допоміжних конструкторських баз в різних перерізах.
|
Рисунок 1.7 – Теоретична схема базування по технологічним базам
Структурна формула схеми базування по технологічним базам має вид:
|
(1.5) |
Схема базування (рис.1.7) включає дві поверхні заготовки, які за креслеником деталі є необробними поверхнями та торцеву поверхню головних отворів, яка є обробною. Відповідно, така схема базування забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та правильне просторове розташування необробних поверхонь відносно обробних.
Разом з тим, за такої схеми базування заготовка буде закрита для оброблення з чотирьох сторін, оскільки три її сторони використані для базування а четверта для закріплення. За такої схеми базування торцева сторона головних отворів Д3 або Д4 буде перпендикулярною до базової площини О1, що буде забезпечувати рівномірний припуск на подальше оброблення цієї торцевої поверхні, але тільки в перерізі, що використаний для базування. Припуски для подальшого оброблення головних отворів будуть нерівномірними, що після оброблення обумовлює нерівномірні властивості поверхонь допоміжних конструкторських баз в різних перерізах.
|
Схема базування (рис.1.8) включає дві поверхні заготовки, які за креслеником деталі є необробними поверхнями та торцеву поверхню головних отворів. Відповідно, така схема базування забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та правильне просторове розташування необробних поверхонь відносно обробних в перерізі, що використовується для базування. Разом з тим, за такої схеми базування заготовка буде закрита для оброблення з чотирьох сторін, оскільки три її сторони використані для базування а четверта для закріплення. За такої схеми базування торцева сторона головних отворів Д3 або Д4 буде перпендикулярною до базової площини О1, що буде забезпечувати рівномірний припуск на подальше оброблення цієї торцевої поверхні. Припуски для подальшого оброблення головних отворів будуть нерівномірними, що обумовлює нерівномірні властивості поверхонь допоміжних конструкторських баз в різних перерізах. |
Рисунок 1.8 –Теоретична схема базування по технологічним базам
Структурна формула схеми базування по технологічним базам (рис.1.8) має вид:
|
(1.5) |
|
Схема базування (рис.1.9) включає дві поверхні заготовки, які за креслеником деталі є необробними поверхнями та торцеву поверхню головних отворів. Відповідно, така схема базування забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та правильне просторове розташування необробних поверхонь відносно обробних. Разом з тим, за такої схеми базування заготовка буде закрита для оброблення з чотирьох сторін, оскільки три її сторони використані для базування а четверта для закріплення. За такої схеми базування торцева сторона головних отворів Д3 або Д4 буде перпендикулярною до базової площини О1, що буде забезпечувати рівномірний припуск для подальшого оброблення цієї торцевої поверхні.
|
Рисунок 1.9 – Теоретична схема базування по технологічним базам
Структурна формула схеми базування по технологічним базам (рис.1.8) має вид:
|
(1.6) |
Припуски для подальшого оброблення головних отворів будуть нерівномірними, що обумовлює формування нерівномірних властивостей поверхонь допоміжних конструкторських баз Д1 та Д2 в різних перерізах.
Разом з тим, така схема базування вирішує технологічні завдання, що є близькими до попередньої схеми базування, але має просту та надійну схему закріплення заготовки.
|
Рисунок 1.10- Теоретична схема базування по технологічним базам
Структурна формула схеми базування по технологічним базам (рис.1.9) має вид:
|
(1.7) |
Схема базування (рис.1.10) включає дві поверхні заготовки, які за креслеником деталі є необробними поверхнями та торцеву поверхню головних отворів Д3 або Д4. Така схема базування забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та симетричність розміщення базових поверхонь ЗТБ (О2 та О3) відносно вісі зовнішньої необробної поверхні (В3). Разом з тим, за такої схеми базування заготовка буде закрита для оброблення з чотирьох сторін, оскільки три її сторони використані для базування а четверта для закріплення.
Разом з тим, за такої схеми базування торцева сторона головних отворів буде довільним чином розміщена відносно базової площини О1, що буде обумовлювати нерівномірний припуск на подальше оброблення цієї торцевої поверхні Д3 та Д4. Припуски для подальшого оброблення головних отворів Д1 та Д2 будуть нерівномірними, що обумовлює нерівномірні властивості поверхонь допоміжних конструкторських баз в різних перерізах.
Конструктивна реалізація такої схеми базування забезпечується двома короткими призмами (ПН(4)) та двома установочними елементами (О(1) та О(1)). В конструкціях корпусних деталей часто висуваються вимоги до забезпечення видалення рівномірних припусків з поверхонь головних отворів вже на етапі їх чорнового оброблення. Забезпечення рівномірних припусків для оброблення головних отворів корпусних деталей обумовлює необхідність включення цих поверхонь в схему базування для перших технологічних операцій. Враховуючи, що точність виготовлення таких отворів в заготовках корпусних деталей є невисокою (IT14-IT16), то для базування по таким поверхням використовують спеціальні плунжерні розтискні оправки. Технологічні можливості сучасних багатоцільових верстатів дають можливість реалізовувати на одному верстаті різні види оброблення різанням, наприклад, фрезерування, розточування, свердління та інше. Тому подальші схеми базування будуть вирішувати поставлене завдання з достатньою повнотою.
|
Структурна формула схеми базування по технологічним базам (рис.1.10) має вид:
Така схема базування (рис.1.11) забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та перпендикулярність торцевої поверхні Д1 , яка прилегла до головних отворів до базової поверхні О1та рівномірний припуск для подальшого оброблення на один із головних отворів Д2 або Д3. Разом з тим, за такої схеми базування доступною для оброблення є базова поверхня, два базові отвори О2, О3 та кріпильні отвори в базовій площині О1.Конструктивна реалізація такої схеми базування є достатньо складною, оскільки для базування по необробленому отвору необхідно застосувати розтискну плунжерну оправку, для яких необхідно мати розмір базового отвору не менше Ø20мм.
|
Рисунок 1.11- Теоретична схема базування по технологічним базам
|
Структурна формула схеми базування по технологічним базам (рис.1.11) має вид:
Така схема базування (рис.1.12) забезпечує оброблення поверхонь загальних технологічних баз та паралельність вісі головних отворів Д1 та Д2 відносно базової поверхні О1та рівномірний припуск для подальшого оброблення на головні отвори. Разом з тим, за такої схеми базування доступною для оброблення є базова поверхня, два базові отвори О2, О3 та кріпильні отвори К1-К4. Конструктивна реалізація такої схеми базування є достатньо складною, оскільки для базування по необробленому отвору необхідно застосувати розтискну плунжерну оправку з двома рядами плунжерів, в кожному ряду по три висувних плунжери, для яких необхідно мати розмір базового отвору не менше Ø20мм.
|
Рисунок 1.12-Теоретична схема базування по технологічним базам
Для технологічних процесів виготовлення корпусних деталей важливим технологічним завданням є зменшення кількості установок заготовки для повного Повне оброблення заготовки корпусу за одну установку можливе за наступних умов:
наявність в конструкції корпусної деталі не менше трьох вільних необробних поверхонь, які можуть бути використані для базування по технологічним базам;
вибрана схема базування забезпечує доступ різальних інструментів до всіх обробних поверхонь;
наявність верстатного обладнання, яке може здійснити оброблення всіх поверхонь;
при виготовленні заготовки в її конструкції формуються незначні або взагалі відсутні залишкові напруження, що найчастіше зустрічається при виготовленні заготовок з алюмінієвих та магнієвих сплавів.