книги из ГПНТБ / Мовчин, В. Н. Технология производства измерительных инструментов и приборов учебник

на столе станка или в приспособлении. Для уменьшения погрешности установки необходимо вести обработку и измерение детали от определенных исходных поверхно­ стей, называемых базами.

Особенно большое значение правильный выбор баз имеет место в серийном и массовом производстве, так как методы настройки станков меняются в зависимости от вида производства. В единичном производстве размеры деталей обеспечивают по методу пробных проходов, т. е. рабочий, обрабатывая сначала небольшой участок поверхности де­ тали, производит измерение, и если есть необходимость, то с помощью лимба или индикатора устанавливает окон­ чательно режущий инструмент на требуемый размер. Такая настройка требует большой затраты времени и вы­ сокой квалификации рабочего.

В серийном и массовом производстве обработку дета­ лей производят на настроенных станках. Для этого обра­ батываемая деталь и режущий инструмент должны иметь строго определенное положение относительно друг друга, сохраняемое до конца обработки всей партии деталей или до затупления режущего инструмента и соответствующей подналадки.

Если постоянное положение режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали зависит в основном от точности настройки станка, а сохранение этой настройки — от стабильности работы и степени его износа, то положение детали зависит от выбранных тех­ нологических баз. Ошибки при выборе баз могут быть при­ чиной разброса размеров в партии обрабатываемых дета­ лей, а в некоторых случаях могут привести к браку.

Существующая в технологии машиностроения класси­ фикация баз подразделяет их на конструкторские, тех­ нологические и сборочные.

Конструкторской базой называются любые поверхно­ сти, линии или точки, относительно которых определяются положения других поверхностей детали.

Технологические базы подразделяют на установочные и измерительные.

Установочными базами называют такие поверхности, которыми деталь прилегает к элементам приспособления или столу станка. Эти базы определяют положение детали относительно режущего инструмента.

Установочные базы подразделяют на основные и вспо­ могательные.

10

Основной установочной базой называют такую поверх­ ность детали, которая является и установочной базой для обработки и поверхностью сопряжения с другими дета­ лями машины.

Вспомогательной установочной базой называют поверх­ ность детали, принятую в качестве установочной при об­ работке, но эта поверхность в процессе работы машины не сопрягается с поверхностями других деталей и не влияет на точность работы машины.

На рис. 1 приведены примеры использования поверх­ ностей деталей в качестве баз. На рис. 1,а поверхность

отверстия А в зубчатом колесе, принятая в качестве уста­ новочной, является основной базой, так как поверхность отверстия сопрягается с валом в собранной конструкции. При таком базировании обрабатываемого зубчатого колеса имитируется положение его в собранной машине.

На рис. 1, б показано то же зубчатое колесо, но для установки его принята вспомогательная база—уступ Б, а измерение производят от базы А. При таком базировании точность обработки зависит от качества обработки уступа. Поэтому последний приходится обрабатывать с точностью, более высокой, чем требуется по чертежу.

На рис. 1, в и г показаны вал и калибр-пробка, центро­ вые отверстия которых являются вспомогательной базой (Б), так как они необходимы только для технологических целей и с поверхностями других деталей не соприкасаются.

Из сказанного можно сделать вывод, что для обеспе­ чения наибольшей точности изготовления детали необ­ ходимо вести обработку от основной поверхности, обычно обрабатываемой с точностью, требуемой чертежом. Этому противоречит изготовление точных деталей типа валов,

И

для установки которых приняты вспомогательные базы — центровые отверстия. В данном случае принятые базы наиболее удобны для осуществления технологического процесса, а высокая точность обеспечивается тем, что все последующие операции по обработке деталей осуществ­ ляются от одних и тех же баз (центровых отверстий). Следует отметить, что установочные базы и поверхности, к которым прилагаются усилия зажима, в частном случае могут совпадать, например установка и закрепление детали в трехкулачковом самоцентрирующем патроне или в цанге, но в любом другом случае назначением зажимного устройства является только фиксирование правильного положения детали, а не ее установка.

Измерительными базами называют поверхности или линии, относительно которых производят измерение обра­ батываемой поверхности.

Сборочными базами называют поверхности основной детали, относительно которых определяют положение других деталей или узлов.

Наибольшая точность механической обработки деталей достигается при совпадении конструкторских, установоч­ ных и измерительных баз. При нарушении этого условия возникают погрешности базирования, избежать которые можно либо путем работы по методу пробных замеров, либо введением технологических допусков на поверхности, точность которых не оговорена конструктором.

На рис. 2 показаны три схемы базирования при фрезе­ ровании уступа на одной и той же детали. При установке детали на базовую плоскость А (рис. 2, а) погрешность базирования равна нулю, так как фрезерование уступа производится фрезой, установленной на размер а = = const, а конструкторская база совпадает с установоч­ ной. В данном случае погрешность исполнения размера а зависит только от .точности настройки и работы станка.

Если за конструкторскую базу принята плоскость Б (рис. 2, б), от которой необходимо выполнить размер h в пределах допуска, то для исключения погрешности ба­ зирования необходимо принять в качестве установочной базы ту же плоскость Б, тогда условия базирования ста­ новятся аналогичными предыдущему случаю. Исполь­ зование данной схемы практически исключено, так как усилие зажима Р должно быть направлено снизу вверх, что усложняет конструкцию приспособления, ухудшает удобства установки детали, а также нарушает основной

12

принцип работы зажимных устройств, заключающийся в том, что силы резания должны восприниматься жест­ кими опорами.

Более удобной и надежной установочной (технологи­ ческой) базой является плоскость А (рис. 2, в), но если на чертеже допуском ограничен размер h, то при обработке уступа фрезой, установленной на размер а — const, точ­ ность размера h будет зависеть от отклонений размера Я.

Погрешность базирования, возникающая при этом за счет несовпадения конструкторской и измерительной баз с установочной, может быть определена следующим об­ разом.

3 =

Рис. 2. Схемы базирования детали по опорным поверхностям

Предельные размеры высоты уступа 1г, выраженные через Я, равны: h б = Янаиб - а; йнаим = Янаим - а,

чтобы выдержать размер h при несовпадении установоч­ ной и конструкторской баз, необходимо допуск на габарит­ ный размер Я принимать равным или меньшим допуска

на размер h, т. е. должно быть выдержано соотношение бh > 6Я.

Из соотношения бh ^ бЯ видно, что при несовпадении конструкторской и установочной баз погрешность бази­ рования равна бЯ — Ыг = б1. Для избежания этой по­ грешности прежде всего необходимо вместе с конструкто­ ром выяснить возможность совмещения конструкторской и технологической баз. Если этого сделать нельзя, то приходится либо ужесточать допуск на размер Я, либо работать по методу пробных стружек, в обоих случаях время и соответственно стоимость обработки возрастают.

13

Условия постоянства баз. Наибольшая точность до­ стигается при обработке всех поверхностей детали с одного установи, в этом случае исключается появление ошибок при смене установочных баз. Например, для изготовления детали, показанной на рис. 3, можно предложить два варианта: 1) обработку поверхностей диаметрами d и D произвести без смены баз (рис. 3, а), приняв в качестве исходной заготовки пруток. Даже при наличии биения цанги или патрона оба обработанных диаметра детали концентричны друг другу; 2) обработку произвести в две операции: в первой операции, приняв за базу поверхность диаметром D, обточить поверхность диаметром d (рис. 3, б), а во второй операции, приняв за базу поверхность диаме-

Рис. 3. Схемы базирования:

а — обработка детали с одного установа; б и в — обработка детали со сменой баз

тром d, обточить поверхность диаметром D (рис. 3, в). При обработке по второму варианту, за счет смены баз возможно возникновение неконцентричности диаметров, так как погрешность самой установки и биение кулачков патрона вызовут смещение осей диаметров.

Сложность формы деталей, как правило, не позволяет производить полностью обработку детали с одного уста­ нова. В этом случае используют принцип постоянства базы, заключающийся в том, что для обеспечения высокой точности обработку детали производят на всех последую­ щих операциях от одной и той же базы.

При невозможности произвести обработку от одной базы, т. е. при необходимости смены баз, надо выбирать такие поверхности, которые связаны точными размерами или техническими требованиями с поверхностью детали, имеющей наибольшее влияние на точность работы узла или машины.

Установочные базы, как основные, так и вспомогатель­ ные, могут быть черновыми или чистовыми. Черновыми

14

базами называют поверхности детали, не подвергавшиеся механической обработке, т. е. поверхности заготовок по­ лученных различными способами: отливкой, ковкой# штамповкой, а также из проката всех сортаментов, за исключением шлифованных прутков (серебрянка).

К чистовым базам относятся поверхности детали, обра­ ботанные любыми механическими способами, очевидно такие поверхности являются более качественными и на­ дежными.

С

6

При проектировании технологических процессов обыч­ но первой операцией является обработка установочной

рис. 4 показана схема обработки корпуса прибора и со­ вмещенный чертеж отливки и детали. Наиболее удобным, способом получения заготовки для данной детали является литье в землю. Плоскость А (рис. 4, а) в соответствии с особенностями технологии литейного производства при­ нимается нижней и, следовательно, получится наиболее качественной. Поэтому в операции I механической обра­ ботки (рис. 4, б) за базу принимают плоскость А и произ­ водят обработку плоскости Б основания корпуса. В даль­ нейшем принятую первоначально за базу черновую пло­ скость А из числа базирующих поверхностей исключают, за базу принимают обработанную плоскость Б и от нее выполняют все дальнейшие операции: II — фрезерование

15

Принятая в качестве установочной черновая поверх­

т. п. В деталях сложной криволинейной формы, не имею­ щих поверхностей, которые можно было бы принять за надежные черновые базы, делают специальные приливы (бобышки). После использования приливов в качестве черновой, а иногда и чистовой базы, в последующих опе­ рациях их либо удаляют, либо, если это позволяет кон­ струкция детали, оставляют. При установке заготовок на столе станка по разметке установочными базами являются разметочные линии.

Обозначение технологических баз в технологической документации. Как было сказано, правильный выбор базовых поверхностей во многом определяет возможность получения требуемой точности обрабатываемой детали. При непосредственном изготовлении детали рабочий, устанавливая заготовку на стол станка или в приспособ­ ление, должен знать, какие поверхности заготовки при­ няты за базовые, то же самое, очевидно, относится к масстеру, контролирующему ход технологического процесса. Основным техническим документом на производстве яв­ ляется технологическая операционная карта, в которой и должны быть указаны базовые поверхности. Технологи­ ческая карта на изготовление детали с указанными базами является также основным документом для проектирова­ ния приспособлений и другой оснастки. Конструктору, проектирующему приспособления для установки и за­ крепления детали, предоставлено право самостоятель­ ного решения компоновки приспособления и его от­ дельных узлов и деталей, но он обязан обеспечить базирование заготовки по поверхностям, указанным тех­ нологом.

Существует несколько способов обозначения техноло­ гических баз.

1. Обрабатываемую деталь изображают совместно с элементами приспособления. Этот способ является наи­ лучшим, однако оформление эскизов наладок требует от технолога больших затрат времени. Кроме затрат времени, оформление эскизов наладок потребует введения спе­ циальной документации, так как в существующие техноло­ гические бланки, принятые на заводах, такие эскизы не вписываются. Указанные недостатки приводят к тому, что в практической деятельности технологов такой способ

16

опт

ЛлоскшилиероВальный станок

О перациям Модель ЗБ и м Шлифование

’

у''-'-/:'

------------------------------

■ Р

Рис. 6. Схемы оформления операционных эскизов

операции с изображением установочных и зажимных элементов приспособлений. Как следует из операционных эскизов, в качестве установочных баз во всех операциях

18

приняты одни и те же поверхности детали: плоскость А и отверстие, т. е. выдержан принцип постоянства баз, обес­ печивающий наибольшую точность изготовления детали.

2. Более распространенным и вполне достаточным в производственной практике является изображение только базовых поверхностей деталей с отдельными простейшими элементами приспособлений (кулачки патронов, центры, губки тисок и т. д.), к которым прилегают эти поверхности,

Таблица 1

Знаки условны* обозначений опор а зажимных усилий

Примечание. Цифры около знаков условных о5означений(2,ЗЛ) показывают количество дополнительных или основных опор.

3. Базы и зажимные усилия изображают с помощью условных обозначений, разработанных институтом «Оргстанкинпром» и объединенных в ОМТРМ 3072-002—67 Министерства станкостроительной и инструментальной

19