7.Базирование по коническому отверстию при токарной разработке.

Требуется проточить поверхность С(рисунок 2,а), выдерживая её биение относительно конусной поверхности, и подрезать торец, выдерживая размер В^+В .Принимаем схему базирования, которая показанна на рисунке 2,б. Уста- новочной базой здесь является конусная поверхность М, она же будет и ис- ходной базой для обтачиваемой поверхности С. следовательно, сразу отме- тим, что в принятой схеме базирования для выполнения заданного значения относительного биения поверхностей С и М действительная погрешность базирования будет равна нулю.

Что же касается точности выполнения размера В^+В, то в принятой схеме базирования нет совпадения исходной базы N с установочной М. При этом базисными размерами будут D^+В и А_-а. Размер А_-а влияет на положение исходной базы N в том случае, если при его выполнении поверхность К явля- лась исходной базой. С учётом этого запишем колебания исходной базы N

а б

Рисунок 2.

относительно неподвижной точки О, условно принадлежащей приспособле- нию как вершина конуса посадочной оправки. Это и будет действительной погрешностью базирования для размера В^+В. (рисунок 2,б). Из трёхзвенной размерной цепи получим Н_о=Н-А, где Н_о-замыкающее звено. Величина коле- бания замыкающего звена при расчёте размерных цепей на «максимум» и «минимум» получается Н_о=Н- А. Из тригонометрических зависимостей по рисунку 2,б, определим Н=DCtg/2=_D Ctg/2; А=_а. Тогда Н_о=_Б^дейст=_D Ctg/2+_а, или учитывая вероятностный закон распределения погрешностей размеров D и А, запишем

где t_-коэфициент риска;

-передаточное отношение составляющих звеньев размерной цепи;

-коэффициент, учитывающий закон рассеяния отклонений составляющих звеньев размерной цепи.

Принимая t_=3.0; = ; =1/9, получим

Таким образом, при =15^о,А=90_-0.2мм, D=60^+0.15мм и В=20^+0.3мм получим действительную погрешность базирования для размера В

Если принять экономическую точность обработки =0.1 мм, то _Б^доп=0.2мм, т.е. брак по погрешности базирования в данном случае неизбежен (_Б^дейст>_Б^доп) и исключить его представляется возможным корректировкой соответствующих допусков на размеры А,В и D, или изменением схем базирования.

В следующих таблицах указаны условные обозначения опор, зажимов и установочных устройств, соответствующих ГОСТу 3.1107-81, и число лишаемых ими степеней свободы заготовок.

8. Рекомендации по назначению установочных баз

При проектировании технологического процесса механической обработки деталей для выполнения каждой операции должны быть назначены устано- вочные базы, которые ориентируют её относительно станка, приспособления или инструмента. Выбор баз является наиболее сложным этапом разработки технологического процесса. От его правильности зависят многие технико-экономические показатели выполнения каждой операции, а именно: точность выполнения размеров с определённой системой их простановки, точность геометрических форм обрабатываемых поверхностей, степень сложности и конструктивное исполнение необходимой оснастки, мерительного и режу- щего инструментов, производительность и материальные затраты на каждую операцию и на весь техпроцесс в целом.

В автоматизированном крупносерийном и массовом производствах при использовании станков с числовым программным управлением и гибких авто матизированных систем значение этого этапа возрастает, так как при автома- тическом получении размеров правильный выбор установочных баз оказы- вает решающее значение на точность и качество выполнения операций меха- нической обработки деталей.

Необходимо отметить, что выбор технологических баз производится на самом начальном этапе проектирования технологического процесса как для первых черновых операций, так и для последующих чистовых и отделочных. В связи с этим по рекомендации А.П.Соколовского в дополнение к предло- женной классификации баз установочные технологические базы можно подразделить на черновые, промежуточные и чистовые. Т.е. согласно поряд- ку их следования в технологическом процессе.

Обоснованный и технически грамотный выбор каждой из названных баз имеет свои особенности и во многом предопределяет технико-экономические показатели проектируемого технологического процесса.

Выбор первичной (черновой) базы.

Выбор первичной (черновой) установочной базы является весьма сложной и ответственной задачей, так как от этого зависит структура всего процесса механической обработки детали, поскольку первичная установочная база является связующим звеном между операциями заготовительных цехов и операциями механической обработки, т.е. характеризует маршрут всего техпроцесса.

Первичная (черновая) база должна быть характерной для данной детали, т.е. уже в заготовке она должна занимать, возможно, более определённое положение относительно других поверхностей. Положение первичной базы должно определять точность расположения необрабатываемых поверхностей детали относительно обрабатываемых. Первичная установочная база выбира- ется так, чтобы уже в первой механической операции представилась возмож- ность обработки той поверхности, относительно которой закоординировано наибольшее количество остальных поверхностей обрабатываемой детали, т.е. желательно, чтобы первая обработанная поверхность использовалась в дальнейшем как установочная база, являясь одновременно и конструктор-ской.

Не менее важным является требование, чтобы первичные (черновые) базирующие поверхности обладали достаточной протяжённостью, так как в этом случае местные отклонения формы меньше влияют на положение детали. Желательно, чтобы базирующие поверхности детали были правиль- ной геометрической формы, т.е. чтобы обеспечивалась более простая форма контактирующих элементов используемого приспособления.

Серьёзное внимание следует обращать на состояние черновых базирующих поверхностей. Рекомендуется избегать при этом поверхностей, на которых имеются значительные неровности (прибыли, литники, выпоры, отлитые цифры, буквы и другие знаки). Поверхности, находящиеся при отливке внизу. Нужно считать более предпочтительными, чем те, которые были вверху, так как в последних больше вероятности наличия рыхлостей, раковин и других дефектов.

Первая установочная база должна быть такой, чтобы при закреплении детали обеспечивалась её наибольшая устойчивость и жёсткость при меха- нической обработке и вместе с тем в наибольшей степени упрощалось исполь зуемое приспособление. Необходимо отметить, что при выборе первичной установочной базы нужно обеспечить удобство выполнения всех последу- ющих операций.

Первичной установочной базой, как правило. В технологическом процессе пользуются один раз из-за малой точности и тем самым её выбор определяет, с какой поверхности начинать обработку детали.

Отвечая всем названным требованиям. Первичная установочная база, кроме того. Должна быть одной из необработанных поверхностей детали, если она не обрабатывается кругом. Тем самым обеспечивается правильное взаимное расположение обработанных и необработанных поверхностей детали.

Назначение промежуточных и окончательных установочных баз.

Выбор установочных баз внутри технологического процесса. Как уже указывалось, определяет последовательность выполнения операций. Первой промежуточной установочной базой, как правило, является первоначально обработанная поверхность. От правильности выбора промежуточных баз во многом зависит точность выполнения размеров и технических условий на обработку детали, а так же степень сложности используемой оснастки, мери- тельного и режущего инструмента, производительность и экономические характеристики технологического процесса.

Основным принципом назначения установочных баз в технологии машино- строения является принцип совмещения баз. Под принципом совмещения (единства) баз понимают то случай, когда для точной обработки установоч- ная база является одновременно конструкторской, измерительной и к тому же используется в качестве базы при сборке изделия. В технологической терминологии этот принцип имеет место в том случае, когда согласно предла гаемой классификации баз исходная база, от которой задан операционный (исходный) размер, является в то же время и установочной базой.

Назначение установочной базы в случае отказа от принципа совмещения баз.

Принцип совмещения баз обеспечивает более высокую точность получения исходного размера за счёт исключения погрешности базирования, но, как уже отмечалось, его не всегда удаётся использовать. Поэтому в любых других случаях выбора промежуточных установочных баз стремятся по возможности уменьшить влияние погрешностей от несовмещения исходных и установочных баз. Решение подобной задачи на практике весьма сложно и зависит от многих конкретных условий. Более эффективным здесь оказался принцип постоянства установочной базы, который заключается в том, что максимум поверхностей обрабатывают с одной установочной базы, а иногда и при одном закреплении заготовки, например, использование центровых фасок при обработке валов и шестерен или специальных вспомогательных установочных технологических баз. В дальнейшем по технологическому процессу зачастую предусматривается удаление этих баз в готовой детали.

Используя принцип постоянства установочной баз, исключают погреш- ности от обычных переустановок детали и обеспечивают большую точность взаимного расположения поверхностей детали, обрабатываемых за одну установку. Отсюда следует, что для получения наименьшей погрешности от несовмещения баз в размере, связывающем поверхности, необходимо обе поверхности обрабатывать с одной установочной базы. Этот принцип наибо- лее эффективен, когда погрешность установки минимальна или близка к нулю, а в случае переустановок она должна быть одинаковой (пусть и значительной) по величине и направлению при каждой новой установке детали.

Как один из вариантов выбора установочных баз можно рекомендовать правило поочерёдности обработки лучшей из двух установочных баз, кото-рое заключается в том. Что из двух взаимно связанных поверхностей детали в первую очередь должна быть обработана та, которая более пригодна для роли установочной базы. Правило основано на том, что из двух операций обработки двух взаимно связанных поверхностей последующая операция всегда ответственнее (точнее) предшествующей; следовательно, она более нуждается в лучшей установочной базе.