правило вибору баз, правило шести крапок.Ч.ІІ

Принципи постійності і суміщення баз, правило шести точок

Найбільшої точності обробки деталі можна досягнути у випадку, коли увесь процес обробки ведеться від однієї бази і з однієї установки, оскільки можливі зміщення при кожній новій установці вносять погрішності у взаємне розташування осей і поверхонь. Так як у багатьох випадках повна обробка деталі з одного установа неможлива, а також якщо необхідна обробка на інших верстатах, то з метою досягнення необхідної точності усі наступні установи деталі необхідно виконувати на одних і тих же базах.

Принцип постійності бази полягає у тім, що для виконання усіх операцій обробки деталі використовується одна і та ж база. Якщо по характеру обробки це не можливо – то у якості нової бази вибирають оброблену поверхню, яка визначається найбільш точними розмірами до основних, виконавчих поверхонь деталі ( А. Руденко /100/, А.Егоров /39/).

При виборі баз для підвищення точності необхідно використовувати одну і ту ж поверхню у якості різних баз. Так завжди доцільно у якості вимірювальної приймати і установочну базу. Ще більшої точності досягають у випадку, коли складальна база являється одночасно і установочною і вимірювальною. В цьому заключний принцип суміщення баз.Рис 1.

Як відомо із механіки, тверде тіло у просторі має шість степенів свободи: три можливих переміщення (І, ІІ і ІІІ) вздовж трьох координатних осей X, Y і Z і три можливих обертальних переміщення відносно них же ( І V, V і VІ). Позбавити тіло кожної із шести степенів свободи можна, якщо притиснути тіло до відповідно розташованої нерухомої точки пристрою, чи столу верстата, яку називають одно точковою опорою (опорною точкою). Кожна така нерухома опора позбавляє тіло однієї степені свободи.Правило шести точокполягає у тім, що кожне тіло (деталь) повинно базуватися на шести нерухомих точках, при цім воно лишається шести степенів свободи. Ці точки повинні бути розташовані у трьох координатних площинах: точки 1, 2 і 3 - в площині XOZ , вони позбавляють тіло трьох степенів свободи, точки 4 і 5 – в площині YOZ позбавляють тіло іще двох степенів, і точка 6 в площині XOY позбавляє тіло останньої степені свободи.

Таким чином, для визначення положення деталі у просторі необхідно і достатньо мати шість опорних точок: точки 1,2 і 3 визначають опорну площину.

База, що позбавляє заготівку або виріб трьох степенів свободи - переміщення уздовж однієї координатної осі і поворотів навколо двох інших – (установочна) настановна база. При використанні пристроїв за настановні бази приймають реальні поверхні, що безпосередньо контактують з настановними елементами пристроїв. Ці бази називаютьопорними(опорні бази позбавляють заготівку однієїмірисвободи - переміщення уздовж координатної осі.)

Подвійна опорнабаза позбавляє заготівку двох мір свободи - переміщення уздовж двох координатних осей.

Опорні точки 4 і 5 визначають направляючуплощину. Напрямна база позбавляє тіло двох мір свободи - переміщення уздовж однієї координатної осі і повороту навколо іншої.Подвійнанапрямнабаза позбавляє заготівку чотирьох мір свободи - переміщення уздовж двох осей і обертання навколо них.

Опорна точка 6 визначає упорнуплощину.

Для повної орієнтації тіла в просторі зазвичай використовується декілька баз, а заготівка розглядається як жорстке тіло. Спрощено вважають, що контакт заготівки і пристосування відбувається в опорних точках, символізуючи кожен із зв'язків заготівки з вибраною системою координат.

Схему розташування опорних точок на базах називають схемою базування. Всі опорні точки на схемі базування зображують умовними знаками і нумерують порядковими номерами, починаючи з бази, на якій розташовано найбільше число опорних точок. Поверхні означають буквами (А,Б,В…), а опорні точки – цифрами. Умовні (графічні) означення опор, зажимів і установочних устроїв – у відповідності з ГОСТ 3.1107-81.

Способи установки і закріплення деталей при обробці

Здійснивши базування, заготовку закріплюють щоб при обробці під дією сил різання вона не переміщувалась.

Базування і закріплення – два різних елемента установки заготовок. Вони виконуються послідовно, при цьому базування досягається накладанням на заготовку односторонніх зв’язків, а базування сумісно із закріпленням – двохсторонніх, які позбавляють заготовку рухомості в обидві сторони.

Опорні елементи реалізують одну, або кілька опорних точок для базування заготовки і, будучи певним образом розміщені у пристроях, вони утворюють необхідну для вибраного способу базування сукупність опорних точок. До таких елементів відносяться опорні штирі і пластини, пальці, центри, плаваючі і зблоковані опори.

Установочно затискні устрої – це сукупність установочних устроїв і зажимів, сюди відносять різноманітні патрони, цангові, пневматичні, електромагнітні і гідро пластові оправки, тощо.

Розміри баз повинні дозволяти отримувати надійне і міцне закріплення деталі, яке повинне забезпечити незмінність її положення під час обробки, базові поверхні не повинні деформуватись від сил, що виникають при обробці, їх розташовують таким чином щоб вони безпосередньо приймали сили різання і затискання і були по можливості ближче до поверхонь, які обробляються.

Пружні деформації, що виникають від сил затиску і різання суттєво впливають на точність обробки, особливо при недостатній жорсткості деталі. Щоб деталь не деформувалась при затисканні, необхідно затискним силам протиставити реакції опор, які необхідно розташувати так, щоб поверхні деталі були жорстко підперті і щоб сили затиску визивали в деталі тільки напругу стиснення. В основу розрахунку сил затиску повинна бути покладена сила різання з врахуванням її напрямку і точки прикладання.

Обробка деталі починається з поверхні, яка стане установочною базою для подальших операцій. Для обробки цієї поверхні, тобто для виконання першої операції, у якості чорнової бази приходиться приймати необроблену поверхню котра повинна бути по можливості чистою і рівною. Якщо такі поверхні відсутні, то в заготовках виконують спеціальні установочні бобишки, на яких деталь базується при обробці її установочної поверхні (установочної бази).

Після обробки установочної бази обробляють наступні поверхні, витримуючи при цьому певну послідовність і маючи на увазі, що обробка кожної наступної поверхні може впливати на раніш оброблені поверхні. Причиною цього явища може бути перерозподіл внутрішніх напружень і визвані ними деформації при зніманні ріжучим інструментом шарів металу при обробці.

У зв’язку зі сказаним спочатку оброблюють поверхні з меншими вимогами до точності, потім поверхні, котрі повинні бути більш точними. Останніми оброблюють поверхні, до точності яких найвищі вимоги і які мають найбільше значення для роботи деталі в сполученні. Якщо по умовам обробки такі поверхні необхідно обробляти раніше, то після обробки всіх інших поверхонь її необхідно повторно обробити для вивірки і придання кінцевого розміру.

Наприклад, обробку зубчатих коліс починають з обробки отвору, оскільки він служить базою для подальших операцій. А так як цей отвір сполучається з поверхнею вала, на який надівається це колесо, працює разом з ним в зібраній машині, а значить, повинен бути досить точним, оскільки являється складальною базою, то після ряду операцій обробка колеса закінчується шліфуванням отвору.

При необхідності точної обробки у якості установочних баз слід по можливості вибирати основні бази, а не допоміжні, так як при цьому може бути забезпечена мінімальна погрішність. При обробці від допоміжних баз завжди виникають додаткові погрішності.

Установка деталідля обробки може бути здійснена різними способами.

1. Установкадеталі безпосередньо на столі верстата (або в УСП) звивіркоюїї положення відносно столу верстата і інструменту. Цей спосіб вимагає багато часу і використовується в одиничнім виробництві, коли виготовлення спеціальних пристроїв недоцільне.

2. Установкадеталі на столі верстатапо розмітці.Розміткою називають нанесення на заготовку осей і ліній які визначають положення поверхонь при обробці.

При розмічуванні заготовку покривають крейдяною фарбою, після висихання фарби заготовку поміщують на розміточній плиті, в призмі, в установочнім устрої тощо і за допомогою штангенрейсмуса, циркуля, кутника, штангенциркуля або інших інструментів наносять необхідні лінії і точки, на які з деяким проміжком за допомогою кернера наносять точки, видимі і після витирання фарби. Розмічення ставить задачу означити на заготовці таке розташування поверхонь, які обробляються, щоб припуски для них були достатніми.

Розмітка вимагає значних затрат часу спеціаліста-розмітника високої кваліфікації, від якого в значній мірі залежить точність розмітки. Такий спосіб установки не забезпечує високої точності виготовлення і використовується при обробці крупних відливок складної форми і крупних поковок в одиничнім і дрібносерійнім виробництвах.

3. Установка деталів спеціальнім пристрої. Цей спосіб установки забезпечує придання певного положення і закріплення деталі для обробки. При цьому деталь орієнтується відносно інструменту і верстата з достатньою точністю і з малими витратами часу.

Пристрої– додаткові устрої до обладнання

При обробці деталей в спеціальних пристроях відпадає необхідність розмітки і вивірки їх положення, виключається трудомістка і дорога операція, яка до того ж вносить погрішності в розміри, які залежать від індивідуальних якостей розмітчика.

Установка і закріплення деталей на верстатах за допомогою спеціальних пристроїв здійснюється значно легше і швидше ніж установка і закріплення безпосередньо у верстатах. Раціональні конструкції пристроїв забезпечують мінімальні витрати часу на встановлення і надійне закріплення деталі. Використання спеціальних пристроїв забезпечує високу і стабільну точність обробки, завдяки чому в найбільшій степені забезпечується взаємозамінність деталей. Окрім цього, використання пристроїв дозволяє вести обробку на більш високих режимах різання, скорочує допоміжний час, в тім числі на вимірювання деталей в процесі обробки, допускає суміщення основного і допоміжного часу, забезпечує можливість механізації і автоматизації процесу обробки.

Для отримання належної точності розмірів деталі, яка обробляється в пристрої, необхідно, щоб сам пристрій був виготовлений з достатньою точністю, щоб по причині неточності його окремих елементів не відбувалося нарощення погрішностей при обробці.

У зв’язку із цим при визначенні допусків на розміри пристроїв необхідно призначати такі граничні відхилення, які б у двічі були меншими граничних відхилень на деталь при обробці. Тільки в такому випадку необхідна точність обробки буде забезпечена.

Питання про доцільність використання пристроїв при обробці деталей виникає зазвичай в одиничнім і дрібносерійнім виробництві, оскільки виготовлення пристрою, тим паче складного і дорогого, для обробки незначної партії деталей здебільшого не економічно. В таких типах виробництва використовують здебільш нормалізовані пристрої, спеціалізовані пристрої використовують рідко, коли без них не можливо виконати технічні вимоги на обробку. Чим більша програма випуску, тим вигідніше використання спеціальних пристроїв, оскільки затрати на їх виготовлення розкладуються на велику кількість деталей. В крупносерійнім і масовім виробництвах використання спеціальних пристроїв являється обов’язковим, в економічнім відношенні воно завжди вигідне, завжди окупляться затрати на їх виготовлення. В спеціальних пристроях завжди передбачуються установочні поверхні для базування деталей.

Можна дати визначення: установочні базилишають заготовку не менше () трьох степенів свободи – переміщення вздовж координатної осі і поворотів навколо двох других осей. При використанні пристроїв за установочні бази приймають реальні поверхні, які безпосередньо контактують з установочними елементами пристроїв. Ці бази називаютьопорними– вони позбавляють заготовку однієї степені свободи (вздовж осі).Подвійна опорнабаза позбавляє заготовку переміщення вздовж двох осей (двох степенів свободи),направляюча база – переміщення вздовж однієї і повороту навколо другої осі (дві степені),подвійна направляюча– позбавляє переміщень вздовж двох осей і поворотів навколо них (чотири степені).