Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

Конструкторская:

Вспомогательная база - конструкторская база данной детали или сбо­ рочной единицы, используемая для определения положения присоединяемо­ го к ним изделия.

Технологическая база - база, используемая для определения положе­ ния заготовки или изделия при изготовлении или ремонте.

Измерительная база - база, используемая для определения положения средств измерения при контроле расположения поверхностей заготовки или элементов изделия.

По особенностям применения технологические базы подразделяются на контактные, настроечные и проверочные.

Контактными называются технологические базы, непосредственно соприкасающиеся с соответствующими установочными поверхностями при­ способления или станка.

Настроечной базой называется поверхность заготовки, по отношению к которой ориентируются обрабатываемые поверхности, которая связана с ними непосредственными размерами и образуется при одном установе с рас­ сматриваемыми поверхностями.

Проверочной базой называется поверхность, линия или точка заго­ товки или детали, по отношению к которым производится выверка положе­ ния заготовки на станке или установка режущего инструмента при обработке заготовки, а также выверка положения других деталей или сборочных еди­ ниц при сборке изделия.

Независимо от назначения базы могут различаться по отнимаемым от базируемой заготовки, детали или сборочной единицы степеням свободы. Известно, что для полного исключения подвижности твердого тела в про­ странстве необходимо лишить его шести степеней свободы: трех поступа­ тельных перемещений вдоль осей координат и трех вращений вокруг ука­ занных осей. Это достигается наложением шести двусторонних геометриче­ ских связей, т.е. на схеме базирования указывают шесть опорных точек (пра­

вило шести точек).

Под связями подразумеваются ограничения позиционного (геометри­ ческого) или кинематического характера, накладываемые на твердое тело. Позиционные связи ограничивают перемещения, кинематические - скоро­ сти. В технологии машиностроения приходится иметь дело, главным обра­ зом, с позиционными связями, не зависящими от времени; они называются поэтому стационарными позиционными связями.

Установочная база - база, используемая для наложения на заготовку (изделие) связей, лишающих ее трех степеней свободы: перемещения вдоль одной координатой оси и поворотов вокруг двух других осей; она обеспе­ чивается тремя опорными точками на плоскости призматического тела.

Направляющая база - база, используемая для наложения на заготовку связей, лишающих ее двух степеней свободы: перемещения вдоль одной ко­ ординатной оси и поворота вокруг другой оси; она обеспечивается двумя опорными точками.

Опорная база - база, используемая для наложения на заготовку свя­ зей, лишающих ее одной степени свободы: перемещения вдоль одной коор­ динатной оси или поворота вокруг оси; она обеспечивается одной опорной точкой.

Двойная направляющая база - база, используемая для наложения на заготовку связей, лишающих ее четырех степеней свободы: перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей; она обеспечи­ вается четырьмя опорными точками.

Двойная опорная база —база, используемая для наложения на заго­ товку связей, лишающих ее двух степеней свободы: перемещений вдоль двух координатных осей; она обеспечивается двумя опорными точками.

В большинстве случае сборки и механической обработки базирование осуществляется непосредственно контактом базовых опорных поверхностей с соответствующими поверхностями других деталей узла или приспособле­ ния. Однако во многих случаях бывает удобно определить взаимное распо­ ложение деталей не по их реальным поверхностям, а по некоторым вообра­ жаемым плоскостям, линиям или точкам (плоскость симметрии, осевая ли­ ния, биссектриса угла, центровая точка). Так, взаимное расположение зубча­ тых колес определяется расстоянием между их осями, расстояние между призматическими направляющими станины - расстоянием между биссектри­

сами углов призм, а расположение отверстий в заготовке - их межцентровы­ ми расстояниями.

Таким образом, по характеру проявления базы подразделяются на ре­ альные, или явные, и условные, или скрытые.

Явная база - база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Скрытая база - база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

4.7.2. Основные принципы базирования заготовок

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектиро­ вания технологических процессов механической обработки является назна­ чение технологических баз. От правильности этого назначения в значитель­ ной степени зависят: точность выполнения размеров, заданных конструкто­ ром; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении технологической операции; степень сложности и конструкция приспособле­ ний, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

При автоматизации производства, развитии гидрокопировальных уст­ ройств и применении станков с ЧПУ значение правильного выбора баз еще более возрастает. Все виды автоматизированной обработки основываются на принципе автоматического получения размеров, в котором технологическая база является одним из основных элементов. В связи с этим вопрос о выборе технологических баз решается технологом в самом начале проектирования технологического процесса одновременно с вопросом о последовательности и видах обработки отдельных поверхностей заготовки. При этом назначение баз начинается с выбора базы для выполнения первой операции. Перейдем к рассмотрению принципов назначения технологических баз:

1.При высоких требованиях к точности обработки необходимо выби­ рать такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погреш­ ность установки.

2.Принцип выбора черновой технологической базы (используемой при первом установе заготовки) обусловлен разнообразием методов получе­ ния и форм заготовок:

а) Если некоторые поверхности заготовки останутся необработанны­ ми у готовой детали, то черновые базы нужно выбирать из числа этих по­ верхностей. В этом случае возможно наиболее простым и экономичным пу­ тем обеспечить правильное взаимное расположение системы обработанных поверхностей детали относительно необработанных.

б) В качестве черновой базы следует выбирать поверхность заготовки, относительно которой при первой операции могут быть обработаны поверх­

ности, используемые как технологические базы в дальнейших операциях. Черновая технологическая база - это база для обработки чистовых баз.

в) При выборе черновой базы для обработки заготовок сложного кон­ тура (например, корпусных литых заготовок) следует исходить из условия равномерного распределения припуска между всеми обрабатываемыми по­ верхностями (из принципа выкраивания детали).

г) Черновой базой пользуются только один раз для первой установки

детали на станке.

3. Принцип совмещения (единства) баз заключается в том, что в кач стве технологических баз следует принимать поверхности, которые одно­ временно являются измерительными базами.

При совмещении баз обработка заготовки осуществляется по размерам, поставленным в рабочем чертеже, с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором. Если технологическая база не совпадает с другими, технолог вынужден заменить конструкторские размеры более удобными для обработки технологическими, проставленными непо­ средственно от технологических баз. При это м происходит удлинение раз­ мерных цепей, и поля допусков конструкторских размеров распределяются между вновь введенными размерами, связывающими технологические базы с конструкторскими и с обрабатываемыми поверхностями. В конечном счете это приведет к ужесточению допусков на размеры, выдерживаемые при об­ работке, к удорожанию процесса обработки и к понижению его производи­ тельности.

4. Принцип постоянства баз заключается в том, что необходимо стре миться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без особой необходимости смены баз (не считая смены черновой базы).

Стремление осуществить обработку на одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена баз увеличивает погрешность взаимного расположения поверхностей, обработанных от разных баз, дополнительно

внося в нее погрешность взаимного расположения самих технологических баз.

4.8. Формирование структуры технологического процесса

При формировании технологического процесса необходимо опреде­ лить структуру операции. При формировании структуры операции исполь­

зуются два принципа - принцип концентрации и принцип дифференциации операций.

Принцип концентрации характеризуется тенденцией сосредоточить в одной операции обработку возможно большего числа поверхностей. Техно­ логический процесс, построенный по принципу концентрации, будет состо-

ять из небольшого числа сложных по структуре операций. Использование принципа концентрации позволяет:

а) упростить планирование и организацию производства, поскольку планирование и учет ведутся по операциям, а их число будет минимальным; б) сократить номенклатуру приспособлений, необходимых для уста­ новки и закрепления заготовок, что обеспечивает уменьшение затрат време­

ни и средств на проектирование и изготовление оснастки; в) уменьшить число установок каждой заготовки, что весьма важно

при обработке тяжелых и крупногабаритных деталей (сокращение числа ус­ тановок во всех случаях облегчает достижение высокой точности взаимного расположения поверхностей);

г) повысить производительность труда путем сокращения как основ­ ного технологического, так и вспомогательного времени.

Принцип концентрации операций может быть реализован различны­ ми путями, в связи с чем различают три вида концентрации - организацион­ ную, механическую, технологическую.

Организационной называют такую концентрацию операций, при ко­ торой соединение нескольких операций в одну производится так, что сам ме­ тод при этом не претерпевает никаких изменений. Такой вид концентрации реализуется на универсальном оборудовании при использовании рабочих высокой квалификации.

Механическая концентрация предусматривает замену установок пози­ циями или механизированную смену инструмента.

Технологической называют концентрацию, при которой простые пере­ ходы объединены в сложные, т.е. в работе одновременно участвует несколь­ ко режущих инструментов или сложным инструментом одновременно обра­ батывается несколько поверхностей заготовки.

Второй принцип определения структуры операции - принцип диффе­ ренциации - предусматривает разукрупнение обработки и упрощение каж­ дой операции при увеличении их числа. Достоинства дифференцированного процесса состоят в следующем:

а) упрощаются приспособления и инструменты, наладка станков, уменьшается время подготовки производства;

б) его легко можно перестроить, что важно в условиях частой смены объектов производства;

в) создаются благоприятные возможности для обработки заготовки с наивыгоднейшими режимами резания в каждом переходе.

Использование одного из двух принципов (концентрации или диффе­ ренциации) при формировании структуры операции зависит в основном от типа производства. В условиях единичного и мелкосерийного производства операции обычно проектируются по принципу организационной концентра­ ции. В условиях крупносерийного и массового производства применяется