Рекомендации по выбору черновых баз.

При выборе черновых баз необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Для надежного базирования и закрепления, черновая база должна иметь простую форму, ровную поверхность, достаточные размеры и наименьшую шероховатость поверхности. Недопустимо использовать поверхности с остатками прибылей, литниковых систем, со следами разъема опок, штампов, прессформ, и т.д.

2. В качестве черновых баз следует выбирать поверхности, которые у готовой детали остаются необработанными. В этом случае будет обеспечена точность взаимного расположения обработанных и необработанных поверхностей, например их параллельность.

3. У корпусных деталей первой обрабатывается поверхность, которая в дальнейшем будет служить установочной базой, несущей максимальное количество опорных точек. При дальнейшей обработке деталь будет занимать наиболее устойчивое положение. Если деталь обрабатывается кругом, т.е. необработанных поверхностей на ней не остается, то в качестве черновой базы следует выбирать поверхность, имеющую наименьший припуск.

4. При обработке тел вращения необходимо в качестве черновой базы выбирают поверхность, которая обрабатывается на данном установе. В этом случае биение обрабатываемой поверхности будет меньше, что позволит уменьшить припуск на обработку.

1.10. Выбор чистовых баз. Принципы последовательности, совмещения (единства) и постоянства баз.

При производстве заготовок литьем или обработкой давлением в металле из-за неравномерности нагрева, охлаждения, упрочнения и т.д. возникают внутренние (остаточные) напряжения. Эти напряжения снимают отжигом или старением заготовок. Полностью снять эти напряжения не удается. Металл заготовки под действием внутренних напряжений находится в статическом равновесии. Удаления слоя металла с поверхности при механической обработке приводит к нарушению этого равновесия и перераспределению внутренних напряжений. При нарушении равновесия под действием напряжений возникают деформации, которые искажают геометрию изделия. Каждый акт снятия припуска с поверхности сопровождается деформациями заготовки. В этой связи поверхности, которые были обработаны в первую очередь и имели правильную геометрическую форму, могут ее потерять. В этих условиях сначала обрабатывают поверхности, с менее точной геометрией, а затем с более точной. Если по технологии поверхность с точной геометрией обрабатывают в первую очередь, то и в конце обработки изделия ее обработку следует повторить для получения окончательных размеров.

Принцип совмещения (единства) баз.

Суть этого принципа заключается в том, что при обработке деталей партиями на предварительно настроенных станках, когда заданные на чертеже размеры выдерживаются автоматически, в качестве технологических баз следует выбирать поверхности, которые являются одновременно конструкторскими и измерительными базами.

Возможны 4 варианта решения возникшей проблемы.

1. Настроить некоторым образом станок (станки) на операционные размеры, допустим, на середину допуска размеров и согласиться с тем, что часть деталей после изготовления всей партии уйдет брак за счет рассеяния размеров. Есть методы, которые позволяют оценить величину брака. Как правило, процент брака оказывается небольшим.

2. Ввести операционный контроль и производить поднастройку станков в процессе обработки.

3. Ужесточить допуск на размер (в). Для этого есть методы расчета.

4. Использовать принцип совмещения баз.

Рассмотрим последний способ решения проблемы. Определим поверхность (Б) как измерительную базу, т.к. от этой поверхности задан размер (а). Совместим эту поверхность с технологической направляющей базой. Операционный эскиз обработки показан на рис. 35,а. Тогда настройка на размер (а) уже не будет зависеть от размера (в) и допуск этот размер может быть любым.

Рис. 35 Совмещение измерительной базы с технологическими а – направляющей; б – настроечной

Другим вариантом решения является совмещение измерительной базы с технологической настроечной. В этом случае обработка может быть выполнена за один рабочий ход комплектом фрез, диаметр которых подобран так, чтобы выдерживался размер (а) в пределах заданного допуска (рис.35,б).

Принцип постоянства баз.

При механической обработке заготовок, особенно сложной конфигурации, возникает необходимость менять их положение. Если при установке в новом положении меняются базы, то возникают отклонения от перпендикулярности, параллельности, соосности и другие погрешности между ранее обработанными и вновь обрабатываемыми поверхностями. Каждая новая смена баз увеличивает эти погрешности. В пределах одной операции, когда обработка ведется с одного установа, они минимальны.

Таким образом, суть принципа постоянства баз, можно сформулировать так. При механической обработке изделий для повышения точности расположения поверхностей, число баз на всех операциях должно быть минимальным, и если это, возможно, следует использовать одну и ту же базу, меняя только черновую. В пределах одной операции необходимо стремиться вести обработку с одного установа.

1.11. Точность и погрешность при механической обработке, виды погрешностей.

Точность является важным показателем качества изделий. Повышение точности увеличивает долговечность и надежность эксплуатации изделия, повышает взаимозаменяемость. За последние 100 лет точность механической обработки возросла более чем в 2000 раз.

В настоящее время минимальный стандартный допуск на размеры до 3 мм по 01 квалитету составляет 0,3 мкм (0,01% от размера), на размеры 1250-1600мм – 8мкм (0,0005%). В то же время повышение точности должно быть экономически оправданным. На рис.37 представлена качественная зависимость (без цифр) стоимости обработки от допуска на размер. Из рисунка следует, что с уменьшением до-пуска, стоимость обработки возрастает по экспоненте.

Рис. 37 Качественная зависимость стоимости обработки от допуска на размер

Очевидно, что требования к точности и шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на технологический процесс, т.к. выбор методов обработки, расчет режимов резания, припусков на обработку и т.д. во многом зависят от этих требований.

Точность и погрешность

Точность изделия – это степень соответствия истинного значения геометрического параметра его заданной величине.

Количественным показателем точности (нормой точности) является допуск. Назначение величины допуска называется нормированием точности. Нормированию подлежат допуски размеров, отклонениям формы и расположения поверхностей. После механической обработки на станках детали имеют определенные геометрические параметры. Контроль этих параметров определяет их действительное значение.

Погрешностью называется численное отклонение действительного (измерительного) значения параметра от заданного. Заданным значением параметра могут быть предельные и номинальный размеры, а также параметры, определяющие номинальную форму и расположение поверхностей (крутость, прямолинейность, соосность и т.д.).

Погрешность может быть абсолютной и относительной. Представленное выше определение относится к абсолютной погрешности. Отношение абсолютной погрешности к заданному значению параметра, называется относительной погрешностью. Эта погрешность обычно выражается в процентах. Таким образом, также погрешность является количественным показателем точности. Очевидно, что при изготовлении деталей с большими погрешностями невозможно обеспечить высокую точность. Например, погрешность может быть определена как разность между номинальным и действительным размером. Сравнивая это значение с предельными отклонениями размера, можно дать оценку точности изготовления.

Погрешность может быть детерминированной (закономерной) или случайной (статической) величиной. Согласно принятой технологии, детерминированные погрешности называются систематическими.

Систематические погрешности делят на два вида: постоянные и переменные.

Постоянными погрешностями называются такие, которые при обработке партии заготовок не изменяются от заготовки к заготовке. К ним можно отнести погрешности, возникающие за счет использования неточных станков, неточного мерного (калиброванного) инструмента (сверла, развертки, метчики), неточность настройки станков на заданный размер.

Переменные – погрешности меняются от заготовки к заготовке при обработке партии. К ним следует отнести погрешности из-за износа режущего инструмента и тепловые деформации системы деталь-инструмент-приспособление-станок (ДИПС или устаревшее, читай наоборот – СПИД).

Случайные погрешности не подчиняются видимой закономерности. Для каждой заготовки из партии они имеют свое значение. Можно предполагать и даже знать причину появления случайной погрешности. Однако, корни этой причины, как правило, находятся в малоисследованной области, что не позволяет придать этой погрешности детерминированный характер. Например, причиной погрешности могут быть колебания механических свойств, связанные с металлургическими факторами и т.д.

При механической обработке в силу разнообразных причин возникают все виды погрешностей. Поэтому погрешность механической обработки состоит из трех составляющих: постоянной, переменной и случайной.