В.П.Приходько, канд.техн.наук, В.Г.Біланенко, канд.техн.наук, В.В. Харьков, магістрант

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені І.Сікорського”, м. Київ, Україна

Забезпечення принципів базування при використанні інтегрованого оброблення в сучасних технологічних системах

Важливим етапом розроблення технологічних процесів виготовлення деталей є вибір технологічних баз, який з урахуванням розмірних зв’язків повинен забезпечити економічно вигідний варіант досягнення заданої конструктором точності розмірів і розташування поверхонь, а при необхідності - рівномірності припусків на відповідних поверхнях.

Дотримання принципів сталості та суміщення технологічних баз має на меті спрощення конструкцій та уніфікацію верстатних пристроїв, зменшення відповідних витрат, а також підвищення точності оброблення за рахунок усунення похибок установки заготовок.

Практична реалізація зазначених принципів у багатьох випадках, навіть за умови достатньо високого рівня технологічності деталі, ускладнюється внаслідок неможливості використання деяких поверхонь у якості технологічних баз (ТБ) через обмеженість їх розмірів, недоступність та незручність використання, необхідність зміни технологічних баз для дотримання принципу суміщення баз. Одночасне дотримання обох принципів у більшості випадків є неможливим тому на практиці дотримуються одного з них. Вибір визначається задачами, які є пріоритетними при виконанні обробки. Використання сучасних технологічних систем, зокрема, багатоцільових верстатів, дозволяє вирішити проблему зменшення або повного усунення похибок установки заготовок та підвищення точності оброблення за рахунок інтегрованої обробки, що передбачає реалізацію переходів, наприклад, точіння, фрезерування, свердління та інших в одному установі чи операції. Завдяки чому досягається реалізація схем прямого формування розмірів – обробленням зв’язаних поверхонь в одному технологічному установі без зміни ТБ та забезпеченням відповідних розмірів програмою верстата. Предметом даної роботи є аналіз впливу інтегрованої обробки деталей на особливості реалізації принципів базування та забезпечення точності розмірів.

Порівняємо два варіанти оброблення та особливості забезпечення точності розмірів на прикладі деталі (рис.1). Відзначимо, що конструкція деталі є такою, що лінійні конструкторські розміри (КР) задані від трьох різних торцевих поверхонь-вимірювальних баз, а отже для реалізації принципу суміщення баз, для усунення похибок базування, їх треба використовувати в якості технологічних баз при отриманні відповідних розмірів. Така зміна баз означатиме недотримання принципу сталості баз. Проаналізуємо варіанти обробки та особливості реалізації принципів базування при виконанні інтегрованої обробки на багатоцільових токарних верстатах з ЧПУ.

У першому варіанті (рис.1б,1в) розміри F3 і F4 забезпечуються від іншої ніж при токарній обробці ТБ – торцевої поверхні. Для реалізації такої схеми необхідно буде проектувати та використовувати новий верстатний пристрій. У такому варіанті величина поля розсіювання буде дорівнювати:

;

Складові і - відповідно будуть враховувати похибки просторового відхилення ТБ. Навіть при буде мати місце похибка установки Зауважимо, що фрезерування уступа і свердління отвору може бути виконано і з використанням у якості опорної ТБ одного із торців заготовки, що може бути більш доцільним для спрощення конструкції верстатного пристрою, але у такому випадку технологічні розміри F3 і F4 будуть задані від відповідного торця-технологічної бази, а тоді формування КР А3,А4 буде представлено багатоланковими РЛ: A3] = - F3 +F1- F2; [A4] =- F4 +F1- F2 , а отже їх точність буде визначатись такими величинами полів розсіювання: очевидно, що точність розмірів буде нижчою ніж у попередньому варіанті. Збільшення величини полів розсіювання є наслідком появи похибок базування

У другому варіанті оброблення (рис.1г) розміри F3 і F4 забезпечуються програмою, шляхом оброблення відповідних поверхонь на багатоцільовому верстаті з одного установа. Обидва розміри формуються безпосередньо і в такому випадку похибка установки та просторові відхилення ТБ на їх точність не впливатимуть, а відповідні поля розсіювання будуть розраховуватись за формулами: ;

Відзначимо що в обох варіантах оброблення розмірні зв’язки, а відповідно, і точність КР буде визначатись дволанковими розмірними ланцюгами: [A3] = F1; [A4] = F2. При цьому точність КР одержаних по 2 варіанту оброблення буде вищою .

1 варіант - ;

2 варіант - ;

У деяких випадках точність КР буде визначатись та оцінюватись багатоланковими розмірними ланцюгами. Такі операційні розмірні ланцюги (ОРЛ) будуть відображати, наприклад, розмірні зв’язки, що виникатимуть при одержанні КР, заданих ланцюговим методом, за допомогою технологічних розмірів, що реалізуються на верстаті з ЧПУ, заданих координатним методом. При цьому відмінність методів представлення розмірів не буде впливати на точність КР. У таких випадках для одержання коректних результатів при визначенні необхідно враховувати взаємо- компенсацію похибок [1].

а) б)

в) г)

Рис.1. Ескіз деталі(а), операційні ескізи оброблення по варіанту 1(б,в) та варіанту 2(г)

Висновки:

1. Оброблення деталей на багатоцільових верстатах дозволяє в значній мірі забезпечити дотримання принципу сталості баз, а за рахунок використання інтегрованої обробки усунути вплив на точність розмірів похибок установки, формально не дотримуючись у деяких випадках суміщення технологічної і вимірювальних баз.

2. При обробленні на багатоцільових верстатах з використанням прямого формування розмірів може використовуватись будь-який метод постановки технологічних розмірів (ланцюговий, координатний), оскільки це не впливає на точність одержуваних конструкторських розмірів.

3. У випадку неспівпадання технологічних і конструкторських розмірів, через використання різних методів постановки розмірів на деталі та на операційному ескізі, для отримання достовірної оцінки точності конструкторських розмірів при розрахунку операційних розмірних ланцюгів обов’язково потрібно враховувати взаємокомпенсацію похибок.

Література:

1. Приходько В.П. Оцінка величини взаємокомпенсації похибок при токарній обробці на основі експериментально-статистичних даних. Материалы Международной научно - практической конференции «Научный прогресс на рубеже тысячелетий -2013»., 27.05-05.06.13.Чехия.