В.П.Приходько, канд.техн.наук
НТУ України "Київський політехнічний інститут", м. Київ
Формалізація вибору технологічних баз на основі аналізу розмірних зв’язків деталей

Вибір технологічних баз (ТБ) при розробленні технологічних процесів виготовлення деталей є важливим завданням, оскільки вибором ТБ та схемою розмірних зв’язків поверхонь деталі в значній мірі визначатиметься послідовність оброблення поверхонь, можливість і економічність досягнення необхідної точності розмірів та відносного розташування поверхонь.

Процедури вибору, як чистових технологічних баз, що є обробленими поверхнями, так і технологічних баз для першої операції (необроблені поверхні) у більшості випадків ґрунтується на якісному аналізі поверхонь деталі, зокрема в знаходженні основних і допоміжних конструкторських баз (ОКБ і ДКБ). Такий підхід базується на припущенні, що саме вони є головними поверхнями відносно яких повинні бути зорієнтовані інші поверхні. У той же час, на практиці, в конструкціях деталей положення оброблюваних поверхонь може задаватись не від ОКБ, а від інших поверхонь, наприклад, допоміжних конструкторських баз.

Очевидно, що такий вибір орієнтований на дотримання принципу сталості баз і недостатньо враховує реальну схему розмірних зв’язків деталі. У той час, саме кількість розмірних зв’язків поверхні повинна бути основним критерієм вибору технологічної бази. Вибір в якості ТБ поверхні, яка має велику кількість розмірних зв’язків, тобто зв’язана розмірами і технологічними вимогами розташування з багатьма іншими поверхнями, означатиме дотримання принципу суміщення технологічних і вимірювальних баз та відсутність похибок базування при обробленні поверхонь і одержанні розмірів заданих від такої ТБ. Уникання похибок базування у свою чергу забезпечить більш економічний шлях досягнення заданої точності розмірів.

Отже при виборі ТБ в першу чергу необхідно опиратись на кількість розмірних зв’язків кожної поверхні та виявленні поверхонь з найбільшою кількістю зв’язків.

Таке завдання може бути вирішено на основі побудови і наступного аналізу графів чи матриць [1,2] розмірних зв’язків конструкторських розмірів. Їх побудова може здійснюватись спеціально для обґрунтованого вибору технологічних баз та визначення послідовності оброблення поверхонь або як одного з етапів розмірного моделювання ТП. Представлення розмірних зв’язків деталі за допомогою графів забезпечує візуалізацію зв’язків та полегшує вибір поверхонь з найбільшою їх кількістю для подальшого аналізу з метою вибору технологічних баз. При реалізації вибору ТБ на основі машинних алгоритмів доцільно використовувати матричне представлення.

Графи будують для кожного з координатних напрямків та використовують для вибору трьох технологічних баз при обробленні тривимірних деталей (корпусів), або двох – при обробленні деталей – тіл обертання (вали, втулки).

Пропонується такий алгоритм вибору технологічних баз з використанням графів :

1. Побудова графа розмірних зв’язків для обраного координатного напрямку.

2. Візуальний аналіз графа та визначення поверхонь з найбільшою кількістю зв’язків.

3. Послідовний аналіз кількох відібраних поверхонь, починаючи з поверхні, що має найбільшу кількість розмірних зв’язків, на їх відповідність іншим вимогам до технологічних баз. Зокрема:

- Достатності розмірів поверхні для забезпечення надійного базування деталі з мінімальними похибками установки;

- Доступності обраної поверхні для здійснення установки заготовки без надмірного ускладнення конструкції верстатного пристрою.

Якщо поверхнею, що має найбільшу кількість розмірних зв’язків виявиться ОКБ, то вона з великою ймовірністю буде відповідати й іншим критеріям, оскільки вони будуть аналогічними і щодо встановлення деталі в конструкції вузла.

4. Якщо в координатному напрямку виявиться тільки одна поверхня, від якої задані всі зв’язки то це означатиме, що її вибір в якості ТБ задовольнить одночасно вимоги сталості та єдності баз і забезпечить точність оброблення з найменшими похибками установки заготовок, а також високу ступінь уніфікації елементів верстатних пристроїв. У підсумку – найбільш економічний варіант забезпечення заданої точності розмірів.

На практиці такий варіант призначення розмірів може мати місце в крупносерійному і масовому виробництвах, як результат цілеспрямованої роботи конструктора і технолога, для досягнення високої технологічності конструкції деталі.

5. Якщо в координатному напрямку виявиться декілька поверхонь із значною кількістю розмірних зв’язків то проводиться послідовний їх аналіз на відповідність іншим критеріям, починаючи з ОКБ, якщо немає – з ДКБ. При аналізі поверхні, щодо відповідності критеріям також аналізують можливість технологічної системи щодо забезпечення необхідної точності розмірів за рахунок прямого формування розмірів, заданих від інших поверхонь, наприклад інструментом, набором інструментів, програмою і усуненням таким чином впливу похибок установки заготовок та забезпеченням при цьому дотримання принципу сталості баз.

6. При неможливості забезпечення необхідної точності деяких розмірів вибирають наступну поверхню у тому ж координатному напрямку і повторюють аналіз, аналогічно п.5.

Таким чином вибір проводять до тих пір поки не буде забезпечена необхідна точність усіх розмірів даного координатного напрямку.

В результаті буде відібрано декілька поверхонь, які послідовно будуть використані в якості ТБ при обробці «своїх» поверхонь, тобто з дотриманням принципу суміщення баз.

Висновок.

Для забезпечення більш ефективного та цілеспрямованого вибору технологічних баз доцільно здійснювати його на основі аналізу графів розмірних зв’язків деталі.

Література.

1.Приходько В.П.. Використання орієнтованих графів для представлення структури розмірних зв’язків технологічних процесів. Зб.:”Вестник национального технического университета Украины ”Киевский политехнический институт”. Машиностроение. №50,2007, с.130-138.

2.Пpиходько В.П. Викоpистання матpиць для пpедставлення стpуктуpи технологiчних пpоцесiв пpи pозмipному моделюваннi i аналiзi. Пpацi мiжнаpодної науково-технiчної конфеpенцiї. т II, НТУУ, Київ,1998,с.139-145.