Какую поверхность используют в качестве установочной базы при изготовлении сложных дисков
Выбор технологических баз является одной из важнейших задач разработки технологического процесса, оказывающих большое влияние на его качество. Характерная особенность комплекта технологических баз (модуля технологических баз - МТБ), в отличие от комплекта конструкторских, состоит в том, что он предназначен лишать всегда заготовку всех степеней свободы.
В общем случае в качестве технологических баз могут выступать как любые поверхности детали или заготовки, так и элементы их симметрии (точка, центр, ось. плоскость). Их выбор определяется решаемой задачей.
Часто в одном МТБ сочетаются реальные поверхности и элементы симметрии. Например, базирование диска в самоцентрирующем трехку - лачковом патроне осуществляется торцом и центром симметрии диска.
Следует отметить, что в технологическом процессе изготовления детали, как правило, первые МТБ содержат поверхности заготовки и элементы их симметрии, а в дальнейшем по мере формирования на заготовке поверхностей детали появляются МТБ, образованные поверхностями детали и элементами их симметрии.
При построении технологического процесса сначала выбирают МТБ для получения каждого МП, МПИ детали, Исходными данными для решения этой задачи служит граф размерных связей МП, МПИ детали, из которого видно, какие МП, МГІИ являются конструкторскими базами; на лучах указаны допуски координирующих размеров, показывающие уровень точности положения МП и МПИ.
Как известно, наивысшая точность относительного положения МП, МПИ теоретически должна получаться при совмещении конструкторских баз с технологическими базами, т. е. используется принцип совмещения баз. Если таким образом строить технологический процесс, то придется многократно менять'МТБ. Допустим, если деталь имеет десять конструкторских баз, то при ее изготовлении придется 10 раз переустанавливать заготовку, что приведет не только к увеличению числа установок, но и числа операций; поэтому, при выборе МТБ стремятся использовать принцип единства баз.
Если при выборе МТБ в его состав входят поверхности детали, принадлежащие разным МП, МПИ, то существенно усложняются размерные связи технологического процесса. Поэтому рекомендуется в качестве МТБ выбирать только МП и МПИ детали. Если в качестве МТБ выбирается какой-либо МПИ, то в качестве баз желательно использовать те поверхности, которые составляют один из МП, входящих в его состав.
При использовании принципа единства баз сначала ведется поиск одного МТБ. относительно которого можно получить все МП, МПИ.
На поиск единого МТБ влияют следующие факторы; 1) количество МП и МПИ, заданных от одного комплекта конструкторских баз; 2) уровень точности положения МП, МПИ относительно комплекта конструкторских баз; 3) возможность изготовления всех МП, МПИ детали.
Итак, выбор единого МТБ начинается с анализа конструкторских размерных связей МП, МПИ, на основе которого проводится поиск у детали такого МП или МПИ, относительно которого можно обработать все или большинство МП, МПИ.
Поиск МТБ рекомендуется проводить в следующей последовательности. Сначала составляют список модулей поверхностей (МП, МПИ), претендующих на роль единых технологических баз. В него включают прежде всего МП, МПИ, выполняющие роль конструкторских баз. Вошедшие в этот список модули поверхностей оцениваются по числу заданных относительно них МП, МПИ, уровню точности их относительного положения. В итоге в качестве МТБ выбирается тот МП или МПИ, относительно которого задано большее число модулей с наиболее высокими требованиями к точности их относительного положения.
Далее оценивается возможность обработки всех МП, МПИ относительно выбранного в качестве МТБ. Если среди них окажутся МП, МПИ, которые не могут быть изготовлены, например, из-за невозможности доступа к ним, или к ним предъявляются высокие требования к точности относительного положения, которые не могут быть достигнуты из-за смены баз или по другим причинам, то для них таким же способом выбирают в качестве МТБ другие МП или МПИ.
Пусть, к примеру, имеется некоторая деталь с определенным составом МП и их размерными связями. Согласно этим связям запишем слева вес модули, являющиеся конструкторской базой (МПБ), а справа модули, заданные относительно соответствующей конструкторской базы.
Анализ размерных связей графа МП, МПИ показывает, что есть два модуля 1 и 8, относительно которых задано наибольшее число МП, МПИ - по четыре. Исходя из этого, в качестве МТБ для полного изготовления детали следует принять один из них. Для этого надо сопоставить уровни точности относительного положения МП, МПИ и выбрать тот, относительно которого задано большее число МП, МПИ с наибольшей точностью. Пусть таким МТБ будет модуль 1.
Теперь следует выяснить, можно ли от модуля 1 изготовить все МП, МПИ детали, т. е. есть ли доступ к изготовлению всех МП, МПИ. (Например, если заготовку корпусной детали базируют основанием, а на этом основании надо сделать несколько отверстий, то доступа к их изготовлению не будет).
Если окажется, что нельзя изготовить все МП, МПИ от модуля 1, то в качестве одного комплекта технологических баз следует рассматривать модуль 8. Его тоже следует оценить с точки зрения возможности изготовления всех МП, МПИ детали.
Если и от модуля 8 не удается изготовить все модули, то надо рассматривать в качестве единого МТБ все оставшиеся модули, но в первую очередь модули, являющиеся конструкторской базой.
При отсутствии у детали модуля, относительно которого можно изготовит все МП, следует рассмотреть возможность создания специальных поверхностей, являющихся едиными технологическими базами (примером такого решения могут служить центровые гнезда для изготовления валов).
Если и такое решение невозможно или нецелесообразно, то приходится для полного изготовления детали использовать несколько МТБ; при этом надо стремиться к минимальному числу МТБ.
После выбора всех МТБ надо оценить у каждого из них соответствие их поверхностей требованиям, предъявляемым к базам. Например, когда габаритные размеры установочной технологической базы малы, их искусственно увеличивают для сокращения погрешностей установки и повышения жесткости детали на время обработки. Например, для обработки поверхностей основных баз каретки револьверного суппорта станка (рис. 2.3.10, а) в качестве установочной технологической базы используют плоскость под револьверную головку (1, 2,3- опорные точки). Плоскость имеет небольшой диаметр, поэтому при установке по этой плоскости получается, во-первых, значительная погрешность установки, во-вторых, консольное расположение заготовки, в результате которого обработка сопровождается упругими деформациями заготовки и, как следствие, получение неправильной геометрической формы поверхностей.
Рис. 2.3.10. Примеры увеличения габаритных размеров установочной базы
Введение клиньев, домкратов (рис. 2.3.10, б) для повышения жесткости требует значительных затрат времени на установку; кроме того, легко порождает значительные погрешности.
Хорошие результаты дает увеличение габаритных размеров технологической базы, достигаемое путем создания у заготовки специальных приливов (рис. 2.3.10, е), площадки которых совместно с плоской поверхностью, выполняя роль установочной технологической базы, позволяют не только повысить жесткость детали и сократить погрешность, но и уменьшить время установки. После окончания обработки приливы такого рода обычно удаляют.
При обработке некоторых деталей в качестве технологических баз на ряде операций используются сами обрабатываемые поверхности (например, при обработке гладких валиков на бесцентрово-шлифовальном станке, при обработке шариков и т. д.). В таких случаях одни участки поверхности используются в качестве технологических баз, в то время как другие в это время обрабатываются. Действительно, при обработке, например, на бесцентрово-шлифовальном станке гладкого валика часть его поверхности, соприкасающаяся в каждый данный момент с поверхностями ведущего круга и направляющего ножа, выполняет роль двойной направляющей технологической базы, в то время как другая часть подвергается обработке. Более строго следовало бы обе части поверхности в каждый данный момент рассматривать как две различные поверхности: одну - ранее образованную, другую - вновь образующуюся.
Изложенная выше методика выбора МТБ позволяет разработать алгоритм решения этой задачи на ЭВМ в диалоге с технологом. Опытный технолог с помощью графа МП, МПИ, чертежа детали и на основе опыта с помощью такого алгоритма может быстро оценить варианты МТБ и принять решение по их выбору.
Практика разработки технологических процессов показывает, что с точки зрения выбора технологических баз все детали условно можно разделить на Ове группы.
К первой группе относятся детали, к которым при их работе в изделии присоединяется не более одной детали или сборочной единицы. Характерным признаком деталей этой группы является наличие у них по одному полному или неполному комплекту основных и вспомогательных баз. В качестве примера можно указать такие детали, как рычаги, простейшие конструкции зубчатых колес, рукояток, валиков, кронштейнов, крышек, шкивов и ряд других.
Ко второй группе относятся детали более сложной конструкции, к которым при их работе в изделии присоединяется обычно не менее двух деталей или сборочных единиц. Характерной особенностью этой группы деталей является наличие у них, кроме одного комплекта основных баз, нескольких полных или неполных комплектов вспомогательных баз.
Выбор технологических баз у деталей первой группы относительно прост. В первую очередь следует выбирать поверхности, отличающиеся наибольшими габаритными размерами, протяженностью и наименьшими размерами, для их использования соответственно в качестве установочной, направляющей и опорной технологических баз. При этом не имеет значения, принадлежат ли эти поверхности основным или вспомогательным базам или выполняют роль рабочих.
На второй операции в качестве технологических баз необходимо использовать поверхности, полученные в результате обработки заготовки (детали) на первой операции.
На всех последующих операциях в качестве технологических баз следует использовать поверхности, полученные в результате обработки на второй операции (т. е. которые в необработанном виде использовались в качестве технологических баз на первой операции).
Прежде чем выбрать МТБ для деталей второй группы, необходимо изучить служебное назначение детали в изделии и установить размерные связи между всеми поверхностями детали, обратив в первую очередь внимание на связи, определяющие относительные повороты поверхностей.
После этого, в первую очередь, необходимо выбрать технологические базы для обеспечения точности относительных поворотов поверхностей и затем (или одновременно) технологические базы для обеспечения точности размеров, связывающих поверхности.
Если большинство МП, МПИ у деталей второй группы заданы относительно основных баз детали, то, как правило, последние следует выбирать в качестве первого МТБ. После этого изготавливают основные базы, а в дальнейшем от них изготавливают остальные МП и МПИ.
Рассмотренные ранее правила выбора установочных баз справедливы и при изготовлении деталей с участками сложной формы. Однако не всегда такие участки удобны для использования их в качестве баз, в других случаях, наоборот, такие поверхности могут оказаться удобнее других поверхностей.
Наиболее удобной для использования в качестве установочной базы является коническая поверхность. Как чистовая база она позволяет обеспечить точное центрирование, быстроту установки и снятие заготовки и, кроме того, сама служит надежным средством закрепления заготовки. Коническая поверхность хвостовиков режущих инструментов (сверла, развертки и др.) и различных приспособлений (центры, оправки и т. д.) используется как база и как средство закрепления в станке.
Однако коническая поверхность может быть принята в качестве установочной базы только в тех случаях, когда не требуется выполнять точных линейных размеров по лимбу. Фасонные поверхности принимают за базу редко, но иногда и эти поверхности выгодно использовать в качестве установочных баз.
В качестве установочной базы используют накатанную поверхность. В этих случаях для закрепления заготовок используют обжимные приспособления из мягкого материала, чтобы не повредить накатку.
Резьбовые поверхности принимают в качестве установочных баз только при невысоких требованиях к соосности детали. Как правило, базирование на резьбе не обеспечивает строгого центрирования, если нет дополнительной базирующей поверхности — цилиндрической или конической, которая обеспечивает центрирование, а резьба служит для закрепления заготовки на оправке. Например, в токарном патроне, навинчиваемом на шпиндель станка, базовой поверхностью служит цилиндрический, а в некоторых случаях конический участок конца шпинделя, а резьба служит для закрепления патрона.
Конструкция зубчатого колеса
Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:
- При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
- Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
- При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
- Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.
Наибольшее распространение получили зубчатые колеса цилиндрического типа.
Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:
- В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
- В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
- Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.
Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.
Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении
Погрешностью базирования называется отклонение конструкции заготовки относительно заданного местоположения. Она применяется во время обработки, эксплуатации и настройки детали на токарных или фрезерных станках. Выделяют следующие разновидности погрешности базирования заготовки:
- Погрешность закрепления: возникает при зажатии детали на столе станка. Во время этого процесса происходит смещение установочных баз, лимитирующих движение заготовки. Погрешность закрепления обусловлена неправильным использованием установочных приборов и зажимов. Данные факторы приводят к деформации заготовленного материала.
- Погрешность установки: появляется после закрепления изделия на станковом оборудовании. Ее возникновение обусловлено несоответствие форм базовых поверхностей и наличие большого количества металлической стружки, образующейся во время нарезания детали. Происходит засорение обрабатываемой поверхности и последующее отклонение детали. Для минимизации погрешности заготовки важно следовать принципам постоянства и смещения базовых поверхностей.
- Систематическая погрешность: образуется из-за человеческого фактора —наблюдательности и аккуратности мастера, выполняющего настройку инструментов. Она возникает при нарушениях во время измерения размерных характеристик детали, написании неправильных чертежей и схем базирования и упрощении формул, необходимых для проведения расчетов.
На величину погрешности и точность обработки оказывают непосредственное влияние следующие факторы:
- Разница между действительными и номинальными размерами заготовки.
- Значение отклонения устанавливаемых конструкций относительно их взаимных расположений: перпендикулярности, концентричности и параллельности.
- Поломка станков и иных приспособлений, использующихся во время базирования. Неисправность оборудования обусловлена несоблюдением правил эксплуатации или недочетами, возникшими во время производства несущих конструкций приборов. Эти факторы приводят к возникновению зазоров на винтах и шпинделях установочного оборудования.
- Изменение формы заготовки, произошедшие до проведения процедуры обработки. Они обусловлены внешними повреждениями конструкции или неправильным местоположением изделия.
Расчет погрешности базирования проводится при помощи использования математической формулы: εБ.ДОП ≤δ — ∆. Во время определения величины отклонения важно учитывать, что действительная погрешность обязана быть меньше допустимых значений. Результат расчетов всегда является неточным.
Для расчета погрешности был разработан общий алгоритм вычисления:
- Необходимо правильно определить местоположение базы на основе размеров устанавливаемой детали.
- Найти расположение технологической базовой поверхности, что позволит мастеру правильно подобрать место размещения заготовки для проведения ее обработки.
- Если технологическая база совмещается с измерительной, то погрешность базирования будет равняться 0.
- В случае, когда базы различаются и не совмещаются при наложении, то осуществляются геометрические расчеты величины отклонения. Результаты измерения вычитаются из предельно допустимых значений погрешности. Разность показывает действительную величину отклонения изделия. Все расчеты производятся по общей формуле: [εб] = Т — ∆ж.
Если отсутствуют общий базис и предельные значений погрешности, то необходимо найти исходную базовую поверхность. Если она не изменяет исходное местоположение, то значение погрешности равняется 0.
При создании самых различных механизмов могут применяться шестерни и зубчатые колеса. Их геометрические особенности определяют возможность обеспечения надежного зацепления для передачи усилия. Технология изготовления зубчатых колес характеризуется достаточно большим количеством особенностей, среди которых отметим использование специального оборудования. Если изготовление шестерен проводится без учета особенностей геометрических особенностей, то существенно снижается качество получаемого соединения для передачи вращения.
Идеи как заработать на фрезерном станке с ЧПУ
Системная разработка, изготовление и последующая реализация - главные задачи компании RAYMARK. Производитель создаёт качественное многофункциональное лазерное и фрезерное оборудование, использование которого актуально в различных сферах, от бытовых работ до масштабных …
Базирование призматической заготовки
Призмой является многогранник, у которого 2 грани являются равными многоугольниками. Она представляет собой установочное приспособление. Его поверхность является пазом и образована 2 наклонными плоскостями. Изготавливаются призматические фигуры с углом 90° и 120°. В промышленности призмы используются для нахождения расположения оси детали с неполной цилиндрической поверхностью. Эта фигура способна определять положение осей абсцисса, ордината и аппликата, поэтому она используется при базировании.
Во время базирования детали в призме опоры располагаются в координатных плоскостях. Призматическая заготовка базируется в координатный угол для выполнения принципа совмещения баз. При размещении заготовки в призме используются 3 поверхности. Под углом в 90° к изделию прикладывается сила. В результате возникновения трения между соприкоснувшимися поверхностями уменьшается величина смещения изделия в различных направлениях.
Если поменять направления вектора прикладываемой силы, то заготовка прижмется ко всем установочным базам одновременно. Если на установочной базе присутствует припуск, то его нужно удалить при помощи регулируемых опор. Заготовка не сможет двигаться вдоль координатных осей, потому что она лишена всех 6 степеней свободы. Установочной базой выступает плоскость с наибольшим размером. Направляющей базой считается поверхность с наибольшими показателями протяженности.
Для определения местоположения выбирается призма с неширокими установочными базами. Если деталь располагает обработанной базой, то используют призму с большой длиной. При базировании в призме возможно определить направление только в 1 координатной плоскости.
Размещение беженцев в Александрии
Предлагаем расселение и помощь для беженцев в Александрии, для этого есть такая возможность:
Центральный бассейн города Александрии, ЧП Спортренд, на сегодняшний день есть свет, горячая вода(душ), если будут дети — возможен подогрев детского бассейна
Видео-обзор:
Дополнительно возможно размещение в промзоне Александрии, на площадях организации МСД — там есть холодная вода и свет-генератор.
При выборе установочных баз исходят из общего принципа «единства баз». Этот принцип формулируется так: общее число установочных баз в процессе обработки должно быть возможно меньшим. Чем меньше поверхностей используется на протяжении технологического процесса в качестве установочных баз, тем точнее будет взаимное расположение поверхностей. Правила выбора установочных баз для изготовления деталей поштучно и партиями разные, хотя они построены на основе общего принципа «единства баз».
При поштучном изготовлении деталей за черновую (первичную) базу принимают поверхность, которая может служить базой для обработки всех поверхностей, расположенных с одной стороны.
При построении технологического процесса изготовления детали палец (см. рис. 114) в качестве первичной базы была принята наружная поверхность прутка 0 35 мм, закрепленная с вылетом 76 мм из кулачков патрона. Эта установочная база позволяет обработать все поверхности пальца с одной стороны и отрезать заготовку от прутка.
Очевидно, при изготовлении детали втулка (см. рис. 117) в качестве первичной базы следует взять наружную поверхность заготовки, установив ее в патроне с вылетом 55+2+4 + 5=66лш (см. рис. 118)- На этой базе можно обработать все поверхности, расположенные с одной стороны, и отрезать заготовку от прутка. При поштучном изготовлении деталей за чистовую Споследующую) базу принимают обработанную поверхность, которая позволяет надежно закрепить заготовку и обработать все поверхности, расположенные с другой стороны.
Для детали палец (см. рис. 114) за последующую базу принята обработанная ранее поверхность 0 25 мм; она позволяет надежно закрепить заготовку и обработать поверхность торца и снять фаску, т. е. все поверхности с другой стороны.
Для детали втулка (см. рис. 117) за последующую базу принимают поверхность 0 45, которая позволяет обработать все поверхности с другой сторо - роны.
При изготовлении деталей партиями установочные базы выбирают также, исходя из общего принципа «единство баз», но при этом сначала выбирают последующую базу, а затем первичную. За чистовую (последующую) установочную базу принимают поверхность, которая может служить базой для обработки возможно большего числа поверхностей, либо поверхность, которая позволяет подготовить такую базу.
При изготовлении детали палец (см. рис. 115) за последующую базу была принята обработанная поверхность 0 32 мм, так как на ней можно обработать все поверхности. При обработке детали втулка (см. рис. 117) в качестве последующей базы пригодны две поверхности: наружная буртика 055 и обработанного отверстия 025 мм, так как на той и на другой поверхностях, как на базах, могут быть обработаны остальные поверхности. Однако поскольку точность центрирования невысокая (0,05 мм), за базу выгоднее принять наружную поверхность 055 мм с закреплением заготовки в сырых расточенных кулачках патрона. При более высокой точности центрирования (а такую точность получить в сырых кулачках нельзя) за базу принимают отверстие. За черновую (первичную) базу принимают поверхность, которая может служить базой для подготовки последующей базы.
При изготовлении детали палец в четыре операции (см. рис. 116) за первичную базу была принята наружная поверхность прутка, установленного с вылетом из кулачков 20—25 мм, с таким расчетом, чтобы можно было подготовить последующую базу 032. При изготовлении детали втулка (см. рис. 117) за первичную базу может быть принята также наружная поверхность заготовки, установленной с вылетом 25 мм, чтобы можно было подготовить последующую базу 055.
Базирование заготовок – придание изделию необходимого положения относительно выбранной координатной системы. Требуемое местоположение достигается при помощи закрепления детали на столе токарного или фрезерного станка и других установочных приборах. После процедуры закрепления заготовка принимает устойчивое положение в трехмерном пространстве, лишаясь 3 степеней свободы: по осям абсцисса, ордината и аппликата. В результате она не сможет перемещаться в выбранной координатной системе.
Базирование осуществляется для повышения точности во время изготовления и обработки детали.
Для правильного определения местоположения изделия необходимо знать основные схемы, методы и особенности процедуры базирования.
Фрезерная обработка на 4-осевом обрабатывающем центре от мастеров ООО «ДИС-ГРУПП»
При производстве объемных деталей важно обеспечить их точность в 3- и 4-осевых проекциях. Для этого применяются 4-координатные фрезерные станки. Обработка металлических деталей в Украине на таком оборудовании доступна в нашей …
Базирование деталей типа дисков
Заготовки в форме диска представляют собой предмет в виде круга или низкого цилиндра. Они обладают небольшой длиной и 2 плоскостями симметрии. Из-за необычного строения возникают сложности во время обработки торцов дисковых изделий. Торцовые поверхности являются параллельными, они пересекаются с осью отверстия под углом 90°. Производятся диски из листового проката при помощи отрезания или воздействия ацетилено-кислородного пламени.
Правильное местоположение деталей типа диск будет являться прочным и устойчивым, если оно расположено на торце, выступающем в роли установочной базы.
Центрирование производится при помощи самоцентрирующих кулачков. На ось с цилиндрической поверхностью накладываются 2 связи, что не позволяет заготовке свободно перемещаться по осям абсцисса и ордината. Чтобы лишить диск возможности перемещения по оси аппликата, необходимо наложить дополнительную геометрическую связи. В этом случае ось является опорной базой. Для деталей типа диск используется установочная, опорная и двойная опорная базы.
В начале процедуры базирование диск крепится на кулачках патрона. Торец детали обтачивают до кулачков. Внешнюю поверхность, оставшуюся необработанной, подрезают. Для достижения лучшей точности используется чистое обтачивание, во время которого заготовка крепится посредством прижима трения. Диск должен прижиматься либо к кулачкам патрона, либо к его оправе. Опорные базы детали размещаются максимально близко к обрабатываемой поверхности зубьев. Шестерни диска обрабатываются в сложенном состоянии на станках. При их базировании используются инструменты – монеты.
ТОКАРНОЕ ДЕЛО
Особенности и преимущества сменных токарных пластин
Для повышения производительности, технического оснащения и улучшения оборудования, на промышленных предприятиях используются запасные резцы. Сменные токарные пластины являются элементами токарного оборудования и при необходимости подлежат замене. Они имеют простой механизм …
Базирование деталей цилиндрической формы
Фигура цилиндрической формой обладает 2 плоскостями симметрии. При пересечении они образуют ось, используемую при процедуре базирования. Во время определения местоположения цилиндрической заготовки применяются плоские поверхности, образующие вместе с осью набор баз. Они состоят из двойной направляющей и опорных базовых поверхностей. Они несут 4 точки опоры. Благодаря этой конструкции мастер сможет определить направление валика заготовки в 2 системах координат.
Чтобы указать правильное местоположение цилиндрической детали в пространстве, нужно найти 5 координатных точек. Они лишают изделие 5 степеней свободы. Последняя степень отнимается посредством следующих способов:
- Ориентирование на шпоночный паз, если этот элемент присутствует на заготовке.
- При помощи создания трения между базовыми поверхностями приложением силы.
Во время установки детали цилиндрической формы в обоих случаях рекомендуется использовать 1 единственную базовую поверхность, чтобы избежать смещения изделия.
При расположении деталей в центрах применяются короткие цилиндрические отверстия. Одно из них выступает в роли упорной базовой поверхности, второе – в роли центрирующей базы. Каждая базовая поверхность лишает заготовку 3 степеней свободы.
Подготовка чертежей
Процесс изготовления начинается с непосредственной подготовки чертежа. В этом случае производство существенно упрощается, существенно повышается точность получаемого изделия. При разработке чертежа указывается следующая информация:
- Диаметр посадочного отверстия. Для шестерен изготавливаются соответствующие валы, которые имеют определенный посадочный диаметр. Этот показатель стандартизирован, выбирается в зависимости от размеров изделия и величины предаваемого усилия.
- Размеры шпонки. Шпоночное отверстие может быть самым различным, размеры выбираются в зависимости от того, какие будут оказываться нагрузки. Стоит учитывать тот момент, что размеры шпонок стандартизированы.
- Модуль. Этот параметр считается наиболее важным, так как ошибочный модуль может снизить эксплуатационные характеристики механизма.
- Наружный и внутренний диаметр, определяющие размер зуба. Стоит учитывать, что этот элемент изделия характеризуется достаточно большим количеством особенностей.
- Угол расположения зуба относительно оси вращения. Выделяют шестерни с прямым и косым расположением зуба.
Изготовление шестерен любых размеров возможно только при применении специальных станков, которые предназначены для решения поставленной задачи.
Технологические задачи при производстве рассматриваемого изделия могут существенно отличаться. Важными моментами можно назвать следующее:
- Точность размеров. Наиболее точными размерами обладает отверстие, которое выступает в качестве посадочного для вала. В большинстве случаев его изготавливают по 7-му квалитету в случае, если к изделию не предъявляются больше требования.
- Точность формы. В большинстве случаев при изготовлении шестерен особые требования к точности формы не предъявляются. Однако, посадочное отверстие должно быть расположено в центральной части изделия, так как даже несущественно смещение может привести к отсутствию возможности использования изделия.
- Точность взаимного расположения. Больше всего требований предъявляется к тому, каким образом зубья и другие конструктивные элементы расположены относительно друг друга. При нарушении геометрической формы есть вероятность появления эффекта биения и других проблем при эксплуатации изделия.
- Твердость рабочей поверхности. Основные требования связаны с твердостью рабочей поверхности. Шестерни постоянно находятся в контакте, сила трения может стать причиной быстрого износа поверхности. Для получения требуемого показателя твердости проводится термическая обработка. Рекомендуемый показатель составляет HRC 45…60 при глубине цементации 1-2 мм. Как показывают проведенные исследования, твердость незакаленной поверхности составляет HB 180-270.
- Выбор подходящего материала также имеет значение. В зависимости от области применения изделия они могут изготавливаться из углеродистых, легированных сталей и пластмассы, в некоторых случаях чугуна. Легированные в сравнении с углеродистыми характеризуются большей прокаливаемостью, а также меньшей склонностью к деформации. Применяемые материал должен характеризоваться однородной структурой, за счет чего существенно повышается прочность после проведения термической обработки. При изготовлении высокоточных изделий проводится чередование механической и термической обработки.
Все основные параметры определяются на момент создания технологической карты. Самостоятельно создать карту достаточно сложно, так как для этого нужно обладать соответствующими навыками и знаниями.
Схемы базирования
Схемой базирования называется чертеж, где с помощью графического изображения указывается местоположение опорных точек устанавливаемого изделия на поверхностях базирования. Базы подразделяются на следующие подвиды:
- Конструкторские: определяют местоположение сборочного элемента, принадлежащего заготовке.
- Технологические: указывают относительное местонахождение детали во время ее обработки, эксплуатации или ремонтирования.
- Измерительные: находят месторасположение изделия и элементов измерения.
База может лишать обрабатываемый объект от 1 до 3 степеней свободы, что исключает возможность его передвижения в координатной системе. На схемах она обозначается в виде мнимой или реальной плоскости. Базы выбираются во время проектирования изделия и используется при изготовлении и последующей обработке заготовки.
При выборе базовых поверхностей применяются принципы совмещения и постоянства базовых поверхностей. В виде технологических баз выступают одинаковые поверхности заготовки. Во время наложения баз возникает небольшое отклонение детали. Для поддержания данных принципов на изделиях образуют несколько вспомогательных поверхностей: отверстия в деталях корпуса и обработанные отверстия. Если принципы не соблюдаются, то берется обработанная поверхность, выступающая в качестве новой базы. Она улучшает точность и жесткость расположения детали.
На схеме базирования все точки имеют собственную нумерацию. Во время наложения геометрических поверхностей изображается точка, вокруг которой указываются номерные знаки совмещенных точек. Процесс нумерации осуществляется с основной базы, концентрирующей на себе наибольшее число точек опоры.
При нанесении графических обозначений на схему должно быть изображено наименьшее количество проекций детали, достаточных для изображения основных точек опоры. Также на ней необходимо изобразить установочные элементы, служащих для закрепления детали: зажимы и цанговые патроны.
Построение схемы базирования производится по правилу шести точек. Оно заключается в лишении заготовки 6 степеней свободы при помощи использования наборов из 3 баз с 6 точками опоры. С его помощью происходит одновременное наложение 6 двухсторонних геометрических связей, что обеспечивает полную неподвижность детали. Если осуществляется базирование конической заготовки, то для обеспечения ее устойчивого положения необходимо применять набор из 2 базовых поверхностей.
При базировании изделий в промышленности используется способ автоматического получения размерных характеристик заданной точности на станках с предварительно установленными настройками. Установка упоров осуществляется от технологических базовых поверхностей заготовки. Во время этой процедуры используется набор из 3 баз. При этом также применяют полную схему базирования, лишая изделие 6 степеней свободы.
Схемы для определения местоположения детали подразделяются на следующие категории:
- Базирование детали по торцу и отверстию, образующими 5 точек опоры. Этот вид схемы базирования упрощает процесс определения местоположения заготовки. Он широко применяется при обработке моторов-редукторов и скоростных коробок.
- Базирование изделия по плоскости, отверстию и торцу. В этом случае оси установочных элементов детали параллельны базовой поверхности. Посредством этой категории схем осуществляется полное базирование. Отличительной особенностью этого вида базирования является высокая точность размещения отверстий.
- Базирование по 2 отверстиям, пересекающимся с плоскостью под углом в 90°. Данный вид схемы позволяет применять принцип постоянства во время производственных процессов и осуществлять закрепление заготовок на автоматических линиях.
Применение схем зависит от величины диаметра и местоположения отверстий, а также от расстояния между обрабатываемыми поверхностями.
Необходимые инструменты
Для проведения рассматриваемой процедуры требуется специальный режущий инструмент, которые позволяет проводить снятие требуемого количества материала. Довольно большое распространение получили следующие:
- Если изготовление зубчатых колес проводится при применении технологии обкатки, то требуется эвольвентное зубчатое колесо, изготавливаемое при применении твердого и износостойкого материала.
- Нарезка зубьев методом копирования проводится червячной фрезой. Она характеризуется определенной геометрией, которая позволяет получить впадины с заданными параметрами.
Также может устанавливаться пальцевая модульная фреза, которая устанавливается в специальном фрезеровальном оборудовании. Можно приобрести модульные фрезы для нарезания зубчатых колес, изготавливаемые при применении износостойких материалов.
Технологический процесс
Процесс изготовления шестерни на крупных производственных линиях максимально автоматизирован. Классический техпроцесс характеризуется следующими особенностями:
- Для начала определяются основные параметры изделия, к примеру, число зубьев, модуль и степень точности геометрических размеров.
- Следующий этап заключается в проведении заготовительной процедуры. Чаще всего проводится штамповка при использовании горизонтально-ковочной машины.
- Для повышения эксплуатационных характеристик выполняется нормализация. Подобная термическая обработка позволяет снизить напряжения внутри материала.
- Токарно-винторезная процедура позволяет получить заготовку требующихся размеров. Для этого выполняется точение поверхности и расточка фасок.
- После механической обработки прямозубых шестерен выполняется повторно нормализация.
- Заготовка подвергается зубофрезерной обработке. Для этого применяется полуавтомат 5306К или другое подобное оборудование.
- Следующий шаг заключается в слесарной обработке. Технологический процесс определяет появление заусенец и других дефектов, которые устраняются при применении полуавтомата 5525. На линиях с низкой производительностью зачистка проводится ручным методом.
- После получения зубьев выполняется термическая обработка, для чего часто применяется установка ТВЧ. Закалка позволяет существенно повысить твердость поверхности и ее износостойкость.
- Шлифование поверхности. Для получения поверхности требуемого качества выполняется шлифовка. Есть довольно больше количество различного оборудования, которое подходит для шлифования самых различных поверхностей.
- Большое распространение получили насадные шестерни. Они устанавливаются на валу, могут быть больших и малых размеров. Фиксация насадного варианта исполнения проводится за счет шпонки. Получить шпоночный паз можно при применении долбежного станка.
- Зубошлифование также проводится при применении специальных станков.
Стоит учитывать, что изготавливают пластиковые шестерни при применении только одного станка. Это связано с высокой степенью обрабатываемости пластика.
В заключение отметим, что процедура зубофрезервания достаточно сложна, предусматривает применение специального оборудования.
Основные способы изготовления
Заготовки для рассматриваемых изделий получаются методом ковки или литьем, в некоторых случаях при применении технологии резания. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса довольно сложен, так как нужно получить рабочую поверхность сложной формы с определенными геометрическими параметрами. Проводится нарезание косозубых колес и других изделий при использовании двух основных технологий:
- Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
- Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.
Довольно большое распространение получили червячные фрезы. Подобный инструмент представлен рейкой, на момент работы заготовка вращается вокруг своей оси. Применяется инструмент для изготовления исключительно шестерен с внешним расположением зубьев.
Гребенки используются для нарезания прямых и косых зубьев с большим модулем зацепления. Стоит учитывать, что поверхность инструмента может быстро изнашиваться.
Технология накатывания используется для получения больших зубчатых колес, а также крупных партий. В подобном случае проводится горячее накатывание, за счет нагрева степень обрабатываемости материала повышается. Венец получается методом выдавливания. Для существенного повышения точности может проводится механическая обработка.
Изготовление вал шестерней также должно проводится с учетом условий эксплуатации. На этот элемент оказывается высокая нагрузка, поэтому в качестве основы применяется заготовка из каленой стали высокой прочности. Шестерня зубчатая, изготовление которой проводится с учетом диаметра вала, насаживается методом прессования, фиксация обеспечивается шпонкой.
Читайте также: