CC BY
13
УДК 621.767(075.8)
М.А. БЕЛОВ, И.Н. ЕРМОЛАЕВА
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ НЕСОВМЕЩЕНИЯ БАЗ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
Известно, что" одной из доминирующих составляющих производственной погрешности, образующейся при выдерживании линейных и угловых размеров на технологических операциях механической обработки заготовок, является погрешность несовмещения баз а)н6. Механизм образования синб изучали Б.С. Балакшин, И.М. Колесов, Л. В. Худобин, И.А. Коганов и др., однако до сих пор нет достаточно полного представления о формировании сонб по выдерживаемым размерам применительно к различным вариантам базирования, видам обрабатываемых поверхностей и выдерживаемых размеров, относительному расположению технологических баз заготовки и исходных (измерительных) баз выдерживаемых размеров. Между тем, без такого системного подхода к расчету сонб для различных вариантов базирования и видов выдерживаемых на операциях механической обработки наиболее ответственных размеров невозможно решение задачи автоматизации расчетов точности технологических операций и процессов.
С целью разработки методики автоматизированного расчета погрешности несовмещения баз на операциях механической обработки заготовок авторами уточнена классификация технологических баз и выявлены различные виды -выдерживаемых на операциях обработки заготовок деталёй различных классов размеров.
В соответствии с ГОСТом 21495 - 76 технологические базы (ТБ) классифицируют по двум основным признакам:
- по числу степеней свободы, отнимаемых базой у заготовки (пять видов баз);
- по характеру проявления (явные и скрытые базы).
На основе анализа возможных в одном комплекте сочетаний баз по числу степеней свободы, отнимаемых той или иной базой у заготовки, выделены наиболее часто встречающиеся комплекты ТБ. Например, для заготовок типа тел вращения наиболее характерны два сочетания ТБ, образующие следующие типовые комплекты баз:
- установочная (3 степени свободы) + двойная опорная (2 степени свободы) + опорная (1 степень свободы) базы (комплект УДоО);
- двойная направляющая (4 степени свободы) + опорная -+- опорная базы (комплект ДнОО).
При установке заготовок корпусных деталей используют, кроме вышеназванных, еще один типовой комплект баз, включающий в себя установочную, направляющую (2 степени свободы) и опорную базы (комплект УНО).
Для решения задач, связанных с расчетами точности при выполнении операций механической обработки, классификацию ТБ по характеру проявления следует уточнить, введя понятия скрытых баз первого (расположены на осях и плоскостях симметрии, принадлежащих реальным поверхностям заготовки) и второго (расположены на воображаемых осях и плоскостях, проведенных мысленно перпендикулярно конструктивно оформленным базам) видов. Скрытые базы второго вида используют лишь для получения полного комплекта ТБ. При этом расположение опорных точек на таких скрытых базах никак не связано с обеспечением точности по тем или иным размерам. С этой точки зрения скрытые базы второго вида можно было бы называть «мнимыми» базами.
Присвоив главным базам (лишающим заготовку наибольшего числа степеней свободы) ТБ буквенные, а всем остальным - цифровые коды, все реально возможные варианты схем базирования можно выразить в виде буквенно-цифровых кодов (рис. 1). Для комплекта баз УдоО, например, таких вариантов пятнадцать (А130, А140, А150, АПН, АМН, А15Н, А23П, А24П, А25П,
А23Ц, А24Ц, А25Ц, Б23Ц, Б24Ц, Б25Ц), а для комплекта баз ДнОО - тридцать шесть (см. рис. 1).
Наиболее ответственные размеры, выдерживаемые на операциях механической обработки типовых поверхностей заготовок, можно классифицировать по следующим признакам (рис, 2):
- вид обрабатываемой поверхности (ОП);
- вид исходной базы (ИБ);
- вид выдерживаемого размера;
- характер расположения исходной базы относительно ТБ.
На основе разработанной схемы образования погрешности несовмещения баз (см. рис. 2) были построены эскизы заготовок условных деталей. На каждом из эскизов для одного из типовых вариантов базирования (см. рис. 1 и 2) и вида обрабатываемой поверхности представлены все возможные для этого варианта выдерживаемые линейные или угловые размеры.
Дня каждого из вариантов базирования и каждого вида выдерживаемого размера получены зависимости для расчета после анализа которых найдены общие для различных вариантов формулы (или общие слагаемые, встречающиеся в расчетных формулах).
о
КОМПЛЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ
1 1
Установочная Двойная опорная Опорная
Явная Скрытая 1-го вида
А Б
® ^ нО
3 л
_ о о
§ 51 2
я £ и
^ ^ р.
& Я О
^ я о
д ч и
н
Явная Скрытая 1-го вида
1 2
Явная Скрытая 1-го вида Скрытая 2-го вида
3 4 5
1 я
а Й
« 03 и £
СЧ о о
К о
я Г т
0) Я X
£ и. *=Г о.
Б? я я и о
вз (Ч я
О
Двойная направляющая Опорная Опорная
я
и *
В
8 I
н я
и ^
я 3
сг м 1 8
& м й
д § н
е
о
Щ
§
Явная Скрытая 1-го вида Скрытая 2-го вида
3 4 5
к о СО 6 в
О
к о
в
и о
я *
О. № § £
к 3 й а
л Он
О яа
2 8
а §
Й « о о.
« В П
§ | н я
а « & £
О
§ I
■н я
3 ®
и
Рис. 1. Типовые комплекты технологических баз при установке заготовок
типа тел вращения
и о и о о
к *
С
О
гг
а
о.
3«
Я" Ж
4!
Он
и>
э
со
о-«
й а
зЯ <0 Я
я
Он
л
эЯ §
о >>
с
- расстояние между поверхностями или осями поверхностей
- отклонение от соосности осей поверхностей вращения
поверхностей или осей поверхностей, расположенных на расстоянии друг от друга
осей соосно расположенных поверхностей вращения
- перпендикулярность поверхностей или осей поверхностей
между поверхностями или осями поверхностей, расположенных под углом а друг к другу (а * 0°; а * 90°)
1 и Я
Я о
о о (0 я
из 4>
К а
«!>
2
да
8 н С)
и Я СЗ Я
из а
К а
£
№ О
8 «
Ч к
И «
' Ц
э Е
& ИЗ
С 5
м § К §
Рис. 2. Схема образования погрешности несовмещения баз: ГТБ - главная технологическая база; ИБ -исходная база; ОП - обрабатываемая поверхность; ПВ - поверхность вращения; ТБ - технологическая база
Полученная в работе база данных позволила значительно упростить алгоритм автоматизированного расчета погрешности несовмещения баз на операциях механической обработки заготовок.
Белов Михаил Александрович, кандидат технических паук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ, окончил Ульяновский политехнический институт. Область научных интересов - исследование технологических операций и процессов с целью повышения качества изделий.
Ермолаева Ирина Николаевна, аспирант той же кафедры, окончила УлГТУ. Область научных интересов - автоматизация расчетов точности технологических операций и процессов.
