При токарной обработке деталей важнейшей задачей является не только получение заданной геометрической формы, размеров и требуемой шероховатости поверхностей.
Введение и общие положения
Требования к взаимному расположению поверхностей обычно задаются на чертежах с помощью размеров, допусков формы и расположения либо формулируются в технических условиях. Их выполнение напрямую связано не столько с режимами резания, сколько со способом установки и закрепления заготовки на станке.
Значение взаимного расположения поверхностей
Рассмотрение типовых деталей позволяет легко убедиться в важности правильного базирования. Так, у ступенчатого вала все цилиндрические поверхности должны иметь общую ось, то есть быть строго концентричными. У втулки необходимо обеспечить совпадение осей наружной поверхности и отверстия. У зубчатых колёс, кроме концентричности отверстия и наружной поверхности, требуется перпендикулярность торцов к оси отверстия.
В ряде деталей, например у подшипников или измерительных приборов, ось отверстия должна занимать строго определённое положение относительно опорной плоскости основания. Таким образом, даже при точной обработке отдельных поверхностей без правильного базирования невозможно получить деталь, соответствующую требованиям чертежа.
Понятие установочной базы
Для обеспечения требуемого положения детали относительно станка ей при установке придают строго определённое пространственное положение. Это достигается путём базирования, которое осуществляется с использованием заранее выбранных поверхностей детали.
Установочной базой называется совокупность поверхностей заготовки, используемых при её установке на станке для задания требуемого положения относительно осей и направляющих станка.
Например, если во втулке необходимо обработать отверстие, ось которого должна совпадать с осью уже обработанной наружной поверхности, то именно эта наружная поверхность используется в качестве установочной базы. В других случаях базой может служить плоскость основания или комбинация нескольких поверхностей.
Измерительная база
Помимо установочной базы в процессе обработки используется измерительная база.
Измерительной базой называют поверхность (или группу поверхностей), от которой производится отсчёт размеров при настройке станка или в процессе обработки.
Так, при подрезке уступа на валу измерительной базой может служить ранее обработанный торец. При обработке отверстия на заданном расстоянии от основания именно плоскость основания используется для отсчёта линейного размера.
Измерительная и установочная базы могут совпадать, но в ряде случаев они различны, что необходимо учитывать при выборе схемы установки.
Поверхности, участвующие в установке детали
При каждой установке детали на станке различают несколько групп поверхностей.
-
Установочные поверхности приспособления — поверхности патрона, центров, планшайбы или другого приспособления, с которыми непосредственно соприкасается деталь.
-
Опорные поверхности детали — участки заготовки, которыми она опирается на установочные поверхности приспособления. В некоторых случаях они совпадают с базирующими поверхностями, но это не является обязательным.
-
Поверхности прижима — участки детали, на которые воздействуют кулачки, прижимные планки или другие элементы зажимных устройств.
-
Обрабатываемые поверхности — поверхности, которые подвергаются резанию при данной установке.
Следует учитывать, что при смене установки одна и та же поверхность детали может менять своё назначение: сначала быть обрабатываемой, затем — опорной или базирующей.
Опорные и проверочные базы
По способу использования установочные базы подразделяются на опорные и проверочные.
Опорной базой называется такая установочная база, при которой все базирующие поверхности одновременно являются опорными. В этом случае деталь занимает требуемое положение автоматически, без дополнительных проверок.
Проверочная база используется тогда, когда положение детали относительно станка необходимо уточнять в процессе установки с помощью измерительных средств — индикаторов, рейсмусов и т. п. Такой способ применяется, например, при установке заготовок в четырёхкулачковом патроне с индивидуальной выверкой.
В одной установке возможно сочетание опорной и проверочной баз, когда часть поверхностей служит опорой, а другая часть — объектом контроля положения.
Черновые и чистовые базы
В зависимости от стадии обработки различают черновые и чистовые базы.
Черновая база — это необработанная поверхность заготовки, используемая только на первой установке. Такие базы характерны для отливок, поковок и заготовок из проката.
Чистовая база — это уже обработанная поверхность, обеспечивающая более высокую точность базирования. Чистовые базы применяются при последующих установках детали.
Основные принципы выбора баз
При выборе баз необходимо руководствоваться рядом общих правил:
-
в качестве черновых баз следует выбирать поверхности наибольшей площади, так как местные дефекты формы в этом случае меньше влияют на точность установки;
-
не рекомендуется использовать в качестве баз поверхности отливок с литниками, прибылью и следами разъёма форм;
-
черновые опорные базы должны обеспечивать устойчивое положение заготовки при закреплении;
-
если некоторые поверхности готовой детали остаются необрабатываемыми, их целесообразно использовать в качестве черновых баз;
-
опорные базы предпочтительнее проверочных, так как они исключают трудоёмкую операцию выверки.
Однако использование опорных баз возможно не всегда. В условиях единичного и мелкосерийного производства нередко приходится прибегать к проверочному базированию, чтобы избежать появления необработанных участков (черновин) на ответственных поверхностях.
Переход от одной базы к другой
Каждый переход от одной базы к другой в процессе обработки неизбежно вносит дополнительную погрешность во взаимное расположение поверхностей. Поэтому смена баз должна быть минимальной и допускаться только при наличии серьёзных технологических причин.
Выбор баз необходимо тщательно продумывать ещё на этапе планирования технологического процесса, учитывая требования чертежа, точность обработки и условия производства.
