A A A

Wybór podstaw obróbkowych

Zagadnienie wyboru podstaw obróbkowych sprowadza się w zasadzie do określenia podstaw zgrubnych i końcowych lub, gdy jest to niezbędne, podstaw pośrednich. Jak już wspomnieliśmy, w przedmiotach częściowo obrabianych za pod­stawę zgrubną przyjmuje się najczęściej nieobrobioną powierzchnię przed­miotu, która pozostaje w stanie surowym również w gotowym wyrobie. Warunek ten ma szczególnie duże znaczenie w tych przypadkach, gdy nieobrobione powierzchnie przedmiotu powinny znajdować się w stosunku do powierzchni obrobionych w dokładnie oznaczonym przez konstrukcję położeniu i odległości. Jeżeli przedmiot ma kilka powierzchni nie podlegających zupełnie ob­róbce, to za zgrubną podstawę obróbkową należy przyjmować tę powierz­chnię, która powinna mieć najmniejsze przesunięcie względem powierzchni obrabianych. Na przykład za podstawy zgrubne odlewu częściej przyjmuje się powierzchnie otrzymane przy formowaniu samego modelu niż po­wierzchnie pochodzące od rdzenia, ponieważ rdzenie często przesuwają się pod działaniem strugi metalu wlewanego do formy. Przy wyborze podstaw zgrubnych dużą uwagę należy zwracać na stan powierzchni. Należy unikać powierzchni, na których wypada podział formy odlewniczej lub matrycy, powierzchni zniekształconych wlewami, nadle-wami, odlanymi cyframi i literami. Podstawy zgrubnej nie należy obierać w miejscach nie zapewniających dokładnego uchwycenia przedmiotu, np. wskutek zbyt małej długości po­wierzchni chwytanej. Miejscowe, przypadkowe błędy kształtu wpływają wtedy w większym stopniu na ogólne położenie przedmiotu. W przypadku przedmiotów obrabianych całkowicie za podstawę zgrubną przyjmuje się tę powierzchnię, która ma najmniejsze naddatki. Takie po­stępowanie zapewnia najmniejszą zmianę położenia innych powierzchni względem powierzchni podstawy, a tym samym uniknięcia braków spo­wodowanych niedostatecznymi naddatkami. Podstawy zgrubne powinno się wykorzystywać tylko do pierwszego usta­wienia przedmiotu na obrabiarce. Przy następnych ustawieniach przedmiot należy ustawiać przy zastosowaniu podstaw obrobionych. Powtórne usta­wienie przedmiotu na powierzchniach nie obrobionych, stanowiących pod­stawę zgrubną, jest niedopuszczalne, ponieważ nie można zapewnić w obu zamocowaniach jednakowego położenia względem narzędzia skrawają­cego. Istnieje wiele przypadków, np. obróbka na tokarkach rewolwerowych i obrabiarkach półautomatycznych, kiedy całkowita obróbka lub znaczna jej część wykonywana jest w pierwszym zamocowaniu według podstaw zgrubnych. Dokładność wzajemnego położenia powierzchni tak obrabia­nego przedmiotu zależy tylko od dokładności ustalenia, nie zaś od po­wierzchni podstawy. Należy zaznaczyć, że podstawa zgrubna i wykonana w oparciu o nią pierwsza operacja, całkowicie określają z góry położenie układu obrobio­nych powierzchni wzglądem powierzchni, które pozostają surowe. Przy nieprawidłowo wybranej podstawie zgrubnej, może się okazać, że wszyst­kie obrobione powierzchnie są przesunięte względem powierzchni suro­wych. Wzajemne położenie obrobionych powierzchni zależy od wszystkich następnych ustaleń, a zatem i od podstaw, które określają te ustalenia. Przy doborze podstaw pośrednich i ostatecznych, a więc podstaw obro­bionych, należy przede wszystkim dążyć do tego, aby pokrywały się one z podstawami konstrukcyjnymi. Uzyskanie pokrycia się tych podstaw zapewnia najmniejsze błędy obróbki, wynikające ze sposobu ustalenia przedmiotu, ponieważ jego położenie będzie jednakowe zarówno w czasie obróbki, jak i pracy w maszynie. Takie pokrycie się podstaw pozwala na uniknięcie stosowania dodatkowych podstaw pomocniczych, jednak wystę­puje ono dość rzadko. Posługiwanie się podstawami pomocniczymi przy prawidłowym projek­towaniu procesów technologicznych jest bardzo rozpowszechnione, w szcze­gólności w produkcji dokładnej, do jakiej zalicza się wytwarzanie silników spalinowych. Dodatkowe koszty wynikające z obróbki podstaw pomocni­czych opłacają się dzięki zwiększonej wydajności i zmniejszonej liczbie braków. Pomimo wspomnianej opłacalności podstaw pomocniczych zasto­sowanie ich musi być ograniczone do zakresu istotnej potrzeby. Taką istotną potrzebą jest niemożliwość wykonania dokładnej obróbki, bądź też znaczne jej utrudnienie. Posługiwanie się pomocniczą podstawą obróbko­wą bez istotnej potrzeby, tj. gdy można posługiwać się dogodnymi pod­stawami zasadniczymi lub operacyjnymi, jest błędem. Ważną zasadą przy doborze podstaw obrobionych jest to, że podstawy te powinny być powierzchniami, od których podawane są wymiary tole­rowane, określające położenie danej powierzchni obrabianej. W tym przy­padku uzyskuje się najmniejszy błąd ustalenia przedmiotu. Jeżeli istnieją przyczyny zmuszające do przyjęcia za podstawę obróbkową innej powierz­chni, należy wtedy drogą przeliczeń wyznaczyć tolerancję wymiaru okre­ślającego położenie powierzchni obrabianej w stosunku do przyjętej pod­stawy wymiarowej (czyli wymiaru nastawczego), konieczną do zapewnie­nia wymaganej dokładności. Wyjaśnimy to na przykładzie. Rys. 200a przedstawia płytkę o grubości A =25_o,i,w której należy wy-frezować wybranie na głębokości B = 4,9+0'3. Najprostszym rozwiązaniem byłoby w tym przypadku przyjęcie podstawy obróbkowej a, jak to przed­stawiono na rys. 200b. Rozwiązanie takie jest prawidłowe pod względem wymiarowym (wymiar nastawczy 4,9+0's przyjęty od podstawy obróbko­wej), lecz nieodpowiednie pod względem technologicznym. Przedmiot za­miast spoczywać na części sztywnej opiera się na elemencie ruchomym uchwytu, przy czym nacisk narzędzia skrawającego jest skierowany na ten ruchomy element, co jest niekorzystne, zwłaszcza w przypadku dokład­niejszej obróbki lub większych wymagań co do gładkości powierzchni. Prawidłową podstawą obróbkową jest powierzchnia b (rys. 200c). W tym przypadku brak jest najważniejszego wymiaru X — wymiaru nastawcze-go. Wymiar ten możemy obliczyć według zasad arytmetyki tolerancji przyjmując wymiar 4,9+0,3 jako wypadkowy wymiarów A i B 4 9 + 0,3 = 25-0,1— XXJ skąd X5 = 20_0>2 Jeżeli ustawiacz tak nastawi obrabiarkę, że uzyska wymiar nastawczy X w granicach wyżej obliczonych, to wówczas wymiar 4,9+0,3 wypadnie rów­nież w założonych granicach. Gdyby tolerancja wymiaru A była równa lub większa od tolerancji wy­miaru B (np. A = 25-0,2 i B = 4,9"10'2), wówczas tolerancja wymiaru na-stawczego X wypadłaby zerowa lub ujemna, co jest oczywiście niemożliwe, czyli że obróbka według schematu podanego na rys. 200c byłaby wymiaro­wo niewykonalna. W tym przypadku można znaleźć inne rozwiązanie wy­miarowe często stosowane w praktyce warsztatowej, które pozwoli wy­konać obróbkę w sposób przedstawiony na rys. 200c. Rozwiązanie to po­lega na zmniejszeniu tolerancji dla poprzedniej operacji, w rozpatrywanym przykładzie dla wymiaru A z 0,2 do 0,1 przy czym wymiar nastawczy obliczymy z równania 4,9 + °'2 = 25 _o,, — XXĄ Sposób ten stosuje się w tych przypadkach, gdy zacieśnienie tolerancji na poprzednich operacjach nie powoduje nadmiernego wzrostu ilości bra­ków lub kosztów wykonania. Tolerancja wymiaru nastawczego nie powin­na być mniejsza od średniej ekonomicznej dokładności dla danych warun­ków obróbki. Przy obróbce dokładnych przedmiotów należy przestrzegać zasady nie­zmienności podstaw obróbkowych. Zasada ta polega na tym, że wszystkie operacje obróbki dokładnych powierzchni wykonuje się ustawiając przed­miot według tych samych podstaw obróbkowych nie licząc podstawy zgrubnej. Często jednak należy zmienić podstawy przez wykorzystanie podstaw pośrednich mniej dokładnych. Przykładem uzasadnionej zmiany podstaw obróbkowych może być obróbka otworu w kole zębatym utwar­dzanym. W rozpatrywanym kole nacięto poprzednio zęby przy użyciu podstawy zasadniczej obranej w dokładnie wykonanym otworze piasty koła. Średnica tego otworu jest mniejsza od założonej o naddatek pozosta­wiony na szlifowanie. Po utwardzeniu oszlifuje się powierzchnię otworu piasty mocując koło w trzyszczękowym uchwycie samocentrującym za po­średnictwem trzech jednakowych wałeczków umieszczonych we wrębach międzyzębnych (rys. 201). Wybór podstaw obróbkowych powinien zapewniać jak najmniejsze od­kształcenie obrabianego przedmiotu pod działaniem sił skrawania oraz możliwie największą prostotę i najmniejszy koszt przyrządu, jak również łatwość ustalania przedmiotu i jego mocowania. Z kolei omówimy zasadnicze układy podstaw obróbkowych stosowane w niektórych rodzajach obróbki skrawaniem. Przy toczeniu, szlifowaniu itp. obróbce przedmiotów walcowych przyj­muje się następujące układy podstaw obróbkowych: 1) zewnętrzna powierzchnia walcowa i powierzchnia czołowa kołnierza lub końcowa przedmiotu (obróbka w uchwycie, rys. 202a); 2) powierzchnia otworu i powierzchnia czołowa 4) nakiełek z jednej strony i krótki otwór (lub powierzchnia zewnętrzna 0 małej długości) oraz powierzchnia czołowa przedmiotu z drugiej strony (rys. 2Ó2d). Do frezowania lub wiercenia w przyrządach stosuje się najczęściej na­stępujące układy: 1) płaszczyzna i dwa otwory na kołki ustalające prostopadłe do tej płaszczyzny; układ ten jest bardzo często stosowany przy obróbce kadłubów 1 głowic silników (rys. 202e); 2) dwie prostopadłe do siebie powierzchnie i punkt oporowy na trzeciej powierzchni prostopadłej do poprzednich; 3) pryzmy do ustalania przedmiotów walcowych (rys. 202/, gr). W niektórych przypadkach, np. przy szlifowaniu płaskim na stole mag­netycznym, wystarczy przyjąć za podstawę tylko jedną płaszczyznę.