Author: Маталин А.А.  

Tags: технология обработки без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления   математика   конструирование   приборостроение   универсальные станки   детали   издательство машиностроение  

Year: 1965

Similar

Технология машиностроения

Конструирование узлов и деталей машин

Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты"

Технология машиностроения

Text
                    А. А. МАТАЛИН
доктор те:хн. наук, проф.
Конструкторские
и твхнопоrические
базы
Издание третье,
переработанное и дополненное
ИЗДАТЕЛЬСТВО "МАШИНОСТРОЕНИЕ"
МОСКВА 196 5 ЛЕНИНГРАД


УДК 621.71 :51
МАТАЛИН А. А.
I(онструкторские и технологические базы.
М.-Л., изд. «Машиностроение», 1965. 208 стр. с илл.
В книге рассматривается вопрос о базах, исполь­
зуемых при конструировании, изготовлении и сбор­
ке точных изделий, и даны рекомендации по наи­
более рациональной простановке линейных разме­
ров на чертежах. Книга содержит, кроме того,
результаты экспериментальных исследований точ­
ности установки деталей в универсальных приспо­
соблениях.
Теоретические положения и выводы иллюстри­
руются примерами конструирования и изготовления
точных приборов в условиях крупносерийного
производства, а также деталей общего машинострое­
ния и станкостроения в условиях серийного и мел­
косерийного производства.
Книга предназначена для конструкторов и тех­
нологов машиностроительных и приборостроитель­
ных предприятий, проектно-технологических орга­
низаций и ОКБ; она может быть полезна студентам
машиностроительных вузов.
Рецензент канд. техн. наук В. А. Блю.мберг
Ленинградское отделение
издательства «Машиностроение»
Ленипград, Д-65, ул. Дзержинского, 10
Редактор издательства Г. Н. Курепuна
Переплет художника К. Г. l-focoвa
Технический редактор Л. В. Щетинина
Кор ректор И. Г. Клейнер
Сдано в производство 30/Х I 1964 г.
Подписано к печати 28/V 1965 г.
М-20844.
Формат бумаги 60 Х 90 1/ 16 . Печ. листов 13,0. Уч.-изд. листов 13,0. Темпл ан 1965 г. N, 179
Тираж 8700 экз. Цена 80 к. Заказ 2131
Ленинградская типография No 6 Главполиграфпрома
Государственного комитета Совета Министров СССР по печати
Ленинград, ул. Моисеенко, 1О


Предисловие
Одним из наиболее важных разделов теоретических основ тех­
нологии машиностроения является учение о базах. Правильное
назначение технологических баз и рациональный выбор базирую­
щих поверхностей в значительной степени предопределяют точ­
ность выполнения заданных размеров, удобство и простоту кон­
струкции приспособлений, а также производительность и эконо­
мичность выполнения проектируемой операции. Поэтому вопрос
о назначении рациональных технологических баз решается тех­
нологом в начале разработки технологического процесса, и его
решение серьезным образом влияет на построение проектируемой
технологии.
Широкое распространение в серийном и даже мелкосерийном
производстве прогрессивных методов массового и крупносерий­
ного производства еще больше повышает значение правильного
выбора технологических баз.
Применение метода автоматического получения размеров на
настроенных станках, создание типовых и групповых технологи­
ческих процессов, применение гидросуппортов на токарных стан­
ках и гидрокопировальных станков и, наконец, применение стан­
ков с программным управлением требуют особого ,внимания
к выбору технологических баз.
Автоматизация процесса обработки делает необходимым обес­
печение вполне определенного и стабильного положения каждой
обрабатываемой детали относительно траекторий работающего ин­
струмента. А такая определенность и одинаковость в положении
каждой обрабатываемой детали на станке может быть создана
только при правильном назначении технологических баз.
Вопрос о выборе баз имеет большое значение и при конструи­
ровании новых машин и приборов. Конструкторские базы, опре­
деляющие взаимное расположение деталей изделия, должны быть
1*
3


увязаны с технологическими базами. Высокопроизводительное
и экономичное изготовление точных деталей достигается лишь
в том случае, когда заданные конструктором точные размеры
выдерживаются непосредственно от технологических баз. Таким
образом исключается необходимость введения промежуточных
звеньев размерных цепей, всегда снижающих точность конечных
(замыкающих) размеров. Следовательно, при конструировании
новых изделий должна быть предусмотрена возможность исполь­
зования конструкторских и сборочных баз в качестве технологи­
ческих, что осуществимо при соответствующих конфигурации
и размерах этих баз. Поэтому необходимо, чтобы конструктор
был достаточно подробно ознакомлен с принципами назначения
технологических баз, их особенностями и влиянием на точность
выполнения размеров.
В течение последних 20 лет вопрос о базах в машиностроении
и приборостроении неоднократно освещался с различных точек
зрения в технической литературе, .посвященной вопросам тех­
нологического проектирования (работы А. П. Соколовского,
А. П. Знаменского, А. И. Каширина, А. Б. Яхина, Б. С. Балак­
шина, В. М. Кована и др.), конструирования и размерных расчетов
(работы В. А. Бражникова, И. Б. Плоткина и В. П. Пузановой,
С. В. Грум-Гржимайло и др.).
В указанных работах было введено большое количество поня­
тий и терминов баз: основная база, вспомогательная, главная,
дополнительная, второстепенная, промежуточная, сборочная, мон­
тажная, оперативная, искусственная, исходная, конструкторская,
технологическая, производственная, установочная, измеритель­
ная и т. п. Часть этих терминов выражает одинаковые или очень
близкие понятия, а в некоторых случаях, наоборот, в одинаковые
термины раз'Ные авторы вкладывают различное содержание. Неко­
торые из указанных терминов по своему смыслу столь близки друг
к другу, что их введение не может быть признано целесообразным 1.
Обилие понятий, многообразие и противоречивость терминоло­
гии, введенной различными авторами, сильно затрудня:ет изу­
чение общей теории баз и_ ее практическое использование завод­
скими работниками.
В настоящей работе делается попытка установить· наиболее
1 Подробнее по этому Еопросу см. А. А. Маталин. Конструкторские и -rехн.о:
логические базы. Машгиз, 1947.
4


целесообразную терминологию, необходимую для полной характе­
ристики вопросов применения баз при проектировании и изготов­
лении изделий. При этом максимально используется терминоло­
гия, принятая на наших предприятиях и вошедшая в техни­
ческую литературу, и отбрасываются менее удачные термiшы,
предлагаемые некоторыми авторами.
Кроме того, в книге дана краткая классификация баз и бази­
рующих поверхностей, применяемых при проектировании и изго­
товлении изделий. В классификацию введены только такие поня­
тия, без которых не может быть полностью освещен тот или иной
вопрос, связанный с применением баз. Введенные многими авто­
рами понятия и определения, без которых вопрос о базах может
быть освещен достаточно полно, в предлагаемую систему класси­
фикации баз не включен.
В основу построения предлагаемой классификации баз и бази­
рующих поверхностей, а также соответствующей терминологии
положены последние работы проф. А. П. Соколовского, получив­
шие наибольшее признание и распространение в научной и техни­
ческой литературе, уточненные с учетом новейших работ в обла­
сти технологии машинострения, опубликованных в последние годы.
Предлагаемая автором классификация базирующих поверх­
ностей и соответствующая терминология в настоящем третьем
издании книги несколько уточнена и переработана по сравнению
с первыми изданищvrи книги с целью придания ей большей научной
строгости и четкости, а также с целью :наибольшего приближения
к терминологии, распространенной в современной технической
литературе.
В работе также рассматриваются области наиболее целесооб­
разного применения отдельных видов баз и базирующих поверх­
ностей при изготовлении точных изделий и сформулированы кон­
кретные рекомендации для технологов по наивыгоднейшему ис­
пользованию баз. Показана тесная связь решения вопроса о :наи­
более целесообразной конструкторской и сборочной базах при
конструировании изделия с выбором рациональной технологи­
ческой и измерительной баз при его изготовлении. Даны также
конкретные рекомендации по выбору конструкторских баз и про­
становке размеров при проектировании изделия в соответствии
с применяемыми на данном производстве технологическими базами.
5


Сформулированные в работе общие положения и рекоменда­
ции технологу и конструктору по увязке конструкторских и тех­
нологических задач, возникающих при создании нового изделия,
иллюстрируются конкретными примерами рационального проекти­
рования точных изделий серийного производства, осуществлен­
ными в последние годы нашей промышленностью.
Эти примеры, заимствованные из практики точного прибора~
строения, станкостроения, турбостроения и общего машинострое­
ния, свидетельствуют об общности установленных в работе прин­
ципов выбора баз для различных отраслей машиностроения и при­
боростроения.


Глава I
Базы.в машиностроении
1. l(ЛАССИФИl(АЦИЯ БАЗ И БАЗИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЙ
для правильной работы каждой машины необходимо обеспе­
чить вполне определенное взаимное расположение ее деталей и
узлов.
Равным образом при обработке деталей на станках детали
должны быть правильно ориентированы относительно механиз­
мов и узлов станков, определяющих траектории перемещений
режущих инструментов (направляющих суппортов, фрезерных
и резцовых головок, упоров, копировальных устройств и т. п.)
Задачи взаимной ориентировки деталей и узлов в машинах,
а также ориентировки деталей на станках при их изготовлении
решаются назначением соответствующих баз.
Общее определение понятия «база»
Под термином «база» подразумевается совокупность поверхно­
стей, линий или точек детали, по отношению к которым ориен­
тируются другие детали изделия или по отношению к которым
ориентируются другие поверхности данной детали при U'IC обра­
ботке или измерении.
Как следует из данного определения, понятие «база» включает
в себя весь комплект поверхностей, необходимых для требуемой
ориентации детали при сборке изделия и при изготовлении де­
тали.
Известно, что для полного определения положения твердого
тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свобо­
ды: трех поступательных перемещений вдоль осей координат и
трех вращений вокруг указанных осей.
В соответствии с положениями теоретической механики д л я
о·риентировки призматического телавпро­
странстве необходимо соединить его нижнюю поверхность А
тремя удерживающими жесткими (двусторонними) связями а
с плоскостью ХОУ прямоугольной системы координат (фиг. 1).
В результате этого призматическое тело лишается трех степеней
7


свободы, в частности оно теряет возможность перемещаться вдоль
оси Z и вращаться вокруг осей Х и У.
Для лишения тела еще двух степеней свободы, т. е. лишения
возможности перемещения вдоль оси Х и вращения вокруг оси Z,
необходимо связать его боковую поверхность В двумя удерживаю­
щими связями Ь с плоскостью YOZ.
Для полного закрепления тела в пространстве необходимо
лишить его шестой степени свободы - возможности перемещения
вдоль оси У, для чего следует соединить поверхность С
ь
о
у
z
одной жесткой удер живающей
с
связью с с плоскостью xoz.
в
ь
а
д
а
В реальных условиях
ориентировки детали на стан­
:i'(е, в приспособлении или в
узле машины удерживающие
жесткие двусторонние связи
заменяются опорными точ­
ками. В соответствии с па-
х ложением о шести степенях
свободы и шести удерживаю­
щих связях, необходимых для
ориентировки твердого тела в
пространстве, конструкторы
и технологи обычно руковод­
Фиг. 1. Ориентировка призматического ствуются в своей работе изве-
тела в пространстве:
стным правилом ше-
А- главная базирующая поверхность; СТИ ТОЧеК ,ИЗ КОТО-
В - направляющая базирующая поверхность; рОГО следует, ЧТО ДЛЯ П о Л­
С - упорная базирующая поверхность.
ной ориентировки
детали в приспособлении или вмеханизме необходимо
и достаточно шесть опорных точек,распо­
ложенных определенным образом на поверхностях данной
детали.
При пользовании этим правилом не следует забывать, что при
рассмотрении вопроса о лишении тела шести степеней свободы
с помощью шести удерживающих связей имелись в виду ж е с т -
кие двусторонние связи, исключающиевозмож­
ность всякого перемещения тела вдоль этих связей. Поэтому при
конструировании реальных деталей или приспособлений нельзя
ограничиться только созданием необходимых шести опорных то­
чек, но нужно еще обеспечить плотное и непрерывное соприкосно­
вение соответствующих поверхностей детали с опорными точками
с помощью прижимов или иных устройств. Таким образом, при­
жимные устройства должны рассматриваться в конструкциях
механизмов или приспособлений как необходимые составляющие
элементы, в совокупности с опорными точками создающие дву­
стороннюю удерживающую связь. Поэтому увеличение или умень-
8


шение количества прижимных устройств не отражается на коли­
честве опорных точек, предусматриваемых правилом шести точек,
Поверхности детали, участвующие в ориенти-
ровке обрабатываемой поверхности или в ориентировке поверх­
ности, 'сопряженной с другими деталями изделия, называются
базирующими поверхностями.
Применительно к призматическим деталям различают: гл а в·
ную базирующую поверхность А, несущую
насебетри опорныеточки, направляющую бази•
2
с
ь
о }-----+---+-► х
а
V
Фиг. 2. Ориентировка цилиндриче­
ского тела в пространстве:
А - двойная направляющая базирую­
щая поверхность; В, С - упорные
базирующие поверхности.
Фиг. 3. Ориентировка цилиндриче­
ской детали в призме:
А - двойная направляющая базирую­
щая поверхность; В, С - упорные
базирующие поверхности.
рующую поверхость В,несущуюнасебедвеопорные
точки,иупорнуюбазирующую поверхостьС,
несущую на себе одну опорную точку.
К о м п л е к т из всех трех базирующих поверхностей
составляет базу детали.
Для повышения точности и надежности ориентировки детали
при выборе базы в качестве главной базирующей поверхности
принимают поверхность с наибольшими размерами, позволяющую
расположить три опорные точки достаточно далеко друг от друга;
в качестве направляющей базирующей поверхности с той же
целью принимают самую длинную поверхность. В качестве упор­
ной базирующей поверхности может быть использована поверх­
ность любых, даже самых малых размеров, при условии достаточно
хорошего ее состояния и постоянства формы (отсутствие литни­
ков, заусенцев, литейных швов и т. п.).
Для
ориентировки
цилиндрического
тела в пространстве необходимо соединить его
цилиндрическую поверхность двумя жесткими удерживающими
связями а с плоскостью ХОУ и двумя связями Ь с плоскостью
YOZ (фиг. 2), лишая этим тело четырех степеней свободы
9


(возможности перемещения вдоль оси Х и вдоль оси Z, вращения
вокруг оси Х и вокруг оси Z). Для устранения возможности
перемещения тела вдоль оси У необходимо соединить его торец С
жесткой удерживающей связью с с плоскостью XOZ.
Для лишения тела шестой степени свободы - возможности
вращения вокруг собственной оси - должна быть предусмотрена
шестая удерживающая связь в виде шестой опорной точки, распо­
лагаемой на поверхности шпоночной канавки.
В реальных условиях ориентировки цилиндрических деталей
часто бывает удобно использовать призмы, несущие на себе четы­
ре опорные точки с соответствующими упорами и шпонками, даю­
щими две дополнительные опорные точки (фиг. 3).
В случае ориентировки цилиндрической детали ее ц и л и н -
дрическая поверхность, несущаянасебечетыре
опорныеточки,называетсядвойной направляющей
базирующей поверхностью. Торцовая по-
верхность С называется упорной базирую-
щей поверхностьюиповерхностьшпоночнойканавки-
второйупорнойбазирующейповерхностью.
Несколько иначе следует рассматривать базирующие поверх­
ности при ориентировке цилиндрических деталей типа тонких
дисков, длина которых значительно меньше диаметра. Очевидно,
что в этом случае цилиндрическая поверхность уже не может
выполнить функции двойной направляющей и нести на себе
четыре опорные точки. С другой стороны, относительно большие
размеры торцовой поверхности делают возможным размещение
на ней трех опорных точек, что вносит определенность в ориенти­
ровку детали в пространстве.
В соответствии с этим при ориентировке в пространстве ко­
роткого цилиндрического тела (типа тонкого диска) необходимо
соединить его торцовую поверхность А (фиг. 4) тремя жесткими
удерживающими связями а с плоскостью XOZ. При этом тело
лишается трех степеней свободы: перемещения вдоль оси У,
вращения вокруг оси Х и вращения вокруг оси Z. Для лишения
тела возможности перемещения вдоль осей Х и Z следует соеди­
нить его цилиндрическую поверхность жесткими связями Ь
с плоскостями ХОУ и YOZ; шестая жесткая связь, лишающая тело
вращения вокруг собственной оси, параллельной оси У, создается
помещением опорной точки на поверхности шпоночной
канавки.
В этом случае торцовая поверхность А диска, несущая на себе
триопорныеточки,называется главной базирующей
п о в е р х н о ст ь ю, цилиндрическая поверхность В, несущая
насебедвеопорныеточки,- центрирующей бази
-
рующей поверхностью, аповерхность шпоночной
канавкиС- упорной базирующей поверхно
-
с т ь ю. Так же, как и при ориентировке длинных цилиндриче-
10


ских деталей, при ориентировке дисков часто 0бывает удобно ис­
пользовать призмы (фиг. 5).
Специфические особенности имеет ориентировка в простран­
стве конических деталей.
Приустановкедетали по длинной конической
п о в ·е р х н о с т и с относительно небольшой конусностью
(отверстия в шпинделях станков, конусные хвостовики режущих
инструментов, конические оправки «трения») коническая поверх­
ность лишает деталь пяти степеней свободы (перемещения вдоль
z
ь-
аJ-----......
----
11.
ь
у
Фиг. 4. Ориентировка в простран­
стве короткого цилиндрического
тела. (тонкого диска):
А - главная базирующая поверхность;
В - центрирующая базирующая по­
верхность; С - упорная базирующая
поверхность,
всех трех осей координат и вра­
щения вокруг двух осей систе­
мы координат), оставляя ей
только одну степень свободы -
возможность вращения вокруг
с
Фиг. 5. Ориентировка диска:
А - главная базирующая поверхность;
В - центрирующая базирующая по­
верхность; С - упорная базирующая
поверхность.
собственной оси, которая может рассматриваться как третья ось
системы координат. Таким образом, в этом случае коническая
поверхность совмещает в себе функции двойной направляющей и
упорной поверхностей цилиндрической детали и несет на себе
пять опорных точек.
Очевидно, что для полной ориентировки детали в простран­
стве необходимо лишить ее еще одной степени свободы, разместив
на одной из ее поверхностей шестую опорную точку.
По аналогии с ранее рассмотренными случаями ориентировки
деталей в пространстве, поверхность длинного конуса детали,
несущая на себе пять опорных точек, может быть названа у п о р -
но-направляющей базирующей поверх•
н о с т ь ю, а поверхность, несущая на себе одну опорную точку,­
упорной базирующей поверхностью.
База, обеспечивающая полную ориентировку конусной детали
в пространстве и лишающая ее всех шести степеней свободы,
состоит из комплекта двух базирующих поверхностей: упорно­
направляющей базирующей поверхности и упорной базирующей
поверхности.
11


При базировании детали по короткой конической поверхности
с относительно большим углом конуса, как это имеет место при
установке детали в центрах, условия базирования значительно
меняются.
Коническая поверхность короткого центрового отверстия не
в состоянии выполнять функции направления оси детали, осущест­
вляемые двойной направляющей базирующей поверхностью цилин­
дрической детали или упорно-направляющей поверхностью де­
тали с длинным конусом. Ее возможности ограничиваются выпол­
нением функции центрирования (аналогично центрирующей по~
верхности диска) и в некоторых случаях дополняются выполне­
нием функции упорной базирующей поверхности. Следует заме­
тить, что, несмотря на внешнее подобие задачи в ориентировке
детали, роли, выполняемые левым и правым центровыми отвер­
стиями, неодинаковы. Левое центровое отверстие, соприкасаю­
щееся с неподвижным в осевом направлении центром передней
бабки (это отверстие удобно называть передним в отличие от вто­
рого отверстия, называемого в дальнейшем задним), выполняет
функции центрирования и определяет положение детали в осевом
направлении. Таким образом, оно лишает деталь трех степеней
свободы (перемещения вдоль трех осей координат) и несет на себе
три опорные точки. По выполняемой функции коническая поверх­
ность переднего (левого) центрового отверстия называется упорно­
центрирующей базирующей поверхностью.
Функция заднего центрового отверстия, соприкасающегося
с подвижным в осевом направлении центром задней бабки, ограни­
чена осуществлением центрирования. Эта поверхность несет на
себе две опорные точки и лишает деталь двух степеней свободы
(вращения вокруг двух осей координат). В соответствии с этим
коническая поверхность заднего центрового отверстия называется
центрирующей базирующей поверхностью.
Следовательно, установка детали в центрах лишает ее пяти
степеней свободы, сохраняется только возможность вращения
детали вокруг собственной оси. Очевидно, что в случае необходи­
мости точной ориентировки положения детали с точки зрения ее
поворота относительно оси (что бывает необходимо, например,
при обработке несимметричных деталей на фрезерных станках
при их установке в центрах) следует использовать одну из допол­
нительных поверхностей детали в качестве упорной, размещая на
ней шестую опорную точку и лишая деталь шестой степени сво­
боды.
Таким образом, база детали, обеспечивающая полную ориен­
тировку детали в пространстве при установке в центрах, состоит
из комплекта трех поверхностей:
1) упорно-центрирующей базирующей поверхности (кони­
ческая поверхность переднего центрового отверстия, несущая на
сеое. три опорные точки);
12


2) центрирующей базирующей поверхности (коническая по­
верхность заднего центрового отверстия, несущая на себе две
опорные точки);
3) упорной базирующей поверхности (дополнительная поверх­
ность детали, выполняющая роль шпоночной канавки или упора,
ориентирующая деталь с точки зрения ее поворота вокруг оси
и несущая на себе одну опорную точку).
Во всех рассмотренных примерах базой детали, определяю­
щей ее полную ориентировку в пространстве, являлся комплект
из нескольких, в большинстве случаев из трех, базирующих по­
верхностей, обеспечивающий лишение тела всех шести степеней
свободы путем создания для детали шести опорных точек.
Необходимо отметить, что полная ориентировка детали, преду­
сматривающая лишение ее всех степеней свободы, бывает необхо­
дима только в неподвижных соединениях деталей машин.Во всех
случаях подвижных соединений детали должны сохранять опреде­
ленные степени свободы и создания в соединениях шести· опор­
ных точек не требуется. Например, шпиндели станков должны быть
лишены только пяти степеней свободы, но должны сохранять воз­
можность вращения вокруг своей оси; салазки суппорта станка
также должны сохранять одну степень свободы, позволяющую
их перемещение по направляющим, а шарик шарикоподшипника
должен сохранить четыре степени свободы - возможность враще­
ния вокруг любой из трех осей координат и возможность переме­
щения вдоль одной из осей, направленной по касательной к окруж­
ности беговой дорожки. При обработке деталей на станках и их
установке в приспособлениях в ряде случаев также нет необходи­
мости в полной ориентировке деталей в пространстве с использо­
ванием всего комплекта из трех базирующих поверхностей, несу­
щих шесть опорных точек. Так, например, при обработке плоско­
сти А призматической детали (фиг. 6, а) ориентировка детали на
станке в направлении горизонтальных осей координат для полу­
чения размера а не имеет значения, вследствие чего направляющая
и упорная поверхность детали теряют значение базирующих.
Очевидно, что в подобном случае понятие базы ограничивается
одной главной базирующей поверхностью В, в то время как зна­
чение боковых поверхностей детали сводится к роли упоров,
необходимых не для ориентировки детали, а только для ее за­
крепления.
Естественно, что для получения у детали двух размеров
(например, а и Ь на фиг. 6, б) возникает необходимость ориен­
тировки детали не только с помощью главной базирующей поверх­
ности В, но также и с помощью направляющей базирующей
поверхности С; совокупность этих поверхностей образует базу.
В случае же, изображенном на фиг. 6, в, когда требуется обеспе­
чить выполнение трех размеров а, Ь и с, для ориентировки детали
необходимо использование всего комплекта из трех базирующих
13


поверхностей-"В, С, N. При обработке цилиндрических деталей
часто также нет необходимости иметь комплекты всех трех базиру­
ющих поверхностей.
Например, при сквозном сверлении и растачивании детали,
закрепленной в патроне, используется только одна двойная на­
А
в
А
Фиг. 6. Обработка призматической детали
при использовании в качестве базы одной (а),
двух (6) и трех (в) базирующих поверхно-
стей.
правляющая базирующая
поверхность В, несущая
на .себе четыре опорные
точки (фиг. 7, а). При рас­
тачивании же во втулке
ступенчатого
отверстия,
когда выдерживается ли­
нейный размер а, для обес­
печения его точности в
качестве базы необходимо
использовать две базирую­
щие поверхности - двой­
ную направляющую В и
упорную С (фиг. 7, 6).
Таким образом, для
ориентировки деталей при
их обработке могут быть
использованы базы, со­
стоящие из одной, двух
или трех базирующих пс­
верхностей и несущие в
общей сложности три, че­
тыре, пять или шесть опор­
ных точек.
При этом термин «бази­
рующие поверхности» отно­
сится к поверхностям, де­
талей. Поверхности при­
способлений или станков,
соприкасающиеся с бази­
рующими поверхностями
деталей, принято называть
«установочными».
При оформлении тех­
нологической документа-
ции на операционных эски­
зах обрабатываемых деталей все базирующие поверхности реко­
мендуется отмечать условными знаками, с указанием числа опор­
ных точек, которое должна иметь данная поверхность.
В случае необходимости, когда зажим детали совмещается с
опорой (например, при закреплении детали в кулачковом патроне
или разжимной оправке) или когда направление зажимного уси-
14


лия прянципиально :важно для качественного выполнения про­
ектируемой операции (например, осевой зажим тонкостенной
втулки при ее расточке), на операционных эскизах показыва­
ются не только опорные точки на базирующих поверхностях,
но и усилия зажимов.
В табл. 1 приведены условные обозначения опорных точек
базирующих поверхностей, а также мест приложения и направле­
ний действия усилий зажима на операционных эсrшзах обраба­
тываемых деталей.
На фиг. 8-17 приведены примеры нанесения условных обозна­
чений опорных точек и зажимных усилий на операционных эс-
кизах различных_ деталей.
-·
Фиг. 7. Обработка цилиндрической детали при использо­
вании в качестве базы одной (а) и двух (6) базирующих
поверхностей.
Следует иметь в виду, что чем проще установочная база, чем
меньше в нее входит базирующих поверхностей и меньше содер­
жится опорных точек, тем проще, производительнее и дешевле
получается конструкция приспособлений, необходимых для за­
крепления детали на станке. Поэтому при выборе базы для обра­
ботки деталей необходимо стремиться использовать наименьшее
число базирующих поверхностей с наименьшим числом опорных
точек, при котором может быть обеспечено выполнение заданных
чертежом размеров детали.
По характеру применения различают базы конструкторские,
сборочные, измерительные и технологические.
Конструкторская база
Конструкторской базой детали называется совокупность по­
верхностей, линий или точек, по отношению к которым ориенти­
руются по расчетам конструктора другие детали изделия.
Это определение конструкторской базы по существу мало
отличается от довольно распространенного определения, а
именно: конструкторской базой детали называется поверхность,
линия или точка, определяющая по расчетам конструктора
15


Таблuu,а 1
Условные обозначения опорных точек базирующих поверхностей и усилий
зажима 1
Условные обозначения
Наименование
1
Вид сбоку
Вид в плане
-
Неподвижные опоры
_/"\_
--<>-
Неподвижные регулируемые
i
~
опоры
Подвижные самоустанавли-
4-
ф
uающиеся опоры
Сблокированные опоры
1
1'-
j'-
1
<с___5>
Усилие зажима
1
.....
1
t
Зажимы, совмещенные с опо-
+~1
рами (самоцентрирующие кулач-
rшвые патроны, цанги, раз-
жимные оправки)
Зажимы в четырехкулачко-
♦s
вом патроне
Сблокированные зажимы
1
у1у
Центры с хомутиком
1
::Е=3с 1 =Е=3с
t
t;2;I
Люнеты неподвижные
1
•
1
17,'. 1
1
$1
~
!·
Люнеты подвижные
1::
1 Заимствовано из «Справочника технолога•машиностроителя», т. 1, Машгиз,
1956, с. 213.
16


Фиг. 8. Обточка валика в цен­
трах с хомутиком и подвижным
люнетом.
Фиг. 10. Подрезка торца и об­
точка наружной поверхности за­
готовки шестерни при установке
по торцу с центрированием по
отверстию.
Фиг. 12. Подрезка торца
детали по разметке с за­
креплением в тисках.
2 Маталин
Фиг. 9. Обточка валика в трехку­
лачковом патроне с задним цент­
ром и неподвижным люнетом.
ь
Фиг. 11. Обточка и подрезка тор­
цов шестерни с базированием по
отверстию и упором в торец.
Фиг. 13. Фрезерование плоскости с
установкой по разметке и опорой на
домкратики.
17


положение детали по отношению к другимдеталям изделия, т. е.
определяющая положение детали в изделии по чертежу.
Конструкторские базы выявляются из расчета размерных
цепей механизмов. В качестве конструкторских баз часто при­
нимаются не материальные, а гео-
метрические элементы деталей (осе-
вые линии отверстий и валов, бис-
tj
сектрисы углов, оси симметрии и
т. п.).
Фиг. 14. Фрезерование тор­
цов бобышки набором фрез.
Фиг. 16. Сверление двух отверстий
диаметрами D и d.
Сборочная база
Фиг. 15. Фрезерование
опорной поверхности под­
шипника.
Lfomб Фd
-
Фиг. 17. Сверление четырех
отверстий диаметром d.
Сборочной базой детали называется совокупность поверхно­
стей, линий или точек, по отноuLению к которым фактически
ориентируются другие детали изделия.
Как видно из изложенного, определение сборочной базы
довольно близко к следующему весьма распространенному опре­
де.тrению: сборочной базой называется поверхность, линия или
точка, фактически определяющая положение детали по отноше-
18


нию к другим деталям изделия, т. е. определяющая положение
детали в изделии.
Сборочные базы, в свою очередь, подразделяются на о п о р -
ные и проверочные.
Сборочная база называется о п о р н о й, когда составляю­
щие ее базирующие поверхности непосредственно соприкасаются
с поверхностями других деталей.
В отличие от конструкторских баз, которые, как указывалось,
могут быть условными (осевые линии, биссектрисы углов, оси
симметрии), опорные сборочные базы всегда являются реальными,
т. е. образуются из совокупности материальных поверхностей_
м
р
Фиг. 18. Конструкторские и сборочные базы деталей столика инструмен­
тального микроскопа.
Сборочная база называется п р о в ер очной, когда состав­
ляющие ее базирующие поверхности служат для выверки поло­
жения детали по отношению к другим деталям собираемого из­
делия.
Проверочная сборочная база может быть реальной, но может
также быть и условной, т. е. она может быть образована из мате­
риальных поверхностей и отдельных геометрических элементов
(осевые линии, биссектрисы углов и пр.).
Для повышения точности механизма при проектировании
изделия в качестве конструкторских и сборочных баз следует
стремиться принимать одни и те же поверхности детали, однако,
как следует из самих определений, желательное совмещение кон­
структорских и сборочных баз не всегда осуществимо. В большин­
стве случаев, когда в расчетные размерные цепи входят не только
материащ,ные, но также и геометрические элементы, сборочная
база не совпадает с конструкторской.
В качестве примеров несовпадения конструкторской и сбо­
рочной •баз могут служить узлы и детали, изображенные на
фиг. 18.
Узел системы столика инструментального микроскопа, пока­
занный на фиг. 18; рассчитывается конструктором таким образом,
чтобы верхняя плоскость N детали 2 лежала в горизонтальной
плоскости. Это требование предопределяет появление конструк­
тивно необходимых размеров а, Ь, с и d, связывающих конструк-
2*
19


торские базы деталей 1, 2 и 3 (сопряженные плоскости М, N, Р
и биссектрисы углов призм), так как основное условие горизон­
тальности верхней плоскости детали 2 выражается уравнением:
а + Ь = с + d. Поэтому конструкторские чертежи деталей 1,
2, 3 должны связать размерами конструкторские базы деталей,
отличные от их сборочных баз. Конструкторскими базами ука­
занных деталей являются плоскости М, N, Р и биссектрисы уг­
4
Фиг. 19. Конструкторские и сбо­
рочные базы деталей угломерной
головки инструментального микро-
скопа.
лов призм, в то время как опор­
ными сборочными базами служат
те же плоскости М, N, Р и мате­
риальные призматические поверх­
ности, а не биссектрисы. 1
На фиг. 19 показано соединение
большой шестерни 2 угломерной
головки инструментального микро­
скопа с приводной шестерней 4 в
корпусе 1 лимба. Конструктор­
скими базами корпуса 1, опреде­
ляющими по расчетам узла нор­
мальное сцепление деталей 2 и 4,
являются ось конической расточки
под деталь 2 и ось цилиндрического
отверстия под деталь 3.
Сборочными опорными базами для этих деталей, очевидно,
служат материальные поверхности конической расточки и цилинд­
рического отверстия.
Для повышения точности механизма при использовании наи­
больших допусков на изготовление детали, вытекающих из рас­
четов размерных цепей механизма, конструктор должен связы­
вать непосредственными размерами конструкторские базы детали.
При этом, само собой разумеется, что если деталь имеет несколько
конструкторских баз, взаимно не связанных друг с другом общей
размерной цепью, то связывать непосредственными размерами
следует не все конструкторские базы детали, а лишь тот комплект
баз, который входит в общую размерную цепь.
В тех случаях, когда конструкторская база совпадает со сбо­
рочной, в качестве допуска на размер, связывающий конструктор-
1 В состав конструкторской и сборочной баз деталей 1 и 3, ориентирующих
их в изделии, входит полный комплект базирующих поверхностей: глаrная бази­
рующая по, ерхность М или Р, двойная направляющая и упорная поверхности
(на фиг. 18 не показаны).
В прш еденном примере, когда рассматривается линейная размерная цепь
а-Ь
-
с - d определенного направления, связывающая только главные бази­
рующие поверхности деталей 1-3 с биссектрисами углов и базирующей поверх­
ностью N детали 2, нет необходимости рассматривать все поверхности, входящие
в состав баз, и в целях упрощения рассуждений можно ограничиться рассмотре­
нием соотЕетствующих базирующих поверхностей, связанных размерами.·
20


ские базы, может быть принят полный допуск на взаимное распо­
ложение базовых поверхностей, вытекающий из соответствующей
размерной цепи механизма.
Если сборочная база не совпадает с конструкторской, то в
качестве допуска на размер, связывающий конструкторские базы,
не может быть принят допуск, максимально возможный по рас­
чету размерной цепи, так как он не учитывает погрешностей ма­
териальной сборочной базы. Допуск, связывающий конструктор­
ские базы, полученный из расчета взаимного расположения ,этих
баз, должен быть ужесточен на величину возможной (т. е. макси­
мально допустимой) погрешности материальной сборочной базы,
влияющей на фактическое положение конструкторской базы.
Фиг. 20, Линейные размеры крон­
штейнов горттзонтального оптиметра.
Фиг. 21. Колебание в рас­
положении осей отвер­
стий кронштейнов опти­
метра при овальности от-
верстий.
Схема узла горизонтального оптиметра, изображенная на
фиг. 20, может с:лужить примером подобного ужесточения расчет­
ного допуска. Из условий работы узла следует, что несовпаде­
ние осей деталей 3 и 4 не должно превышать величины некото­
рого допуска о, Если бы конструкторские базы деталей 1 и 2
(оси отверстий в верхней и нижней головках) совпада.тщ со сбо­
рочными базами: (поверхностями этих отверстий), то допуск на
размеры а и Ь Э'rих деталей, связывающий конструкторские базы,
был бы устанонлен как максимально возможный по условиям
работы данного узла и был бы равен, очевидно, ±0,Бо. Однако
конструкторские базы деталей 1 и 2 не совпадают со сборочными
и их положение будет зависеть не только от рассматриваемых
размеров а и Ь, но и от точности выполнения материальных сбо"
рочных баз, т. е. поверхностей отверстий.
Так, если отверстия деталей 1 и 2 вследствие неточностей
станков или приспособлений будут расточены не по окружности,
а по овалу, то взаимное расположение конструкторских бш~
(осей) станет неопределенным и будет произвольно меняться l3
21


пределах Л = а1 - а = е1 + е 2 , что уменьшит точность собран­
ного узла (фиг. 21). Для того чтобы общая точность узла не сни­
зилась и было обеспечено исходное техническое услови_е - сов­
падение осей деталей 3 и 4 в пределах допуска о, необходимо
максимально допустимый допуск на размер а, равный ± 0,50,
ужесточить на величину погрешности выполнения сборочных баз,
т. е. на величину Л = е1 +е2•
В этом случае допуск на размер а детали 1
С2
с,
Фиг. 22. Схема сборки корпус­
ных деталей двигателя внутрен­
него сгорания:
оа= ±0,5(о- е1- е2). (1)
Если на фактическое положение
конструкторской базы будут влиять
и другие неточности сборочной базы
(например, изменение размеров диа­
метра), то при расчете допусков они
должны быть также включены в об­
щую расчетную размерную цепь. 1
Из изложенного следует, что
дляобеспечениянаибо­
л ее широких допусков
на расчетные размеры б е з п он и­
жения
точности меха­
н и з м а конструктор должен стре­
миться при проектировании детали
по возможности совместить
конструкторские исба­
рочные базы детали.
В тех случаях, когда подобное
совмещение конструкторских и сбо­
рочных баз невозможно, а требуе­
мая точность взаимного расположе­
ния конструкторских баз настолько
1-фундаментная рама; 2-стани- высока, что практически невыпол­
на; 8-блок цилиндров; 4-цилин- нима в связи с большой вели-
ровая втулка.
чиной суммирующихся погрешно­
стей опорных сборочных баз и погрешностей их взаимного
расположения, при сборке приходится отказываться от испол ь­
зования опорных сборочных баз, заменяя их проверочными.
Примером такой замены может служить сборка двигателя внут­
реннего сгорания (фиг. 22) 2 .
При сборке корпусных деталей двигателя внутреннего сгора­
ния необходимо обеспечить перпендикулярность осей цилин-
1 В рассмотренном примере (фиг. 20) изменение диаметральных размеров
отrерстий не rшияло на положение конструкторских баз, так как происходящее
при этом изменение зазоро, между деталями 1 и 4, 2 и 3 устраняется благодаря
хомуто:0 ому соединению этих деталей.
2 Рисунок заимст;:ован из кнuги щ,оф. А. П. Соколозского «Курс технологии
машиностроения», ч. 2, Машгиз, 1948.
22


дровых втулок по отношению к оси коленчатого вала с погреш­
ностью, не превышающей 0,05 мм на 1 м длины (что соответствует
отклонению угла 90° в пределах 10"). Для выполнения этого тре­
бования нужна исключительно точная обработка всех корпусных
деталей, правильность взаимного расположения и форма сбороч­
ных баз которых влияет на расположение осей цилиндровых вту­
лок и коленчатого вала. Как указывает проф. А. П. Соколовский,
в этом случае необходимо обеспечить: параллельность оси рас­
точки гнезд М подшипников по отношению к стыковой плоско­
сти С1 фундаментной рамы 1; параллельность нижней (С 2)
и верхней (D 1) стыковых поверхностей станины 2; перпендикуляр­
ность оси отверстия цилиндровой втулки 4 по отношению к опор­
ному торцу D 2 блока цилиндров 3.
Все стыковые поверхности С1 , С 2 , D 1, D 2 являются опорными
сборочными базами, определяющими взаимное расположение со­
бираемых деталей, а в конечном счете и взаимное расположение
осей цилиндров и коленчатого вала. Поэтому погрешности взаим­
ного расположения этих поверхностей должны быть минималь­
ными, в данном случае они должны быть ограничены допуском
в 0,025 мм на 1 м длины. Складывая эти допускаемые погреш­
ности по правилам суммирования случайных ошибок, можно
вычислить суммарную погрешность взаимного расположения
осей цилиндровых втулок и коленчатого вала, равную
1,2 уо,0252 + 0,0252 + 0,0252 = о,о5 мм,
т. е. допускаемой величине 0,05 мм на 1 м длины (коэффициент 1,2
в формуле учитывает отступление закона распределения размеров
от нормального).
Обеспечение взаимного расположения опорных сборочных баз
корпусных деталей двигателя в пределах допуска 0,025 мм на
1 м длины чрезвычайно затрудняет механическую обработку
деталей и экономически нецелесообразно. Более рационально
при обеспечении перпендикулярности осей цилиндровых втулок
и коленчатого вала отказаться от использования стыковых по­
верхностей С1 , С 2 , D 1, D 2 в качестве опорных сборочных баз и
пользоваться проверочной сборочной базой. В качестве последней
удобно испол,ьзовать конструкторскую базу - ось цилиндровой
втулки. При этом процесс сборки корпусных деталей осущест­
вляется в следующем порядке:
1) фундаментную раму 1 устанавливают на монтажном
стенде, причем с помощью уровня достигается горизонтальность
расположения оси расточки гнезд М под вкладыши подшипников
коленчатого вала;
2) на фундаментной раме монтируют станину 2, а на ней блок
цилиндров 3 с цилиндровыми втулками;
3) в центре отверстия цилиндровой втулки 4 укрепляют отвес;
23


4) шабрят стыковые поверхности (D 1 и D 2) станины и цилин­
дрового блока и проверяют по отвесу вертикальность оси цилин­
дровой втулки.
Как следует из приведенного описания последовательности
сборки корпусных деталей двигателя, в данном случае стыковые
поверхности С1 , С 2 , D 1, D 2 теряют значение сборочных баз как
«поверхностей, по отношению к которым ориентируются другие
детали».
Цилиндровый блок ориентируется не стыковыми плоскос­
тями, а осью отверстия цилиндровой втулки 4, совмещаемой
путем шабрения стыковых поверхностей D 1 , D 2 с отвесом. По­
этому сборочной базой здесь служит ось отверстия цилиндровой
втулки, являющаяся проверочной сборочной базой.
Как видно из приведенного примера, применение проверочных
сборочных баз позволяет значительно повысить точность сборки
при низкой точности механической обработки деталей, однако
оно связано с дополнительной затратой времени на выверку по­
ложения собираемых деталей. Иногда эта затрата времени столь
значительна, что не компенсируется выигрышем в производитель­
ности при механической обработке деталей по расширенным до­
пускам, и применение проверочных сборочных баз, связанных
обычно с пригоночными операциями на сборке, становится нео­
правданным.
Однако иногда (в крупном машинострении, при единичном
производстве сложных, дорогих и точных машин) применение
проверочных сборочных баз целесообразно.
Во всех случаях вопрос о целесообразности использования
проверочных сборочных баз и пригоночных работ на сборке
должен решаться на основе проведения соответствующих технико­
экономических расчетов. 1
1 В технической литературе по станкостроению встречается классификация
сборочных баз, предусматри2ающая их разделение на оснооные (по·~ерхности,
которыми деталь ориентируется в изделии) и ьспомогательные (по?ерхности, при
помощи которых деталь присоединяется к другим деталям изделия).
Такое разделение сборочных баз представляется излишним.
С точки зрения взаимодейстrия деталей механизма и соответствующих рас­
четов размерных цепей со!!ершенно безразлично, является ли рассматризаемая
база поверхностью, ориентирующей данную деталь по отношению к другой детали
(например, к корпусу), т. е., по указанной классификации, «осноаной» или эта
база сама присоединяет к данной детали другие детали изделия, выступая, по
этой классификации, в качестuе «сспомогательной».
Еще менее существенно это подразделение с точки зрения технолога, для
которого имеет значение только обеспечение пра,шльного взаимного расположе­
ния баз, без учета их последующей роли в готовом изделии.
При этом, в соотРетстши с принципом обратимости баз, в качестве техноло­
гических баз с одинаковым успехом применяются как «оснозные», так и <<вспомо­
гательные» базы, по классификации станкостроителей. Выбор технологических
баз определяется в подобных случаях удобством и надежностью ориентиро2ки
и закрепления детали.
24


Измерительная (контрольная) база
Измерительной (контрольной) базой называется совокупность
поверхностей, линий или точек, от которых производится отсчет
размеров при измерении детали или по которым производитсл
проверка взаимного расположения ее поверхностей (параллельность,
перпендикулярность).
Измерительные базы связываются с контролируемыми поверх­
ностями детали непосредственными размерами или определен­
ными условиями.
Технологическая база
Технологической (установочной) базой детали называется со­
вокупность поверх1-юстей, линий или точек, относительно которых
ориентируется при изготовлении детали поверхность, обрабаты­
ваемая на данной операции.
С представлением о технологических базах как совокупности
поверхностей, по отношению к которым ориентируются обраба­
тываемые поверхности детали, связано понятие о направленности
технологических размеров.
В конструкторском чертеже детали отдельные ее поверхности
связываются размерами и техническими условиями, опреде­
ляющими правильность их взаимного расположения (параллель­
ность нескольких плоскостей или их взаимная перпендикуляр­
ность и т. д.). При этом не возникает вопроса о том, какая из
указанных поверхностей должна быть параллельна другой:
плоскость А параллельна плоскости В или наоборот плоскость В
параллельна плоскости А. Для конструктора такой вопрос являет­
ся праздным, так как ему важно, чтобы в готовой детали обе
указанные плоскости были взаимно параллельны.
В отличие от конструктора, технолог, проектирующий техr-ю­
логический процесс, видит в чертеже детали не одну деталь, с
конфигурацией и размерами, заданными конструктором, а рас­
сматривает целый ряд форм и размеров этой детали в процессе ее
превращения из заготовки в готовое изделие.
Начиная с первой операции обработки детали, ее обрабатывае­
мые поверхности ориентируются по отношению к технологическим
базам. При этом обрабатываемая поверхность располагается на
определенном расстоянии от технологической базы (точнее: от од­
ной из ее базирующих поверхностей), заданном размером, который
в этом случае получает направление (плоскость А фрезеруется
на заданном размером расстоянии от плоскости В или шлифуется
параллельно плоскости В и т. д.).
Понятие о направл~нности технологических размеров, выдер­
живаемых от технологических баз, важно для расчетов техноJю­
гических размерных цепей, правильного распределения припусков
25


на обработку поверхностей, связанных общим размером (припуски
даются «на толщину» детали, т. е. на две обрабатываемые поверх­
ности), и в некоторых других случаях технологического проекти­
рования.
Следует отметить, что при конкретных технологических рас­
четах размеров, определяющих расположение обрабатываемых
поверхностей по отношению к технологическим базам, приходится
иметь дело не с базой в целом, как совокупностью базирующих
поверхностей, а лишь с ее отдельными базирующими поверхно­
стями, с которыми связаны рассчитываемые размеры. При этом
в расчетах могут участвовать размеры, проставленные от любой
из базирующих поверхностей технологической базы (главной,
направляющей, упорной, двойной направляющей и т. д.). Таким
образом, каждая из базирующих поверх!fостей технологической
базы включается в свою линейную размерную цепь, расположен-
а)
5)
с
------.......~
о
---т-
]}
Фиг. 23. Использование опорной установочной базы: а - опор­
ная базирующая поверхность при фрезеровании; 6 - опорная
базирующая поверхность при закреплении детали в гильзе.
ную перпендикулярно к этой базирующей поверхности. Так,
например, обрабатываемые поверхности А и В (фиг. 23, 6) свя­
зываются размерами с упорной базирующей поверхностью С
технологической базы, в то время как двойная направляющая
базирующая поверхность D этой детали связывается с обрабаты­
ваемыми поверхностями угловыми размерными цепями, чем обес­
печивается перпендикулярность обрабатываемых поверхностей по
отношению к двойной направляющей поверхности.
В связи с тем, что обрабатываемые поверхности деталей свя­
зываются соответствующими размерными цепями с базирующими
поверхностями технологических баз, приобретает большое зна­
чение характер и особенности использования базирующих поверх­
ностей. В. зависимости от способа применения базирующих
поверхностей при обработке деталей они подразделяются на
опорные, настроечные и проверочные базирующие поверхности.
Опорные базирующие поверхности. Базирующие поверхно-
сти технологической базы называются опорными в тех случаях,
26


когда они непосредственно соприкасаются с соответствующими
установочными поверхностями приспособления или станка.
При обработке деталей по принципу автоматического полу­
чения размеров требуемая точность может быть получена сравни­
тельно легко путем настройки станка относительно опорных
базирующих поверхностей деталей. Так, точность размера а
(фиг. 23, а), проставленного от опорной базирующей поверхно­
сти В, обеспечивается при настройке станка установкой оси
Dфр
фрезы 00 на расстояние Ь = а +-2
-
от плоскости стола фрезер-
ного станка, на котором устанавливается обрабатываемая деталь
своей опорной базирующей поверхностью, являющейся в данно!\I
случае главной базирующей поверхностью.
Очевидно, что смена деталей, обрабатываемых при неизменной
настройке станка, не будет влиять на получаемый размер детали
и он будет одинаков для всей партии деталей, обработанных при
данной настройке станка (не принимая во внимание рассеива­
ние размеров деталей под влиянием всевозможных причин слу­
чайного характера и не учитывая погрешность установки дета­
ли, значение которой рассматривается ниже).
Аналогично неизменными будут размеры а и Ь у партии дета­
лей, изготовленных на револьверном станке (фиг. 23, 6). Установка
упоров этого станка гарантирует сохранение расстояний подрез­
ных резцов, обрабатывающих торцы А и В детали, до упорного
торца С зажимной гильзы, равных этим величинам а и Ь. 1
Технологическая база, состоящая из опорных базирующих
поверхностей, называется опорной.
Опорные технологические базы, обеспечивая необходимую точ­
ность обработки партии деталей на настроенных станках, не тре­
буют сложной настройки станка и чрезвычайно широко приме­
няются в крупносерийном производстве. Неудобство промера
обрабатываемой детали непосредственно на станке, связанное
с использованием опорных базирующих поверхностей, не яв­
ляеТfЯ сколько-нибудь существенным, так как точность обработки
здеfь определяется настройкой станка и промеры каждой детали
не нужны.
Настроечные базирующие поверхности. При работе на настро­
енf!ых станках наивысшая точность размеров изготовляемой де­
тали получается тогда, когда эти размеры проставлены непосред­
ственно от тех поверхностей детали, относительно которых может
быть произведена настройка станка, т. е. могут быть выставлены
упоры станка или режущие инструменты.
Для того чтобы произвести=.__ настройку станка относительно
1 В последнем случае технологическая база образуется совокупностью дrой- -
ной направляющей базирующей поверхности D и упорной базирующей поЕерх­
ности С. На величину размеров а и Ь, оче·видно, влияет положение упорной бази­
рующей потоерхности С.
27


определенных поверхностей деталей, необходимо, чтобы эти по­
верхности детали занимали при смене деталей данной партии на
станке неизменное положение относительно упоров станка, опре­
деляющих конечное положение обрабатывающего инструмента.
К поверхностям детали, занимающим неизменное положениеяа
станке, относятся в первую очередь ее опорные поверхности, что
и предопределяет широкое их использование в крупносерийном
производстве в качестве опорных технологических базирующих
'
а
а
j,ь
-г-
~-
л
а
8т-
1
Фиг. 24. Использование
1:1астроечной базирующей
поверхности (плоскость А)
для фрезерования детали
на размер Ь.
поверхностей.
Такими же поверхностями являются
поверхности, образуемые на детали при
данной операции и связанные с другими
обрабатываемыми поверхностями непосред­
ственными размерами. Так, если у детали,
изображенной на фиг. 24, требуется обрабо­
тать поверхности А и В, связанные между
собой размером Ь, то наилучшим способом
обработки будет такой, когда обе эти по­
верхности обрабатываются одновременно
за одну установку. При этом настройка
станка, обеспечивающая выполнение инте-
ресующего нас размера, осуществляется
относительно одной из обрабатываемых поверхностей детали (без­
различно А или В) путем подбора размеров фрез по формуле
DФР_DФР
ь_1
2
-
2
Нетрудно видеть, что обеспечение размера Ь путем настройки
станка относительно опорных технологических базирующих по­
верхностей (фиг. 25) приводит не только к удлинению технологи­
ческого процесса (часто появляется необходимость введения двух
операций вместо одной, рассмотренной выше), но также и к значи­
тельному усложнению приспособления, необходимого для выпол­
нения второй операции, и к ее заметному удорожанию.
В приведенном примере обработки поверхности В одновремен­
но с поверхностью А (фиг. 24) опорная поверхность детали немо­
жет рассматриваться как технологическая базирующая поверх­
ность для обрабатываемой поверхности В, так как правильность
расположения поверхности В и точность выполнения размера Ь
не зависят от положения поверхности С. Поэтому технологичес­
кой базирующей поверхностью при обработке плоскости В служит
поверхность А, обрабатываемая при той же установке.
Другим примером использования поверхности, обработанной
за одну и ту же операцию, в качестве технологической базирующей
поверхности может служить обработка детали на револьверном
станке (фиг. 26). Заготовка опирается поверхностью М на соот­
ветствующий упор зажимного устройства станка; однако эта
28


поверхность, являясь опорной технологической базирующей
поверхностью для обработюl торца А детали на размер h, не бу­
дет таково·й для всех остальных торцовых поверхностей детали
(В, С, D, Е), обрабатываемых на размеры Ь, с, d, а. Положение
поверхностей В, С, D и Е определяется при настройке станка
не положением поверхности М, а положением поверхности А,
относительно которой производится установка упоров. В этом
случае поверхн-ость А, обрабатываемая при той же установке, что
и рассматриваемые поверхности В, С, D, Е, является для них
технологической базирующей поверхностью, называемой нами
настроечной базирующей поверхностью. Аналогично этому в при-
t::,
Фиг. 25. Фрезерование детали при исполь­
зовании опорной базирующей поверхно­
сти: а - фрезерование на размер а;
б - фрезерование на размер Ь.
h
d
Фиг. 26. Использова­
ние настроечной базы
(торец А) при обра­
ботке детали на револь-
верном станке.
мере, приведенном на фиг. 24, плоскость А явилась настроечной
базирующей поверхностью для обрабатываемой плоскости В.
Настроечной базирующей поверхностью называется поверх­
ность детали, по отношению к которой ориентируются обрабаты­
ваемые поверхности, связанная с этими поверхностями непо­
средственными размерами и образуемая при одной устатювке с
рассматриваемыми обрабатываемыми поверхностялщ детали.
Настроечная базирующая поверхность обычно связывается непос­
редственным размером с опорной базирующейловерхностью детали.
При построении операции обработки детали с использованием
настроечной базирующей поверхности оп·орная поверхность де­
тали является технологической базирующей поверхностью только
для обработки самой настроечной базирующей поверхностu, с ко­
торой она связана непосредственным размером. Технологической
базой для обработки всех остальных поверхностей деталей в этом
случае служит не опорная, а настроечная базирующая поверх­
ность детали.
Деталь в зависимости от конфигурации и предъявляе~1Ых к ней
требований может иметь несколько настрочечных базирующих
поверхностей одного направления размеров, что в известной
29


степени затрудняет настройку станка, однако создает преимущество
непосредственной простановки размеров между поверхностями,
взаимное расположение которых важно для готового изделия.
В некоторых случаях при построении операции обработки
детали сложной конфигурации может быть использовано несколь­
ко настроечных базирующих поверхностей разных направлений
(фиг. 27).
Технологическая база, состоящая из настроечных базирующих
поверхностей, называется настроечной базой.
А
в
с
е
с
N
Фиг. 27. Использование настро­
ечных базирующих поверхностей
разного направления.
Настроечная базирующая поверх­
ность А ориентирует положение по­
верхностей В и С, а настроечная
базирующая поверхность К опреде­
ляет положение поверхностей Р и L.
К методу работы по настроечной
базе относятся всевозможные способы
точной расточки нескольких отвер­
стий и другие подобные им опера­
ции, при которых режущий инстру­
мент перемещается от одной обрабо­
танной поверхности к другой поверх­
ности детали на требуемое по чертежу
расстояние между ними (с помощью
специальных шаблонов, отсчетных
устройств станка) или согласно задан­
ной программе. Очевидно, что в по­
добных случаях может быть исполь­
зовано несколько настроечных бази­
рующих поверхностей разных напра­
влений.
Применение настроечных техно-
логических баз значительно расши­
ряет возможности простановки размеров на чертежах деталей,
так как позволяет устанавливать размеры без повышения их
точности не только непосредственно от опорных поверхностей,
но также и от измерительных (контрольных) поверхностей, которые
могу1 быть· использованы в качестве настроечных базирующих
поверхностей.
Применение настроечных баз, каи: это уже было видно из
рассмотренных выше примеров, способствует упрощению приспо­
соблений для обработки деталей (см. фиг. 24 и 25), концентрации
операций технологического процесса и сокращению общего числа
операций, делает возможным промеры деталей непосредственно
на станке. Некоторое усложнение наладки станка, связанное с ис­
пользованием настроечной базы, компенсируется в крупносерий­
ном производстве указанными преимуществами пр имененияэтих баз.
Особенно ярко выявляются преимущества использования на­
строечных баз при применении автоматов, многорезцовых станков,
станков с копировальными устройствами (гидросуппорты и т. п.)
и станков с программным управлением, которые требуют созда­
ния сложных концентрированных операций, а также при много­
позиционной обработке.
30


Опорная и настроечная технологические базы широко исполь­
зуются в крупносерийном производстве при настройке станков,
работающих по методу автоматического получения размеров. При
этом настройку станка относительно настроечной и опорной тех­
нологических баз производят исходя из предположения, что эти
базы детали при смене деталей на станке, в пределах изготовления
одной партии, занимают неизменное положение относительно
упоров станка.
Это предположение, являющееся в настоящее время общеприня­
тым для случаев использования настроечной базы детали, в приме­
нении к опорным установочным базам оказывается несостоятель­
ным, так как оно исходит из допущения практически полного
совпадения установочной плоскости приспособления и соответст­
вующей опорной базирующей поверхности детали.
Как показывают приводимые ниже результаты исследований,
проведенных нами для наиболее употребительных в машино­
строении способов установки деталей на опорной базирующей по­
верхности, обычно предполагаемое совпадение базирующей поверх­
ности детали и соответствующей установочной поверхности при­
способления на практике не имеет места.
Несовпадение опорной поверхности детали и установочной
поверхности приспособления при работе от опорной технологи­
ческой базы на настроенном станке вносит дополнительную по­
грешность в обработку детали и при необходимости получения
точных размеров должно заблаговременно предусматриваться
технологом.
Снижение точности достигаемых размеров при работе от опор­
ных технологических баз ·является дополнительным доводом
в пользу наиболее широкого использования настроечных баз,
исключающих влияние погрешности установки детали на точность
размеров, получаемых от этих баз ..
Поскольку вопрос выбора настроечной или опорной техноло­
гических баз в значительной степени предрешается простановкой
размеров в чертеже детали, конструктор изделия должен забла­
говременно проанализировать технологические особенности детали
и решить вопрос о наиболее рациональных базах для проекти­
руемой им детали.
Проверочная технологическая база. При изготовлении детали
мелкими партиями в условиях мелкосерийного производства
довольно широкое применение находит метод обработки детали по
проверочным базирующим поверхностям.
Проверочной базирующей поверхностью называется поверх­
ность обрабатываемой детали, по которой происходит выверка
положения этой детали на станке или установка режущего ин­
струмента.
Характерным примером использования проверочной базирую­
щей поверхности в мелкосерийном производстве крупного машино-
31


строения может служить операция расточки гнезд подшипников
фундаментной рамы дизеля (фиг. 28) 1 . С целью обеспечения парал­
лельности оси растачиваемых гнезд подшипников по отношению
к плоскости соединения фундаментной рамы с блоком цилиндров
(плоскость А) раму устанавливают для расточки с тщательной
выверкой по точным ватерпасам положения плоскости А являю­
щейся технологической проверочной базирующей поверхностью
детали. Правильное положение проверочной базирующей поверх­
ности А достигается применением специальных клиновых подкла­
док, которые помещаются между опорной плоскостью детали В
/
Фиг. 28. Использование проверочной
базирующей поверхности (плоскость А)
при расточке гнезд подшипников колен­
чатого вала фундаментной рамы двига-
теля.
(отнюдь не являющейся в этом
случае базовой поверхностью
детали) ''и опорами С.
Как следует из приведеннсго
примера, при работе по техноло­
гическим проверочным базирую­
щим поверхностям точность и
качество опорных поверхностей
детали (плоскости В) не оказы­
вают особого влияния на точ-
1--юсть ьбработки детали. Этот
метод не требует и применения
сколько-нибудь сложных при­
способлений для ориентировки
детали на станке, необходимых
при обработке по методу опор-
ных баз.
•
Указанные достоинства использования проверочных базирую­
щих поверхностей обеспечили широкое применение этого метода
в мелкосерийном производстве, где изготовление сложных приспо­
соблений и дополнительная точная обработка опорных баз нерен­
табельны, а увеличение потери времени на выверку детали на
станке незначительно по сравнению с общим временем обработки
детали.
В качестве проверочных базирующих поверхностей в мелко­
серийном производстве часто используются обрабатываемые по­
верхности детали. Например, при расточке отверстия в эксцен­
трично изготовленной отливке для уменьшения влияния неравно­
мерности припуска на расточку и устранения возможности появ­
ления черноты в отдельных местах расточенного отверстия токарь
перед расточкой выверяет установку детали в четырхкулачковой
планшайбе по внутреннему необработанному еще отверстию, доби­
ваясь его концентричности к оси вращения. В этом случае обраба­
тываемая поверхность отверстия служит при установке детали
1 Рисунок заимстrюван из книги проф. А. П. Соколовского «Курс технологии
машиностроения», т. !, Машгиз, 1947, с. 356.
32


в качестве технологической проверочной базирующей поверхности.
Аналогично этому при необходимости отфрезеровать одну сто­
рону плоской детали при ее установке на опорной установочной
базе пришлось бы снять значительный слой металла (вследствие
непараллельности плоскостей детали до обработки).
При использовании обрабатываемой поверхности в качестве
проверочной технологической базы и предварительной выверке
установки детали по этой поверцюсти припуск на обработку,
а следовательно, и затрачиваемое время на выполнение операции
значительно снижаются.
Другой разновидностью проверочных баз являются всевоз­
можные разметочные риски и керна, по отношению к которым
ориентируется режущий инструмент при обработке деталей.
Метод работы по проверочным базам, наиболее распространен­
ный в мелкосерийном производстве крупного и среднего машино­
строения; находит применение в некоторых случаях и на пред­
приятиях точного машиностроения и приборостроения в крупно­
серийном производстве.
Интересным примером использования проверочной базы для
изготовления особо точной детали оптического прибора может слу­
жить нарезание зуба отсчетноrо червячного колеса прибора.
По условиям своей работы в приборе начальная окружность
зубчатого венца детали должна быть строго концентрична посадоч­
ному наружному цилиндру А, являющемуся сборочной базой
детали. Неконцентричность этих поверхностей непосредственно
отражается на появлении ошибки прибора при отсчетах углов
и не может быть допущена свыше 0,005 Mkl (что соответствует
допуску на биение начальной окружности зубчатого венца по
отношению к посадочной цилиндрической поверхности в преде­
лах 0,01 мм).
Биение нарезанного зуба вызывается, как известно, неточно­
стями механизмов зуборезного станка (величиной радиального
биения шпинделя станка, в котором крепится деталь), неточно­
стями изготовления оправки для крепления детали на станке
(эксцентричностью поверхности оправки, ориентирующей деталь
на станке по отношению к поверхности конуса оправки, которым
она крепится в. шпинделе зуборезного станка) и, наконец, эксцен­
тричностью посадки детали на оправке вследствие наличия зазора
S между посадочной поверхностью оправки и опорной базой де­
тали (фиг. 29).
К:ак следует из фиг. 29, эксцентричность нарезаемого зубчатого
венца детали зависит от взаимного расположения детали и оп­
равки, посадочных мест оправки, посадочного конуса шпинделя
станка и·его фактической оси вращения и может составить в наи­
более неблагоприятном случае сумму всех рассмотренных эксцен­
триситетов
(3)
3 Маталин
33


Современные. точные зуборезные станки выпускаются с бие•
нием шпинделя в пределах 0,01-0,02 мм, т. е. с эксцентрисите­
том el = 0,005 ММ.
Точность изготовления зуборезных оправок обычно обеспечи­
вает взаимную концентричность посадочного диаметра оправки и
ее конуса в пределах е 2 = О,003-;--0,005 мм.
Посадка заготовки шестерни на гладкий цилиндр оправки даже
при применении метода подбора заготовок, имеющих одинаковые
отклонения размера посадочного диаметра по отношению к соот­
ветствующим оправкам из комплекта оправок, практически не
S
А
/з=т
,;~
Ось нqнуса
шпинilеля
станка-.
Фиг. 29. Наибольший эксцентриситет на­
чальной окружности нарезаемой шестерни
по отношению к ее посадочному отвер-
стию.
Фиг. 30. Установка на зубофре­
зерном станке точного червяч­
ного колеса по проверочной бази­
рующей поверхности (цилиндри­
ческая поверхность А), являю­
щейся сборочной базой детали.
может исключить появление зазора, достигающего обычно значе­
ния S = 0,003+0,006 мм на диаметр, что создает эксцентриситет
в пределах е 3 = 0,0015+0,003 мм.
Вследствие вышеизложенного, при попытке использовать для
нарезания зуба данного червячного колеса опорную технологи­
ческую базирующую поверхность (в качестве которой естественно
принять детали) эксцентричность нарезаемого зубчатого венца по
отношению к сборочной базе А будет изменяться в зависимости
от фактического взаимного расположения трех эксцентриситетов: е1 ,
е 2 , е 3 , достигая иногда своего максимального значения
emax = е;т~ах + egiax = e!J'"x = 0,005 + 0,005 + 0,003 = 0,013 ММ,
более чем вдвое превышающего допустимую величину еаоп =
= 0,005 мм. Для обеспечения концентричности нарезаемого венца
по отношению к сборочной базе детали при выполнении этой опе­
рации на некоторых заводах применяется технологическая про­
верочная база, в качестве которой используется сборочная база
детали - ее наружная цилиндрическая поверхность А. При этом
34


деталь устанавливается на зуборезной оправке по внутреннему
диаметру с зазором в пределах допуска 3-го класса точности этого
отверстия (фиг. 30).
Перед нарезанием зуба установка детали по отношению к оси
вращения зуборезного станка тщательно выверяется индикатором
по проверочной технологической базирующей поверхности А,
причем полностью устраняется биение этой базы при вращении
шпинделя (в пределах· чувствительности хорошего индикатора).
Метод работы по проверочной
базе, связанный с некоторой за­
тратой времени на установку детали
по индикатору, в данном случае
полностью оправдывается обеспече­
нием исключительно высокой точ­
ности взаимного расположения от­
ветственных поверхностей детали
(концентричности начальной ок­
ружности червячного венца и ци­
линдрической поверхности А, явля­
ющейся сборочной базирующей по- А
верхностью детали), недостижимой
при других способах изготовления
этой детали.
с
о
2
Технологическая база, состоящая
из проверочных базирующих поверх­
ностей, называется проверочной
базой.
Фиг. 31. Нарезание центрирующей
резьбы микрообъектива при исполь­
зовании в качестве технологической
базы оптической оси объектива.
Так же, как и проверочная сборочная база, проверочная техно­
логическая база может быть реальной, образованной совокупностью
материальных поверхностей, и условной, включающей в себя
геометрические элементы (осевые линии, биссектрисы углов, линии
симметрии). В последнем случае эти геометрические элементы
материализуются нанесением на детали разметочных рисок или
созданием специальных приспособлений и устройств, одним из
примеров которых может служить устройство для нарезания резь­
бы на оправке микрообъектива, изображенное на фиг. 31.
В ранее приведенных примерах применения проверочной
технологической базы в качестве базирующих поверхностей исполь­
зоJЗались материальные поверхности детали (плоскость А на фиг. 28
и цилиндрическая поверхность А на фиг. 30), являющиеся сбороч­
ными базами, т. е. проверочная база была реальной.
На фиг. 31 приведен операционный эскиз нарезания резьбы
в оправе микрообъектива. По условиям работы микрообъектива
при его изготовлении должна быть обеспечена безусловная кон­
центричность резьбы С, которой объектив ввертывается и центри­
руется в корпусе микроскопа, по отношению к оптической оси
объектива 1, помещенного в оправу 2 и центрируемого в ней
3*
35


поверхностью А. В этом узле конструкторскими базами являются
оптическая ось объектива 1 и ось центрирующей резьбы оправы 2.
Для совмещения этих конструкторских баз операция нарезания
резьбы С выполняется после того, как объектив 1 помещается
в оправу 2 и закрепляется в ней упорным кольцом 3. Оправа 2
объектива закрепляется по своей наружной поверхности в специ­
альном зажимном устройстве 4 приспособления токарного станка.
Зажимное устройство4может перемещаться по отношению к план­
шайбе станка с помощью винтов - малого шага в двух взаимно
перпендикулярных направлениях.
После закрепления оправы объектива в приспособлении
шпинделю станка дается вращение, а на объектив направляется
вдоль его оси луч света. При наличии эксцентриситета оптической
оси световая точка на поверхности объектива описывает заметную
окружность.
Перемещением зажимного устройства 4 в радиальном направле­
нии световая точка на поверхности объектива приводится в центр
вращения и устраняется ее «биение», чем достигается совмещение
оптической оси об'Ьектива с осью вращения всего узла. После этого
производится нарезание центрирующей резьбы С на оправе 3.
В качестве проверочной технологической базы для нарезания
резьбы С в данном случае используется оптическая ось узла
микрообъектива, являющаяся его конструкторской базой. Наруж­
ная поверхность В оправы 2, по которой происходит соприкоснове­
ние оправы с приспособлением, базирующей поверхностью не яв­
ляется, так как эта поверхность не ориентирует обрабатываемую
поверхность - резьбу С, а используется только для закрепления
узла.
Использование конструкторской базы детали в качестве про­
верочной технологической базы обеспечивает достижение еще бо­
лее высокой степени точности взаимного расположения поверх­
ностей, чем даже использование для этой цели сборочных баз.
Таким образом, в зависимости от способа применения техно­
логических баз при построении операции, они подразделяются на
опорные, настроечные и проверочные технологические базы.
Во многих случаях базирования технологические базы вклю­
чают в себя одновременно и опорные и проверочные или настроечные
базирующие поверхности. В подобных случаях технологическая
база является смешанной (опорно-проверочная или опорно-наст­
роечная базы) и ее свойства в разных направлениях оказываются
разными, в зависимости от того, какая по характеру базирующая
поверхность (опорщ1я, настроечная или проверочная) ориенти­
рует обрабатываемую поверхность в рассматриваемом направле­
нии размеров.
По своему значению для готового изделия технологические
базы детали подразделяются на основные и вспомогательные
(оперативные).
36


Основная технологическая база. Основной технологической
базой (или просто основной базой) детали называется такая техно­
логическая база, расположение которой относительно обрабаты­
ваемой поверхности имеет существенное значение с точки зрения
работы детали в собранном изделии.
Из определения следует, что в качестве основных технологи­
ческих баз деталей обычно служат окончательно обработанные
конструкторские и сборочные базы, связанные с обрабатываемой
поверхностью непосредственным
о)
размером или условием взаимной
параллельности,
перпендику­
лярности и т. д.
Так, при нарезании зуба ци­
линдрической шестерни основ­
ной технологической базирую­
щей поверхностью является по­
верхность отверстия в этой
шестерне, служащая в готовом
изделии ее сборочной базой и
связанная с начальной окруж­
ностью нарезаемого зубчатого
венца требованием взаимной со­
осности.
Аналогично этому при обра­
ботке ступенчатого валика 1
(фиг. 32) основными технологи­
ческими базирующими ·поверх­
ностями при получении линей­
ного размера а являются тор­
Фиг. 32. Основная технологическая
база при обработке ступенчатого ва­
лика: а - сборка валика с шестернями;
6 -подрезка торца В с использованием
основной технологической базирующей
поверхности А.
цовые поверхности А и В, взаимное расположение которых опре­
деляет положение шестерен 2 и 3 в механизме (фиг. 32, а), что
имеет существенное значение для готового изделия.
Выбор одной из двух связанных между собой размером или
условием сборочных баз в качестве технологической базы произ­
водится исключительно из технологических соображений (удобство
базирования, упрощение технологии и приспособления и т. д.) и
совершенно не имеет значения с точки зрения получения конечной
точности изделий. По принципу обратимости баз для обеспечения
размера а валика (фиг. 32) безразлично, с какого конца технолог
предусматривает начинать его обработку и будет ли при получении
размера а основной базирующей поверхностью служить торец А
или В. Также безразлично с точки зрения конечной точности изде­
лия и обеспечения соосности сборочных баз, нарезается ли шестерня
на оправке на основной базе (окончательно обработанном отверс:rии)
или это отверстие само окончательно обрабатывается относительно
зубчатого венца, являющегося в этом случае основной базирующей
поверхностью, как это имеет место при обработке закаленных
37


шестерен. Вопрос о выборе основной технологической базы и
в этом случае решается на основании соображений наибольшей
технологической целесообразности и удобства ориентировки и
закрепления детали в приспособлении.
а)
~
Совершенно очевидно, что
3) г-1 в при использовании в качестве
~ технологических баз основ­
ных баз детали требуемые со­
гласно чертежу размеры, свя­
зывающие конструкторские
т
-
базы детали, получаются у
в
Фиг. 33. Фрезерование паза типа ласточ­
кин хвост на размер а от основной техно­
логической базирующей поверхности -
плоскости в.
детали непосредственно, без
каких-либо пересчетов. Это
позволяет полностью исполь­
зовать установленные кон­
структором допуски при вы-
полнении данных размеров
(например, при подрезке торца детали, изображенной на фиг. 32,
относительно основной технологической базирующей поверхности А
размер а выдерживается без всяких пересчетов).
Возможность назначения наибольших величин допусков при
выполнении размеров упрощает и удешевляет механическую обра­
ботку деталей и является
большим преимуществом
в
при построении технологи- rJ)~====;z~======:j
ческого процесса изгото-
oJ
вления деталей с исполь-
зованием' основных техно- Ъ
логических баз.
Вспомогательная (опе­
ративная) база. Вспомо­
гательной (оперативной)
базой называется такая
технологическая база, рас­
положение которой относи­
тельно обрабатываемой по­
верхности в готовом изде­
лии непосредственного зна­
чения не имеет.
А
(1
с
Фиг. 34. Фрезерование паза типа ласточ­
кин хвост от вспомогательной технологиче­
ской базирующей поверхности - плоскости
С: а - 1-ая установка
-
фрезерование пло­
скости на размер Ь; 6 - 2-ая установка - фре-
зерование ласточкина хвоста на размер с.
К применению вспомогательных баз приходится прибегать
в тех случаях, когда конструкция обрабатываемой детали исклю­
чает возможность использования основной базы детали в качестве
технологической базы или требует для этого изготовления сложных
или неудобных приспособлений.
Например, при обработке поверхности А типа ласточкин хвост
детали, показанной на фиг. 33, а, для обеспечения размера а лучше
всего принять оснщтую технологическую базирующую по:верх-
38


ность - плоскость В, что позво,ляет при настройке станка и обра­
ботке детали использовать все поле допуска, установленное кон­
структором на размер а. Однако, как это видно на фиг. 33, б, ис­
пользование основной базы требует создания сложного и малопро­
изводительного фрезерного приспособления с поджимом детали
к основной базирующей поверхности снизу вверх. Целесообраз­
ность применения такого приспособления очень сомнительна,
поэтому на практике стремятся заменить основную базирующую
поверхность детали В более удобной для установки- детали -
вспомогательной базирующей поверхностью С (фиг. 34).
Получение конструкторского размера а осуществляется в этом
случае за две установки:
1) обработка поверхности В на некоторый промежуточный вспо­
могательный размер Ь, проставленный от вспомогательной техно­
логической базирующей поверхности С (фиг. 34, а);
2) обработка внутренней поверхности А типа ласточкин хвост
при выдерживании вспомогательного размера с от той же вспомо­
гательной базирующей поверхности С (фиг. 34, 6).
Конструктивно необходимый размер а получается в этом слу­
чае как замыкающий (исходный размер) некоторой размерной цепи,
составляющими размерами которой являются вспомогательные
размеры Ь и с. Как известно, допуск исходного размера размерной
цепи должен быть равен сумме допусков составляющих размеров,
т. е. ба = 66 + бс. Поэтому при использовании вспомогательных
технологических баз и замене основных конструктивных размеров
вспомогательными размерами точность фактически выдерживаемых
. при
обработке деталей вспомогательных размеров устанавливается
технологом значительно выше, чем точность, установленная кон­
структором на размеры, проставленные от конструкторских баз
детали, необходимые для правильной работы собранного механизма.
В качестве иллюстрации изменения условий обработки детали
при использовании основных и вспомогательных опорных техноло­
гических баз, а также настроечных технологических баз на фиг. 35
и 36 приведено несколько вариантов базирования детали при обра­
ботке паза.
При обработке паза на глубину 10 А 7 (фиг. 35, а) для упроще­
ния конструкции приспособления бывает удобно установить де­
таль на нижнюю поверхность В (фиг. 35, г). Так как дно паза С
связано размером 10А 7 с верхней плоскостью А, эта плоскость
является для паза конструкторской базирующей поверхностью.
При фрезеровании паза, согласно фиг. 35, г, базируемого по по•
верхности В, с которой паз не связан в конструкторском чертеже
ни размером, ни условием правильного взаимного расположения,
поверхность В является вспомогательной технологической бази­
рующей поверхностью.
Так как при работе на настроенном станке сохраняется неиз­
менным расстояние от оси фрезы до плоскости стола (k = const),
39


а следовательно, и размер с, установленный на чертеже, то размер
глубины паза а = 1о+о, 35 мм не может быть выдержан, так как
на его колебание непосредственно влияет погрешность раз­
мера Ь = 50-0,62, мм, выдерживаемого на предыдущей операции
(фиг. 35, 6). Очевидно, что на операционном эскизе фрезерования
паза в этом случае следует проставить размер с = 40 мм, точность
которого не зависит от предыдущей операции, а конструкторский
размер а = Io+o, 35 мм, целесообразно с эскиза снять. Расчет вели-
aJ
о)
тА
б)
т
гJ
--т
с6"'
~ "t=JШmпmmf==~ЩIIШaщ
""
"'
~~
с,·,с,с
с,;
"О
l,
Фиг. 35. Фрезерование паза от опорной вспомогательной базиру­
ющей поверхности В.
чины технологического размера с и его допуска, а также допуска
размера Ь = 50-0,62 мм, влияющего на образование конструктор­
ского размера а = 10+0 , 36 мм, может быть произведен исходя из
размерной цепи, приведенной на фиг. 35, в.
Как видно из размерной цепи, величина размера с определяется
разностьюс=Ь-а;с =50-1О=40мм.
Допуск размера с определяется из этой же размерной цепи,
в которой исходным размером является конструкторский размер
а= 10+0 , 36 мм, снимаемый с технологического чертежа. Этот размер
является исходным размером размерной цепи, потому что весь расчет
производится исходя из предпосылки, что конструкторский размер
Io+o, 35 мм должен быть автоматически получен в пределах задан­
ного конструктором допуска при выполнении составляющих раз­
меров цепи Ь и с в пределах установленных для них допусков (при
пересчете допусков в связи с использованием вспомогательных
40


технологических баз исходным размером является определяемый
по чертежу I{онструкторский размер).
Такии образом,
откуда
с\=ба --бь,
Подставляя соответствующие значения, имеем •
бс = 0,36 - 0,62.
(4)
(5)
Так как допуск - величина существенно положительная и от­
рицательной быть не может, полученное уравнение· не может быть
решено без увеличения уменьшаемого или без уменьшения вычи­
таемого. Величина допуска размера а (ба = 0,36 мм) задана кон­
структором и не может быть увеличена, поэтому единственным спо­
собом решения поставленной задачи является уменьшение вычи­
таемого, т. е. ужесточение допуска размера Ь (бь = 0,62 мм).
Уменьшение величины бь = 0,62 мм следует произвести таким
образом, чтобы как на размер Ь, так и на технологический размер с
были установлены технически выполнимые допуски. Так как с тех­
нологической точки зрения сложность выполнения размеров Ь и с
одинакова (оба размера лежат в одном интервале размеров и полу­
чаются на горизонтальнофрезерном станке от опорной технологи­
ческой базирующей поверхности), допуск размера Ь ужесточается
до величины б6 = 0,18 мм. Тогда бс = 0,36 - 0,18 = 0,18 мм.
Расчетный размер с так же, как и размер Ь, является охваты­
ваемым, поэтому, следуя общему правилу простановки допусков
на основную деталь («допуск в тело»), допуск на размер с распола­
гают в минус, т. е. устанавливают размер с = 40_ 0,18 мм.
В связи с тем, что по 4-му классу ОСТ в интервале размеров
30750 мм величина допуска равна О, 17 мм, для использования
стандартных калибров целесообразно установить на размеры Ь и с
стандартные допуски, равные О, 17 мм. Тогда Ь = 50_ 0,17 мм,
с = 40_0,17 мм.
Для проверки фактического колебания конструкторского раз­
мера а при выполнении размеров Ь и с в пределах установленных
допусков необходимо произвести расчет на максимум и минимум.
a11iax = 50-(40_0,17 ) = 10+0 , 17;
amin = bmin - стах;
amin = (50_0,17) - 40 = lO_o,17·
(6)
(7)
Таким образом, вместо колебания размера в пределах уста­
новленного конструкторским чертежом значения а = 10+0, 36 мм
размер а изменяется в пределах 1О ± О, 17 мм, т. е. получает
41


значения, заниженные по сравнению с размерами по чертежу
на 0,17 мм.
Для увеличения фактического значения размера на О, 17 мм
необходимо соответственно уменьшить величину расчетного раз­
мера с. Тогда размер с может быть подсчитан из выражения
с= 40_0,17 - 0,17; с= 39,83_0,17 мм.
Как легко заметить, последнее значение с может быть записано
в виде с= 40=8:~~ мм, что соответствует по ОСТ значению с=
= 40Л4•
При дополнительной проверке колебания фактических значе­
ний конструкторского размера легко убедиться, что
amax = 50 - (40-0,34) = l0+0,34;
amin = (50_0,17) - (40_0,17} = 10,
т. е. фактическое колебание размера находится в пределах уста­
новленного конструкторским чертежом значения а= 10+0, 36 мм,
а следовательно, расчет технологического размера с и пересчет
допусков сделаны правильно.
На основании проведенного расчета на операционных эскизах
детали, при обработке ее от технологической вспомогательной
базирующей поверхности, вместо размеров по чертежу а= 10А 7
и Ь = 50В7 должны быть проставлены новые размеры Ь = 50С4 и
с = 40Л4 . Таким образом, в связи с работой от вспомогательной
технологической базы рабочему фактически приходится выдержи­
вать заметно более жесткие допуски, че_м допуски, установленные
конструктором. В рассмотренном случае вместо допусков 7-ro
класса, установленных чертежом, должны быть выдержаны допу­
ски 4-ro класса.
Если столь значительное повышение точности обработки по­
требует чрезмерного снижения производительности и повышения
ее себестоимости, может оказаться целесообразным создание спе­
циального приспособления, позволяющего осуществить фрезеро­
вание паза непосредственно от конструкторской базирующей по­
верхности - плоскости А. Примером подобного приспособлен;ия
служит устройство, схема которого изображена на фиг. 36, а.
Технологическая базирующая поверхность - плоскость А
-
является основной технологической базирующей поверхностью,
от которой без всяких пересчетов непосредственно выдерживается
конструкторский размер а= 10 1-0 , 36 мм. Колебание размера Ь
никак не отражается на точности получения конструкторского
размера а, поэтому ужесточения допусков здесь производить нет
необходимости.
На фиг. 36, б изображен случай фрезерования паза комплектом
фрез одчовременно с плоскостью А. В этом случае, так же как и
в предыдущем, паз обрабатывается от основной технологической
42


базирующей поверхности - плоскости А, являющейся здесь на­
строечной. Конструкторский размер а = 10+0, 36 мм, также выдер­
живается без всяких пересчетов и никакого ужесточения допусков,
установленных конструктором, при этом не требуется. Плоскость
В является опорной технологической базирующей поверхностью
для обработки плоскости А на размер Ь.
Как показывают рассмотренные на фиг. 35 и 36 примеры обра­
ботки призматической детали с прямоугольным пазом, в ряде слу­
чаев разработки технологических процессов технолог имеет
возможность использовать различные виды технологических баз.
а)
,,
'-<S'
о)
14
...,
"'
"'
....
А
~
J_
Фиг. 36. Фрезерование паза от ос­
новной базы: а-от опорной бази­
рующей поверхности - плоскости А;
б - от настроечной базирующей по-
верхности - плоскости А.
Варианты возможных технологических процессов могут иметь и
достоинства и недостатки. Например, при обработке детали от
вспомогательных опорных технологических баз (фиг. 35) возникает
необходимость проведения пересчета размеров и допусков и зна­
чительного ужесточения последних. Это должно привести к сни­
жению производительности и удорожанию обработки, но зато изго­
товление детали не требует ни специальных приспособлений, f!И
инструментов.
При обработке детали от основной опорной технологической
базы (фиг. 36, а) имеется возможность непосредственного выдержи­
вать конструкторские размеры без пересчетов и ужесточеμия дан­
ных конструктором допусков, а следовательно, и без снижения
производительности обработки, однако требуется создание спе­
циального и не всегда удобного приспособления.
В случае обработки детали (фиг. 36, 6), когда размеры выдер­
живаются от настроечной базы, пересчитывать размеры и ужесто­
чать допуски также не приходится. Но для выполнения операции
требуется набор режущих инструментов.
Какой из вариантов технологического процесса является наи­
лучшим, зависит от конкретных условий производства, и решение
43


этого вопроса - далеко не простая задача, решаемая технологом
с помощью технико-экономических расчетов.
При использовании вспомогательных технологических баз де­
тали фактическая точность размеров, проставленных от ее конст­
рукторских баз, зависит не только от точности получения состав­
ляющих размеров соответствующей размерной цепи, но также от по­
грешностей, связанных с фактической точностью размеров и
формы поверхности, принятой в качестве вспомогательной техно­
а)
d
о)
А
логической базы. Приведенное в
конце книги приложение наглядно
иллюстрирует положение о зависи­
мости размеров деталей от формы,
положения и точности вспомога­
тельных технологических баз дета­
лей1.
При пересчете размеров и до­
пусков деталей в связи с исполь­
зованием вспомогательных техно­
логических баз необходимо учиты­
вать указанную выше дополнитель­
<::~
ную погрешность размеров, связан­
'1==1:=~~г"--t ную с формой и расположением
""'
в
Фиг. 37. Фрезерование поверхно­
сти А дна паза при различной фор·
ме вспомогательной технологиче-
ской базы.
вспомогательных баз деталей.
Появление дополнительной по-
грешности размеров деталей в свя'­
зи с формой базирующих поверх­
ностей вспомогательной техноло­
гической базы заставляет в еще
большей степени ужесточать до­
пуски на расчетные вспомогатель-
ные размеры от вспомогательных
технологических баз. Так, при фрезеровании поверхности А паза
на глубину а (фиг. 37, а) в случае использования вспомога­
тельной технологической базирующей поверхности В в операцион­
ном чертеже детали пришлось бы поставить вспомогательный (или
технологический) размер Ь, связывающий вспомогательную опорную
технологическую базирующую поверхность J3 с обрабатываемой
поверхностью деталей - плоскостью А дна паза
-
и определяю­
щий расстояние фрезы от стола станка при его настройке. Анало­
гично предыдущему [ер. формулу (5) ], допуск на технологический
размер Ь, дающий величину допустимой погрешности нарройки
станка и установки детали, может быть определен из уравнения:
бь = ба - бh, что заставит, очевидно, произвести соответствующее
ужесточение допуска на составляющий размер h данной размерной
цепи.
1 Примеры заимствованы из книги проф. А Б. Яхина «Технология точного
приборостроения»! Оборонгиз, 1940.
44


Если при выполнении операции фрезерования паза в качестве
вспомогательной технологической базирующей поверхности будет
использована не плоскость В, а поверхность конуса (упорнона-
D-d
правляющая базирующая поверхность) с конусностью V = -h- ·
(фиг. 37; 6), что может оказаться целесообразным при необходи­
мости обеспечения симметричного расположения центральной
плоскости паза и конуса, то фактическая погрешность конструк­
торского размера будет зависеть не только от колебания составляю­
щего размера h, но также от точности принятой вспомогательной
базы - поверхности конуса С и ее конусности V.
Погрешность размера а при такой установке детали составляет 1
величину
{jD
oa=o,,+v•
На~тройка станка, очевидно, будет вестись исходя из
величина которого определится из размерной цепи:
h {jD
k= +v-a.
(8)
размера k,
(9)
Допустимая погрешность обработки, включая погрешность
настройки станка на размер k, выразится формулой
о,=6-бh -jD
( 1О)
,,
а
V'
по которой необходимо еще более значительное ужесточение до­
пусков на составляющие размеры h, D; k и конусность V, чем в пре­
дыдущем случае использования плоскости В в качестве вспомога­
тельной установочной базы.
Необходимость ужесточения фактически выдерживаемых допу­
сков при обработке деталей от вспомогательных баз, по сравнению
с допусками, предписанными конструктором, затрудняет и удоро­
жает изготовление деталей и является главным недостатком приме­
нения вспомогательных технологических баз. В отдельных слу­
чаях ужесточение допусков, имеющее место при переходе на вспо­
могательные базы, столь значительно, что расчетные допуски ока­
зываются жестче достижимых точностей обработки деталей. Тогда
приходится создавать сложные приспособления, рассчитанные на
обработку деталей от основных технологических баз, применять
специальные наборы режущих инструментов для обработки от наст­
роечных технологических баз или даже пересматривать конст­
рукцию детали с целью придания ей такой конфигурации, при
которой обработка ее от основных технологических баз не вызывает
особых затруднений.
1 Дополнительная погрешность размера а, связанная с колебаниями угла
конуса, в данном расчете не принята во внимание.
45


В качестве вспомогательных технологических баз могут быть
использованы любые обработанные поверхности детали, удобные
для ее ориентировки и закрепления в приспособлении.
В тех случаях, когда конфигурация деталей не дает возмож­
ности выбрать технологическую базу, позволяющую удобно, устой­
чиво и надежно ориентировать и закрепить деталь в приспособле­
нии или на станке, прибегают к созданию искусственных вспомога­
тельных баз.
Искусственной вспомогательной базой называется вспомога­
тельная база, которая создается исключительно для облегчения
установки детали в приспособлении или на станке.
К категории искусственных вспомогательных баз относятся
также такие вспомогательные базы, которые в целях повышения
точности ориентировки обрабатываемой детали в приспособлении
или на станке обрабатываются с более высокой точностью, чем это
требуется для готового изделия при его эксплуатации.
Наиболее характерным примером применения искусственных
вспомогательных баз является создание центровых отверстий, не
требующихся для готового вала и необходимых исключительно из
технологических соображений как вспомогательная технологиче­
ская база, используемая при обработке вала. После обработки
вала центровые отверстия могут быть сохранены, если они не
мешают при эксплуатации вала, или срезаны, когда их сохране­
ние по условиям эксплуатации недопустимо.
Если центровые отверстия используются при эксплуатации
детали и являются КОI-IСтруктивно необходимыми, то они не могут
рассматриваться в качестве искусственной вспомогательной базы,
а являются, в зависимости от их роли в готовом изделии, основ-
• ными или вспомогательными технологическими базами.
Другим примером искусственных вспомогательных баз может
служить специальный прилив - «бобышка», который создается
на заготовках крупногабаритных турбинных лопаток для облегче­
ния установки лопаток в приспособлениях при их механической
обработке. При механической обработке крупногабаритных тур­
бинных лопаток в качестве технологической базы часто исполь­
зуется хвостовик лопатки (основная технологическая база) и при­
лив - бобышка, специально созданная и обработанная для ис­
пользования в качестве технологической базы. После механической
обработки лопатки бобышка отрезается (фиг. 38).
В случае, когда отдельные поверхности специального при­
лива - бобышки входят в общее число базирующих поверхностей
технологической базы и вместе с ними несут на себе шесть опор­
ных точек, бобышка должна быть отнесена к категории искусст­
венных вспомогательных баз.
Однако, если все шесть опорных точек технологической базы
размещаются на других поверхностях лопатки, например на ее
хвостовике, и опорные точки, располагающиеся на техноло:гичес-
46


кой бобышке, являются избыточными сверх шести, необходимых
для полной ориентировки детали, технологическая бобышка отно­
сится к категории искусственных дополнительных баз.
Дополнительная база. Как указывалось ранее, для полной
ориентировки тела в пространстве необходимо и достаточно лишить
его 6 степеней свободы, откуда следует, что для полного опре­
деления положения детали в приспособлении теоретически необ­
ходимо создать шесть опорных_ точек.
Однако при обработке некоторых деталей, отличающихся малой
жесткостью и большими размерами, при установке по шести опор­
ным точкам с использованием полного комплекта базирующих
поверхностей, теоретически необходимого для создания технологи­
ческой базы, происходит деформация обрабатываемой детали под
действием силы тяжести и
с
усилий резания, исключа- L_"'i:д.,,е--------
ющая возможность дости- N;JE::;:j~fШ~~~~~~~zizz;;};_ .
жения требуемой точности А/:,
1~
обработки. В подобных м .=--" -~
z
случаях технолог вынуж- \:J~-- ---- ---
х
ден применять для уста-
•
____________
~l
1-rовки детали дополнитель- в'------~-
L __j
ные базирующие поверх­
ности, несущие на себе
дополнительные опорные
точки, сверх шести, теоре­
тически необходимых.
Дополнительными бази-
рующими поверхностя11щ
Фиг. 38. Использование дополнительных ба­
зирующих поверхностей - технологической
бобышки (показана штрих-пунктиром) при
закреплении крупногабаритной лопатки.
Для устранения погрешности базирования, вноси­
мой дополнительными опорными точками, исполь­
зуются подвижные опоры.
называются базирующие поверхности, несущие н,а себе избыточные
(сверх теоретически необходимых шести) опорные точки, необходи­
мые для предотвращения деформации детали при обработке под
действием силы тяжести, усилий резания или других причин.
Дополнительные базирующие поверхности могут быть естест­
венными, т. е. могут быть поверхностями детали, полученными
в процессе ее обработки в соответствии с требованиями чертежа,
или искусственными, созданными на детали специально для ее
установки и закрепления в приспособлении (всевозможные до­
полнительные центровые отверстия, выточки под люнеты, специ­
альные приливы и бобышки и т. п.).
Примером применения дополнительной базирующей поверх­
ности может служить обработка длинного вала, закрепленного
в патроне с поддержкой его правого конца центром. С точки зре­
ния ориентировки вала в пространстве его положение полностью
определяется зажимом в патроне с упором торца вала в соответст­
вующие упорные поверхности кулачков (пяти опорных точек
в данном случае достаточно, так как при обточке вала не требуется
его ориентировка относительно оси вращения.) Однако для предот-
47


вращения прогиба вала применяется поддержка его центром по
дополнительной базирующей поверхности - центровому отвер­
стию, несущему на себе еще две опорные точки. Если дополнитель­
ная базирующая поверхность (центровое отверстие) будет смещено
относительно поверхности конца вала, закрепленного в патроне,
определяющей положение вала на станке, то вал будет искрив­
ляться и его обработка будет неточной.
В примере обработки турбинной лопатки, приведенном на
фиг. 38, закрепление ее по трем базирующим поверхностям хво­
стовика лишает лопатку всех шести степеней свободы и полностью
определяет положение лопатки в приспособлении. Поэтому бази­
рующие поверхности бобышки являются дополнительными, вно­
сящими в положение лопатки в приспособлении дополнительную
погрешность базировки тем большую, чем больше погрешность
взаимного расположения поверхностей хвостовика и бобышки.
Приведенные примеры показывают, что применение дополни­
тельных базирующих поверхностей может внести неопределен­
ность в положение детали при обработке и тем самым снизить точ­
ность обработки (по расположению обрабатываемых поверхностей),
поэтому рекомендуется по возможности использовать в качестве
дополнительных опор всевозможные подвижные и регулируемые
опоры (механические и автоматические подпоры и т. п.).
В тех случаях, когда это невозможно, необходимо обеспечить
высокую точность. расположения дополнительной базирующей
поверхности по отношению к базирующим поверхностям (главной,
направляющей и упорной), несущим на себе теоретически необхо­
димые шесть опорных точек, имея в виду, что погрешность распо­
ложения всех базирующих поверхностей входит в величину по­
грешности базирования детали, а следовательно, переносится на
погрешность взаимного расположения обработанных поверхностей.
Использование искусственных вспомогательных и дополнитель­
ных баз повышает общую трудоемкость обработки и часто при­
водит к дополнительному расходу металла.
2. СХЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ БАЗ
На фиг. 39 и 40 приводятся схемы классификации баз и бази­
рующих поверхностей, непосредственно применяемых конструк­
торами, технологами и цеховыми работниками при конструирова­
нии, проектировании технологических процессов и приспособле­
ний, при механической обработке деталей и сборке узлов и машин,
а также при анализе точности обработки при тех или иных методах
установки деталей в приспособлениях.
Предлагаемая нами краткая классификация баз не претендует
на универсальность и может быть дополнена рядом новых или ста­
рых понятий. Однак9 такие дополнительные понятия, возможно
интересные для специалистов-классификаторов, но практически
48


не применяемые при решении вопросов базирования детали при
ее изготовлении и сборке и при изучении общей теории этого
вопроса, с нашей точки зрения, не должны включаться в класси­
фикацию, предназначенную для широкого использования.
Приводимая классификация, почти полностью построенная на
терминологии, достаточно широко распространенной в нашей
литературе и промышленности, охватывает, по нашему мнению,
все понятия базирования, с которыми приходится оперировать
конструктору и производственнику-машиностроителю.
Принципиальное отличие предлагаемой классификации от
систем классификаций, опубликованных в нашей литературе,
заключается в том, что основой определения всех понятий баз
Общее понятие «База»
Koii~пf~~n;;p- 1 1• Сб6а~~ная 1 1 Технол6~~аческая 1 1 Измерительная
'----- -~
-- -,-----.
_база~
Основная ,
технологическая база
Вспомогательная
технологическая база
Фиг. 39. Схема классификации баз.
является не ориентировка деталей относительно станка (проф.
А. П. Соколовсi<ий, Б. С. Балакшин и др.) или относительно инст­
румента (проф. В. М. Кован, А. И. Каширин), а ориентировка
обрабатываемых поверхностей или поверхностей, сопряженных
в готовом изделии с други~и деталями узла, относительно бази­
рующих поверхностей. Это отличие делает все определения баз
более строгими и общими.
В частности, при этой системе классификации устраняются
противоречия и неточности в определении баз в таких случаях,
как обработка на станках неподвижной детали, когда необходимо
выдержать расстояние между обрабатываемыми поверхностями,
при базировании детали с сохранением некоторых степеней сво­
боды, при изготовлении деталей из прутка и в других подобных
случаях.
Кроме того, эта классификация позволяет включить в число
технологических баз также и настроечные базы, имеющие с точки
зрения настройки станка и получения соответствующих размеров
принципиально такое же значение, как и опорные технологиче­
ские базы.
4 Маталин
49


09
·---.
l-1
Главная базирующая поверхность
Имеет три опорные точки
1
~
"'
""'
]-
Q;"'
Н апрааляющая базирующая поверхноспи,
"'"
;J ;J
Имеет две опорные точки
---
:""
~"'
"'"'
!-
"
Упорная базирующая поверхность
l_~ _
_I
Имеет одну опорную точку
1
°'
""'
-§ ::t:
"""
---·
--
--
-
--- -
-
----
-
о"
1
Двойная направляющая базирующая
1-
-1;;]
поверхность
"'"'
Имеет четыре опорные точки
.t::
;,"
,е.
"
g"
:s
а,"
"""'
:1
Упорная базирующая поверхность (торец) 1
"';,:
";;;,:
;] Q;
;,: "
Имеет одну опорную точку
-
---
""'
;:; :о
:s"
-
"':;;
;J
"
с,
n
"'
1
Вторая упорная базирующая поверх-
1-
"
:,,:
:о
___ ,
о
,,,
ность (шпонка)
°'
,,:
!>О
Имеет одну опорную точку
---
---
!
:,,:
;,
:са
о,
"
!>О
---
"
;,:
il
1-
"'
;о
Главная базирующая поверхность (торец)
"
;J
"'
"
Имеет три опорные точки
~о
"'
:,,:
;]
.Е ;,
"
!>О
О\
!i
§1о:1
""
"
1-
-
"'-с:, -- "'
Центрирующая базирующая поверх-
"~
"
---
i:;;,:
"'
ность (цилиндр)
а,"
"'
Имеет две опорнь~е точки
":s
-
~"
о
!>О
""'
"':о
.Е
"'
"'
"
"
:s:
"
;,:
;о
'О
1
Упорная базирующая поверхность
1-
"
«:
"
;,
о (шпонка)
;]
"
.S
Имеет одну опорную точку
"'
о,
---
"'
"'
:s:
---
"
:,,:
;,:
"
:::1
"
о
-1
;]
"'
1-
"--
"'
,,,
1
Упорно-направляющая базирующая
;] "'~ J:;;j
"
'О
поверхность
~а;t:.-:,
°'
:,,:
Q,) ;z:c.::: ~
"
::'1
Имеет пять опорных точек
~~С") ;z:
!~
о
~~~~
Q
-
"""'
,,,
i.::Е~~~
ос,
:s:, 1
Упорная базирующая поверхность
1-
;] "';,:"'
-
.Е о,
.
~~~
""'
(шпонка)
~tk,~
:,,"'
Имеет одну опорную точку
•
1~~
i:;"'
.___.
.
о,"'
"'
"' ;,:
~"
а:,,
1-1
1
111"
Уnорно-цттрuрующая базирующая
;]
поверхность ( конус переднего центра)
с,
о
Имеет три опорные точки
;,
"
"'
1-
;,:
Центрирующая базирующая поверхность
---
:;
(коническая поверхность заднего центра)
Имеет две опорные точки
""~
!-
;]
Упорная базирующая поверхность
"'g
(шпонки)
Имеет одну опорную точку


Глава II
Погрешность установки детали
в приспособлениях
3. ЗАДАЧИ Эl(СПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ
Теоретическое рассмотрение вопроса о базах в машинострое­
нии, сколь оно ни актуально в настоящий момент, не может быть
полным без дополнения его экспериментальными исследовани­
ями фактической точности установки детали в приспособлении
при использовании того или иного типа базирующих поверх­
ностей.
В большинстве случаев в работах, касающихся вопросов точ-
1-юсти обработки деталей на станках, исходят из предложения, что
при установке детали ее опорная базирующая поверхность пол­
ностью совпадает с соответствующей установочной поверхностью
приспособления или станка. В соответствии с этим считается, что
при обработке деталей по методу автоматического получения раз­
меров для получения совершенно одинаковых деталей достаточно
произвести правильную расстанqвку упоров станка по отношению
,к установочной поверхности приспособления.
Существует мнение, что известные колебания размеров деталей,
имеющие место при их изготовлении на настроенном станке, обус­
ловливаются только причинами. случайного порядка, вызываю­
щими рассеивание этих размеров в пределах некоторой величины
Лм, постоянной для определенного вида обработки детали (фрезе­
рования, строгания, точения и т. д.).
Однако практикам хорошо известно, что фактическая точ­
ность размеров детали, полученная при их' обработке на настроен­
ных станках, зависит не только от величины рассеивания размеров
Л,1t, свойственной определенному характеру операции, но в значи­
тельной степени зависит также от метода установки детали в том
или ином приспособлении.
Например, высокая точность и «одинаковость» размера а
(фиг. 6, а) гарантируются (в пределах величины рассеивания Лм)
4*
51


установкой детали на ее основную технологическую базу ~ плос­
кость В. Однако с точки зрения практика точность получаемого
размера а не может быть обеспечена одним только осуществлением
приведенной на фиг. 6, а схемы и зависит в значительной степени
от типа и состояния приспособления, применяемого в цехе. В част­
ности, для практика совершенно очевидно, что точность выполне­
ния размера а, проставленного от основной технологической базы
В, не будет одинаковой у партии деталей, обработанных в тисках,
и у партии деталей, закрепленных прихватами.
В связи с этим для определения фактической точности уста­
новки детали на настроенном станке (что необходимо для правиль­
ной оценки точности, ожидаемой от проектируемой операции)
недостаточно знать принципиальную схему установки детали и
расположение ее основной технологической базы. Нужно также
знать тип конкретного приспособления, применяемого для осу­
ществления принципиальной схемы .установки детали и вели­
чину погрешности установки детали в данном типе приспособ­
ления.
Вопрос о фактической точности установки деталей в приспо­
соблениях (в смысле точности совмещения опорной базирующей
поверхности дета.rш с соответствующей установочной поверхностью
приспособления, влияющей на фактическую точность обработки
деталей на настроенных станках) имеет существенное теоретическое
и практическое значение и заслуживает подробного исследования
и освещения в технической литературе.
В настоящей главе поставлены задачи:
1) путем рассмотрения данных достаточно многочисленных
экспериментов определить величину погрешности установки дета­
лей в наиболее употребительных в машиностроении приспособле­
ниях (зажимная гильза, разжимная оправка, трехкулачковый
патрон, тиски, крепление прихватами);
2) выявить характер изменения погрешности установки отдель­
ных деталей при обработке значительной партии деталей на наст­
роенном tтанке;
3) выяснить, является ли величина погрешности установки
детали постоянной для определенных типоразмеров зажимных
приспособлений или она с конкретным типом приспособления не
связана, а изменяется только в зависимости от состояния приспо­
собления и других факторов;
4) определить зависимость погрешности установки детали в
приспособлении от размера детали;
5) выяснить зависимость погрешности установки детали от сте­
пени тщательности установки и сформулировать конкретные пред­
ложения по уменьшению погрешности установки детали, а следо­
вательно, и повышению точности обработки на настроенных стан­
ках.
52


4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ ДЕТАЛИ
В ГИЛЬЗЕ
Для определения погрешности установки детали в гильзе ис­
следуемая деталь (фиг. 41) вставлялась в гильзу токарного или
револьверного станка или автомата и зажималась с нормальным
для этого станка усилием зажатия.
После зажатия детали к ее торцу подводилась ножка индика­
тора, укрепленного на стойке, прочно установленной на станине
станка, и производился отсчет показания индикатора. После этого
ножка индикатора отводилась и гильза разжималась. Затем деталь
вынималась из гильзы, вновь вставлялась в нее до упора опорного
торца о торец гильзы, осуще­
ствлялось зажатие гильзы и
производился отсчет показа­
ния индикатора.
Для определения погреш­
ности установки детали в
гильзе определенного размера
для каждого из исследуемых
размеров снималось 200 по­
казаний индикатора, которые
сводились в таблицу, слу­
жившую в дальнейшем осно­
ванием для построения гра­
фика осевых смещений де-
тали.
Фиг. 41. Схема установки при измерении
осевых смещений детали, зажимаемой
в гильзе.
Для большего удобства построения графиков наименьшее пока­
зание индикатора принималось за нулевое и соответственно изме­
нялись остальщ,rе показания индикатора (табл. 2, графа 2).
На основании граф 2 и 4 табл. 2 строится график осевых сме­
щений детали при ее зажатии в приспособлении (в данном случае
в гильзе токарно-револьверного автомата «Индекс»; фиг. 42).
Осевые смещения детали при ее зажатии в гильзе вызываются
совокупностью причин случайного характера, не поддающихся
предварительной оценке (выжимание детали из гильзы в момент
ее зажатия, отход детали в момент ее зажатия от торца гильзы
вследствие наличия некоторого перекоса детали, имеющегося при
разжатой гильзе, недоведение рабочим торца детали до упорного
торца гильзы и т. п.).
Случайный характер многих факторов, влияющих на величину
осевого смещения детали, а также характер ломаной линии, полу­
ченной построением (фиг. 42, кривая 1), дает осlfования пред­
полагать близость закона распределения осевых смещений к закону
нормального распределения Гаусса.
Для уточнения степени приближения экспериментально полу­
ченных кривых к кривым Гаус<;а подсчитываются значения
53


Таблица 2
Вели·шна осевых смещений детаJШ при зажатии в rилЬ3е диаметром 5 мм автомата
«Индекс»
Приведенное
Частота, принятая
Показания
Частота показания
к построению
индикатора, мм
показание индика -
индикатора
(относительная
тора, мм
частота), %
1
2
3
4
-
-0,01
о
5
2,5
- 0,005
0,005
23
11,5
+о
0,01
82
41
+0,005
0,015
41
20,5
+0,01
0,02
36
18
+0,015
0,025
4
2
+0,02
0,03
6
3
+0,025
0,035
о
-
+о,03
0,04
3
1,5
Всего
1
200
1
100,0
Фиг. 42. Осевые смещения деталей при их зажатии в гильзах токарно­
револьверного автомата «Индекс»:
J- о5,им,а=0,007мм;2- а9мм,а=0,008м,и; З- а12мм, а=
=0,009 мм; 4 -0 16 мл1, а= 0,013 мм.
среднего квадратического отклонения смещений от их среднего
значения и сопоставляются экспериментальные кривые с кривыми
нормального распределения Гаусса.
Величина среднего квадратического отклонения от среднего
значения смещения определяется по известной формуле Бесселя,
рекомендованной проф. М. Ф. Маликовым 1 для определения сред-
1 М. Ф. Мал и к о в. Точные измерения. Стандартгиз, 1935.
54


него квадратического отклонения по экспериментальным данным:
-.
IQT+Q~+Q~+ •••+Q;,r
О'= V
N-1
•
'
(11)
где Qi - отдельные отклонения от среднего значения;
N - число экспериментов.
,
Для рассматриваемого случая осевых смещений детали при
зажатии ее в гильзе диаметром 5 мм автомата «Индекс» среднее
квадратическое отклонение определится следующим образом.
1.Среднее арифметическоеотклонениеа:
1
а=200(0•5+-0,5-23+ 1-82+1,5-41+2-36+2,5-4+ 3-6+
+4•3)= 1,335; а=О,01335 мм.
2.Среднее квадратическое отклонение cr:
о-2 = 200
1_ 1 [5 (О - 1,335)2 + 23 (0,5-- 1,335)2 + 82 (1 - 1,335)2+
+ 41 (1,5- 1,335)2 + 36 (2 - 1,335)2 + 4 (2,5- 1,335)2 +
+6(3- 1,335)2+3(4- 1,335)2];
о-2 = 9:9~6 ; ()' = 0,00688 мм.
Для сопоставления полученной экспериментальной кривой
с законом нормального распределения Гаусса целесообразно вос­
пользоваться известным методом Вестергарда, относящего эмпи­
рическую кривую к кривой нормального распределения при ус­
ловии, если на участке ± 0,3cr от среднего значения эта кривая
ограничивает 25% всех замеров, на участке ±0,7cr-50% замеров,
на участке ± 1, I cr - 95 % замеров и, наконец, на участке ± 3cr -
99,8 % всех полученных замеров.
_
Применяя метод Вестергарда для сопоставления кривой 1
(фиг. 42) с законом нормального распределения (табл. 3), легко
Таблица 3
Сопоставление данных кривой осевых смещений при зажатии детали в гильзе
диаметром 5 мм с законом нормального распределения Гаусса по методу
Вестергарда
Частота замеров, %
Отклонение осевого
1
1
смещения от
при нормальном
отклонение от
среднего значения
распределении
фактически
закона Гаусса, %
±0,00206
25
21,8
-3,2
±0,00481
50
55,7
+5,7
±0,0076
75
77,9
+2,9
±0,0206
99,8
99,1
-0,7
55


убедиться, что экспериментально полученная кривая осевых сме­
щений детали при зажиме в гильзе диаметром 5 мм весьма близка
к кривой нормального распределения и может быть признана
практически подчиняющейся закону Гаусса.
Это заключение дает основание изобразить (на фиг. 43) закон
распределения осевых смещений детали при ее зажатии в гильзе
автомата «Индекс» с помощью кривых нормального распределения
Гаусса соответствующих средних квадратических отклонений.
Аналогичные рассуждения и расчеты принимаются в основу
построения кривых 2, 3 и 4 (фиг. 42 и 43) для случаев зажатия
5Q
"'
/
i~ 5Q
,•,
""- t, 4о
~ ~ а..,//
~ {:J
с::, .,
~!;!г
<:::,
•
/2
./
....,_ __ .L....,,c;.·-=-' - -1...u ....._ ..t1.-~ - _._ ::,..._ '- - -~;,,,--,- -J- -' - -1 ...-==- - -' --
~ ~ - -~~~-~--~~-~-~
Ocedoe смещснvе Ветолv, мм
Фиг. 43. Кривые распределения осевых смещений детали при их
зажатии в гильзах токарно-револьверного автомата «Индекс».
Номера кривых те же, что на фиг. 42.
деталей в гильзах диаметрами 9, 12 и 16 мм того же автомата
«Индекс». Рассмотрение графиков осевых смещений детали приво-
дит к следующим выводам:
_
1) фактическое распределение осевых смещений детали при ее
зажатии в гильзе с вполне достаточной для практики степенью
точности может быть принято подчиняющимся закону нормального
распределения Гаусса;
2) кривые фактического распределения осевых смещений детали
в отличие от кривых нормального распределения несимметричны;
3) с увеличением диаметра зажимаемой детали увеличивается
погрешность осевой установки детали; кривые распределения сме­
щений делаются более пологими и значение cr возрастает;
4) с увеличением диаметра зажимаемой детали кривые осевых
смещений делаются более симметричными; сдвиг максимального
значения ординаты от средней величины смещения уменьшается.
Эти свойства кривых распределения осевых смещений м9жно
объяснить следующими соображениями.
1. Распределение осевых смещений по закону Гаусса обусловли­
вается воздействием ряда упоминавшихся выше факторов случай­
ного порядка (выжимание детали из приспособления в момент
зажатия, влияние перекосов детали при ее установке, недостаточно
56


пJютное подведение детали к торцу гильзы) при отсутствии пре­
обладающего влияния какого-либо из этих факторов.
В частности, довольно распространенная точка зрения, что
осевые смещения детали, зажимаемой в гильзе, главным образом
вызываются выжиманием детали при закреплении, является не­
состоятельной. В этом убеждает нас гра­
фики осевых смещений детали при зажа­
тии в гильзах диаметрами 5 и 12 мм
(фиг. 44).
72\
58 1\
54 1\
БО ••
Эти графики были получены следую­
щим образом: деталь, доведенная до торца
гильзы, в момент зажатия плотно (но без
заметного усилия) прижималась пальцем ~
к гильзе, чем фактически исключалось
влияние nерекоса и возможного неплот­
ного доведения детали до торца гильзы на
55 1\
52 /~\!
~-
48 1'!'\'
с:,44•
;40112.
~351/ 1··\
величину осевого смещения детали.
Однако такой прием не исключал воз­
можности осевого смещения детали под
действием выдавливания из гильзы в мо­
мент ее зажатия, так как поджим детали
к гильзе осуществлялся достаточно легко.
Тем не менее графики, изображенные
на фиг. 44, показывают резкое уменьше­
ние осевых смещений по сравнению с гра­
фиками фиг. 42 и 43 (величина среднего
квадратического отклонения а, а следо­
вательно, и погрешность установки де­
тали сократились в этом случае почти в
пять раз).
Приведенные на фиг. 44 графики сви­
:;; З? !'
.
~28. \j
~24
·:
~?О \!
""' fб
\[
fl.
i'
8
1
4
li
1
'
0,00?. 0,01
0,005
Осеоое смещение' М/И
детельствуют о том, что выдавливание де- Фиг. 44. Осевые смеще­
тали из приспособления в момент за­
жатия гильзы является одним из факто­
ров, влияющих на величину осевого сме­
ния детали при ее плот­
ном поджиме к торцу
гильзы автомата «Индекс»:
щения детали, но оно не имеет при этом 1 - 0 5 мм, а= 0,001 мм;
2- 0 12мм, <J=0,002мм.
самодовлеющего значения.
В подобных случаях, когда те или иные явления обусловли­
ваются воздействием ряда причин случайного характера, наиболее
вероятным законом распределения для них является закон нор­
мального распределения.
2. Несимметричность расположения кривых фактического рас­
пределения осевых смещений следует объяснить :гем, что при ус­
тановке детали в гильзе, кроме совокупности упоминавшихся
выше причин случайног9 порядка, на положение детали оказывает
воздействие систематический фактор - постоянное стремление
рабочего плотно прижать деталь к торцу гильзы.
57


Вследствие влияния этого фактора кривая осевых смещений
сдвигается влево, делается более крутой, а максимальная ордив:ата
ее сдвигается от среднего значения смещений влево. В результате
кривые осевых смещений становятся несимметричными аналогично
тому, как становятся несимметричными кривые распределения
размеров деталей, изгото,вленных по методу пробных проходов по
предельным калибрам, когда рабочий стремится изготовить детали
(валы) по их верхнему отклонению (до «закусывания» скобы), чтобы
избежать неисправимого брака.
Часть площади, ограниченная участком кривой, лежащей левее
оси ординат (фиг. 43), в известной степени характеризует поэтому
степень тщательности установки детали рабочим: чем больше
эта площадь,· тем, очевидно, тщательнее устанавливает рабочий
деталь в гильзе.
3. Совершенно естественно, что с увеличением размеров зажи­
маемых деталей погрешность их осевой установки возрастает и
кривые осевых смещений становятся соответственно более растя­
нутыми. Вполне понятно, что с увеличением размеров детали
должно возрасти воздействие перекоса детали до ее зажатия в
в гильзе на величину осевого смещения, что увеличивает осевое
смещение и ослабляет влияние прижима детали к гильзе, осущест­
вляемого рабочим. В конечном счете это ведет к уменьшению не­
симметричности кривых осевых смещений при увеличении размеров
детали.
Повторение описанных исследований погрешности осевой уста­
новки при зажатии детали в гильзе диаметром 5 мм автомата «Ин­
декс» для гильз диаметрами 12, 16 и 18 мм револьверного станка
«Хилл», а также для гильз диаметрами 2, 3, 4 и 5 мм токарного
прецизионного станка завода ГОМЗ полностью подтвердило уста­
новленные нами закономерности распределения осевых смещений
детали.
Во всех исследованиях изменения величины осевых смещений
детали при ее зажатии в гильзе оказывалось, что закон распреде­
ления этих смещений весьма близок к закону нормального распре­
деления Гаусса (максимальные отступления отдельных точек эмпи­
рических кривых от кривых Гаусса не превышали ± 5 76 %).
Близость полученных кривых к закону нормального распреде­
ления дает основание принять величину погрешности установки,
обозначаемую в дальнейшем через Лу, равной шестикратной вели­
чине среднего квадратического отклонения а, установленного для
эмпирических кривых, т. е. принять, что Л.ч = ба.
На основании этих соображений, а также и экспериментальных·
данных, приведенных на фиг. 42-44, легко установить величину
погрешности установки детали при ее зажатии в гильзе (табл. 4).
Увеличение погрешности установки (графа 4) против значения,
фактически определенного при проведении экспериментов интер­
вала осевых смещений (графа 2), объясняется отчасти влиянием
58


Таблица 4
Определение погрешности осевой установки Лу при з.ажатии детали в гильзе
Диаметр
Фактический
Среднее
Погрешность
зажимаемой
интервал
квадра тиче-
осевой
шейки,
осевых сме-
ское
установки
Примечание
мм
щений, мм
отклонение
Ау =60', мм
()', мм
1
2
3
4
5
2
0,02
0,00515
0,031
Прецизионный токар-
3
0,03
0,00586
0,035
ный станок завода ГОМЗ
4
0,03
0,0062
0,037
,,
5
0,035
0,00641
0,038
5
0,04
0,00688
0,041
Автомат «Индекс»
9
0,05
0,00814
0,049
12
0,055
0,00858
0,052
16
0,075
0,0126
0,076
12
0,03
0,0062
0,037
Револьверный станок
16
0,045
0,0095
0,057
«Хилл»
28
0,05
0,01
0,06
сдвига и несимметричности кривых распределения смещений, на
что было указано выше. Вследствие того, что величина этого сдвига
в известной степени связана с субъективными особенностями уста­
новки детали рабочим, она не должна учитываться при определе­
нии величины погрешности установки Лу применительно к крупно­
серийному производству. Однако при необходимости соблюдения
особо точных линейных размеров детали величина погрешности
установки Лу может быть значительно уменьшена (по крайней мере
в 2-3 раза) за счет повышенной тщательности установки детали.
Исследование погрешности установки детали в гильзе проводи­
лось в условиях ручного зажатия гильзы. При использовании
пневматических или иных зажимов, обеспечивающих большую
равномерность силы зажатия гильзы, значения погрешности уста­
новки детали могут измениться в сторону их уменьшения.
Экспериментальные данные, положенные в основу табл. 4,
были получены при довольно тщательной • установке деталей
на станках, находящихся в весьма хорошем состоянии (это осо­
бенно относится к установке деталей на револьверном станке
«Хилл»).
Учитывая, что на практике приходится обычно иметь дело
с разнообразным по точности оборудованием, - целесообразно
59


несколько расширить величину возможной погрешности установки
деталей крупных диаметров. Для удобства пользования данными
табл. 4 можно свести их в сокращенную табл. 5.
Для дополнительной проверки правильности установленных
выше закономерностей и точности установленной величины по­
Таблица 5 грешности осевой установки детали Лу
Погрешности осевой установки было предпринято исследование осе-
Лу при закреплении деталей вых смещений детали диаметром
в зажимных гильзах
1О мм в зажимной гильзе. на девяти
Диаметр
зажатия, мм
До5
Свыше 5 ДО 15
15»30
Погрешность
установки
лу, мм
0,02-0,04
0,035-0,07
0,045-0,09
токарных станках различных фирм
непосредственно в условиях действу­
ющего механического цеха серий­
ного производства оптико-механиче­
ского завода.
Это дополнительное исследование,
результаты которого приведены на
фиг. 45, показало следующее:
1) все кривые осевых смещений
весьма близко подходят к кривым
нормального распределения Гаусса (отклонение отдельных
точек этих кривых от кривой Гаусса не превышает ±5-7%);
2) величина погрешности осевой установк11 детали колеблется
в основном в пределах О,4+0,07 мм и только у двух станков (кри-
...... ..__. --f
0,01 0,02 0,03 0,0'+ O,OS 0,06 0,07 0,08
Осебое смещение fJemcmv, мм
Фиг. 45. Осевые смещения деталей диаметром 10 мм при зажатии в гильзах раз-
личных токарных станков:
1- «КергерNo1», cr = 0,009мм:2- «Л.ШмидтNo1»,cr = 0,01мм;3- «КергерNo2»,
а=0,01мм;4- «Б.Любке», cr=0,012мм:5- «КергерNo3», cr=0,012мм;6-
«Кергер No 4», fJ = 0,014 мм; 7 - «Б. Лейиен», fJ = 0,014 мм; 8 - «Дзержинец», cr =
=
0,016мм;9- «Л.ШмидтNo2»,cr = 0,019мм.
вые 7 и 9), находящихся в недопустимо запущенном состоянии,
достигает величины Лу = 0,08 мм;
3) величина погрешности установки детали Лу зависит не
столько от конструктивных особенностей деталей станка или
данного типоразмера приспособления, сколько от их состояния.
Это означает, что для средних станков, находящихся в нормаль-
60


ном состоянии, определенные выше значения погрешности осевой
установки детали в нормальной гильзе справедливы независимо
от конструкции и фирмы станка.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ ДЕТАЛИ
В ТРЕХКУЛАЧКОВОМ САМОЦЕНТРИРУЮЩЕМ ПАТРОНЕ
Аналогично исследованию погрешности установки детали в гиль­
зах погрешность осевой установки в трехкулачковом самоцен­
трирующем патроне определялась с помощью индикатора, укреп•
ленного на станине токарного станка.
Исследуемая деталь так же, как и при зажатии в гильзе, при­
жималась опорным торцом к торцу зажимных кулачков патрона,
после чего производилось ее закрепление.
В отличие от зажатия детали в гильзе револьверного станка,
снабженного клиновым патроном, или в гильзе автомата, у ко­
торых величина осевого перемещения гильзы при зажатии, а также
величина радиального зажатия вполне определенны и постоянны
для всей партии обрабатываемых деталей, величина радиального
перемещения кулачков самоцентрирующего патрона и усилия
зажима в значительной степени зависят от усилия, прилагаемого
рабочим.
1
Исследование осевых перемещений детали при ее зажиме
в _трехкулачковом самоцентрирующем патроне показывает, что
в момент зажатия детали происходит ее выжимание из патрона;
величина этого выжимания зависит от величины усилия, прила­
гаемого для зажима в патроне. При нормальном усилии зажима
патрона (для обычных работ на токарных и револьверных стан­
ках) величина осевого выжимания детали при зажиме колеблется
в пределах 0,03+0,05 мм.
На первый взгляд может представиться, что зависимость вели­
чины осевого см@щения детали от столь неопределенного и субъек­
тивнщо фактора, как усилие, прилагаемое рабочим для зажима
патрона, делает величину этого смещения совершенно неопре­
деленной, а изучение ее - практически бесцельным. Однако при
более тщательном рассмотрении этого вопроса такое представле­
ние оказывается неправильным.
Проведенные автором исследования величины осевого смещения
детали при зажиме в кулачковых патронах показали, что каждый
рабочий, работающий с патронами, благодаря многолетней прак­
тике, выработал некоторую оптимальную для себя и достаточную
для нормального закрепления детали степень зажатия патрона
и все детали зажимает в патронах с практически постоянным
усилием. Колебания величины осевого выжимания детали у одного
и того же рабочего не превосходят обычно величины 0,01 +0,02 мм.
Это означает, что при обработке партии деталей на настроенном
станке в трехкулачковом самоцентрирующем патроне общая
61


nеличина выжимания детали, составляющая, как указывалось выше,
в среднем 0,03+0,05 мм, на погрешность установки детали не­
посредственно влиять не будет. На погрешность установки детали
в патроне будут влиять лишь размеры колебания величины вы­
жимания деталей из патрона в результате приложения рабочим
различного усилия зажима (под влиянием утомления, ослабления
внимания и других причин), оценивающиеся, как было указано,
величиной 0,01 +0,02 мм. Совершенно очевидно, что общая по­
грешность установки детали в патронах всегда превышает погреш­
ность установки в гильзах не меиее чем на 0,01 +0,02 мм.
Фиг. 46. Осевые смещения деталей при зажатии в трехкулачко­
вом самоцентрирующем патроне:
1- 121 18мм,О'=0,008мм;2- 12130мм,0'=0,009мм;3- 121 45мм,
О'= 0,009 мм; 4 - 121 60 мм, а= 0,014 мм.
При использовании пневматических и гидравлических зажим­
ных систем, обеспечивающих постоянную величину зажимного
усилия, колебания величины выжимания закрепляемой детали
из патрона в связи с утомляемостью рабочего не имеют места,
и общая погрешность установки уменьшается на 0,01-0,02 мм
по сравнению с погрешностью установки в обычных трехкулач­
ковых патронах.
При проведении исследования погрешности осевой установки
деталей в кулачковых патронах стремятся обеспечить постоянную
величину зажимного усилия патрона. Результаты исследования
осевых ·смещений деталей при зажиме в патронах, приведенные
в табл. 5, были получены при постоянном усилии зажима, вызы­
вающем выдавливание детали из патрона в пределах 0,03-0,04 мм.
-На
графиках фиг. 46 и 47 и в табл. 6 приведены данные, харак­
теризующие смещение детали при закреплении в трехкулачковых
с-амоцентрирующих патронах· различного типа с различной фор­
мой зажимных ·кулачков (производственные патроньr с нормаль­
ными плоскими кулачками, снабженными насечкой, патроны
с радиусными кулачками, прецизионные трехкулачковые патроны
для зажатия -деталей диаметром 3-16 мм). -
62


Таблица б
Определение погрешности осевой установки детали в трtхкулачковых
самоцентрирующих патронах
3
4
5
0,035
0,05
0,055
0,0072
0,011
0,012
8 0,045 0,0103
12 0,045 0,0102
16 0,065 0,0147
20 0,070 0,0134
18 0,045 0,0103
18 0,035 0,0067
18 0,045 0,0078
30 0,075 0,013
30 0,07 0,012
30 0,045 0,0108
30 0,045 0,009
45 0,07 0,0145
45 0,055 0,0106
45 0,045 0,01
45 0,05
60 0,07
60 0,06
0,0092
0,0162
0,0152
60 0,065 0,0107
60 0,06 0,014
0,007-0,012 0,04-0,07
0,008-0,0165 0,05-0,1
Примечание
Прецизионный пат­
рон станка ГОМЗ
Патрон No 1 (радиус­
ные кулачки)
Патрон No 2
»
No3
»
No4
»
No 1 (радиус-
ные кулачки)
Патрон No 2
»
No3
»
No4
»
No 1 (ради-
усные кулачки)
Патрон No 2
»
No3
»
No4
Патрон No 1 (радиус­
ные кулачки)
Патрон No 2
»
»
No3
No4
63


Рассмотрение этих графиков и данных табл. 6 приводит 1<: вы­
воду, что характер изменения осевых смещений детали при за­
жиме в патронах тот же, что и характер изменения смещений
детали при зажиме в гильзах.
1. Как и при зажиме в гильзах, распределение осевых сме­
щений деталей, зажимаемых в патронах, подчиняется закону
нормального распределения Гаусса (отклонение отдельных точек
кривых от кривой Гаусса не превосходит ±5,8%).
бО
О 0,005 0,01 0!)15 0,0? О,о? 5 0,08 0,035 0,0'1- О,0'1-5 0,05 0,055 0 ,06
Ocetloe смещение 8етал11,мм
'
Фиг. 47. Кривые распределения осевых смещений деталей при зажа­
тии в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.
Номера кривых те же, что lja фиг. 46.
2. Форма кривых осевых смещений также несимметрична,
однако величина сдвига кривой относительно среднего значе­
ния смещеf!ИЯ здесь меньше, чем при установке в гильзах. Это
объясняется большим влиянием выжимания детали при зажатии
Таблица 7
Погрешность осевой установки Лу при зажиме деталей в трехкулачковых
самоцентрирующих патронах
Наименование патрона
1
Интервал диаметров
1
Погрешность
зажатия, мм
установки д У' мм
Прецизионный патрон ГОМЗ
3-12
0,04-0,07
Нормальный производственный
15-70
0,05-0,1
патрон с плоскими или радиусными
кулачками
П р и м е ч а н и е. !<ак следует из данных табл. 6, осевое смещение деталей
при зажатии в патронах с радиусными кулачками несколько больше, чем при за-
жиме в обычных кулачках с насечками (ер. величину смещения деталей в обычных
патронах No 2, 3 и 4 по табл. 6). Однако эта разница в величине смещения не на-
столько велика, чтобы оправдать выделение погрешностей установки в патронах
с радиусными кулачками в особую группу.
-
64


:В патронах, чем это имеет место в гильзах. Выжимание детали
при зажатии ослабляет влияние прижима детали к торцу патрона,
осуществляемого рабочим и вызывающего сдвиг кривой смещений.
Этим же объясняется незначительное изменение величины
осевых смещений детали при различных диаметрах зажимаемой
детали, позволяющее считать
величину погрешности уста­
новки детали в самоцентри­
рующих трехкулачковых па­
тронах практически постоян­
ной для определенных типо­
размеров патронов.
На основании полученных
результатов может быть со­
ставлена табл. 7, удобная для
непосредственного использо­
вания на практике.
Для проверки приведен­
ных в табл. 7 данных в цехо­
вых условиях оптико-механи­
ческого завода были прове­
дены дополнительные иссле­
дования на ряде токарных
станков. Результаты иссле­
дований дают основание счи­
с::,
"'
iЭ-
Фиг. 48. Эскизы- деталей, применявшихся
для исследования погрешностей осевой
установки в гильзах и самоцентрирующих
кулачковых патронах.
Материал всех деталей - сталь 40.
тать величину погрешности установки деталей в трехкулачковьrх
патронах, приведенную в табл. 7, достаточно .близко отвечаю­
щей действительности.
Описанные исследования погрешности установки деталей
в гильзах и самоцентрирующих патронах производились с исполь­
зованием специальных деталей (фиг. 48).
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ ПРИ КРЕПЛЕНИИ
ДЕТ АЛЕЙ НА РАЗЖИМНЫХ ОПРАВКАХ
Для исследования погрешности установки детали на разжим­
ной оправке, конструкция которой показана на фиг. 49, была
применена методика, использованная для исследования осевых
смещений детали при зажатии в зажимных гильзах и кулачковых
патронах.
Результаты показаний индикатора, обработанные так же, как
и в описанных выше случаях, нанесены на графики (фиг. 50),
характеризующие изменение величины осевых смещений детали
при ее закреплении на разжимных оправках различных диаметров,
наиболее употребительных в точном приборостроении и машино­
строении.
Так же, как и
осевых смещений
5 Маталин
в предыдущих случаях, полученные кривые
близко подходят к кривь~м нормального
65


распределения Гаусса, дающим наглядную картину закономерно­
стей изменения осевых смещений (фиг. 51).
Сопоставление кривых распределения смещений деталей па
разжимной оправке с соответствующими кривыми осевых сме­
щений деталей, закрепленных в зажимной гильзе (фиг. 42 и 43),
позволяет сделать следующие выводы.
1. Кривые фактического рас­
пределения 'осевых смещений де­
талей, укрепленных на разжимной
оправке, так же, как и кривые
смещений деталей, закрепленных ~ 50
в гильзах, с практически доста- t>
точной степенью точности можно %
принять подчиняющимися закону ~ чо
нормального распределения Гаус- ';"
са. Эти кривые в отличие от тео- ~ 30
ретических кривых Гаусса тоже "
~
сдвинуты относительно среднего f::
значения смещения.
i: 20
~
~10
о~~-~-~-~-~-
0,005 0,01 0,015 o,oz 0,025
Фиг. 49. Схема установки при изме­
рении осевых смещений детали, за­
крепленной на разжимной оправке:
1 - ):\еталь; 2
-
оправка; 3 - инди-
катор,
• OcetJoe смещение деmrJлu,мм
Фиг. 50. Осевые смещения дета­
лей при закреплении на разжим-
ных оправках:
1- о10 .м,и, а=0,004 мм;
2- о20мм, а=0,004м.м;3-
о ЗО .мм, CJ=0,004 мм; 4-о 40 мм,
а=0,006м,и;5- о50мм,а=
= 0,006 мм.
2. Величина осевого смещения деталей, а следовательно, и
погрешность установки при зажатии на разжимных оправках
меньше, чем при креплении в зажимной гильзе. Кривые распре­
деления получаются выше и круче. Это объясняется тем, что
при креплении деталей на разжимной оправке исключается влия­
ние перекоса деталей, увеличивающего осевые смещения деталей,
зажимаемых в гильзе. Устранение перекоса детали до ее зажатия
является безусловным преимуществом разжимных оправок по
сравнению с зажимной гильзой, обеспечивающим большую точ­
ность установки детали на оправках.
Некоторое значение для получения весьма малых погрешностей
осевых смещений деталей при закреплении на разжимных оправ­
ках имело также хорошее состояние использованных для иссле­
дования оправок. Если исследования точности установки деталей
66


в гильзах, патронах и тисках производились на приспособлениях
среднего качества, непосредственно используемых в цехе, то
разжимные оправки не удалось подобрать из наличия в цехах
и их изготовляли специ­
ально. Совершенно есте­
ственно, что новые разжим­
ные оправки показали
более высокую точность
работы.
По данным э1,спери­
ментов, приведенным на
фиг. 50, без затруднения
находятся численные зна­
чения погрешности уста­
новки детали на разжим­
ной оправке (табл. 8).
Из табл. 8 следует, что
при использовании новых
разжимных оправок по­
грешность установки де- .
тали Лу составляет 0,02 -
0,045 мм для всех оправок
в пределах диаметров 10-
50 мм.
Точность
установки
детали на разжимных оп-
fOO
90
О 0,005 0 ,01 0/)15 0,02 О,о25 0,03
Осе8ое смещение детали,мм
Фиг. 51. Кривые распределения осевых сме­
щений деталей при закреплении на разжим­
ных оправках.
Номера кривых те же, что на фиг. 50.
равках будет заметно снижена при работе на изношенных оправ­
ках, какие довольно часто встречаются в механических цехах
заводов.
Подобное снижение точности установки детали на разжимной
оправке иллюстрируют кривые осевых смещений деталей (фиг. 52),
Таблица 8
Определение погрешности осевой установки детали на разжи11:1ной оправке
Диаметр
Фактиче- Среднее
Среднее
Среднее
СЮIЙ
квадрати-
эначен ие
зажимае- интервал
ческое
среднего
значение
мой
осевых
отклоне- квадра тиче- погрешности
Примечание
шейки,
смеще-
ни:е
ского откло-
установки
мм
ний, мм
а, мм
пения а, мм
ду, мм
10
0,015
0,0043
Данные получе-
20
0,020
0,0043
ны на новых ,оправ-
ках
30
0,015
0,0044 0,004-0,007 0,02-0,045
40
0,025
0,0058
50
0,025
0,0063
67


снятые с нормально работающих, но изношенных оправок оптико­
механического завода. Как видно из фиг. 52, фактическая погреш­
ность установки детали на изношенных оправках несколько пре­
восходит величину, установленную в табл. В для оправок, нахо­
дящихся в хорошем рабочем состоянии.
0,02
O,0'J
0,04
ОсеlЗое смещение flemaлu, мм
0,005 0 ,01
0,05
Фиг. 52. Осевые с11ещения деталей при закреплении на цеховых раз-
,
жимных оправках:
1- 1о18мм,cr=0,009мм;2- 052мм,cr=0,014мл,.
7. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВl(И ДЕТАЛИ
НА ЦИЛИНДРИЧЕСl(ОЙ ОПРАВКЕ С ГАЙКОЙ
Для изучения погрешности установки детали на цилиндри­
ческой оправке с зажимом гайкой, плотно прижимающей опорный
торец детали к соответствующему фланцу оправки, использова­
лась такая же установка индикатора на станине станка, как
и в предыдущих случаях (фиг. 53).
Методика проведения данного исследования также совершенно
идентична предыдущим. Результаты исследования показаны на
фиг. 54. При этом следует подчеркнуть известную условность
результатов, полученных при проведении данного исследования.
Характер работы исследуемого приспособления, создающего
усилие зажима не по радиусу детали, как это было во всех рас­
смотренных случаях, а по направлению ее оси,. с плотным при­
жимом опорной базирующей поверхности детали (ее торца) к соот­
ветствующей поверхности оправки, дает основание предполагать,
что для подобных приспособлений характерна значительно боль­
шая точность установки, чем для рассмотренных выше приспособ­
лений.·
68


Как следует из графиков фиг. 54, фактическая погрешность
установки детали Лу при ее зажиме на круглой оправке с гайкой
может быть принята равной 0,005-0,01 мм. Вследствие явного
несоответствия распределения сме-
90
щений на графиках кривой Га­
усса нельзя определять погреш­
ность установки по формуле Лу =
= 6cr, а следует просто принять
ее равной экспериментально уста­
новленной величине.
, Определенн~я выше
величина
погрешности установки детали
может быть распространена и на
другие, сходные по конфигура­
ции, приспособления, создающие
осевое зажимное усилие, плотно
Фиг. 53. Схема установки при иссле­
довании осевых смещений деталей, за­
крепляемых на оправке с гайкой:
1 - съемная шайба; 2 - оправка; 3- де­
таль; 4 - индикатор,
70
з
10
О 0,005 0 ,01 0,015
Осевое смещение iJеrпали,мм
Фиг. 54. Осевые смещения де­
талей при закреплении их на
оправке с гайкой:
1- 0 20мм, О'=О,001мм; 2-
030 мм, 0'= 0,016 мм; 3-0 40 мм,
а= 0,004 мм; 4-0 50 мм, а=
= 0,003 ММ,
прижимающее опорную базирующую поверхность детали к соот­
ветствующей поверхности приспособления (например, на расточ­
ные приспособления типа изображенных на фиг. 86, 115, 119,
на зуборезные типа изображенных на фиг. 89, 113 и т. п.).
8. ПОГРЕШНОСТЬ УСТАНОВl(И ПРИ ЦЕНТРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ
В РАЗЛИЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ
При установке деталей на токарно-револьверных станках и
автоматах, кроме рассмотренной выше погрешности установки
в осевом направлении, непосредственно влияющей на точность
выполнения линейных размеров, очень большое значение имеет
погрешность центрирования деталей. Погрешность центрирования
определяет точность взаимного расположения обрабатываемой
69


поверхности и двойной направляющей или центрирующей бази­
рующих поверхностей, а также правильность геометрической
формы обрабатываемой поверхности, для которой характерно
отсутствие овальности.
Точность взаимного расположения этих поверхностей, оцени­
ваемая обычно их биением, во многих случаях имеет для обрабаты­
ваемой детали не меньшее значение, чем точность выполнения
установленных допусков на диаметральные и линейные размеры.
Погрешность центрирования в различных видах приспособле­
ний зависит не только от конструкции и размера применяемого
приспособления, но в еще большей степени, чем погрешность
установки в осевом направлении, зависит от состояния приспособ­
ления, степени его изношенности и правильности регулировки.
Поэтому при изучении погрешности центрирования приходится
устанавливать только некоторые средние цифры, правильные
для приспособлений, находящихся в нормальном состоянии для
условий работы механических цехов машиностроительных пред­
приятий.
В табл. 9 приводятся данные о величине погрешности центри­
рования цилиндрических деталей при их установке в наиболее
употребительных в настоящее время приспособлениях. Таблица
составлена автором на основе экспериментальных исследований,
проведенных различными авторами и опубликованных в техни­
ческой литературе за последние годы. Эти данные относятся в своем
большинстве к нормально работающим цеховым приспособлениям
со средней степенью износа и могут быть приняты технологами
за основу при вычислении возможной погрешности проектируемой
операции. Более высокая точность центрирования, чем точность,
характеризуемая данными табл. 9, может быть достигнута при
применении новых приспособлений того же типа и их тщательной
регулировке. Справедливость этого положения подтверждается
сопоставлением величин погрешностей центрирования для обыч­
ного производственного трехкулачкового самоцентрирующего
патрона (поз. 1, табл. 9) и нового трехкулачкового патрона по
ГОСТ 1654-47 (поз. 2). Как видно из таблицы, при среднем износе
патрона, находящегося в обычных производственных условиях,
биение зажимаемой шлифованной детали (0,24-0,36 мм) в два
раза превосходит допускаемое биение нового патрона (О, 12-
0, 16 мм).
9. ПОГРЕШНОСТЬ УСТАНОВI(И ДЕТАЛЕЙ В ЦЕНТРАХ
При обработке деталей на токарных станках основным наибо­
лее распространенным методом их установки остается установка
в центрах. Счи-тают, что в настоящее время· не менее 25 % всех
деталей, обрабатываемых на токарных станках, закрепляется
в центрах. Широкое распространение метода установки в центрах
70


Таблица 9
Погрешность центрирования цилиндрических деталей по данным различных
исследователей
N'o ПО·
3ИЦИИ
2
3
4
5
Вид приспособления
Трехкулачковый са­
моцентрирующий пат­
рон. Диаметр зажимае­
мой шейки до 260 мм
Заготовка:
горячий прокат,
штамповка, литье
обточена предвари­
тельно
обточена оконча­
тельно
шлифована
Новый трехкулачко­
вый патрон
Диаметр
патрона,
м.м
До 175
175-275
275--350
Свыше 350
Диаметр
детали,
мм
До 30
20-65
20-65
-30-80
Универсальный пнев­
матический
патрон
350 Х 100 мм с диамет­
ром зажима от 8-
160ММИДО350ММ
Новый цанговый пат­
рон
Диаметр зажима, мм
До 30
30-55
Свыше 50
Погрешность центриро­
вания, мм
эксцентри- 1
ситет
0,30-0,45
0,25-0,35
0,2-0,25
0,12-0,18
0,02
биение
0,6-0,9
0,5-0,7
0,4-0,5
0,24-0,36
0,08-0,1
0,09-0,12
0,1-0,14
0,12-0,16
0,04
0,075
0,10
0,15
Трехкулачковый пат- 0,01-0,015 0,02-0,03
трон с применением про-
межуточной разрезной
втулки, растачиваемой
на месте 1
Литературный
источник и иссле­
дователь
В. М. I(ован.
Справочник ма­
шиностроителя,
т. 5, Машгиз,
1956
гост 1654-47
М. 3. Заполь­
ский.
ЛОНИТОмаш,
кн. 24, Машгиз,
1951
И. И. Чулков.
Центрирование
деталей при их
установке на
металлорежу -
щих станках,
лпи, 1955
71


Погрешность центрирова­
ния, мм
Продолжение табл. 9
Nопо­
эиции
Вид nриспособлеиия
эксцентри- 1
ситет
Литературный
источник и иссле­
дователь
72
6
7
8
9
Винтовой патрон:
с двухзначным вин­
том (применяемый
для крепления мел­
ких деталей фасон­
фой формы)
с рейкой
с эксцентрическими
пазами
Цанговые (плунжер­
ные) патроны и оправ­
ки (центрирование с по­
мощью конусов)
Патроны и оправки с
расширяющейся упру­
гой оболочкой 2
в приспособлениях
с одним кольцевым
профилирующим
участком при дли-
не базирующей
поверхности на оп­
равке l ,,;;;; 0,5 d
в приспособлениях
с двумя кольцевы­
ми
центрирую­
щими участками
(приl=3d)
Закрепление автомат­
ной стали в цанге:
диаметр менее 1О мм
диаметр 10-100 мм
0,1-0,2
0,02-0,025
0,025-0,05
0,01
0,0025-
0,005
0,01-0,015
0,05
0,1
бнение
0,2-0,4
0,04-0,05
0,05-0,1
0,02
0,005-0,01
0,02-0,03
о,1
0,2
И. И. Чулков.
Центрирование
деталей при их
установки на
металлорежу­
щих станках,
JШИ, 1955
В. М. К:ован.
Справочник ма­
шиностроителя,
т. 5, Машгиз,
1956
1 Промежуточные разрезные втулки из чугуна или стали растачиваются
в патроне с прокладкой в прорези втулки до получения диаметра, обеспечивающего
зазор между втулкой и деталью (до закрепления) в пределах 0,02-0 , 1 мм. При
увеличении этого зазора (особенно свыше 0,3 ~tм) погрешность центрирования
резко возрастает.
Применение промежуточных втулок снижает погрешность центрнрованщ,
в 3-8 раз по сравнению с фактической погрешностью кулачкового патрона.
Повторная установка расточенной втулки в патроне осуществляется по
риске, наносимой на ее торец и торец патрона при расточке.
Точность центрирования втулкой сохраняется при обработке партии в 80-
120 деталей, после чего она снижается из-за появлен·Ия вмятин на втулке.
2 В прнспособлениях с расширяющейся упругой оболочкой (с гидропластом,
резиновым наполнителем, жидким наполнителем, с тарельчатыми пружинами)
могут быть зажаты детали, диаметры которых колеблются в пределах 0,05-0,Об мм
(прн величине диаметра 40-45 мм). Срок их нормальной работы позволяет сделать
около 50 ООО зажатий.


заставило многих новаторов производства и технологов начать
работу по усовершенствованию этого метода, главным образом
в направлении устранения необходимости трудоемкого закрепле~
ния хомутика. Результатом этой работы явююсь создание боль­
шого числа новых конструкций поводковых устройств, освобо­
ждающих токарей от необходимости затрачивать время на закреп­
ление и снятие хомутика с оорабатываемой детали.
Опыт применения таких конструкций на различных заводах
показал их высокую эффективность и целесообразность широкого
распространения в промышленности, однако при этом возникла
необходимость проведения исследований погрешностей установки
в осевом и радиальном направлениях при использовании этих
новых устройств.
Такое исследование было проведено в Ленинградском инже­
нерно-экономическом институте канд. техн. наук В. А. Блюм­
бергом 1 . Исследованию были подвергнуты конструкции повод­
ковых устройств, приведенные в табл. 10, наиболее характерные
и распространенные в настоящее время. Наибольшее распростра­
нениеизэтих конструкцийимеетобычный хомутик
Тип
II
III
IV
Таблица 10
Типы поводковых устройств при установке деталей в центрах
Наименование устройства
Эскиз
Хомутик с поводком
Обратный r ладкий центр
Гладкий центр без хомутика
Поводковый центр с торца- в
ЬfП
~~~и кулачками (центр-пово- • ~
_·_____.NJiJ
1 В. А. Б л ю м б ер r. Приспособления для закрепления деталей в центрах.
Информационно-технический листок ЛДНТП, No 78 и 79, 1957.
73


с п о в о д к о м (тип I), требующих, однако, и наибольших
затрат времени при установке детали.
Обратный гладкий центр (тип II)довольно
часто применяется на приборостроительных предприятиях прц
обработке деталей небольших размеров. Передача крутящего
момента осуществляется за счет возникновения силы трения между
поверхностью обратного центра и фаской обрабатываемой детали.
Гладкий центр без хомутика (типIII)при­
меняется главным-образом при чистовой и получистовой обработке
мелких деталей при снятии небольших сечений стружки.
Поводковый центр с торцовыми куJrач­
к а м и (тип IV) применяется на ряде предприятий как для
чистовых, так и для обдирочных операций. Снижение затрат
времени на установку и закрепление деталей при использощшии
центра-поводка предопределяет его быстрое распространение
в механических цехах.
.
Исследования точности обработки деталей, устанавливаемых
на указанных четырех типах поводковых устройств, показали
следующее:
1) наибольшая точность центрирования обеспечивается при
использовании гладкого центра без хомутика (тип III), величина
радиального биения детали при этом составляет 0,03 мм;
2) несколько меньшая точность достигается при использовании
обратного центра (тип II) и обычного хомутика (тип III), величина
радиального биения здесь составляет 0,04 мм;
3) наибольшая погрешность центрирования имеет место при
использовании центра 0 поводка (тип IV), величина радиального
биения здесь достигает 0,09 мм.
Для уменьшения радиального биения при работе с центром­
поводком необходимо производить дополнительное поджатие
заднего центра маховичком задней бабки, после того как резец
начал снятие стружки и проточил некоторый участок детали при
полной глубине резания. Это необходимо в связи с тем, что под
влиянием осевой составляющей усилия резания Рх происходит
дополнительное врезание зубьев поводковой шайбы центра
в торец детали, усилие затяжки центров ослабевает и деталь
приобретает дополнительное радиальное биение. Такая дополни­
тельная затяжка центров уменьшает величину радиального биения
обработанной детали до 0,07 мм.
, При работе с пневматической пинолью, когда усилие затяжки
центров сохраняется постоянным, дополнительного поджатия
заднего центра не требуется. В этом случае радиальное биение
обработанной детали тоже составляет 0,07 мм.
Овальность деталей, обработанных на всех исследованных
поводковых устройствах, составляет 0,02-0,04 мм.
Погрешность установки в осевом направлении составляет
при работе на станке 1А62 для поводковых устройств типов I,
74


II и III О, 19-0,21 мм при обычном направлении подачи от задней
бабки к передней и О, 11-0, 15 мм при обратном направлении
подачи от передней бабки к задней (что может быть объяснено
высокой жесткостью последней).
Погрешность установки в осевом направлении для центра­
поводка в 1, 7 раза больше, чем для остальных поводковых устройств,
и составляет 0,32 мм.
При применении индикаторных упоров погрешность установки
в осевом направлении для всех рассмотренных типов поводковых
устройств уменьшается на 30 %.
Результаты исследований погрешностей установки деталей
с помощью различных поводковых устройств сведены в табл. 11.
Таблица 11
Погрешности установки на различных типах поводковых устройств
'"
Погрешности установки, мм
о
Осевая погрешность
о.,..
u
Наименование устройстпа
1
:>,
<::"'
Биение
жесткий
индикатор-
"а)
упор
ный упор
Е-< t;
I
Хомутик с поводком
0,04
j
II
Обратный гладкий центр
0,04
0,19-0,21
III
Гладкий центр без хаму-
0,03
0,11-0,15
тика
IV
Поводковый центр с торца- 0,07-0,09
0,38
0,29
выми кулачками
Как следует из табл. 11, погрешность установки деталей
в центрах зависит не только от типа применяемого поводкового
устройства, но и от конструкции используемых упоров.
10. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ
ПРИ ЗАЖИМЕ ДЕТАЛЕЙ В ТИСКАХ
Погрешность установки в винтовых тисках
При исследовании смещений детали, зажимаемой в тисках,
были использованы специально изготовленные стальные детали
сразмерами:5х30Х100.мм;15х30Х100.мм;60Х30х
Х 100 .мм. При зажатии этих заготовок в тисках длина и высота
зажимаемой поверхности, соприкасающейся с губками тисков,
остается постоянной. Заготовки были выполнены с довольно
точными углами (в пределах ±20') и обработаны фрезерованием
с шероховатостью у6.
75


При проведении исследований индикатор неподвижно укреп­
ляли с помощью стойки на столе станка, и перемещения детали
фиксировались в момент зажатия в •вертикальной плоскости
z
Фиг. 55. Схема установки деталей
при исследовании смещений дета­
лей, зажимаемых в винтовых фре-
зерных тисках с подкладкой:
(фиг. 55).
При исследовании точности ус­
тановки деталей в тисках произ­
водилось по 200 отсчетов положе­
ний детали после ее снятия и но­
вой установки в тисr,ах. Как пока­
зывает опыт, точность установки
деталей в тисках в большой сте­
пени зависит от состояния тисков
(значительно больше, чем при
применении других типов приспо­
соблений).
Результаты проведенных экспе­
риментов показывают, что погреш­
ность установки деталей в тисках
при ее экспериментальной оценке
может оказаться резко различной
1 - подкладка; 2 - неподвижная губ-
ДЛЯ ОДНОГО И ТОГО Же ТИПОраз­
ка; 3 - деталь; 4 - подвижная губка;
5 - индикатор.
мера тисков, принадлежащих раз-
ным заводам или цехам. Это вно­
сит в постановку исследования элемент известной неопределен­
ности - зависимости конечных результатов эксперимента от слу­
чайностей выбора тисков того или иного состояния.
о:чо~
g~
.с,~ зо
"" Е:
1
~С>20 •
~---1....0....
--
::: t:
,, 2/-.
-,
-С, <о 10
-,iJ=_•.·--=C,_.,/
-
'"-,
~~
__ ..,,;:-
3
-
-о._ --~---------- ,
~ ,,.
~-~---=
·:
'1
J;О
0,02
0,04
О,Об 0,08
0,10
0,12
Смещение детали, мм
Фиг. 56. Смещения деталей при их зажатии в винтовых тисках на подкладке
(деталь свободно укладывается на подкладке; зажатие тисков произвольное от
руки):
/ - ширина зажимаемой детали 5 мм, а= 0,020 МА<; 2 - то же 15 мм, а= 0,023 мм;
3- тоже60мм,а=0,035.мл.-r.
Резу.μьтаты исследований погрешности установки деталей
в тисках приведены на фиг. 56. Кривые и соответствующий под­
счет показывают следующее.
1) При креплении деталей в винтовых тисках изменение
величины перемещений деталей также можно считать подчиняю­
щимся закону нормального распределения Гаусса. При этом
асимметричность расположения кривых фактических перемещений
76


закрепляемых деталей, свойственная другим рассмотренным выше
приспособлениям, в тисках почти не имеет места. Большая сим­
метричность кривых фактических перемещений деталей, закреп­
ляемых в тисках, может быть объяснена следующим образом.
К:ак уже указывалось выше, асимметричность кривых осевых
смещений деталей, закрепляемых в гильзах, патронах и на оправ­
ках, вызывается влиянием систематического фактора - стремле­
ния рабочего плотно прижать деталь к базирующей поверхности
приспособления. При зажатии детали в патронах действие этого
фактора частично нейтрализовалось выжиманием детали из па­
трона, достигающим значения 0,03~0,05 мм. В результате форма
кривых фактических осевых смещений деталей, зажимаемых
в патроне, заметно симметричнее, чем кривых перемещений
деталей, закрепляемых в гильзе. Еще более симметричными,
очевидно, должны быть кривые перемещений деталей, зажимае­
мых в тисках, в которых выжимание деталей при зажиме дости­
гает величины 0,07-0,13 мм и полностью устраняет влияние
степени тщательности установки детали рабочим.
2. С увеличением размеров зажимаемой детали погрешность
ее установки возрастает.
При изучении точности установки деталей в тисках особый
интерес представляет вопрос о влиянии метода установки детали
в тисках на величину погрешности установки детали.
Для выяснения этого вопроса были измерены перемещения
деталей в тисках при следующих способах установки и зажатия
этих деталей.
Первый способ установки. Детальсвободно
кладется на подкладку тисков и зажимается от руки с произволь­
ным усилием зажатия.
Второй способ установки. Деталь плотно
прижимается к подкладке, после чего производится легкое пред­
варительное зажатие тисков. Затем легким 'постукиванием молотка
по детали последняя плотно прижимается к подкладке. Для
проверки правильности установки детали и достаточной плот­
ности ее прилегания к подкладке делается попытка вынуть под­
кладку из-под детали. Если подкладка плотно прижата деталью
и ее нельзя легко вынуть, значит деталь установлена правильно
и може:г быть окончательно закреплена в тисках, что и произво­
дится зажатием тисков до отказа.
Третий способ установки.Детальплотнопри­
жимается к подкладке (соответственно второму способу), после
чего производится окончательный, сильный, но одинаковый для
всей партии деталей зажим детали. Окончательный зажим детали
проиСJводится легким ударом молотка по рукоятке тисков.
К:ак видно из графиков фиг. 57 и 58, погрешность установки
детали в тисках значительно уменьшается при повышении тща­
тельности установки детали.
77


Применение общеизвестного приема поджатия детали к под­
кладке молотком снижает погрешность установки на 30-50 %
по сравнению с погрешностью при обычном зажатии свободно
лежащей детали от руки (кривые 1 и 2, фиг. 57, 58).
о
0,02
0,01/
0,06
0,08
Смещение fJerncmц, мм
0,10
Фиг. 57. Смещение деталей размерами 5 Х 30 Х 100 мм при различных
способах зажатия в винтовых тисках на подкладке:
/-зажим свободно положенной детали, а= 0,020 мм; 2- зажим детали, при­
жатой к подкладке молотком, а= 0,016 м,11; 3- зажим плотно прижатой к под­
кладке детали при постоянном усилии зажатия, а = 0,011 мм.
На основании результатов исследования перемещений деталей
при зажатии их в тисках может быть составлена табл. 12 для
определения фактической величины погрешности установки Ли
при работе на винтовых тисках.
"'
,,о
;:, 'u
O.:u•'JO
...:i ~,,
~!:::
f:: с::, 20
:::, t:
~~10
1
---о.. ______ _
~"
~ OL---'--_.i._--'--...L...----'-----'----"---"---'-:::,,,,.'--
0,02
0,04-
0,06
0,08
0,10
Смещение детали, мм
Фиг. 58. Смещение деталей размерами 15 Х 30 Х 100 мм при раз-
личных способах зажатия в винтовых тисках на подкладке:
1 - зажим свободно положенной детали, а= 0 ,023 мм; 2 - зажим де­
тали, прижатой к подкладке молотком, а= 0,021 мм; 3 - зажим плотно
прижатой к подкладке детали при постоянном усилии зажатия, а =
= 0,012 ММ,
При использовании новых и точных тисков погрешность уста­
новки деталей может быть снижена на 30-40 % по сравнению
с величиной, приведенной в табл. 12.
При решении вопроса о том, какие тиски следует выбрать для
проведения экспериментов, наиболее подходящими были признаны
обычные для заводской практики винтовые тиски среднего каче­
ства, являющиеся по своей точности средними для механических
цехов машиностроительных заводов серийного производства.
78


"
"
.,
:,;
,-.
Q)
"'
"'""
,Е
:s,CL>
:,: t::;,,
"'
~:~
.,
.,_
"'""'
С1.1
,-.о..,
:,;
::t:~:,::
~>:
"= С1.1
11,>;
,е "g
5 0,09
15 0,10
60 0,13
5 0,05
15 0,05
60 0,06
Таблица 12
Определение погрешности Лу при зажатии деталей
в винтовых тисках с подкладкой
'Q)
Q) >:
., .,
Q)
., >:
,-. =
.,
"'Q)
.,
.,
.,..,
";;;
Q)
'::,,
"(О
"'t::
"'.,-о
"'ос;
;~~
;t;~
":,:
Примечания
:,: ,-.
о:,:
Q)о
"""
С1.1 "о
С1.1.,"'
~~~
С1.1
.,_
С1.1sо
"'"' Q)
:S:CL>O:
"1::,:>;
"(о,;:,;
"1:<>.с,
С1.1 '- '
~~~ ~
"" ,-.
о.Q) "
<>.о u
U:,1:>
u 1:> о.>:
Ut::;>.
0,0196
Грубая установка де-
0,0227 0,02-0,035 0,1-0,2 талей (первый способ)
0,0349
0,0108
Тонкая установка с рав-
0,0123 0,01-0,015 0,05-0,08
номерным зажимом (тре-
тий способ)
0,0148
.
Благодаря такому выбору тисков результаты экспериментов могут
быть использованы непосредственно для целей практики.
Для проверки правильности полученных данных о точности
установки деталей в винтовых тисках были предприняты допол-
-~-\в1 \1 \
\.
\,
о а,01
•о,оз
о,о5
о,о7
о,о9
o,rr
смещение aema11u, мм
Фиг. 59. Смещение деталей размерами 15 Х 30 Х 100 мм при по­
стоянном усилии зажатия в различных винтовых тисках (No 1-7)
на подкладке:
1- винтовыетиски No1, cr = 0,006мм;2- тожеNo2, cr = 0,008мм;
8- тожеNo3,cr = 0,008мм;4-тожеNo4,cr=0,008мм;5-тоже
No5,cr=0,010мм;6-тожеNo6,cr=0,014мм;7-тожеNo7,cr=
= 0,027 мм.
нительные исследования точности установки деталей в семи
тисках. При этой дополнительной проверке применялся метод
наиболее точной установки деталей с постоянным усилием зажатия
тисков (т. е. третий способ). Результаты этих проверочных иссле­
дований, приведенные на фиг. 59, подтверждают данные о погреш­
ности точной установки детали в винтовых тисках (табл. 12).
79


Погрешность установки в эксцентриковых тисках
Исследование погрешности установки деталей в эксцентри­
ковых тисках, проведенное точно таким же методом, как исследо­
вание винтовых тисков (фиг. 55), свидетельствует о том, что
'(
,'
)'/ ',
,
J'
\
\\
0,ot
о,оз
0,05
Смещение iJemaпu, мм
0,07
Фиг. 60, Смещение деталей при зажатии
в эксцентриковых тисках с подкладкой:
1 - ширина заготовки 5 мм, а= 0 ,008 мм;
2-тоже15мм,а=0,011мм;3 -тоже
60 мм, а= 0,016 мм.
О 0,01 0,0? 0,03 О,Оч
Смещение детапи, мм
Фиг. 61. Смещение деталей
при зажатии в эксцентрико-
вых тисках без подкладки:
1 - ширина заготовки 5 мм,
cr = 0,006мм;2-тоже15мм,
cr= 0,008мм;3 - тоже60мм,
cr = 0,008 мм.
характер закономерностей изменения перемещений деталей при
зажатии в эксцентриковых тисках такой же, как и при зажатии
в винтовых тисках.
.;
'"
""',;
"'
"о.
ф
:.
~,:
р..,:
5
15
60
5
!5
60
80
Табли-ца 13
Определение погрешности установки Лу при зажатии деталей
в эксцентриковых тисках
,
ф
:kо::1
ф
,:
"
., .,
(1) f-< § С!)
,...,
~~~i
.,
,:
:.
"'ф
"'
ф
о.'"
~2~~
ф
::,,
"' о.
"i:O
"'
'""
"'.,.,,
"'е:
::~h~
Особенность
~h~
"''"
'"е<
~:~ '"е<
С!)оо5:~
"u'"
установки тисков
о'"
фо
~i:..Оh ..
ф"'"'
::s:: ~~
~~~
~~~
~t:
:r: ~~о;:'°
~б~
~~~~&
"'°'"'
а,hЕ-<
"'"" ф
о.ф •
о.~~ ~О)
о.о u
,е"s-
U Р"Ь
Uu~b ';;E
uo:;,,
0,04 0,0085
0,05 0,0112 0,008-0,016 0,04-0,1
с подкладкой
0,07 0,159
0,02 0,0062
0,03 0,0077
0,06-0,08
0,03-0,05
Без подкладки
0,03 0,0077


Кривые перемещений деталей, зажимаемых в эксцентриковьrх
тисках (фиг. 60 и 61), полученные при этих исследованиях, прин­
ципиально одинаковы с кривыми перемещения деталей, зажимае­
мых в винтовых тисках, патронах, гильзах и т. п.
Результаты исследований погрешности закрепления в эксцен­
триковых тисках приведены в табл. 13.
11. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ
ПРИ КРЕПЛЕНИИ ДЕТАЛИ ПРИХВАТАМИ
При определении погрешности установки детали при ее креп­
лении прихватами измерение перемещений детали производилось
индикатором (фиг. 62).
На фиг. 63 показаны кривые смещения деталей различных
размеров при многократных установках их на столе фрезерного
станка с плотным прижимом двумя прихватами. Величина этих
смещений составляет около 0,01 мм.
На фиг. 64 приводятся кривые перемещений тех же деталец
при их установке на менее точном столе другого фрезерного станка
цеха.
Вследствие отсутствия близкого подобия у кривых, получен­
ных на фиг. 63 и 64, с кривыми Гаусса, величину погрешности
установки нельзя определить по формуле Ли = ба; ее следует
установить с учетом фактического интервала перемещений, изо­
браженных на кривых фиг. 63 и 64. На основании этих графиков
принимаем Ли = 0,01 - 0,02 мм (здесь Ли - погрешность уста­
новки детали при креплении ее прихватами- непосредственно на
обычном столе фрезерного станка).
12. УСТАНОВКА КРУПНЫХ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕТАЛЕЙ
ПРИ ИХ КРЕПЛЕНИИ ПРИХВАТАМИ
При закреплении крупных полоскостных деталей на плоскости
стола станка или в специальном приспособлении погрешность
установки детали зависит не только от величины колебаний сте­
пени плотности прижима детали к базирующей поверхности при­
способления или стола, но также (в большей степени) зависит
от деформации детали при зажиме.
Величина деформации детали при зажиме зависит от точности
базирующей поверхности детали и ее жесткости, от конструкции
базирующих поверхностей приспособления, величины зажимных
усилий и расположения прижимов. При колебании величины силы
зажатия, при изменениях размеров и расположения макронеров­
ностей базирующей поверхности, установке обрабатываемой де­
тали на различных участках стола величина деформаций детали
при зажиме изменяется, что, в свою очередь, увеличивает погреш­
ность установки, а следовательно, и погрешность обработки.
6 Маталин
81


Фиг. 62. Схема установки детали при измерении смещений
ее во время зажатия прихватами:
1 - деталь; 2 - прихваты; 3 - основание индикаторной стойки;
4 - стол фрезерного станка.
10-
О 0,00fi 0,01 -
Смещение детали, мм
Фиг. 63. Смещение деталей при их
креплении двумя прихватами на
столе нормального фрезерного стан-
ка:
1 - деталь 60 Х 100 Аtм, а=О,002 мм;
2- деталь5х100мм,а=0,002мм.
82
О 0,005 0 ,01 0,015
Смещение аетали, мм
Фиг. 64. Смещение деталей при их кре­
плении двумя прихватами на столе из-
ношенного фрезерного станка:
1- деталь5Х 30 Х 100мм, 0'=0,004мм;
2 - деталь 15 Х 30Х 100 мм, О'= 0,003 мм:
3-деталь 60Х30Х100 мм, О'=
= 0,004 мм.


Обстоятельное исследование погрешности установки крупных
шюскостных деталей было выполнено в ЛПИ имени М. И. Кали­
нина канд. техн. наук П. Ф. Павловым 1 .
Поrрешность установки чугунных плит
П. Ф. Павлов провел исследование погрешности установки
чугунной плиты с размерами 440 х 186 х 35 .мм при ее установках
необработанной плоскостью и плоскостью, обработанной скорост­
ным фрезерованием, непосредственно на столе станка, на трех
плоских закаленных подкладках из рессорной стали, привернутых
к столу, и, наконец, на трех сферических опорах. Зажим осуще­
ствлялся двумя прихватами, приложенными к противоположным
концам плиты по ее длине с силой зажима на каждом прихвате
по 500, 1000 и 1500 кГ. При проведении измерений П. Ф. Павлов
фиксировал величину полной осадки плиты при ее зажиме, вели­
чину ·остаточной осадки (после снятия усилия прижимов) и вели­
чину упругой осадки (определяемой как разность указанных выше
измерений). Измерения осадки производились в девяти точках
детали. При каждой силе зажатия закрепление плиты повторя­
лось 3-4 раза.
При проведении опытов П. Ф. Павлов наблюдал изменение
деформации детали в процессе ее зажатия при установке на столе
станка необработанной поверхностью. В начале зажатия плиты
ее контакт с плоскостью стола происходит по наиболее выступаю­
щим точкам, а затем, по мере увеличения зажимных усилий,
в контакт вступают другие опорные точки, что приводит к дефор­
мации детали. Были зафиксированы случаи, когда в начале за­
жатия плиты один ее край поднимался, а затем при увеличении
силы зажатия он стал опускаться.
Установленная в опытах деформация детали при зажиме
понижает точность выполнения размеров по толщине детали,
а также вызывает появление погрешности геометрической формы
обработанной детали.
-
Величина погрешности установки плиты, непосредственно
влияющая на точность ее обработки на настроенном станке, может
быть определена разностью наибольшей и наименьшей полной
осадки плиты при ее закреплении. Для надежного определения
этой величины следовало бы провести многократные закрепления
детали с последующей статистической обработкой полученных ре­
зультатов. В работе П. Ф. Павлова такого статистического иссле­
дования проведено не было, однако и по данным его опытов по­
грешность установки плиты с некоторой степенью приближения
может быть определена.
1 П. Ф. Па в лов. Погрешности устанозки плоскостных деталей и меры
их устранения (диссертация). ЛПИ имени М. И. Калинина, 1951.
6*
83


В табл. 14 приведены приближенные значения погрешности
установки Ль плиты и упругой погрешности ЛУ'!:.Е плиты, вычислен­
ные автором по экспериментальным данным 11. Ф. Павлова.
Таблица 14
Погрешность установки чугунной плиты с размерами 440Х 186Х35 .мм
при закреплении двумя прихватами
Величина
Упругая погреш-
Вид установочной поверхности
усилия
Погрешность
ность дупр
детали и приспособления
каждого
установки
детали при
зажима, кГ
ду, мм
закреплении,
мм
Установка необработанной пло-
500
0,36
0,30
скостью плиты на столе станка
1000
0,63
0,70
1500
0,78
0,76
Установка необработанной пло-
500
0,16
0,16
скостью плиты на три плоские
1000
0,19
О, 19
закаленные подкладки
1500
0,19
0,27
Установка необработанной пло-
500
0,14
0,13
скостью плиты на три сфериче-
1000
0,22
0,16
ские опоры
1500
0,22
0,20
Установка обработанной (7-й
500
0,11
0,11
класс чистоты) плоскостью плиты
1000
0,18
0,18
на столе станка
1500
0,21
0,21
Установка обработанной (7-й
500
0,08
-
класс чистоты) плоскостью плиты
1000
0,09
-
на три плоские закаленные под-
1500
0,11
-
кладки
Установка обработанной (7-й
500
0,11
0,10
класс чистоты) плоскостью плиты
1000
0,13
0,13
на три сферические опоры
1500
0,13
0,13
П р и меч а н и я: 1 Погрешность установки Лу определена как разность
наибольшей и наименьшей осадки плиты при измерении осадки в любой точке плиты.
2. Упругая погрешность Лупр детали определена как разность наибольшей
и наименьшей упругих деформаций плиты при зажиме, измеренных в любой точке
последней.
Если величина погрешности установки Лу непосредственно
влияет на неточность выполнения заданного размера детали, то
величина упругой погрешности Лупр плиты в значител1:~_ной степени
определяет погрешность ее геометрической формы (отступление
от плоскостности).
Значения погрешности установки Ли и упругой погрешности
Луnр• приведенные в табл. 14, являются приближенными, так как
84


они были определены на основании 27-36 замеров, что недоста­
точно для проведения статистической обработки их результатов
при постоянной величине зажимных усилий (в обычных условиях
величина последних значительно изменяется). Например, из работы
П. Ф. Павлова следует, что при многократном закреплении дета­
лей с помощью гаечного ключа прилагаемое рабочим усилие
колеблется в пределах 20-38 кГ, что приводит к колебанию
усилия прижима детали в пределах 500-1000 кГ (при длине
рукоятки 100 мм и винте М20) или в пределах 1000-1500 кГ
(при длине рукоятки 300 мм и винте М27).
•
Поэтому при практическом использовании табл. 14 следует
принимать значения погрешностей установки Лу и упругой
погрешности Луnр• соответствующие наибоJrьшим возможным в рас-
сматриваемом случае величинам усилия зажатия.
,
Данные табл. 14 показывают, что при установке плиты не­
посредственно на поверхности стола величина погрешности уста­
новки Ли в значительной степени зависит от силы зажима и за­
метно увеличивается с ее ростом.
Величина погрешности установки непосредственно на столе
станка имеет большое значение, особенно при установке на необ­
работанной поверхности. Столь же значительна в этих случаях
и упругая погрешность, вызывающая нарушение плоскостности
детали.
.
Для повышения точности обработки плит целесообразно уста­
навливать их на шлифованные подкладки, что при необработанной
опорной поверхности плиты вдвое снижает погрешность установки
и упругую погрешность.
Установка плит на сферические опоры дополнительно дает
некоторое снижение погрешностей установки по сравнению с уста­
новкой на подкладки, однако это снижение незначительно. По­
этому при установке плит из мягких материалов обработанной
базирующей поверхностью, когда появление вмятин от сферических
опор нежелательно, целесообразнее использовать установку на
плоские шлифованные подкладки.
Погрешность установки стального бруса
Погрешность установки стального бруса (сталь 40), зажимае­
мого прихватами с усилием по 1200 кГ каждый, изучалась
П. Ф. Павловым для бруса с размерами 700 Х 78 Х 59 мм, уста­
навливаемого необработанной поверхностью, и для бруса с раз­
мерами 349 х 79 х 62 мм, устанавливаемого шлифованной плос­
костью. Вычисленные автором по экспериментальным данным
П. Ф. Павлова значения погрешности установки и упругой по­
грешности приведены в табл. 15.
Как следует из табл. 15, погрешность установки и упругая
по\решность бруса при его закреплении прихватами заметно
85


Таблица 15
Погрешности установ1ш стального бруса при закреплении двумя прихватами
с усилием каждого прижима 1200 кГ
Упругая
Вид установочной поиерхности
Погрешность
погрешность
,иеталн и приспособления
установки лу, ,wм детали при закреп-
лении Лупр• м~t
Установка необработанной плоско-
стыо бруса 70Ох78Х59 .мм:
на столе станка
0,033
0,027
на трех плоских подкладках
0,030
0,044
на трех сферических опорах
0,191
0,120
Установка обработанной (7-й класс
чистоты) плоскостью бруса 349Х
Х79Х62 мм:
на столе
0,020
0,005
на трех плоских подкладках
0,009
0,004
меньше соответствующих погрешностей плиты (табл. 14). При
этом сильное вдавливание сферических опор в опорную поверх­
ность стального бруса вызывает увеличение погрешностей уста­
новки и упругой погрешности по сравнению с другими методами
установки и делает применение сферических опор в подобных
случаях нецелесообразным.
При проведении опытов с установкой бруса необработанной
стороной автор наблюдал . значительную деформацию бруса,
проявлявшуюся в опускании одной и подъеме другой его стороны.
При этом наибольший подъем одной стороны бруса по отношению
к другой стороне достигал 0,2 .мм при установке бруса на поверх­
ность стола и О, 16 .il't.М при установке на шлифованных подкладках.
Такая деформация бруса неизбежно вызывает появление
погрешности обработки.
Исследование погрешностей установки проводилось с чугунной
плитой, имевшей макронеровности не обработанной после литья
поверхности, достигающие 2,75 .мм, и со стальным брусом, имев­
шим макронеровности не обработанной после проката поверхности
1,48 .мм. Макронеровности обработанных базирующих поверх­
ностей достигали 0,4 .мм.
Макронеровности столов станков оказывают влияние на де­
формацию устанавливаемых деталей, увеличивая погрешность их
установки.
Макронеровности плоскостей столов различных станков, н-а­
ходящихся в обычных условиях эксплуатации в механических
цехах, могут быть определены из табл. 16, составленной П. Ф. Пав­
ловым.
86


Таблица 16
Неровности установочной поверхности столов наиболее распространенных
типов станков для обработки плоскостей
Неровность
поверхности
Тип станка
CTOJ1a, ЛtК
Местные выработки и
11 его рабочее состояние
повреждения
макс. j среди.
Продольнострогальный двухстоеч- 115 60
Есть забоины и за-
ный, бывший в длительной эксплуа-
резы
тации
Продольнострогальный одностоеч-
1
90
ный, бывший в эксплуатации
1
45
1
Есть зарезы
В ертикальнофрезерный, бывший
1
86
1
45
1
Местных поврежде-
в эксплуатации
ний нет
Копировально-фрезер ный, рабо-
1
80
1
45
1
Есть забоины
тавший долгое время
Горизонтальнофрезерный, состоя-
1
55
1
35
1
-
ние удовлетворительное
Плоскошлифовальный, работавший 1 45
1
30
1
Есть повреждения
долгое время без ремонта
стола
Гор изонтальнофрезер ный, состоя-
1
45
1
25
1
-
ние удовлетворительное
Вертикальнорасточной
1
35
1
25
1
Станок новый, не ра-
ботавший
Горизонтальнорасточной, работав-
1
120
1
30
1
Стол имеет забоины
ший долгое время без ремонта
Вертикальнофрезерный, состояние
1
65
1
30
1
-
удовлетворительное
Горизонтальнофрезерный, состоя-1 40
1
30
\
-
ние удовлетворительное
13. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВl(И
I(ак показывают приведенные выше исследования, при уста­
новке детали в наиболее употребительных приспособлениях всегда
имеет место известная погрешность установки Лу, снижающая
фактическую точность выполнения размеров детали. Величина
этой погрешности установки различна для разных типов приспособ­
лений и достигает в отдельных случаях весьма значительных
87


размеров (например, при зажатии в винтовых тисках ЛУ = 0,1 -
0,2 мм, а при установке плитьt на столе ЛУ = 0,3 - 0,78 мм).
Для повышения фактической точности обработки деталей •на
настроенных станках следует уделить серьезное внимание вопросу
уменьшения погрешности их установки.
Из приведенного выше описания исследований смещения де­
тали при их зажатии в приспособлениях следует, что довольно
значительная величина погрешности установки деталей, имеющая
место на предприятиях в настоящее время, может быть заметно
снижена (а тем самым соответственно может быть повышена
фактическая точность изготовления детали) с помощью несложных
приемов или простейших дополнительных устройств.
Уменьшение погрешности установки де­
тали в гильзе можетбытьосуществленосозданиемлег­
кого постоянного поджима детали к торцу гильзы в момент ее
зажатия.
Поджим детали к торцу гильзы в момент ее зажатия, как это
показано на фиг. 44, может уменьшить величину погрешности
установки детали в 4-5 раз.
Поджим деталей может быть осуществлен на практике в усло­
виях существующего оборудования; при этом нужно указать
рабочему на необходимость поджимать деталь рукой к торцу
гильзы в момент ее зажатия, как это делалось при проведении
экспериментов. Такой метод работы с гильзой несколько снизит
производительность обработки и может быть применен лишь
при необходимости выполнения особо точных линейных размеров
детали (точнее 4-го класса) на сравнительно мелких партиях
деталей. При необходимости изготовления деталей повышенной
точности в массовом порядке следует попытаться создать спе­
циальное пружинное устройство к станку, обеспечивающее равно-
мерный прижим деталей к торцу гильзы.
•
Необходимо подчеркнуть, что для изготовления партии дета­
лей, имеющих особо точные линейные размеры (порядка 0,03-
0,04 мм), по принципу автоматического получения размеров на
настроенном станке недостаточно обеспечить неизменное положе­
ние обрабатываемых деталей относительно торца зажимной
гильзы.
Для получения деталей с линейными размерами повышенной
точности необходимо кроме обеспечения одинакового положения
каждой детали партии по отношению к упорам станка создать
возможность очень тонкой регулировки упоров при наладке
станка, а также исключить неодинаковую плотность подведения
суппорта револьверной головки к упорам и исключить опасность
деформации упоров при сильном нажатии на них суппортом.
Решение этюС сложных задач сопряжено с рядом затруднений,
однако, как это показывает опыт некоторых предприятий, вполне
возможно.
88


Небезынтересно в этой связи указать на один из способов
решения этих задач, хорошо зарекомендовавших себя при обра­
ботке точных деталей оптико-механических приборов.
При расточке оправ под линзы оптических приборов необхо­
димо очень точно соблюдать линейные размеры (в пределах 0,02-
0,03 м.м). Эта задача разрешается на некоторых оптико-механи­
ческих заводах следующим образом.
На шпиндель точного револьверного станка, предназначенного
для расточки оправ линз, навинчивается цатрон специальной
конструкции. К корпусу патрона (фиг. 65) присоединяется за­
каленное кольцо 1, в отверстии которого на шариках свободно
вращается закаленный и
прошлифованный упорный
диск 2. Крепление упор­
ного диска в кольце осу­
ществляется с помощью
гайки 3.
Обрабатываемая де-
таль 4 (растачиваемая
оправа)
ввертывается
своей наружной резьбой
в центральное резьбовое
отверстие
патрона
до
упора в торец корпуса
патрона, не касаясь вра­
щающегося упорного диска
укрепляется державка, в
ваются расточный резец
упор 5.
2
J
4
-~ -~ '--(
1
1
1
1
·-t--
'
1
1
1
Фиг. 65. Приспособление для обработки
деталей с точными линейными размерами.
2. В гнезде револьверной головки
которdй одновременно устанавли­
и специальный микрометрический
При расточке детали резец подается до тех пор, пока конец
микрометрического упора 5 не коснется упорного диска 2. В мо­
мент соприкосновения конца микрометрического упора с диском 2
последний останавливается, что является сигналом достижения
заданного линейного размера. Исключительно легкое вращение
упорного диска на шариках обеспечивает его остановку при весьма
слабом соприкосновении с концом микрометрического упора, что
гарантирует одинаковое усилие прижима упора к диску при об­
работке партии деталей, а следовательно, и постоянство получае­
мых линейных размеров.
С помощью описанного устройства фактически достигается
точность выполнения линейных размеров в пределах 0,01-0,02 .м.м
(при условии использования достаточно точного станка).
Описанный метод расточки оправ под линзы оптических при­
боров можно с успехом применять и для других работ, связанных
с получением точных линейных размеров. Крепление детали может
быть при этом осуществлено в обычной гильзе, затягиваемой
шмполом, для чего, естественно, в корпусе описанного патрона
89


необходимо заменить резьбовое отверстие, в которое ввертывается
деталь, соответствующей расточкой для гильзы.
Для получения точных линейных размеров при использовании
описанного устройства и креш1ении детали в зажимной гильзе
необходимо всемерно уменьшить величину погрешности установки
детали в гильзе ЛУ путем плотного прижима детали к торцу
гильзы в момент ее зажатия. Следует полагать, что в этом случае
точность выполнения линейных размеров может быть обеспечена
в пределах 0,02-0,03 мм.
Уменьшение погрешности установки
деталей в кулачковых патронах и нараз­
жимных оправках посравнениюсозначениями Лу,
приведенными в табл. 6-8, может быть достигнуто без всяких
изменений конструкции применяемых приспособлений за счет
создания более плотного прижима детали к опорному торцу при­
способления.
Как уже указывалось при рассмотрении кривых распределе­
ния смещений детали (см. фиг. 43), смещение кривых Гаусса,
обусловливаемое плотным прижимом детали к гильзе, которое
осуществляется рабочим, уменьшает фактические предr;лы погреш­
ности установки детали. Фактические пределы погрешности уста­
новки уменьшаются по сравнению с ее расчетной величиной
Лу = ба на величину отрицательного отрезка абсциссы графиков
кривых нормального распределения (фиг. 43, 47, 51), достигаю­
щего величины 0,25-0,3 от общей величины Л". Практически
это означает, что при достаточно тщательной установке деталей
в приспособлениях величина их фактической погрешности уста­
новки может быть снижена на 25-30 % в сравнении со значе­
uиями, приведенными в табл. 7 и 8.
Погрешность установки детали в тисках, как это указывалось
выше, особенно значительно зависит от способа установки детали
и может быть заметно снижена путем более тщательной установки
детали, обеспечивающей ее плотный прижим к подкладке, а также
создания равномерного усилия зажима.
Способы установки детали в тисках, уменьшающие величину
погрешности установки детали, достаточно хорошо известны
производственникам (обеспечение плотного прилегания детали
к подкладке путем подколачивания ее молотком после предвари­
тельного зажима тисков, установка детали без подкладок в слу­
чае особо точных работ и т. д.). При умелом использовании этих
простых приемов закрепления деталей в тисках (при содержании
тисков в хорошем состоянии и проведении их своевременного про­
филактического ремонта) погрешность установки может быть
снижена на 30-40% по сравнению с приведенной на фиг. 56-61
и в табл. 12-13 и установленной путем исследования закрепле­
ния детали в обычных тисках непосредственно в цеховых усло­
виях.
Q()


14. ПОЛНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ОБРАБОТl(И ДЕТАЛИ
При анализе точности обработки деталей принято 1 рассматри­
вать полную погрешность обработки как сумму отдельных погреш­
ностей, вызывающих рассеивание размеров деталей, обработан­
ных на настроенных станках по принципу автоматического полу­
чения размеров. К таким отдельным составляющим общей погреш­
ности обработки относятся следующие.
1.Погрешность, непосредственно связанная
с данным видомобработки.Рассеиваниеразмеров,
вызываемое этой погрешностью, обычно обозначается через Л,11 •
Величина этой погрешности, как показал проф. А. Б. Яхин,
является вполне определенной для различных методов обработки,
осуществляемых на определенных типоразмерах станков нормаль­
ного состояния (токарные, револьверные, шлифовальные и т. д.)
и может поэтому в определенной степени характеризовать точность
обработки, свойственную ,данному методу и станку.
Как указывает проф. А. П. Соколовский, «эта часть общей
погрешности обработки, являющаяся погрешностью обработки
в собственном смысле слова, может быть названа п о г р е ш -
ностью обработки станка».2
2.Погрешность настройкии неточности
режущего инструмента.Величинапогрешностина­
стройки зависит от квалификации и внимания рабочего-настрой­
щика, от конструкции и состояния устройств, облегчающих
настройку, а также от правильности методики выполнения на­
стройки.
При работе мерным режущим инструментом (развертка, про­
тяжка, фасьнная фреза, ступенчатый зенкер и т. п.) погрешность
настройки определяется величиной погрешности режущего инстру­
мента. Величина погрешности настройки обычно обозначается
через Л,.,.
3.Погрешность базирования, вызывае
-
мая колебаниями положения конструктор­
ской базы детали при ее установке на
с т а н к а х, связанная с использованием вспомогательныхtтехно­
логических баз (а следовательно, с несовпадением'конструкторских
и технологических баз, вызывающим необходимость пересчета
размеров и допусков), а также дополнительными погрешностями,
связанными с особенностями конфигурации опорных базирующих
поверхностей (базирование по конусу, цилиндру и т. п.) 3 .
1 А. Б. Я х и н. Технология точного приборостроения. Оборонгиз, 1940;
А. Б. Я х и н, В. П. Е фи м о !3. Технология приборостроения. Оборонгиз, 1955.
2 Точность механической обработки и пути ее поБышения. Под ред. проф.
А. П. Соколовского. Машгиз, 1951, с. 10.
-
3 В приложении (стр. 207-209) приводятся примеры определения 1.ели­
чины погрешности Л5 для различных случаев базирования деталей различной
конфигурации.
91


Величина рассеивания размеров, вызываемого этими погрешно­
стями, обычно обозначается через Л6 .
Во всех случаях совпадения конструкторской и технологиче­
ской баз (работа от основной технологической базы) и при простой
геометрической форме базирующих поверхностей детали погреш­
ность базирования Л6 принимается равной нулю независимо от
способа закрепления деталей и типа применяемого приспособ­
ления.
Результаты исследований погрешностей установки, изложен­
ные в настоящей главе, показавших, что положение заготовки
при ее -закреплении в различных приспособлениях может изме­
няться в довольно широких пределах в зависимости от типоразмера
применяемых приспособлений и от условий зажатия, делают
необходимым включить в число погрешностей, определяющих
общую величину погрешности обработки детали, также и погреш­
ность установки Лу.
Как указывает проф. А. П. Соколовский 1, «погрешности уста­
новки при работе по опорным базам обусловливаются тем, что
фактически используемые на данной установке базирующие по­
верхности (или вообще базирующие элементы) занимают поло­
жение относительно станка, отличное от того, которое они должны
были занимать в соответствии со схемой установки».
Как было показано в настоящей работе, при закреплении
деталей в приспособлении всегда имеет место несовпадение факти­
ческого положения детали после ее закрепления с положением,
соответствующим теоретической схеме ее установки. В некоторых
случаях величина этого несовпадения очень велика. Так, при
закреплении плиты необработанной плоскостью на столе станка
двумя прихватами величина наибольшего подъема поверхности
плиты по отношению к ее теоретическому положению (по схеме
установки) достигает 2-2,5 мм.
Однако необходимо учитывать, что при работе на настро~нных
станках на величину общей погрешности обработки оказывает
влияние не величина несовпадения фактического положения
детали с теоретическим, предусмотренным схемой установки
(эта величина может быть учтена и соответствующим образом
устранена при настройке), а пределы колебания этой величины
при установке отдельных деталей партии, обрабатываемой при
данной настройке станка.
Всоответствиисэтимпогрешностью установки
следуетназыватьнаибольшие пределы колеба-
ни я фактического положения детали
в приспособлении после ее закрепления
или, другими словами, - наибольшую разность между крайними
1 Точность механической обработки и .пути ее повышения. Под ред. проф.
А. П. СоколоЕского, Машгиз, 1951, с. 11.
92


положениями деталей в приспособлении, занимаемыми отдель­
ными деталями партии.
Величина рассеивания размеров детали, вызываемого воздей­
ствием погрешности установки, обозначается через Лу.
Величина погрешности установки зависит от конструкции
и размера приспособления, от его состояния, величины зазора
между базирующей поверхностью закрепляемой детали и центри­
рующей поверхностью приспособления, от колебания величины
прикладываемого к приспособлению зажимного усилия, правиль­
ности геометрической формы и шероховатости базирующей по­
верхности детали, от жесткости детали и зажимных устройств
приспособления и т. д.
Величина погрешности установки детали, как показали ре­
зультаты исследований, является вполне определенной для опре­
деленных типоразмеров приспособлений, находящихся в нормаль­
ном состоянии, и может поэтому достаточно хорошо характери­
зовать точность установки деталей в этих приспособлениях.
Значения погрешности установки Лу для различных типоразмеров
нормальных приспособлений приведены в табл. 4-15. Данные
о фактической погрешности установки деталей составлены для
нормально работающих приспособлений средней точности крупно­
серийных машиностроительных цехов и могут быть использованы
конструкторами и технологами при подготовке крупносерийного
производства новых изделий по методу автоматического получения
размеров.
Полная погрешность обработки детали на настроенных стан­
ках определяется суммой всех рассмотренных составляющих
погрешностей Лл,,, Л11 , Л6, Л11.
В связи с тем, что Л"р Л6 и Л.ч опредещ1ются как величины
рассеивания размеров, вызванные соответствующими причинами
и подчиняющиеся закону нормального распределения, их сумми­
рование в соответствии с правилами суммирования независимых
случайных величин должно производиться геометрически. При
их суммировании следует определя.ть не алгебраическую сумму
этих величин, а находить значение квадратного корня из суммы
их квадратов, т. е. определять величину
-Vл~ + л~ +л~.
В отличие от погрешностей Лм, Л6 и Л.ч величина погрешности
настройки Л11 не является статистической величиной и не подчи­
няется закону нормального распределения, так как в производ­
ственных условиях число настроек и поднастроек при обработке
деталей одной партии не бывает очень большим. Обычно число
этих настроек и поднастроек составляет 3-5, редко 10 и не дости­
гает значения 50-100, при котором вступает в силу закон боль­
ших - чисел, требующий применения правил геометрического
93


суммирования. Поэтому при определении полной погрешности обра­
ботки детали величина погрешности настройки Лн не подводится
под знак корня, а прибавляется к геометрической сумме погреш­
ностей Л_.;, Л6 и Ль· Полная погрешность обработки детали может
быть подсчитана по формуле
Л=Лн+klfл~+л~+Л~.
(12)
Коэффициент k, стоящий перед знаком корня, учитывает
отступление закона фактического рассеивания размеров от закона
нормального распределения Гаусса. Если фактическое рассеи­
вание размеров соответствует закону нормального распределения
(в большинстве случаев механической обработки), коэффициент
k = 1,0. При отступлении закона фактического рассеивания от
закона нормального распределения Гаусса коэффициент /i > 1,0.
В связи с тем, что при расчетах точности обработки степень
приближения фактического закона распределения размеров к за­
кону нормального распределения Гаусса практически неизвестна,
принято принимать значение коэффициента k = 1,2.
В условиях массового производства, когда одна и та же партия
деталей обрабатывается на данной операции настолько долго,
что требуется производить несколько десятков поднастроек, ко­
лебание величины погрешности настройки приобретает статистиче­
ский, случайный характер и величина этой погрешности сумми­
руется с остальными составляющими общей погрешности обра­
ботки квадратически, т. е. для массового производства
л= kVл~+л~+л~+л~.
(1 З)
Выделение в формуле полной погрешности обработки значения
погрешности установки детали в виде отдельного слагаемого
позволяет не только уточнить величину полной погрешности
обработки, но и облегчить изучение погрешности Лм, свойственной
данному виду обработки, так как при этом исключается влияние
типа и состояния приспособления.
Анализируя характер величин, имеющихся в формуле (12)
под знаком корня, следует заметить, что рассеивание размеров
Лм связано с самим характером рассматриваемой операции и
отражает влияние физической сущности процессов, происходящих
при обработке детали, а также влияние особенностей конструкции
и состояния используемого станка. Рассеивание Л6 , связанное
с колебаниями положения заготовки, определяется чисто геоме­
трическими соотношениями, а величина погрешности установки
Ли отражает влияние динамики процесса, зажимных усилий,
констру~ции и состояния приспособления.
В соответствии с формулой (12) условие обработки партии
деталей на данном станке без брака (при правильной настройке
станка) может быть выражено неравенствами:
94


для условий серийного производства
V222
о
Лн+k Лм+лб+Лу<о;
( 14)
для условий массового производства
vг2
2
2
2
kсе.= Л,.,1•Лн+лб+Лу<О.
(15)
Следует заметить, что при определении поJшой погрешности
обработки иногда не пользуются формулой (12), а находят эту
погрешность как алгебраическую сумму соответствующих состав­
ляющих погрешностей 1 . Такой метод н'е только является теоре­
тически неправильным, так как предполагает алгебраическое
суммирование статистических величин, чего делать нельзя, но
дает завышенные I.IO сравнению с формулой (12) значения полной
погрешности обработки. В этом случае может оказаться, что при
проверке возможности обработки деталей без брака на данном
станке путем сравнения завышенной при вычислении величины
погрешности обработки с величиной допуска на изготовление
технолог необосноJЗанно откажется от применения намеченной им
операции и заменит ее более точной, но менее производительной.
При использовании же точных формул (12-15) намеченная тех­
нологом высокопроизводительная операция была бы признана
допустимой и могла быть успешно осуществлена.
1 А. П. С о к о лов с к и й. К:урс технологии машиностроения, ч. 1.
Машrиз, 1917, с. 360.


Глава III
Простанов.ка размеров на чертежах
с учетом технологии механичесной
обработки деталей
15. СИСТЕМА ОФОРМЛЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Как уже указывалось ранее, для повышения точности изде­
лия конструктор должен стремиться проставлять размеры деталей
по кратчайшим размерным цепям механизма, поэтому необходимо
вести простановку размеров детали непосредственно 01 конструк­
торских баз детали. Однако фактическая точность детали в зна­
чительной степени зависит от расположения поверхностей, слу­
живших базирующими при изготовлении детали. Очевидно, что
фактическая точность размеров деталей будет наивысшей только
в том случае, если они проставлены от поверхностей, являющихся
технологическими базирующими поверхностями.
Из этого следует, что при простановке ответственных с точки
зрения работы механизма размеров конструктор должен стре­
миться.нетолькоктому,чтобыэтиразме__ры связывали
между собой конструкторские базы де­
тали, ноиктому,чтобы одна из этих баз могла
бы приизготовлениидетали служить в качестве
технологической базы. Практическиэтоозначает,
что еще при разработке конструкции детали кон-
стр у кт о р должен в общих чертах установить технологию
изготовления проектируемой детали, являющуюся оптимальной
для данного предприятия или отрасли промышленности, и пр е­
д у смотреть пр о ст ан о в к у точных расчетных раз­
меров непосредственно от основных технологи­
ческих баз.
. Следует
заметить, что некоторые конструкторы возражают
против непосредственного отражения технологии изготовления
деталей в конструкторских чертежах, приводя при этом следую­
щие соображения.
1. Чертеж детали является документом, рассчитанным на
длительные сроки, и не должен непосредственно зависеть от тех-
96


нологии производства, развивающейся весьма быстро даже в рам­
ках одного и того же предприятия.
2. Простановка в чертежах технологических размеров от тех­
нологических баз лишает чертеж расчетных размеров по кратчай­
шим размерным цепям механизма, определяющим качество ра­
боты всего механизма. Поэтому вместо простановки технологи­
ческих размеров в чертежах следует ставить размеры только от
конструкторских баз, создавая при необходимости дублирующие
чертежи де·тали с технологическими размерами.
Эти возражения, по нашему мнению, совершенно неправильны
и должны быть отвергнуты по следующим соображениям.
1. Современная технология производства настолько сильно
влияет на качество и форму изделий, что не может не приниматься
во внимание конструктором, и при ее изменении неизбежно изме­
нение чертежей изделия (перевод деталей с литья в землю на
кокильное литье или литье под давлением, внедрение горячей
прессовки, вытяжки и тому· подобных методов технологии всегда
сопровождается изменением чертежей детали).
Это означает, что создание чертежей деталей, ,неизменных при
развитии технологии, вообще невозможно. Учет требований тех­
нологии изготовления детали при простановке ее размеров не
сокращает поэтому срок годности чертежа, но облегчает изготов­
ление детали и повышает ее качество.
2. При жестких допусках на конструкторские размеры детали
создание технологических чертежей с размерами от вспомогатель­
ных технологических баз, полученными пересчетом конструктор­
ских, часто бывает вообще невозможно, так как _приводит к практи­
чески недостижимо жестким допускам на технологические размеры.
3. Как показывает опыт заводов приборостроения, наилучшей
системой организации технической документации является такая
система, которая предусматривает минимальное количество тех­
нических документов. В условиях крупносерийного производства
достаточно иметь единый конструкторский документ (чертеж
детали) и единый технологический документ (операционно-техно­
логическая карта). Увеличение технической документации чрез­
вычайно усложняет ее ведение и способствует появлению допол­
нительных ошибок и недоразумений на производстве.
Если ни одна из констру.кторских баз детали,
связанных между собой точным размером (точно­
сти пор.ядка 4-го класса), не может быть исполь­
зована в качестве технологической базы (опор­
ной, настроечной или проверочной), то конструк­
ция дет ал и должна быть пер е смотр е на таким обра -
зом, чтобы была обеспечена возможность выполнения точных
размеров детали от основных технологических баз.
Проектирование детали с расчетом на использование при ее
изготовлении вспомогательных технологических баз может быть
7 Маталт·н
97


оправдано только в том случае, если допуски на расчетные раз­
меры, связывающие конструкторские базы, настолько широки,
что при пересчете их на размеры от вспомогательных технологи­
ческих баз точность • последних не превышает экономической
точности обработки.
Совершенно очевидно, что простановка разме-
ров, не входящих в расчетные размер-
ные цепи м·еханизма(размеров,определяющихформу
детали, ит.д.), должна осуществляться пре-
имущественно от технологических бази-
рующих поверхностей детали.
Для того чтобы облегчить конструктору выбор оптимальной
простановки размеров в чертеже с учетом особенностей предпо­
лагаемой технологии изготовления проектируемой детали, следует
более подробно рассмотреть вопрос о фактической точности выпол­
нения размеров, проставл_енных от различных видов технологи­
ческих баз.
16. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ ОТ ОПОРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ
:Как уже указывалось при определении понятия «опорная техно­
логическая база», применение опорных баз при работе на настроен­
ных станках обеспечивает требуемую точность обработки детали
при чрезвычайно простой настройке станка и применении весьма
несложных и удобных приспособлений. Это обусловливает широ­
кое применение опорных баз в крупносерийной промышленности.
Опорные технологические базы особенно широко используются
в крупносерийном приборостроении и точном машиностроении
при выполнении максимально дифференцированных операций;
определяемых одним или двумя размерами.
Необходимая точность размеров обеспечивается при этом со­
ответствующей настройкой станка.
Настройка станка заключается в установке инструментов (или
упоров, определяющих крайние положения инструментов при
обработке детали) на необходимые расстояния от установочной
поверхности приспособления, сопряженной с опорной базирую­
щей поверхностью детали.
При использовании опорных технологических баз фактиче­
ская точность размеров, проставленных ,от этих баз, зависит от
величины рассеивания размеров детали, свойственной данному
характеру выполняемой операции Лм, погрешности настройки
станка Л,.,, погрешности базирования детали Л6 и погрешности
установки детали в приспособлении Лу:
л=Лн+kVл~+л~+Л~.
Приведенные в гл. II экспериментальные дан_ные о величине
фактической погрешности установки детали в приспособлениях
98


показывают, что эта величина в значительной степени зависит от
типоразмера и состояния применяемого для установки детали
приспособления и колеблется на практике от 0,01 мл~ для крепле­
ния детали прихватами до 0,36-0,78 мм при установке плиты
на столе.
Поэтому при конструировании детали и простановке размеров
от опорных базирующих поверхностей, а также при разработке
технологического процесса на использование опорной техноло­
гической базы следует ориентироваться только в том случае,
когда требуемый допуск выдерживаемого размера превосходит
сумму всех погрешностей обработки детали, включая и ошибку
установки Л у·
Простота настройки станка, удобство и универсальный харак­
тер применяемых приспособлений (тиски, прихваты, зажимные
гильзы, патроны, всевозможные оправки и т. п.), а также прак­
тически вполне достаточная для большинства случаев обычного
серийного производства точность установки предопределяют ши­
рокое использование опорных технологических баз в цехах се­
рийного машиностроительного производства.
Наиболее характерными примерами обработки деталей, при
которых применение опорных технологических баз наиболее
целесообразно, являются приведенные ниже схемы обработки.
Обрабоп<а ПJюскостей деталей простым одиночным инстру­
ментом (фрезерование торцовой или цилиндрической фрезой,
строгание плоскости, фрезерование пазов и т. д.; фиг. 6). Подоб­
ные операции чрезвычайно распространены на всех машинострои­
тельных предприятиях.
В качестве приспособления для выполнения операций подоб­
ного рода чаще всего применяются обычные винтовые или экс­
центриковые тиски или специальные приспособления, работаю­
щие по принципу тисков и осуществляющие зажим заготовки в пло­
скости, параллельной опорной базирующей поверхности.
Погрешность установки детали в подобных приспособлениях
довольно велика и может быть охарактеризована данными, при­
веденными в табл. 12 и 13.
Фактическая точность размеров обрабатываемой детали будет
значительно ниже приведенных в табл. 12 и 13 величин, так как
на нее будут еще влиять рассеивание размеров Л,н и погрешность
настройки Лн.
При необходимости значительно повысить точность выдержи­
ваемых размеров целесообразно применять для крепления детали
не тиски, а прижим ее прихватами или специальные приспособ­
ления, создающие прижимное усилие в плоскости, перпендику­
лярной к опорной базирующей поверхности. Такие прижимы
обеспечивают неизменное плотное совпадение главной базирующей
поверхности детали с соответствующей установочной поверхностью
приспособления. В этом случае погрешность установки детали
7*
99


может быть снижена до величины Ли= 0,006-0,01 мм, что будет
способствовать значительному повышению точности выдерживае­
мых размеров.
При установке крупных деталей типа плит и брусков погреш­
ность установки сильно зависит от точности главных базирующих
поверхностей деталей и от
конструкции установочных
поверхностей приспособле-
ний.
Погрешность установки
а
ь
крупных плоскостных дета­
лей, закрепляемых прихва­
тами, может быть охаракте­
ризована данными, приведен­
Фиг. 66. Токарно-револьверные операции ными в табл. 14.
обработки деталей.
Простые токарные или
Выдерживаются линейные размеры а и Ь от
(
опорной базирующей поверхности В.
револьверные операции типа
вторых подрезных операций).
Эти операции выполняются в разжимных оправках, в зажимных
гильзах и тому подобных приспособлениях, обеспечивающих оп.ре­
деленную фиксацию детали в осевом направлении соответствую­
щей упорной базирующей поверхностью В детали (фиг. 66).
Фиг. 67. Расточка отверстия А детали.
Выдерживается точный размер а от опорной технологической базы В.
Погрешность установки детали в подобных приспособлениях
может быть охарактеризована данными, приведенными в
табл. 5-8 .
Значительная величина погрешности установки (табл. 5-8)
при креплении деталей в кулачковых патронах, зажимных гиль­
зах и в разжимных оправках объясняет общеизвестную трудность
выполнения точных линейных размеров на настроенных станках.
Из приведенных в гл. I I таблиц и материалов следует, что вы­
полнение линейных размеров с точностью, превышающей 4 и
100


5-й классы, обычным методом работы на настроенных станках и
при автоматическом получении размеров в обычных условиях
крупносерийного производства чрезвычайно затруднительно.
Повышение точности установки деталей в приспособлениях
рассматриваемого типа возможно с помощью некоторых специаль­
ных приемов, указанных в гл. II.
Ответственные токарно-револьверные операции типа рас­
точных. В данном случае рассматриваются такие токарно-револь­
верные операции, при которых обеспечивается выполнение точных
размеров а, определяющих взаимное положение конструкторских
баз детали (фиг. 67), т. е. осей обрабатываемого отверстия А по
отношению к опорной поверхности В детали.
Высокая точность требуемого размера а при подобном методе
расточки отверстий обеспечивается конструкцией расточного при­
способления и не вызывает никаких затруднений при обработке
или при настройке станка.
Для достижения требуемой при подобных операциях высокой
точности размера а и уменьшения фактической погрешности уста­
новки детали в приспособлении, зажимное устройство в таких
приспособлениях создается с таким расчетом, чтобы усилием за­
жима опорная базирующая поверхность В детали плотно прижи­
малась к соответствующим опорным точкам приспособления. Та­
ким образом, крепление детали будет соответствовать схеме при­
жима нормальными прихватами или схеме крепления детали на
гладкой оправке с гайкой.
Погрешность установки детали на подобных приспособлениях
невелика (не превышает величины Ли = 0,01 мм), что обеспечивает
широкое использование подобных схем установки деталей для
большинства ответственных расточных операций в цехах маши­
ностроительных предприятий.
17. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ ОТ НАСТРОЕЧНЫХ БАЗ
Достоинства простановки размеров от настроечных баз
в крупносерийном и массовом производстве обусловливает не ме­
нее широкое использование их, чем опорных баз.
Типичными примерами обработки деталей, при которых про­
становка размеров от настроечных баз является наиболее рацио­
нальной, могут служить следующие.
Фрезерование фасонного контура детали набором фрез
Простановка размеров с, d, f от настроечной базирующей по­
верхности А исключает влияние погрешности установки детали Лу,
а также погрешности настройки станка Л" и величины рассеи­
вания размеров Л_,, на точность выполнения этих размеров (фиг. 68).
Погрешность настрой-ки фрезерного станка Лн и погрешность уста-
101


новки самой детали Лу, а также рассеивание размеров при фре­
зеровании будут влиять только на точность размера а от опорной
плоскости В детали по настроечной базирующей поверхности А
детали, не оказывая никакого влияния на другие размеры детали.
Это позволяет при изготовлении детали использовать установлен­
ные конструктором допуски на размеры с, d, f для менее точного
изготовления применяе..\ЮГО комплекта инструментов, значительно
снизить стоимость этих инструментов и повысить срок их службы.
с
li
Фиг. 68. Фрезерование фасонного
контура детали набором фрез.
Фиг. 69. Фрезерование фасонного
контура детали набором фрез.
Выдерживаются размеры от иастроеч­
иой базирующей поверхности верхней
плоскости А детали.
Выдерживаются размеры от опорной
базирующей поверхности детали -
плоскости в.
Очевидно, что допуски на размеры с, d, f непосредственно опре­
деляют величину допусков на диаметры фрез/, //, III, IV и V,
так как
DI Dll
С=
фр- фр
(16)
DV DIV
d-
фр- фр
(17)
2
D 111 Dll
f=фр-фр•
2
'
(18)
бс = О,5(бD1 + бDn);
фр
фр
(19)
бd=0,5(бDIV+бDV);
(20)
фр
фр
б1= 0,5 (бvn +бDm).
(21)
фр
фр
Если бы при подобном методе обработки детали размеры
были бы проставлены от опорной базирующей поверхности -
плоскости В (фиг. 69), то на точность каждого из размеров, опре­
деляющих положение поверхностей А, С, D и F, влияло (jы не
102


только фактическое соотношение размеров диаметра фрез, но ока­
зывали бы свое влияние и погрешности: рассеивание размеров
детали Лм, погрешность настройки Лн и погрешность установки
детали л •.
Настройка станка для обработки поверхностей А, С, D и F
в этом случае, так же как и при простановке размеров от настроеч­
ной базирующей поверхности, велась бы по одному из заданных
размеров (например, по размеру а),
в то время как все остальные раз­
меры с1, d1, f1 получались бы
автоматически. Из размерной цепи,
связывающей станок, деталь и на­
бор фрез, следует, что размер
DII
а =К- fp,
(22)
I
о
где К - расстояние оси фрез от
стола станка, определяе­
мое его настройкой (фиг. ,.~:-.;~~~~~~~~~~~~
70);
8
D~P
-
диаметр фрезы, обраба­
тывающей поверхность А
на размер а, по которому
ведется настройка станка.
Фиг. 70. Настроiiка станка на вы­
полнение размеров от опорной
базирующей поверхности В детали.
К:олебания разм~ра а определяются из уравнения
ла=О,ббDll +лн+ул~+л~
фр
(23)
(см. выше о колебаниях размеров при использовании опорной
технологической базы).
Вследствие того, что колебания размера фрезы, входящие
в это уравнение (0,5 б D~~ ), при настройке станка на размер а
учитываются наладчиками 1, фактическое колебание размера а
от размера фрезы зависеть не будет, а определится уравнением
Ла=Лн+VЛ~+Л~.
(24)
Величина остальных размеров детали (с1 , d1 , / 1) может быть
установлена из следующих соображений.
Размер с1 , очевидно, определится из уравнения
DI
с-к-фр
1-
-2-·
(25)
1 Настройка .станка произRодится наладчиками не на номинальный, а на
фактический диаметр фрезы и при его изменении в пределах 0,5 6 II делается
Dфр
переналадка станка, изменяющая размер К на величину 0,5 {! ll .
Dфр
103


:Колебания этого размера Лс, будут составляться суммой ко­
D~Р
лебания размеров К, - 2
-,Л,,иЛу,т.е.
л=лк+о,56D1 +Vл2+л2
с,
фр
м,У·
(26)
В связи с тем, что при настройке станка для выполнения раз­
мера а наладчик компенсировал отступления размера фрезы D~1p ,
обрабатывающей плоскость А, от номинального размера путем
вертикального перемещения стола, изменив тем самым расстоя­
ние К оси фрезерной оправки от стола на величину 0,56 n, ко-
DФР
лебание размера К при работе комплектом фрез составит
ЛК = 0,56DII + Лн.
(27)
фр
В соответствии с этим фактическое колебание размера детали
Лс!=0,56DII+лн+0,56DI +Vл~+Л;;
(28)
фр
фр
у
Лс!= 0,5(6DI +6Du)+ лн+vл~+Лt,
(29)
'
фр
фр
При правильной настройке станка фактические колебания
размеров не должны превышать соответствующих допусков, т. е.
6с :;;,,,Лс1=0,5(6D1 +6D11)+лн+vл~+л 2 (30)
'
фр
фр
у
и аналогично
6d >Лd1= 0,5(6DIV +6Dv)+лн+ул~+Л2• (31)
1
фр
фр
у,
6, >Лf1=0,5(6DII +6Dm)+лн+ул~+Л7.
(32)
'
фр
фр
у
Сопоставив полученные неравенства (30)-(32), характери­
зующие точность выполнения линейных размеров, проставленuых
от опорной базирующей поверхности, с выражениями (19)-(21),
показывающими точность выполнения размеров от настроечной
базирующей поверхности, следует сделать вывод: п р и о б р а -
ботке деталей комплектом мноrолезвий­
ноrо инструментанаиболее рациональна,
с точки зрения·получения наивысшей точности, пр о ст ан о в к а
размеров от настроечной базы.
-
Из полученных уравнений следует, что при простановке раз­
меров от опорной базирующей поверхности при обработке детали
комплектом мноrолезвийных инструментов точность изготовления
104


этих инструментов, а значит и их стоимость, должна быть выше,
чем точность соответствующих размеров инструментов при об­
работке тех же деталей с простановкой размеров от настроечной
базирующей поверхности [см. уравнения (19)-(21) ].
Ужесточение допусков на изготовление инструмента снижает
срок его службы, еще больше повышая общие расходы на ин­
струмент.
Исключение влияния погрешности настройки станка Л,.,, ве­
личины рассеивания размеров Лм и погрешности установки де­
тали Ли на фактическую точность размеров с, d, f детали (фиг. 68)
является важным преимуществом простановки размеров от на­
строечной базы при обработке деталей комплектом инструментов.
Обработка детали сложной конфигурации
на револьверном станке или автомате
При изготовлении деталей, имеющих значительное количество
линейных размеров, простановка размеров от единой измеритель­
ной базы почти во всех случаях наиболее удобна. При изготовле­
нии подобных деталей на револьверных станках или автоматах
из пруткового материала подобный метод простановки размеров
----- d
Фиг. 71. Простановка размеров на ступенчатой втул­
ке; а - от настроечной базирующей поверхности
-
торца А; 6 - цепочкой.
является единственно возможным. Изображенная на фиг. 71, а
деталь окуляра qптического прибора, изготовляемая на револь­
верном станке из прутка латуни, без всяких затруднений может
быть обработана при минимальной затрате времени за одну опе­
рацию по всем поверхностям, определяемым размерами, простав­
ленными от единой настроечной базирующей поверхности детали­
торца А (фиг. 72). Несмотря на значительное количество размеров,
выдерживаемых у данной детали (шесть линейных размеров и
семь диаметральных), их удобная простановка позволяет осуще­
ствить настройку станка, обеспечивающую полную обработку
деталей всего за шесть переходов, причем три из них
105


(1-й переход - установка материала по упору, 2-й переход
-
сверление детали и 5-й переход - нарезание резьбы) непосред­
ственно не участвуют в выполнении линейных размеров детали;
сложная конфигурация детали фактически получается при третьем
и четвертом переходах настройки.
6
5
Jскиз iJem1111u
Материал IIC-59
Фиг. 72. Схема настройки револьверного станка для обработки ступенчатой
детали с размерами, проставленными от настроечной базирующей поверхности -
торца А:
1, 2 . S , 4 - подрезные резцы; 5 - расточной резец; б
-
канавочный резец; 7 - под·
резной резец; 8 - расточной резец; 9 - фасонный резец; / О
-
резьбовая гребенка; 11 -
отрезной резец.
Несмотря на кажущуюся сложность настройки станка для вы­
полнения 3-4-го переходов, требующих одновременной работы
трех (4-й переход) и шести (3-й переход) режущих инструментов,
эта настройка на практике не вызывает затруднений и вполне
оправдывается достигаемой высокой производительностью опе­
рации. Осуществление этой настройки упрощается тем, что по­
лучение точных диаметральных размеров 24А 3 и 29Х 3 выделено
в особый 4-й переход. Окончательные же линейные размеры по­
лучаются за два перехода (3 и 4-й), причем установка линейного
размера с = 32 + 0,17 мм без труда достигается продольным пере-
106


мещением подрезного резца 1, установка размера f = 12 .м.м до­
стигается соответственной установкой расточного резца 5, а тре­
буемая точность размера а = 7+о. 2 .м.м регулируется положением
канавочного резца 6. Линейные размеры деталей е = 5,2 .м.м и
Ь = 15+о. 12 .млt, достигаемые в 4-м переходе, обеспечиваются
соответствующей регулировкой положения каждого из резцов 7
и8.
Простановка линейных размеров детали от единой настроечной
базирующей поверхности А позволяет вести регулировку поло­
жения каждого резца, определяющего соответствующий размер
детали, независимо от положения других резцов настройки, что
значительно упрощает первоначальную настройку станка и его
регулировку в процессе обработки партии деталей.
Если бы в рассмотренном примере вместо простановки линей­
ных размеров от единой настроечной базирующей поверхности А
конструктор применил простановку размеров цепочкой и вместо
размеров а, Ь, с, d, е, f (фиг. 71, а) соответственно проставил бы
размеры а, k, l, т, е, п (фиг. 71, 6), то осуществление высокопро­
изводительной наладки станка по схеме, приведенной на фиг. 72,
оказалось бы чрезвычайно сложным. В отдельных случаях такая
наладка была бы даже нерентабельной, так как регулировка од­
ного из цепных размеров путем перемещения соответствующего
резца потребовала бы перестановки всех резцов, определяющих
размеры данной цепи. Так, регулировка размера k путем пере­
становки резца 7 (4-й переход) потребовала бы одновременно пере­
становки резцов 6 и 2 (3-й переход), определяющих размеры а и l,
связанные с регулируемым цепным размером k, и, возможно,
потребовала бы даже изменения положения резца 11 (6-й переход),
определяющего величину цепного резмера т, связанного с раз­
мером l.
Необходимость перестановки всех резцов настройки станка,
определяющих величину цепных размеров при регулировке одного
из этих размеров, часто делает нерентабельной сложную концен­
трированную операцию и заставляет технолога при простановке
чертежных размеров цепочкой строить технологический процесс
обработки детали из многих простых дифференцированных опе­
раций. Это, в конечном счете, приводит к снижению производи­
тельности обработки детали, удлинению производственного цикла
и понижению точности взаимного расположения обрабатываемых
поверхностей детали (так как каждая дополнительная установка
детали на станке вносит свою погрешность Ли в расположение об­
рабатываемых поверхностей детали).
Простановка размеров от единой настроечной базирующей
поверхности при изготовлении деталей на револьверных станках
и автоматах оказывается наиболее целесообразной не только при
изготовлении деталей непосредственно из прутка, но также и. при
обработке индивидуальных заготовок деталей. Как следует из
107


приведенного примера, простановка размеров от настроечной
базирующей поверхности позволяет:
1) вести изготовление детали со сложными концентрирован­
ными настройками, обеспечивающими наивысшую производитель­
ность обработки;
2) обеспечить наивысшую точность взаимного расположения
максимального количества поверхностей детали, обрабатываемых
с одной установки;
3) наилучшим образом использовать производственные воз­
можности сложных револьверных станков и автоматов, рассчи­
танных на выполнение концентрированных операций;
4) до минимума сократить количество операций, а следова­
тельно, и весь производственный цикл обработки детали;
5) максимально упростить промеры размеров, выдерживаемых
при данной операции. Так, например, промер размеров е и f
(см. фиг. 71, а) с помощью специальных шаблонов значительно
проще, чем промер шаблонами цепных размеров k и п (см.
фиг. 71, 6).
Обработка детали сложного контура
на токарно-револьверном станке
с помощью комбинированного мноrолезвийноrо инструмента
При обработке деталей на токарных или револьверных стан­
ках с помощью комбинированного мноrолезвийноrо инструмента
(всевозможных зенкеров, фасонных резцов и т. п.) различная
простановка размеров имеет точно такое же значение, какое она
имела при фрезеровании детали комплектом инструмента. Так же,
как и при фрезеровании, точность размеров с и d, проставленных
от настроечной базирующей поверхности А и выдерживаемых ком­
бинированным зенкером 1 (фиг. 73), не зависит от фактического
положевия детали на станке, определяемого соприкоснове­
нием опорной поверхности В этой детали с соответствующей уста­
новочной поверхностью приспособления. Это имеет особенно су­
щественное значение при изготовлении деталей из индивидуаль­
ных заготовок, полученных отрезкой от прутка дисковыми пи­
лами, так как торцы подобных заготовок обычно бывают сильно
перекошены и не могут обеспечить правильной ориентировки де­
тали на станке.
При простановке размеров от опорной базирующей поверхно­
сти детали различные перекосы этой поверхности вызывали бы
дополнительные погрешности выдерживаемых размеров, в то
время как их простановка от настроечной базирующей поверх­
ности А делает точность установки детали в осевом направлении
безразличной. Например, при обработке детали с помощью ком­
бинированного зенкера, изображенного на фиг. 73, точность раз­
меров с и d полностью определяется действительными размерами
зенкера 1. Неточность опор~юй базирующей поверхности В де-
108


тали, вызывающая различное положение детали на станке,
будет влиять лишь на один размер детали 41-0,62 мм, являющийся
предварительным, не оказывая таким образом никакого влияния
на точность окончательных размеров детали. Все поле допуска
З-ц
neperof}
2-ц
пeperorJ
1-ц
nepe:ro(}
с
d,
1
1
1
"
L_~
1
1
1
~·
L--.. 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
г--J
~)
Фиг. 73. Схема обработки детали с помощью многолезвийного
зенкера при простановке размеров от настроечной базирующей
поверхности детали - торца А.
размеров, проставленных от настроечной базирующей поверх­
ности, как и при обработке деталей комплектом фрез, может быть
использовано для изготовления комбинированного инструмента,
что значительно снижает его стоимость и повышает число допу­
стимых переточек, а следовательно, увеличивает срок эксплуа­
тации.
Обработка ступецчатых деталей на гидрокопировальных
станках и на токарных станках с применением
rидрокопировальцых суппортов
Применение гидрокопировальных станков и гидрокопироваль­
ных суппортов токарных станков для обработки ступенчатых де­
талей значительно повышает производительность обработки,
109


обеспечивая при этом выполнение диаметральных размеров в
пределах За и 4-ro классов точности и линейных размеров в пре­
делах 4-ro класса точности.
Выполнение линейных размеров отдельных ступеней обра­
батываемых деталей в пределах установленной точности зависит
от точности линейных размеров применяемых копиров. При из­
носе копиров, изменяющем их линейные размеры, соответственно
изменяются и линейные размеры
2
VA обрабатываемых деталей.
Для того чтобы увеличить срок
службы копира, необходимо так
а
c----.......J
Фиг. 74. Простановка размеров на
детали 1 и копире 2 при обработке
ступенчатых деталей с помощью
гидрокопировального суппорта.
проставить линейные размеры де­
тали, чтобы при изменении одного
из них (в связи с износом копира)
другие размерьi детали оставались
неизменными. Это значит, что про­
становка размеров цепочкой (раз-
меры а1, Ь1, с1, фиг. 74) в этом
случае нецелесообразна. Действи­
тельно, при нарушении одного
из этих размеров (например, раз­
мера Ь1 ) соседние с ним размеры
(а 1 и с1) также оказываются нару­
шенными и весь копир потребует
переделки.
При простановке этих размеров по координатному методу
от единой настроечной базы -торца А (размеры а, Ь, с, фиг. 74)
нарушение и регулировка одного из них (например, размера Ь)
никак не отражается на точности выполнения остальных размеров
и не требует переделки копира.
Из рассмотренного примера следует, что при обработке сту­
пенчатых деталей на токарных станках с помощью гидрокопиро­
вальныхсуппортов наиболеерациональнойпро-
становкой размеров является их проста­
новка от единой настроечной базирую­
щей поверхности.
Обработка деталей по групповой технологии
Одним из прогрессивных направлений развития современной
- техно логии
изготовления деталей машин является применение
метода групповой обработки.
Сущность метода групповой обработки заключается в том, что
в отличие от обычной методики разработки отдельных техноло­
гических процессов на каждую изготовляемую деталь разраба­
тывается общий технологический процесс изготовления группы
деталей. Вначале производится классификация деталей изделия
110


с их разбивкой на отдельные группы, характеризуемые общностью
технологических задач, решаемые при их изготовлении (наружная
обточка цилиндрических, конических, фасонных поверхностей,
расточка внутренних поверхностей, обработка торцов, нарезание
ресSьб и т. п.).
При проведении группировки деталей также учитываются
возможность и удобство их обработки на одном и том же станке,
близость их размеров, организационные вопросы, связанные с про­
изводством этих деталей (возможность своевременного обеспе­
чения сборки всеми деталями, входящими в одну группу, при
последовательном их изготовлении на одной настройке; возмож­
ность изготовления, с точки зрения трудоемкости, всех деталей
одной группы в количествах, соответствующих программному
заданию, в установленные календарные сроки и т. п.).
Ниже приводятся данные, характеризующие групповой метод
изготовления деталей, заимствованные из книги д-ра техн. наук
С. П. Митрофанова. 1
Разработка технологического процесса изготовления группы
деталей ведется применительно к наиболее сложной детали группы.
При этом необходимо учитывать следующее:
а) последовательность технологических операций и переходов
должна быть такой, чтобы была возможна полная обработка лю­
бой детали данной группы в соответствии с чертежом и техниче­
скими требованиями;
б) технологическая оснастка группового процесса (приспо­
собления, инструмент) должна обеспечивать возможность изго­
товления любой детали данной группы;
в) применяемое оборудование и инструментальное оснащение
должно обеспечить высокопроизводительную обработку деталей
и минимальные затраты времени при переходе с обработки одной
детали на другую.
Если настройка станка, выполненная по наиболее сложной
детали данной группы, не обеспечивает обработки каких-либо
поверхностей у некоторых деталей группы, то настройка попол­
няется дополнительными инструментами, необходимыми для осу­
ществления обработки любой детали группы.
При обработке на групповой настройке более простых дета­
лей данной группы излишние инструменты настройки пропу­
скаются.
На фиг. 75 приведены примеры групповых настроек для обра­
ботки группы деталей довольно сложной конфигурации.
Групповая настройка осуществляется таким образом, что пере­
ход от обработки одной детали группы к другой детали требует
1 С. П. М и т р о ф а н о в. Научные основы организации группового про­
иззодст ва. Мащгиз, 1963.
111


1v
15
/4
f2,13
ff-
fO
9
01,,,~
~
~
ю
'Е- '-Dн 'С '4 '-Щ
7-ra 4{$ 50 ~ 2-н
6EI
[
5
79 ~ 9-cm
7•~---,.
~ 10~ "~ ,2 1i111f41
з_П!~-t
J,4~
~~~ ~:□:
2
~ 13 -EJ- 14-s- !5 -13-
'---Схемо IJmopoiJ
,. : "S]-''е:э ·аш-
-Е- Оорозцы деталей
Схемо пербоii опероции
ЧП
5---
б-
8-
опероции
Фиг. 75. Схемы групповых настроек для изготовления деталей, ограниченных концентрическими наружными и
внутренними цилиндрическими, коническими и ступенчатыми поверхностями при наличии накатки, наружной и вну­
тренней резьб: а - схема настройки револьверного станка с горизонтальной осью вращения для выполнения пер­
вой операции; 6 - образцы деталей обрабатываемой группы; в
-
схема настройки револьверного станка с верти-
кальной осью вращения для выполнения второй операции.


минимальной подналадки станка, обычно заключающейся в пере­
становке упоров, смене сверл и передвижении отдельных резцов.
Применение метода групповой обработки делает экономиче­
ски целесообразной обработку деталей на высокопроизводитель­
ных револьверных станках даже в условиях мелкосерийного про­
изводства при наличии партий обрабатываемых деталей в 8-12 шт.
При этом как на револьверных, так и на токарных, фрезерных и
сверлильных станках становится экономически целесообразным
создание высокопроизводительных специальных инструментов и
приспособлений, рассчитанных на использование для всех или
для большинства деталей, входящих в данную группу.
Благодаря этому применение группового метода повышает
производительность труда по сравнению с обработкой деталей по
индивидуальным технологическим процессам:
На револьверных ста~ках
На токарных станках . .
На фрезерных станках . .
На сверлильных станках .
На 40-50%
» 20-30%
» 25-30%
»
20%
Как следует из приведенных данных, применение группового
метода в серийном и мелкосерийном производствах является од­
ним из наиболее прогрессивных направлений совершенствования
технологии, однако для его использовании необходимо обеспе­
чить рациональную простановку размеров. Как видно из изложен­
ного и примеров, приведенных на фиг. 75, переналадка станка
с групповой настройкой для обработки сложных по своей конфи­
гурации деталей при перемене детали обычно сводится к изменению
положения упоров, а иногда к перемещению отдельных резцов
или их замене.
Для снижения затрат времени на поднастройку станка до
минимума необходимо, чтобы передвижение одного из инструмен­
тов не вызывало необходимости одновременного перемещения
других инструментов, обрабатывающих соседние участки поверх­
ности. Это значит, что простановка размеров у деталей, обраба­
тываемых по групповой технологии, ни в коем случае не должна
производиться цепным методом.
Наиболее целесообразной простанов-
кой линейных размеров деталей сложной
к о н ф и r у р а ц и и, обрабатываемых мноrолезвийным инстру­
ментом или большим числом однолезвийных инструментов по груп­
повойтехнологии,является их простановкаот
единой настроечной базирующей поверх­
иости.
При групповой обработке простейших деталей, обрабатываемых
одиночным инструментом (подрезные операции, фрезерные опе­
рации), целесообразно применение опорных базирующих поверх­
ностей.
8 Маталин
]13


-
...
,о
"'с:
"'о
о""'
">< о
Q)Q.J ::i:::
~~~....
" "'"'
C'ij' Q) Р" С'1
'"'"""'
J-Ч)I:~'()
ts
со
;,::
о..
о
i:::
о
Типичные случаи применения технологических базирующих поверхностей
Характерные случаи
применения данной
базы
Обработка пло-
скостей простым,
одиночным
инст­
рументом (фрезеро­
вание торцовой или
цилиндрической фре­
зой, строгание и
т. д.)
Схема типичной
установки деталей
при использовании
данной базы
m~
в
в
Наиболеее упо-rреби­
тельные
приспособлен11я,
применяемые при
данной схеме установки
Тиски винтовые с
подкладкой
Тиски винтовые с
подкладкой
Тиски э~сцентри­
ковые с подкладкой
Тиски эксцентри­
ковые без подкладки
Крепление при­
хватами мелких де­
талей
Крепление при-
хватами необрабо­
танной чугунной пли­
плиты:
на столе станка
на подкладках
Крепление при-
хватами обработан­
ной чугунной плиты
на столе станка
на подкладках
Крепление при-
хватами стального
бруса на столе стан­
ка или на подкладках
после проката
после обработки
Погрешность уста­
новки ду,
характерная для
данного типа
приспособления, ,нм
0,1-0,2
0,05-0,08
0,04-0,1
0,03-0,05
0,01-0,02
0,35-0,8
0,15-0,22
0,1-0,2
0,08-0,1
0,03-0,033
0,01-0,02
Таблица 17
Примечание
Обычная произ-
водственная
уста-
новка деталей
Точная установка
деталей


~1
1
1
:
о;
"'
:z:
о.
о
t::
о
о;
"'
:z:
"'
Cl)
о
tс-;з
::r::
Простые токарные
или
револьверные
операции типа под­
резных
Расточные опера­
ции с соблюдением
точного расстояния
растачиваемого от­
верстия от техноло­
гической базирую­
щей поверхности
Фрезерование де­
тали сложного кон­
тура
комплектом
фрез или специаль­
ным инструментом
"1t
{;Фн~
11
~8
Кулачковый са-
моцентрирующий
патрон
Зажим:
ОТ3ДО12ММ
ОТ15ДО70ММ
Зажимная гильза
Диаметр зажатия:
до5мм
ОТ5ДО15ММ
ОТ15ДО30ММ
Разжимная оправ­
ка (диаметр зажатия
от10до50мм)
Гладкая оправка
с гайкой (посадоч­
ный диаметр от 10
до 50 мм)
Специальные при­
способления с плот­
ным прижимомдета­
ли к опорной плоско­
сти приспособления
Любое приспособ­
ление
0,04-0,07
0,05-0,10
0,02-0,04
0,035-0,07
0,045-0,09
0,02-0,05
0,005-0,01
0,005-0,01
На точность раз­
меров Ь и с, про­
ставленных от наст­
роечной базирую­
щей поверхности,
погрешность уста­
новки детали не
влияет
Точность разме­
ров Ь и с, простав­
ленных от настроеч­
ной базирующей по­
верхности, опреде­
ляется исключитель­
но точностью режу­
щего инструмента
~:л '---'
--- '-- --~ --1 --- ~-- -'- --- --- '- ---


-
а,
,о
"'ос;
"'о
o::i::~
"'>< о
ф"''"
::, ... "
::;::
QJ. :ci
~ (1) ::r' С17!
.,.. "'"'"'
i-1 - -< :z: '""'°
t,:
"':,:
:,,
Q)
о
о.,
,...
и
"'
::r:
Характерные случаи
применения данной
базы
Обработка слож­
ной детали на револь­
верном станке или
автомате
Обработка слож -
ной детали на токар­
ном
станке с по­
мощью комбиниро­
ванного многолез­
вийного инструмен­
та
Обработка ступен­
чатой детали на то­
карном станке с при­
менением гидросуп­
порта
Схема типичной
установки деталей
при использовании
данной базы
-в
е
а
Наиболее употреби­
тельные приспособле­
ния; применяемые
при данной схеме
установки
Любое приспособ­
ление
Любое приспособ­
ление
Погрешность уста­
новки ду,
характерная для
данного типа
приспособления, мм
На точность раз­
меров, проставлен­
ных от настроечной
базирующей поверх­
ности, погрешность
установки не влияет
На точность раз­
меров, проставлен­
ных от настроечной
базирующей поверх­
ности, погрешность
установки
детали
не влияет
Любое приспособ- 1 На точность раз-
ление
меров а и Ь, про­
ставленных от на­
строечной базирую­
·щей поверхности,
погрешность уста­
новки · деталей не
влияет
Продолжение табл. 17
ПрJJмечания
Точность размеров
а,Ь,с,d,е,f, про­
ставленных от на­
строеч~юй базирую­
щей поверхности,
определяется точно­
стью
настройки
станка
Точность разме­
рова,Ь,с,d,е,про­
ставленных от на­
строечной базирую­
щей поверхности,
определяется исклю­
чительно точностью
режущего инстру­
мента
Изменение разме­
раавсвязисиз­
носом копира не вы­
зывает
изменения
размера Ь


-:i
~
"':,:
:,<
Q)
о
а.
f-<
u
"'
::r::
~
"'
;
о
а.
Q)
о,
о
а.
1::::
Обработка детали
при групповой наст­
ройке станка
Особые случаи об­
работки детали, иск­
лючающие возмож­
ность использования
опорных или наст­
роечных баз (слу­
чаи, когда требуемая
точность детали пре­
восходит точность,
обеспечиваемую
обычными станками
и приспособлениями,
случаи особо не­
удобной конструкции
детали, индивиду­
ального изготовле­
ния деталей и т. п.)
~
.
А
!
V
.
, ---
J7 L~д
1
1----t~
---i._h-:_: _
Любое приспособ­
ление
Выверка радиаль­
ного биения детали
на гладкой оправке
с зазором по А3
Выверка горизон­
тального положения
проверочной базы по
ватерпасу с целью
обеспечения парал­
лельности или п,ер­
пендику лярности ее
расположения по от­
ношению к обраба­
тываемой поверхно­
сти
На точность раз­
меров, проставлен­
ных от настроечной
базирующей поверх­
ности, погрешность
установки не влияет
Биение до
0,002-0,005 мм
Отклонение от го­
ризонтальности 3-
10"
Перестановка про­
дольного упора для
резца, обеспечиваю­
щего размер а, при
переналадке станка
с обработки дета­
ли 1 на обработку
детали 11, не тре­
бует перестановки
упора резца, обес­
печивающего
раз­
,rер Ь
Выверка практи­
чески
достигается
в пределах чувстви­
тельности индика­
торз
Выверка практи­
чески достигается в
пределах чувстви­
тельности ватерпаса


18. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОВЕРОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ
Недостатки применения проверочных 1ехнологических баз,
связанные с затратой значительного времени на выверку каждой
детали при установке ее на станке, недопустимые при обработке
больших партий деталей, ограничивают использование этих баз
мелкосерийным производством.
В крупносерийном машиностроении применение проверочных
технологических баз может быть допущено лишь в исключитель­
ных случаях, когда испоJ!Ьзование опорных или настроечных баз
по каким-либо причинам невозможно, как это имело место в слу­
чаях, рассмотренных выше (фиг. 28-31). В гл. IV приведены до­
полнительные примеры использования проверочных баз в крупно­
серийном приборостроении, однако конструктор, проектирую­
щий изделие для производства его крупными сериями, должен
всегда помнить недостатки применения проверочных баз и должен
стремиться создавать такую конструкцию деталей, которая позво­
лила бы их изготовить с помощью опорных или настроечных тех­
нологических баз.
Рассмотренные выше примеры наиболее часто встречающихся
в машиностроении и приборостроении случаев применения тех­
нологических баз ·сведены в табл. 17.
19. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ ПРИ РАЗРАБОТКЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов
проектирования технологических процессов механической обра­
ботки является назначение технологических баз и базирующих
поверхностей. От правил:ьности решения вопроса о технологиче­
ских базах в значительной степени зависят: фактическая точность
выполнения размеров, заданных конструктором; правильность
взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность
обработки, которую должен выдержать рабочий при выполне,
нии запроектированной технологической операции; степень слож­
ности и конструкция необходимых приспособлений, режущих
и мерительных инструментов; общая производительность обра­
ботки детали.
При автоматизации производства, развитии гидрокопироваль­
ных устройств (гидрокопировальные суппорты, гидрокопироваль­
ные станки и т. п.) и применении станков, работающих по задан­
ной программе, значение правильного выбора технологических
баз еще более возрастает, так как все эти методы основываются
на принципе автоматического получения размеров, в котором
технологическая база является одним из основных составляющих
элементов.
В связи с изложенным вопрос о выборе технологических баз
решается технологом в самом начале проектирования техноло-
118


гического процесса одновременно с вопросом о последовательно­
сти и методах обработки отдельных поверхностей детали. При
этом, естественно, назначение технологических баз начинается
с выбора технологической базы для выполнения первой опе­
рации.
Совокупность базирующих поверхностей, используемых для пер­
вой установки обрабатываемой детали, называется черновой тех­
нологической базой.
Черновая технологическая база, так же как и базы, приме­
няемые для остальных операций технологического процесса,
может быть опорной или проверочной 1 , реальной или условной,
однако ее назначение имеет некоторые особенности, подробно
рассмотренные в работах проф. А. П. Соколовского.
В качестве черновой технологической базы должна выбираться
поверхность или совокупность поверхностей, относительно кото­
рых при первой операции могут быть обработаны поверхности,
используемые при последующих операциях в качестве базирую­
щих. Таким образом, черновая база должна всегда использоваться
для обработки других технологических баз.
Для обеспечения точности ориентировки и надежности закреп­
ления детали в приспособлении, черновая база
должна иметь достаточные размеры ивоз­
можно более высокую степень точности
(правильность и постоянство формы и взаимного расположения
базирующих поверхностей у различных заготовок) и на им е н ь -
шую шероховатость поверхностей.
В качестве базирующих поверхностей черновой базы не сле­
дует использовать поверхности, на которых расположены в от­
ливках прибыли и литники, а также швы, возникшие в местах
разъемов опок и пресс-форм в отливках и штампов в поковках и
штамповках.
В связи с тем, что точность и класс чистоты необработанных
поверхностей, используемых в качестве базирующих в черновой
базе, всегда ниже точности и класса чистоты обработанных поверх­
ностей, черновая база должна использо-
ваться при обработке детали только
о д и н р а з, при выполнении первой операции. Все последую­
щие операции и установки детали должны осуществляться на
обработанных базирующих поверхностях.
Для того чтобы обеспечить правильное взаимное расположение
системы обработанных поверхностей детали относительно необ­
работанных, в качестве черновой технологической базы целесооб­
разно выбирать совокупность поверхно-
стей, остающихся необработанными.
1 Очевидно, однако, что черновая база не может быть настроечной базой,
так как последняя обрабатывается при данной установке.
119


На фиг. 76 изображен корпус подшипника, при механической
обработке которого в качестве черновой технологической бази­
рующей поверхности используется плоскость А, остающаяся
необработанной. При установке на черновую базирующую поверх­
ность - плоскость А
-
производят фрезерование плоскости В,
выдерживая размер по чертежу а и параллельность поверхностей А··
и В. При дальнейшей обработке корпуса подшипника ,(фрезеро­
вание плоскости С на размер Ь и других поверхностей, сверление
Фиг. 76. Черновые базы при обработке корпуса под­
шипника.
отверстий, расточка гнезда М под вкладыш подшипника) пло­
скость В используется в качестве главной базирующей поверх­
ности.
Изображенный на фиг. 77 корпус угломерной головки инстру­
ментального микроскопа изготовляется из отливки в землю,
причем поверхности А и В детали остаются необработан­
ными.
В качестве черновой технологической базы при обработке
этой детали используются цилиндрическая поверхность В и то­
рец А. Поверхность В центрирует заготовку относительного шпин­
деля револьверного станка при обработке внутреннего контура
и обеспечивает этим концентричность всей системы обработанных
поверхностей D, Р, G относительно необработанной наружной
поверхности В. Торец А - главная базирующая поверхность
-
обеспечивает параллельность обработанных торцов С, Е по от­
ношению к необработанной поверхности А. Дальнейшая обработка
детали (обточка поверхности Н и подрезка внешнего торца, свер­
ление ряда отверстий и фрезерование выступов, не показанных
на эскизе) производится при использовании в качестве техноло­
гической базы внутренней цилиндрической поверхности D и
торца Е, обработанных относительно черновой базы.
120
,


На фиг. 78 приведены _схемы установки шатуна авиационного
мотора для фрезерования торцовых поверхностей А, В, С, D го­
ловок (фиг. 78, а), которые служат при следующей операции техно­
логическими базирующими поверхностями при
расточке отверстий в головках (фиг. 78, 6).
В качестве черновой технологической базы
при фрезеровании торцов головок используются
боковые плоскости стержня шатуна; базирова­
ние по которым осуществляется в самоцентри­
рующихся зажимах, чем обеспечивается равно­
мерность снятия припуска с торцов головок
шатуна.
Для центрирования головок шатуна при
их расточке применяются черновые базирую­
щие поверхности - наружные контурные по­
верхности головок, закрепляемых в призмах.
Созданные с помощью черновых баз обрабо­
танные поверхности шатуна - отверстия и
торцы· головок - используются при дальней-
шей его обработке в качестве технологических
баз на большинстве операций. При обработке
главного шатуна двигателя М-105 отверстие в
малой головке применяется в качестве техно­
логической базы на 65 операциях из числа 106
операций технологического процесса механи­
ческой обработки шатуна.
F
Фиг. 77. Черновые
базы при обработке
корпуса угломерной
головки инструмен­
тального
микро-
скопа.
Обычно в. качестве черновых баз используются реальные по­
верхности деталей, однако в некоторых специальных случаях
черновые базы могут быть условными (осевые линии, линии и
Аа)
~
Фиг. 78. Черновые базы при об­
работке шатуна авиационного
мотора.
плоскости симметрии и т. п.). При этом создаются особые устрой­
ства, иногда довольно сложные, с целью использования подобных
баз для выверки положения детали на станке или в приспособ­
лении.
121


Так, например, при обработке деталей сложной формы часто
возникают трудности с правильным распределением припуска
на механическую обработку между обрабатываемыми поверхно­
стями. Равномерное распределение припуска между всеми обра­
батываемыми поверхностями важно не только с точки зрения устра­
нения опасности появления брака, но имеет значение и для ка:
чества обработанного изделия, так как способствует получению
более однородной структуры и свойств металла на всех поверх­
ностях деталей (литейные корки сняты со всех поверхностей
детали в одинаковой мере).
В условиях крупного машиностроения, при мелкосерийном
производстве, задача равномерного распределения припуска на
отливках и поковках обычно решается применением разметки
заготовок с последующей выверкой положения детали на станке,
при первой операции ее обработки, или выверкой положения ин­
струмента по разметочным рискам и кернам (проверочные искус­
ственные технологические черновые базы).
В условиях крупносерийного производства для выверки по­
ложения детали в приспособлении, обеспечивающем равномерное
распределение припуска на обработку, создаются специальные
устройства.
На фиг. 79 показана принципиальная схема устройства для
автоматического распределения припуска на механическую об­
работку турбинных лопаток. Устройство служит для выверки
положения заготовки турбинной лопатки А в приспособлении,
устанавливаемом затем на фрезерном станке для обработки пло­
скостей хвоста лопатки и дополнительной технологической бо­
бышки. Обработанные на -этом приспособлении поверхности хвоста
и технологической бобышки служат в дальнейшем технологи­
ческими базами при всех последующих операциях обработки ло­
патки.
Приспособление для крепления турбинной лопатки, имеющее
шесть степеней свободы, устанавливается в обойме на платформе
установки, после чего на лопатку опускается головка устройства,
несущая 15-20 индикаторов перемещения - датчиков, до их
соприкосновения с поверхностями заготовки лопатки А.
Правильное расположение индикаторов перемещения - дат­
чиков устанавливается предварительно по эталонной детали или
по расчетным точкам чертежа.
После соприкосновения индикаторов перемещения - датчиков
с поверхностями заготовки лопатки электрический одноканаль­
ный автоматический оптимизатор дает команду соответствующим
электромеханизмам (СД) на необходимые перемещения лопатки
с приспособлением относительно обоймы. Устройство автом~ти­
чески устанавливает заготовку лопатки эквидистантно контуру
эталонной детали, по которой произведена предварительная уста­
новка датчиков - индикаторов перемещения.
122


После ..~того фиксируется положение заготовки лопатки по
отношению к обойме приспособления и заготовка вместе с обой­
мой переносится на фрезерный станок для обработки соответствую­
щих поверхностей.
В случаях, когда установка для равномерного распределения
припуска смонтирована непосредственно на станке, после фикса-
0nmvм1Jзomop
ИнiJ11кarr>rp
f
1/
11 ~~
~дз
сд1 -
~-,
2
4
-ПриспосоолеН1.1е Uед~
Фиг. 79. Устройство дли автоматического распределения припуска на обра­
ботку турбинных лопаток.
ции детали в установленном датчиками положении сразу произ­
водится обработка соответствующих поверхностей.
В обоих случаях обрабатываемые поверхности фактически
ориентируются относительно оси симметрии заготовки (индика­
торы - датчики перемещения касаются заготовки по всем ее
поверхностям со всех сторон и выверка положения заготовки про­
изводится не по отдельным поверхностям, а фактически по по­
ложению оси симметрии).
Другими словами, черновой технологической базой в данном
случае служит ось симметрии заготовки (условная проверочная
J23


технологическая база). Сохранение постоянства правильного по­
ложения этой оси относительно станка с настроенными инстру­
ментами делает возможным достижение равномерного распреде­
ления припуска на обработку всех деталей партии.
После выбора черновой базы производится назначение техно­
логических баз для всех последующих операций проектируемого
технологического процесса, причем обычно руководствуются из­
вестным принципом единства баз. Сущность принципа единства
15)
в
с
о
с
90°-а
90~сх
А
aJ
Фиг. 80. Фрезерование прямоугольника от разных техно­
логических баз.
баз заключается в том, что при разработке технологического
процесса стремятся к использованию одной и той же технологи­
ческой базы, не допуская без особой необходимости смены техно­
логических баз (не считая смены черновой базы).
Стремление осуществить обработку на одной технологической
базе объясняется тем, что всякая смена технологических баз уве­
личивает погрешность взаимного расположения поверхностей,
обработанных от разных технологических баз, дополнительно
внося в нее погрешность взаимного расположения самих техно­
логических баз, от которых производилась обработка поверхно­
стей.
Например, если при фрезеровании прямоугольного бруса
по плоскостям В и С из заготовки, имеющей неточность угла
между гранями а, используются разные базирующие поверхно­
сти (А по фиг. 80, а и D по фиг. 80, 6), то в погрешность взаимного
расположения обработанных поверхностей полностью входит по­
грешность взаимного расположения базирующих поверхностей а.
124


Если же при фрезеровании этих плоскостей соблюдается принцип
единства баз и вторая операция выполняется на той же базирующей
поверхности - плоскости А (фиг. 80, в), взаимное расположение
обработанных плоскостей получается значительно более точным,
так как в его погрешность не входит неточность расположения
поверхностей А и D.
(J) 50 +О,05
зо+°,;!1.а
100-о,ч-б
о)
б)
зо• ,os lJ
sotU,Щ
Фиг. 81. Применение принципа единства баз при расточке и сверлении:
а - общий вид обрабатываемой детали; 6
-
получение требуемого
а
размера 2 при обработке от разных технологических баз .А и В;
в - получение требуемого размера Т при обработке от одной техно­
,11огической базы А.
Равным образом, если на детали, изображенной на фиг. 81, а,
требуется обеспечить совмещение оси симметрии четырех мел­
ких отверстий с осью центрального отверстия в пределах допу-
стимой погрешности ±0, 1 мм (т. е. колебание размера ; в пре­
делах 20 ± О, 1), а расточка центрального отверстия на токарном
станке и сверление четырех отверстий в кондукторе (фиг. 81, 6)
выполняются при использовании различных базирующих поверх­
ностей А и В, то в величину фактического смещения осей пол­
ностью входит погрешность взаимного расположения поверхно-
стей А и В. При этом размер ; получается из размерной цепи,
состоящей из четырех размеров (фиг. 81, 6). Максимальная по-
а
грешность размера 2 будет равна сумме допусков все~ составляю-
щих размеров данной цепи, т. е.
лmах=0,46+0,05+0,05~0,56мм.
125


Нетрудно видеть, что при выполнении обеих операций от од-
а
ной и той же базирующей поверхности (А или В) размер 2 по-
лучается из размерной цепи, показанной на фиг. 81, в, в состав
которой входит меньшее число звеньев. Вследствие этого макси-
а
мальная погрешность размера 2 в данном случае будет иметь
меньшее значение:
Лmа:х = 0,05 + 0,05 = О,1мм.
Сохранение постоянной технологической базы при обработке
деталей на различных операциях чрезвычайно желательно, од­
нако на практике встречаются случаи, когда выполнение этого
требования может привести к чрезмерному усложнению конструк­
ции приспособлений и их удорожанию. В этих случаях технолог
вынужден заменить технологические базы, выбрав наиболее
удобные, однако при этом он должен произвести соответствующие
расчеты увеличения погрешности взаимного расположения обра­
батываемых поверхностей.
Для того чтобы при обработке детали можно было использовать
все поля допусков на ее изготовление, установленные конструк­
тором, и не производить пересчетов размеров, как известно, свя­
занных с необходимостью ужесточения конструкторских допу­
сков, при назначении технологических баз для всех последующих
операций следует стремиться использовать о с н о в н ы е б а з ы.
Это особенно важно для обработки поверхностей, ограниченных
точными размерами.
Применениевспомогательных баз,дающихвне­
которых случаях;, более удобную базировку и упрощающих кон­
струкцию приспособлений, может быть допущено только для об­
работки поверхностей, имеющих сравнительно ш и р о к и е д о -
п у с к и, которые позволяют произвести необходимые пересчеты
размеров и ужесточение допусков, установленных конструктором.
При решении вопроса о том, какую из разновидностей техно­
логических баз лучше всего применить в проектируемом техноло­
гическом процессе, следует учесть изложенные выше данные об
особенностях применения проверочных, настроечных и опорных
технологических баз.
Наиболее целесообразно и удобно использовать настроечные
технологические базы при построении технологического процесса
попринципуконцентрации операций,когдаобработка
детали осуществляется за небольшое число сложных по своему
содержанию ·операций с применением комбинированного много­
лезвийного и фасонного инструмента и сложных настроек стан­
ков, при обработке на агрегатных станках при многопозиционной
обработке и т. п.
•
126


Настроечные технологические базы целесообразно применять
также при использовании методов групповой обработки, группо­
вых настроек, при обработке деталей с помощью гидрокопироваль­
ных суппортов и других копировальных устройств, а также при
использовании автоматических станков, работающих по задан­
ной программе.
При разработке технологического процесса изготовления круп­
ных и точных деталей индивидуального производства, когда
затраты времени на их установку и выверку составляют лишь
незначительную часть основного времени обработки детали, а из­
готовление крупных и сложных специальных приспособлений,
необходимых при использовании настроечных и опорных техноло­
гических баз, экономически не оправдывается, может быть допу­
щено применение проверочных технологических баз.
В крупносерийном производстве проверочные технологические
базы следует использовать только в виде исключения, при обра­
ботке особо точных деталей или узлов, когда их высокая точность
не может быть достигнута с помощью других разновидностей тех­
нологических баз.
При построении технологического процесса по принципу диф­
ференциации операций, когда изготовление детали производится
с помощью большого числа простых операций, состоящих из од­
ного-двух переходов, осуществляемых однолезвийным инструмен­
том,удобнеевсегоприменятьопорные технологиче-
с к и е б а з ы. Необходимо при этом следить за тем, чтобы
погрешность установки детали в предусмотренном технологиче­
ским процессом приспособлении, непосредственно входящая в со­
став общей погрешности выполнения размеров, проставленных от
опорных технологических баз, не была чрезмерно велика и не
вызывала необходимости значительного повышения фактической
точности выполнения размеров и соответствующего усложнения
и удорожания обработки.
•
Для повышения точности и создания определенности ориен­
тировки детали в приспособлении с помощью опорных техноло­
гических баз в качестве базирующих поверхностей следует вы­
биратьповерхности простейшей формы(пло­
скости, цилиндрические поверхности),· точность обработки кото­
рых всегда бывает наиболее высокой.
Использование для базирования деталей сложных контуров
может оказаться целесообразным только для неточных деталей,
так как всегда имеющиеся погрешности взаимного расположения
отдельных элементов фасонных контуров и неточности размеров
этих элементов вносят дополнительную погрешность и неопреде­
ленность в установку деталей.
Число базирующих поверхностейтехно­
логической базы должно быть достаточным для такой ориенти­
ровки деталей, при которой обеспечивается автоматическое по-
!27


лучение всех размеров, выдерживаемых при данной операции.
В соответствии с изложенным в гл. I технологическая база в за­
висимости от числа и направления выдерживаемых при данной
операции размеров может состоять из одной, двух или трех ба­
зирующих поверхностей, при этом деталь соответственно лишается
трех, четырех, пяти или шести степеней свободы. Увеличение числа
базирующих поверхностей усложняет конструкцию приспособле­
ний, удорожает их изготовление и делает менее производительными
в эксплуатации. В связи с этим необходимо при назначении тех­
нологических баз ограничиваться наимен:ьшим числом базирующих
поверхностей, которое, однако, должно быть, как указывалось
выше, достаточным для обеспечения выполнения всех заданных
размеров.
Применение дополнительных базирующих поверхностей сверх
трех, необходимых для лишения детали шести степеней свободы,
вносит неопределенность в ориентировку деталей и является до­
полнительным источником погрешности обработки, поэтому, как
правило, оно не должно допускаться.
Если жесткость детали при закреплении ее на станке в случае
использования трех базирующих поверхностей, несущих на себе
шесть опорных точек, недостаточна для производительной и точ­
ной обработки детали, следует предусмотреть применение допол­
нительных поддерживающих устройств - люнетов, механиче­
ских и автоматических подпоров и т. п. Однако при этом необ­
ходимо обеспечить такое их использование, чтобы они не прини­
мали на себя функций дополнительных базирующих поверхностей,
сверх имеющихся трех базирующих поверхностей, т. е. не
влияли бы на установку детали.
Если недостаточная жесткость детали все-таки требует приме­
нения дополнительных базирующих поверхностей, а особенности
'конфигурации детали и построения технологической операции
исключают возможность применения подводных опор типа авто­
матических подпор и приходится использовать жесткие допол­
нительные опоры для сокращения возникающей при этом погреш­
ности базировки, необходимо обеспечить наивысшую точность
взаимного расположения дополнительных и всех остальных ба­
зирующих поверхностей детали.


Глава IV
Разработка нонструкции точных
приборов и машин с учетом
технологических баз, применяемых
при их изготовлении
20. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ
ДЕТАЛЕЙ ЛИМБА
Простановка размеров на чертежах деталей лимба прибора,
изображенного в разрезе на фиг. 82, может служить довольно
характерным примером применения в крупносерийном приборо-
Фиг. 82. Разрез лимба прибора:
1 - верхняя часть лимба; 2 - ниж­
няя часть лимба; 3 - червячное ко-
лесо; 4 - ось; 5 - червяк.
строении принципа простановки
5 размеров по наикратчайшим раз­
мерным цепям с учетом техноло­
гических баз, используемых при
Фиг. 83. Верхняя часть корпуса лимба
прибора.·
обработке деталей. Как видно из фиг. 82, для обеспечения взаимо­
заменяемости при сборке верхней части лимба, в частности, для
правильной установки червяка 5 по отношению к центральной
плоскости верхнего зубчатого венца червячного колеса 3, необ­
ходимо при изготовлении основных деталей лимба (верхней части
корпуса 1 и червячного колеса 3) обеспечить точное соблюдение
размеров а (фиг. 83) и Ь (фиг. 88), определяющих взаимное поло­
жение червяка 5 и зубчатого венца червячного колеса 3 в собран-
9 Маталин
129,


ном узле 1 . Практически это означает, что при разработке чертежа
верхней части корпуса лимба конструктор будет стремиться про­
ставить на чертеже размер а, связывающий опорный торец А де­
тали с осью расточки под червяк 5. Подобная простановка размера
вполне допустима с точки зрения изготовления детали, так как
требуемая при этом точность размера а -легко может быть обеспе­
чена расточкой тубуса непосредственно на базе опорной торцовой
поверхности А детали, являющейся в этом случае основной тех­
б
Фиг. 84. Первая револь­
верная операция обработ­
ки верхней части лимба
прибора:
нологической опорной базой детали (глав­
ная базирующая поверхность). Проста­
новка остальных линейных размеров де­
тали с точки зрения конструктора без­
различна и должна производиться исклю­
чительно из соображений наибольшего
удобства для обработки детали и проста­
новки размеров от технологических баз
детали. Рассматриваемая деталь изгото­
вляется из отливки цветного металла, по­
лучаемой литьем под давлением, и может
быть обработана по интересующим нас
поверхностям и линейным размерам за
несколько револьверных и токарных опе­
раций. Обработка детали должна быть,
очевидно, начата с наиболее сложного вну­
треннего контура детали на револьверном
станке, позволяющем максимально скон­
центрировать операции, чтобы обеспечить
правильное взаимное расположение кон­
структивно важных поверхностей детали
Линейные размеры выдер- (торец А и отверстие r.x17 А), а также наи-
живаются от настроечной
JGJ
базы - торца А.
высшую производительность обработки де-
тали.
Как видно из эскиза обработки детали при первой операции
(фиг. 84), деталь закрепляется на револьверном станке в зажим­
ном гильзовом патроне обычного типа, причем зажим детали
осуществляется за наружный контур Р отливки с упором в тор­
цовую поверхность F детали.
В соответствии с изложенными выше соображениями о наивы­
годнейшем применении различных технологических баз при тех
или иных методах обработки деталей, считаем, что наиболее це­
лесообразное построение первой операции обработки детали
может быть достигнуто при использовании настроечной базы,
в качестве которой следует принять основную базу детали - тор-
1 Для правильной установки червяка по отношению к центральной пло­
скости зубчатого венца червячного колеса на мелкосерийных заводах приборо­
строения обычно применяют подрезку опорного торца верхней части корпуса.
JЗО


цовую поверхность А. Это положение предопределяет проста­
новку линейных размеров до всех обрабатываемых торцов детали
(т. е. торцов В и С) от принятой настроечной базы детали -
торца А. Положение самой настроечной базы определится про­
межуточным размером (f + Л)_ 6 от необработанной торцовой по­
верхности F, включающим величину припуска Л на последующую
подрезку поверхности F торца. Последовательность переходов
при первой операции, очевидно, будет следующая:
1) подрезка торца А на размер (f +
+ Л)_,5;
2) расточка D 1 на размер с и под­
резка торца С; 1
3) подрезка торца В на размер Ь;
4) расточка и двухкратное развер­
тывание точного отверстия (по размеру
017А).
Вторая операция обработки этой де­
тали (фиг. 85) производится также на
револьверном станке (или токарном
станке по упорам), причем закрепление
детали осуществляется по диаметру вну­
тренней поверхности D 1 с помощью
разжимной гильзы, а ориентировка
детали в осевом направлении обеспечи­
вается прижимом ее к точно обработан­
ной базирующей поверхности детали -
торцу А. Использование при этой опе-
з
Фиг. 85. Вторая револьвер­
ная операция оfработки верх­
ней части лимба прибора.
р ации вспомогательной базы - внут- в качестве настроечной базы
для выполнения размеров е и
ренней поверхности D 1, специально
g служит торец F.
обработанной для этой цели в преды-
дущей операции с повышенной точностью (искусственная вспомо­
гательная база), обусловливается необходимостью исключительно
правильной установки детали, так как здесь должна быть обе~
спечена, конструктивно необходимая параллельность торцов А и Е
детали.
Крепление детали по другим диаметральным поверхностям
(например, по точному, но короткому отверстию малого диаметра D 2
или, тем более, по необработанному наружному контуру детали)
не может обеспечить правильного расположения обрабатываемой
торцовой плоскости Е относительно обработанной в предыдущей
операции поверхности А.
1 Расточка внутренней поверхности на размер D 1 здесь ведется с повышенной
(до 3-го класса) точностью по диаметру против необходимой конструктору точ­
ности 5-7-го классов, так как при последующей обработке детали эта поверх­
ность используется в качестЕе базирующей поверхности вспомогательной техно­
логической базы.
9*
]31


Аналогично построению первой операции, в качестве настроеч­
ной базы принимается торцовая плоскость F, от которой выдер­
живаются линейные размеры е и g до двух обрабатываемых торцов.
Положение самой настроечной базы F определяется размером f,
связывающим ее с опорной поверхностью детали - торцом А.
Последовательность переходов при этой операции будет, оче­
видно, следующая: подрезка торца F на размер f; расточка выемки
диаметром D3 на глубину е и подрезка торца Е; расточка выемки
диаметром D 4 на глубину g и подрезка торца G.
При третьей (токарной) операции
обработки детали точно соблюдается
, конструктивно необходимый размер а
детали (фиг. 82 и 83), определяющий
расположение расточки тубуса под
червяк лимба от конструкторской
базы детали - торца А. Приведен­
ная на фиг. 86 схема установки де­
тали на станке показывает, что в
третьей операции деталь крепится на
специальном угольнике Q, прикреп-
/
._
_,__
ленном к планшайбе токарного стан-
Плоншаиdо тонорного стонна. ка. Конструктивно необходимый раз-
. мер
а автоматически выдерживается
Фиг. 86. Расточка отверстия под благодаря тому, что в качестве опор-
червяк.
ной технологической базы детали при
Выдерживается конструктивно не-
"
обходимый размер а от опорной тех- ЭТОИ операции принимается ее КОН-
нологической базы - торца дета- структорская база
-
торец А. Точ-
ли А.
ность выполнения этого размера мо-
жет быть весьма высокой, так как она определяется правильно­
стью изготовления расточного приспособления и практически
весьма малой ошибкой установки (см. п. 7).
При подобных операциях обычно устанавливается точность
этого размера порядка б = ±0,05 мм, однако при необходимости
она может быть повышена до величины б = ±0,025 мм, что потре­
бует более тщательного контроля состояния цеховых расточных
приспособлений и более совершенной конструкции зажима детали.
Рассмотренный порядок механической обработки детали кор­
пуса лимба, наиболее целесообразный в условиях обычного прибо­
ростроительного предприятия, а также указанные выше конструк­
тивные требования к этой детали предопределяют простановку
ее линейных размеров на рабочем чертеже. Простановка размеров
должна обеспечить выполнение конструктивных требований к точ­
ности этой детали, а также наиболее удобное, производительное
и дешевое ее изготовление (благодаря совмещению конструктор-
ских и технологических баз детали).
.
В соответствии с изложенным в рабочий чертеж детали вно­
сятся конструктивно необходимые размеры а и k, выполняемые
132


при третьей операции ст основных опорных базирующих поверх­
ностей, и технологически наиболее удобные размеры Ь, с, е, f и g,
выдерживаемые при первой и второй операциях от настроечных
базирующих поверхностей (фиг. 87).
Значительно более сложным является вопрос увязывания кон­
структивно необходимого точного размера Ь (с точностью не гру­
бее 6 = ±0,1 мм при величине·размера Ь = 9-13 мм) с техноло­
гическими базирующими поверхностями детали 3 (фиг. 82). Кон­
структивно необходимый размер Ь, связывающий конструктор­
скую базу детали, - ее рабочий торец В (фиг. 88) с центральной
нлоскостью верхнего зубчатого. венца, не может быть получен
Фиг. 87. Простановка линейных
размеров на верхней части лимба
прибора от технологических баз.
Фиг. 88. Червячное колесо лимба
прибора.
путем использования торца В в качестве опорной базирующей
поверхности при нарезании червячного венца аналогично получе­
нию размера а при третьей операции обработки корпуса лимба.
Конфигурация и размеры детали (фиг. 88) исключают возможность
создания приспособления, необходимого для такой установки
детали 1 .
Невозможность получения размера Ь с использованием при
нарезании зуба конструкторской базы - торца В
-
в качестве
опорной базирующей поверхности ставит под сомнение возмож­
ность обеспечения требуемой точности этого размера в пределах
допуска, не превышающего величины 6 = ±0,1 мм, а следова~
тельно, и возмож1юсть осуществления взаимозаменяемой сборки
данного узла.
Эти трудности часто заставляют отказываться от взаимозамес.
няемости при сборке подобных узлов, и в чертежах таких деталей
проставляется не конструктивно необходимый и точной размер Ь,
1 Чтобы обеспечить концентричность средней окружности зубчатого генца
относительно точного центрального отверстия g 18А в пределах о = ± 0,01 мм,
необходимо производить нарезание червячного зубчатого венца детали с помощью
набора цилиндрических оправок, центрирующих деталь на станке относительно ее
центрального отверстия g 18А. Создание же надежной оправки, uентрирующей
деталь по центральному отверстию ф 18А и обеспечивающей одновременно при'
жим детали торцом В, при данной 1инфигурации детали практически неосуще­
ствимо.
133


а технологический размер т, связывающий при нарезании зуба
положение центральной плоскости червячного сектора с опорной
базирующей поверхностью детали, в качестве которой удобно
принимать торец D детали (фиг. 88). Совершенно естественно,
что значительные колебания конструкторского размера Ь, неизбеж­
ные при подобной простановке размеров, требуют соответствую­
щей компенсации при сборке, которая обычно достигается путем
подрезки торца верхней части корпуса лимба (фиг. 82 и 83).
Осуществление взаимозаменяемости при сборке узла лимба
возможно только в том случае, если конструкторская база детали­
ее рабочий торец В - будет служить при нарезании зуба техно­
логической базирующей поверхностью, а конструктивно необхо•
димый точный размер Ь будет связывать положение нарезаемого
венца непосредственно с технологической базой детали.
В рассматриваемом примере простановки размеров на детали
лимба использование конструкторской базы детали - торца В
(фиг. 88) в качестве опорной базирующей поверхности, как это
указывалось выше, является недостижимым, поэтому обеспечение
точного выполнения конструктивно необходимого размера Ь воз­
можно в этом случае только при использовании конструкторской
базы детали - торца В
-
в качестве проверочной базирующей
поверхности при нарезании зуба.
Обработка детали осуществляется в следующем порядке. При
первых токарных и револьверных операциях обрабатывается весь
сложный контур детали, а также точное центральное отверстие
,018А. В соответствии с изложенным выше при выполнении
этих операций используются настроечные базирующие поверх­
ности детали, в качестве которых применяются внешние торцы
детали.
Затем на точной оправке трения, базирующей деталь по цен­
тральному отверстию ,018А, производится подрезка рабочих тор­
цов В и С детали, являющихся конструкторскими базами детали,
и торцов А и D, представляющих соответственно опорную поверх­
ность (торец D) и поверхность прижима (торец А) при нарезании
зуба (фиг. 89, а). Совершенно точное взаимное расположение тор­
цов (допустимое их биение не должно превышать 0,03 .м.м) является
необходимым условием предотвращения радиального биения по
начальной окружности зубчатого венца. После подрезки четырех
торцов детали нарезают зубчатый венец шестерни. При нарезании
зуба установка детали производится с помощью комплекта из трех
цилиндрических оправок обычной конструкции, имеющих следую­
щие размеры по посадочному диаметру: 18,00; 18,006; 18,012 .мм
и обеспечивающих достижение требуемой концентричности сред­
ней окружности нарезаемого червячного венца и посадочного от­
верстия.
Требуемая точность конструктивно необходимого размера Ь
(в пределах допуска б = ±0, 1 .м.м) обеспечивается установкой
134


червячной фрезы по высоте относительно конструкторской базы
детали - торца В, являющейся в то же время технологической
проверочной базирующей поверхностью детали, с помощью спе­
циального установочного приспособления - стрелки (фиг. 89, 6).
Корпус 2 установочного приспособления (фиг. 89, 6), снаб•
женный соответствующими рисками, прикрепляется к суппорту
зубофрезерноrо станка; установочная (указательная) стрелка 1
присоединяется к корпусу приспособления с помощью съемного
пальца 3. При установке червячной фрезы на требуемое расстоя­
ние Ь от проверочной базирующей поверхности В детали рабочий
конец указательной стрелки 1 соприкасается с этой поверхностью,
Фиг. 89. Нарезание (а) червячного колеса лимба (выдерживается кон­
структивно важный размер Ь от проверочной базы детали) и приспособ­
ление для установки червячной фрезы (6) на размер Ь от проверочной бази-
рующей поверхности детали - ее торца В.
а указатель стрелки показывает правильность установки фрезы.
Когда фреза установлена правильно и соблюдение требуемого
расстояния центральной плоскости нарезаемого червячного венца
от конструкторской базы детали торца обеспечено, указательный
конец стрелки занимает положение между двумя рисками, нане­
сенными на корпусе приспособления (расстояния между этими
рисками устанавливаются в зависимости от допуска на выдержи­
ваемый размер Ь детали и от соотношения плеч указательной
стрелки). После точной установки фрезы указательная стрелка 1
снимается и нарезается зубчатый венец.
Описанный метод нарезания червячного колеса с помощью
проверочной базирующей поверхности имеет недостатки, сопро­
вождающие применение этих баз (некоторые потери времени на
выверку положения детали относительно инструмента, необходи­
мость тщательной обработки ненужных для конструктора поверх­
ностей детали 1 используемых в качестве опорных и прижимных,
таких, как, например, торцы А и D и т. д.). Однако этот метод
дает возможность обеспечить ~облюдение конструктивно необхо­
димого размера Ь детали в пределах точности ± О, 1 мм, позволяю­
щей ввести взаимозаменяемую сборку лимбов с полным устране­
нием подрезки торца верхней части корпуса лимба. Достижение
135


взаимозаменяемости деталей лимба не только экономит время на
дополнительную подрезку торца А верхней части корпуса лимба
(фиг. 82), но также значительно повышает качество соединения
этих деталей, которое ухудшается от всевоможных дополнитель­
ных подрезок при сборке, часто производимых недостаточно квали­
фицированными работниками без необходимого в подобных слу­
чаях технического контроля. Устранение индивидуальных под­
резок деталей при сборке и внедрение взаимозаменяемых деталей
являются существеннейшими предпосылками организации сборки.
непрерывным потоком и одной из неотложных задач конструкто­
ров и технологов.
Все сказанное заставляет сделать вывод, что несмотря на не­
достатки использования проверочных технологических баз их при­
менение в случаях, аналогичных рассмотренному (фиг. 89), без­
условно целесообразно даже для крупносерийной промышлен­
ности ..
При использовании конструкторской базы В детали в качестве
технологической проверочной базирующей поверхности при на­
резании червячного зубчатого венца (фиг. 89) конструктивно не­
обходимый размер Ь может быть выдержан с требуемой точностью
± О, 1 мм. Поэтому при простановке размеров на рабочем чертеже
детали этот размер нужно обязательно проставить. Простановка же
остальных линейных размеров детали (за исключением размера,
определяющего положение нижнего зубчатого венца относительно
своей конструкторской базы - торца С, т. е. идентичного раз­
меру Ь) не имеет никакого значения для взаимозаменяемости узла,
конструктивно совершенно безразлична и должна производиться
применительно к технологическим базам, используемым при обра­
ботке детали.
Как видно из приведенной схемы обработки детали (табл. 18),
оформление контура детали на револьверном станке (операции
No 3 и 4) осуществляется с использованием настроечных баз. При
операции No 3 для обработки детали применяются две настроечные
базирующие поверхности одного направления: торец А, от кото­
рого выдерживаются предварительные (с учетом припуска О, 1-
0,2 мм на окончательную подрезку торца А) размеры i1 и а1 , и
торец В, от которого дан размер е1 также с припуском на пред­
стоящую подрезку торца В при операции No 5. Единственным
окончательным размером, выдерживаемым при данной операции,
является размер k, определяющий соответствующие размеры фа­
сонного резца, оформляющего контур детали.
Обработка детали при операции No 4 производится от настроеч­
ной базирующей поверхности - торца С, от которого выдержи­
ваются предварительные размеры е1 и d1 .
Наиболее характерным моментом обработки заготовки шестерни
является подрезка ее четырех торцов А, В, С, D для устранения
их биения при операции No 5.
136


Номер 1
опе~
рации
2
3
Таблица 18
Схема обработки червячной шестерни лимба
Эскиз установки
VJ
'vб
Станок
Револьверный с
вертикальной осью
револьверной голов­
ки
Револьверный с
вертикальной осью
револьверной голов­
ки
Револьверный с rо­
ризонтальной осью
револьверной го­
ловки
Содержание операции
Предварительная об­
работка контура детали
с выдерживанием пред­
варительных размеров
2, 3, 4 от настроечной
базирующей поверхно­
стиDиразмера 1от
опорной базирующей
поверхности
Предварительная об­
работка контура с дру­
гой стороны с выдер­
живанием
предвари­
тельных размеров 6 и 7
от настроечной бази­
рующей поверхности А
и размера 5 от опорной
базирующей поверхно­
сти
Окончательная обра­
ботка сложного конту­
ра детали с выдержива­
нием линейных разме­
ров а1 и i1 от настроеч­
ной базирующей поверх­
ности А, размера е1
от второй настроечной
базирующей поверх­
ности В, размера k -
от третьей настрочной
базирующей поверх­
ности С и размера r -
от опорной базирую­
щей поверхности
137


Номер 1
опе~
рации
Эскиз ус,тановки
4
5
'vб
Jl
6;7
5:Е
Станок
Револьверный с
горизонтальной
осью револьверной
головки
Точный токарный
Зубофрезерный
Продолжение тсбл. 18
Содержание операции
Окончательная обра­
ботка сложного контура
с выдерживанием линей­
ных размеров е1 и d1 от
настроечной базирую­
щей поверхности С, раз­
мера f - от второй
настроечной базирую­
щей поверхности В и
размера п - от опорной
базирующей поверхно­
сти
Подрезка четырех ба­
зовых торцов А, В, С,
D для устранения их
биения (установка де­
тали на центровой оп­
равке трения)
Нарезание червячного
венца с выдержива­
нием линейных разме­
ров Ь и с от провероч­
ных базирующих по­
верхностей В и С
Так как биение этих торцов не должно превышать 0,01-
0,03 .мм, операцию No 5 необходимо проводить особенно тщательно.
В случае неудачной подрезки торцов или появления их биения за
счет возникновения забоин при транспортировке или хранении
деталей на складе, в отделочном или сборочном цехах, операция
подрезки торцов повторяется, и все четыре торца одновременно
подрезаются на требуемую величину (порядка О, 1-0,2 .м.м). Есте­
ственно, что при выполнении операции No 5 главным требованием
является не точность выполнения линейных размеров, а требова­
ние устранения биения торцов. Это заставляет конструктора при
простановке линейных размеров этой детали, изменяющихся в ре-
138


зультате каждой подрезки торцов (размеры а, п, d, е, g), устано­
вить максимально широкие допуски (7-9-ro класса), позволяю­
щие сохранить номинальный чертежный размер детали даже после
многократных подрезок торцов. Знак допуска должен быть про­
ставлен в соответствии с принятым принципом расположения поля
допуска (в тело) применительно к операции No 5 детали (напри­
мер, размеры п, i детали 4 должны получить допуски со знаком
минус, так как при осуществлении операции No 5 эти размеры
уменьшаются, несмотря на то, что при их выполнении на опера­
циях No 1 и 3 они имели с соответствующими припусками допуски
со знаком плюс).
При операциях No 6 и 7 выдерживаются, как уже указывалось,
основные конструктивно необходимые размеры Ь и с детали от
проверочных технологических баз детали - торцов В и С.
В соответствии с построением рассмотренного технологиче­
ского процесса обработки детали и предъявляемыми к ней кон­
структивными требованиями производится простановка размеров
детали от ее конструктивных баз (торцы В и С) и технологических
настроечных и проверочных баз.
21. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖЕ ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА
ПОПЕРЕЧНОГО СУППОРТА РЕВОЛЬВЕРНОГО СТАНКА
На фиг. 90 показан разрез фартука поперечного суппорта ре­
вольверного станка 1 . Червячное колесо 2 передает движение от
червяка 1 через фрикцион 3
зубчатому колесу 4, сооб­
щающему движение зубча­
тому колесу, катящемуся
по неподвижной рейке
станка (на фиг. 90 не по­
казаны) и приводящему в
движение суппорт.
Для правильной рабо­
ты червячной передачи не­
обходимо обеспечить совме­
щение плоскости симмет­
рии червячного венца ко­
леса 2 и оси симметрии чер­
вяка 1. Это требует пра­
вильного назначения раз­
меров и допусков на все
звенья размерной цепи:
а1+а2+аз-а4 =0. (33)
Фиг. 90. Разрез фартука поперечного суп­
порта револьверного станка.
1 Фиг. 90-92 заимствованы из книги проф. В. С. Балакшина «Технология .
станкостроения». Машr1р, 1949, с. 96.
139


Все составляющие размеры данной размерной цепи· связывают
конструкторские базы деталей рассматриваемого узла и оказы­
вают непосредственное влияние на правильность работы готового
изделия, поэтому они и должны быть непосредственно проста­
влены на чертежах отдельных деталей. В соответствии с этим на
чертеже червячного колеса 2 должен быть проставлен конструк­
тивно необходимый размер а1 , входящий в р.ассмотренную размер­
ную цепь.
Указанный размер а1 может быть обеспечен при нарезании
червячного венца на зубофрезерном станке (фиг. 91) при условии
Фиг. 91. Схема нарезания червячного венца
на зуборезном станке.
правильного решения раз­
мерной цепи:
Ь1-Ь2-Ь3-Ь4-а1=О. (34)
Так как в данной раз­
мерной цепи составляющие
размеры Ь 2 = const, Ь3 =
= const и Ь4=coпst,ее
правильное решение, а сле­
довательно, и обеспечение
точности конструктивно не­
обходимого размера a:i. об­
рабатываемого червячного
колеса определяются пра­
вильностью настройки Лн,
станка по размеру Ь1 (в
процессе обработки партии
деталей остающемуся неизменным) и величиной Лу погрешности
установки червячного колеса. В связи с этим размер а1 может
быть практически выдержан с достаточно высокой точностью,
однако для этого необходимо, чтобы при нарезании червячного
венца деталь устанавливалась на основной оnорной базирующей
поверхности - торце А (фиг. 92, а).
В связи с тем, что торец А детали из-за относительно неболь­
шой его величины в некоторых случаях не дает достаточно надеж­
ной и жесткой установки детали, иногда прибегают при нарезании
зубчатого венца к использованию в качестве технологических баз
больших по размерам торцов В (фиг. 92, 6) или С (фиг. 92, е).
В обоих случаях нарезание зубчатого венца производится не от
основной технологической базы А, а от вспомогательных опорных
технологических баз В и С, и конструктивно необходимый размер а1
получается как замыкающий размер размерных цепей: а1 = т - п
(фиг. 92, 6) или а1 = р + k (фиг. 92, е). Величина погреш­
ности этого размера определяется суммой погрешностей соответ­
ствующих составляющих размеров
указанных размерных
цепей, т.е. ба,=.бт+бп (фиг.92,6) или ба,=бР+бk
(фиг. 92, е),
140


Погрешности размеров тип или р и k суммируются с поrреш­
ностыо настройки станка Лн по размеру Ь1 с погрешностью уста­
новки детали Лу и. определяют в сумме величину погрешности
конструктивно необходимого размера 1 детали а1 . Очевидно, что
нарезание червячного вен- aJ
ца по схемам фиг. 92, 6 и
в может быть допущено
только при достаточно
большой величине допуска
конструктивно необходи-
мого размера а1 , когда
Лн+
+ kVб;,+б~+л~<ба, rf)
(35)
или
-1--kVo~+oi+л~<Оа,•
(36)
Если величина допуска
на размер а1 невелика и б)
приведенные неравенства
не соблюдаются, нарезание
зубчатого венца от вспомо­
гательной опорной техно­
логической базирующей
поверхности В или С не
обеспечивает требуемой
точности червячного коле­
са. В этом случае необхо­
димо проводить нарезание
червячного венца только
от основной технологиче­
ской базы -торца А (фиг.
92, а). Если из-за недостат­
ков конструкции детали
Фиг. 92. Различные схемы установки детали
для нарезания червячного венца (выдержи­
вается конструктивно необходимый размер
а 1): а - от основной опорной базирующей
поверхности А; 6 - от вспомогательной
опорной базирующей поверхности В; в - от
вспомогательной опорной базирующей по-
верхности С.
выполнение нарезания червячного венца от этой базы невозможно,
взаимозаменяемая сборка узла фартука поперечного суппорта
револьверного станка (фиг. 92) становится неосуществимой
и при сборке приходится предусматривать регулировку положе­
ния червячного колеса 2 (фиг. 90) в осев·ом направлении, обеспе­
чивая таким образом совмещение плоскости симметрии червячного
венца с осью червяка 1.
1 Велттчиной рассеивания размера а 1 , вызываемого соJЗокупностью многих
причин случайного характера (Лм), в данном случае можно пренебречь.
141


22. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ
ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА
Небезынтересна простановка линейных размеров на основных
деталях прибора, изображенного на фиг. 93. Как видно из чертежа
сборки окулярных коробок (1 и la) и труб (2 и 2а) с оптическими
деталями прибора, для обеспечения правильного взаимного рас­
положения окулярных призм 3, прикрепленных своими мости­
ками к плоскостям А окулярны,х коробок и осей окуляров прибора,
на окулярных коробках 1 и la дол­
жен быть точно выдержан размер а,
который и следует проставить на ра­
бочем чертеже детали.
Для обеспечения совпадения осей
буферов 4 и 4а следовало бы связать
2а
буфера 4 с осями шарнирных расто­
Фиг. 93. Пример проста­
новки линейных размеров
на чертежах деталей при-
бора.
чек окулярных коробок 1 непосред-
в
~
г-~~~~t
ь
~-1_ __
,7
!('
,Фиг. 94. Простановка размеров на
чертежах окулярной коробки прибора.
ственными размерами т и п, что гарантиров,ало бы минимальные
взаимные смещения буферов. Однако рассмотрение технологиче­
ского процесса обработки окулярных коробок заставляет отка­
заться от непосредственной простановки размера т на чертеже
детали. Как следует из технологической схемы обработки оку­
лярных коробок (табл. 19), расточка отверстия шарнира и
резьбового отверстия под окуляр осуществляется при операциях
No 2 и 3 от общей технологической опорной базы - поверхности А,
являющейся конструкторской базой детали (так как к ней при­
соединяется мостик окулярных призм). Расточка этих отверстий
от единой технологической базы обеспечивает правильность их
взаимного расположения, необходимую для успешной работы узла.
От той же технологической опорной базирующей поверхности А
производится подрезка верхнего торца В окулярной коробки
(операция No 5), чем обеспечивается конструктивно необходимая
параллельность поверхностей А и В. Подобное построение техно­
логического процесса обработки детали 1 заставляет заменить на
142


2
3
_г
~ 18,5±0 f
4
Схема обработки окулярных 1юробок
Эскиз установки
r:;б
9,5i"0,I
vб
---
--
N
Стано!{
Токарный
или ре­
вольверный
Токарный
станок
Токарный
станок
Токарный
станок
Таблица 19
Содержание
операции
Расточка внут­
реннего контура
с выдерживанием
линейных разме­
ров от настроеч -
ной базирующей
поверхности К
Расточка от-
верстия под оку-
ляр с выдержи-
ванием размера
а= 9,5±0,1 мм
от опорной бази-
рующей поверх-
!-!ОСТИ А
Расточка от-
верстия шарни-
ров с выдержи-
ванием размера
с= 18,5±0,1 мм
от опорной бази-
рующей поверх-
ности А
Подрезка плос-
кости трения с
выдерживанием
размера 60,5 мм
от опорной бази-
рующей поверх-
ности N
14.З


Эскиз установки
5
Станок
Продолжение табл. 19
Содержание
операции
Токарный Подрезка плос-
станок кости В с вы­
держиванием раз­
мера Ь=28 мм
от опорной техно­
логической базы А
чертеже детали (фиг. 94) кратчайший размер размерной цепи т
двумя промежуточными размерами Ь и с (замена одного размера
двумя составляющими Ь и с не влечет значительного снижения точ­
ности обработки детали, так как эти составляющие размеры обра­
батываются от общей опорной базирующей поверхности и могут
быть получены с довольно высокой точностью). Остальные размеры
проставляются в соответствии с изложенной технологией ее обра­
ботки при широком использовании опорных технологических
(операции No 2, 3, 4, 5) и настроечных (операция· No 1) баз детали.
Аналогично этому большой по величине и технологически не
. удобный
размер п детали 2 заменяется в чертеже детали (фиг. 93)
двумя составляющими размерами f и g, с удобством выдерживае­
мыми при изготовлении детали (операции No 2 и 4, табл. 20).
И в этом случае введение двух составляющих размеров f и g вза­
мен кратчайшего размера п в силу тех же причин, как и при за­
мене размера т детали 1, не влечет за собой сколько-нибудь зна­
чительной потери точности. Простановка остальных размеров де­
тали производится применительно к использованию настроечr-шх
технологических баз - торцов С и В (операции No 1, 2) и опор­
ных технологических (операции No 2, 3, 4) баз детали 2.
Как уже упоминалось, замена кратчайшего размера детали п
составляющими размерами f и g не вызывает заметного снижения
точности изделия, так как допуск на заменяемый кратчайший
размер п достаточно велик по сравнению с допусками, экономи­
чески достижимыми при выполнении соответствующих размеров.
Несовпадение осей буферов трубы по высоте может быть допущено
в пределах нескольких миллиметров, так что введение в размер­
ную цепь дополнительного размера g, выполняемого в кондукторе
с точностью в несколько десятых долей миллиметра, не может за­
метно повлиять на качество соединения.
144


2
3
5
1О Маталин
Схема обработки трубы
ЭсI<иЗ установки
Станок
Токарный
Револьвер­
ный С ГО·
ризонталь­
ной осью
револьвер-
ной ГО·
ловки
Фрезерный
Вертикаль­
носверлиль­
ный
Резьбона­
резной
Таблица 20
Содержание
операции
Расточка внутрен­
ней поверхности тру­
бы с выдерживани­
ем линейных разме­
ров от настроечной
базирующей поверх-
1юсти С
Расточка. резьбо­
вого отверстия и под­
резка торца В с вы­
держиванием линей­
ного размера 273±
± 0,3 мм от опорной
базирующей поверх­
ности
Фрезерование кон­
тура с выдержива­
нием линейного раз­
мера 2,2±0 , 25 мм от
опорной базирую­
щей поверхности
Сверление отвер­
стия под буфер с вы­
держиванием разме­
ра 22 мм от опорной
базирующей поверх­
ности
Нарезание резьбы
в отверстии под бу­
фер
145


В подобных случаях конструктор должен проставлять на черте­
жах кратчайшие конструкторские размеры соответствующей раз­
мерной цепи с, максимально возможными допусками, предоставляя
технологу возможность самому произвести простановку размеров
в технологических чертежах (операционно-технологических
картах) от тех технологических баз, которые являются наиболее
удобными для данного технологического процесса обработки. Од­
нако в рассмотренном конкретном примере простановки размеров
трубы замена кратчайшего размера п составляющими размерами f
и g столь целесообразна (так как она позволяет создать значительно
более простую и удобную конструкцию кондуктора для сверления
резьбового отверстия под буфер и облегчает промеры детали),
что ее может произвести сам конструктор, не опасаясь того, что
при изменении технологии обработки детали потребуется иная
простановка этого размера. В то же время простановка на черте­
жах реально используемых при обработке деталей размеров весьма
желательна (так как сокращает возможность производственных
недоразумений, возникающих иногда в связи с простановкой в опе­
рационно-технологических картах различных размеров, получен­
ных пересчетом) и должна производиться во всех случаях, когда
замена кратчайшего размера несколькими составляющими, про­
ставленными от технологических баз, бесспорно целесообразна и
не будет зависеть от неправильно производящейся на производстве
обработки технологического процесса.
23. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ БИНОКЛЯ
Цепь линейных размеров бинокля
С точки зрения практического применения принципа макси­
мально возможного совмещения конструкторских и технологиче­
ских баз при простановке размеров на рабочих чертежах деталей,
определенный интерес представляет простановка линейных раз­
меров на чертежах основных деталей призменного бинокля.
По условиям работы и сборки бинокля положение его окуляр-
• ной трубки V (фиг. 95), включающей коллективную 4 и глазную 5
линзы, относительно корпуса 7 бинокля (фиг. 96) должно быть
одинаковым в обеих трубках. Это означает, что размер h, опреде­
ляющий положение окулярной трубки V (фиг. 95), не должен ко­
лебаться свыше некоторого допуска, устанавливаемого примени­
тельно к отдельным типам биноклей. Простановка линейных раз­
меров на чертежах основных деталей бинокля должна быть осу­
ществлена с таким расчетом, чтобы колебание размера h при сборке
биноклей было минимальным. Зависимость фактической величины
указанного размера h от других размеров деталей бинокля вы­
ясняется из следующих соображений. Сходящийся пучок световых
лучей, выходящий из объектива 1, отражается от четырех внутрен-
146


них отражающих плоскостей прямоугольных призм 2 и 3 и схо­
дится в ф..жальной плоскости объектива FF, в которой и устана­
вливается сетка бинокля (фиг. 96). Изображение предмета, полу­
ченное в фокальной плоскости, рассматривается наблюдателем
через окуляр 6, устанавливаемый по глазу на расстояние g от
фокальной плоскости.
Сборка окуляра строится обычно таким образом, что размер g,
определяющий положение окуляра относительно фокальной пло-
lt
1
L _______ _
1
1
1
а\11
1
1
,._ . , .. _ , ,. ..~,.-.._,;:_.,н- J
Фиг. 95. Разрез призменного полевого Фиг. 96 . Оптическая схема приз-
бинокля:
менного бинокля.
I - корпус:
I I - обойма объектива;
I I I - оправа объектива: I V - основание
окуляра; V - окулярная трубка.
скости, при определенной диопт.рийной установке будет постоян­
ным. Это означает, что колебание величины размера h практически
не зависит от окуляра и размера g, а полностью определяется
фактической величиной линейных размеров других деталей, опре­
деляющих положение фокальной плоскости объектива. Как следует
из оптической схемы (фиг. 96), положение фокальной плоскости F F
относительно объектива 1 может быть определено из уравнения
f06 = а+Ь+с+d+е,
(37)
где {06 - фокусное расстояние объектива 1;
Ь и d - гипотенузы прямоугольных призм бинокля, равные
величине хода световых лучей внутри призм 2 и 3.
В приведенных рассуждениях пренебрегают изменением поло­
жения фокальной плоскости F F в связи с преломлением световых
1О*
147


лучей при проходе через стекло прямоугольных призм, вызываю­
щим отодвигание точки схождения лучей от положения фокуса
объектива, так как- это явление не влияет на рассматриваемый
метод простановки размеров на чертежах.
Переходя от оптической схемы (фиг. 96) к схематическому раз­
резу прибора (фиг. 95), заменяем размеры оптической схемы соот­
ветствующими кратчайшими размерами реальных деталей. При
этом имеем
а=k+l+т+п,
(38)
тогда
fоб= k+l+т+п+Ь+с+d+е.
(39)
Интересующий нас размер h, определяющий положение оку­
ляра 6 относительно корпуса 7, может быть найден из уравнения
или
p+h+m=n+e-c+g
h=п+е+g- с
-
р- т,
(40)
(41)
где р - высота корпуса бинокля.
В полученном уравнении неопределенной величиной является
размер е, который должен быть заменен цепью размеров соответ­
ственно уравнению (39). Произведя необходимую подстановку,
имеем
h=п+g+fоб- k
-
l-т
-
п·- Ь
-
с-d
-
с-р
-
т
или
h=g+fоб- k
-
l-2m- 2с
-
р-Ь
-
d.
(42)
Как следует из уравнения (42), величина рэ.змера h зависит
от соотношения девяти размеров, входящих в данную размерную
цепь.
Совершенно очевидно, что максимальное колебание этого раз­
мера определяется допусками размеров, входящих в данную раз­
мерную цепь. При расчете допусков на максимум и минимум мак­
симальное колебание размера h определяется по фuрмуле
бh=бg+бt+бk+б1+2бт+2бс+бР+бь+бd. (43)
При расчете допусков с учетом вероятности их распределения
колебание размера h может быть определено по формуле
бh=аVе,;+бJ+67. +б7+2б7п+2б~+б~+б~+б~. (44)
Для максимально возможного сокращения колебания размера
конструктор должен не только ужесточить допуски на составляю­
щие размеры полученной размерной цепи уравнений (42) и (43),
что ограничивается пределом экономически оправданной точности
148


обработки деталей, но также в рабочих чертежах деталей проста­
вить кратчайшие размеры этой цепи, т. е. размеры
f,g,k,l,т,с,р,Ь,d.
Конструктивное оформление конфигурации основных деталей
бинокля должно при этом обеспечить возможность автоматиче­
ского получения этих кратчайших размеров путем использования
соответствующих технологических баз.
Простановка линейных резмеров на чертеже корпуса бинокля
В соответствии с изложенным выше, на рабочем чертеже кор­
пуса бинокля, очевидно, необходимо проставить размеры п, с, р
(фиг. 95), являющиеся кратчайшими размерами рассмотренной
выше размерной цепи.
Простановка размера р высоты корпуса не вызывает с техноло­
гической точки зрения никаких сомнений, так как выполнение
Фиг. 97. Фрезерование мостиков под призмы
у корпусов бинокля за две операции от техно-
логических базирующих поверхностей А и D.
этого размера достигается без каких-либо затруднений с достаточно
высокой точностью одновременным фрезерованием торцов А и D
корпуса дисковыми фрезами на специальном многоместном при­
способлении. Значительно сложнее обстоит дело с точным соблю­
дением размеров с (толщина мостика призм) и п (фиг. 97).
При серийном производстве корпусов биноклей фрезерование
мостиков обычно производится при использовании' торцов А и D
корпуса бинокля в качестве технологических опорных базирую­
щих поверхностей. Если при этом конструктивно необходимый
размер п получается без особого труда как размер, соединяющий
технологическую опорную базу А детали с обрабатываемой по­
верхностью В (фиг. 97, а), то другой кратчайший размер цепи -
размер с получается уже не непосредственно от технологической
базы, а является замыкающим в новой цепи размеров (фиг. 97, 6):
с=п+t- р,
где р - высота корпуса;
(45)
. 149


t - размер, определяющий расстояние обрабатываемой пло­
скости С мостика от опорной базирующей поверхности
детали на этой операции - торца D.
Совершенно очевидно, что получение размера с как замыкаю­
щего размера цепи размеров значительно снижает его фактическую
точность, определяемую уравнением
00 = оп+ot+оР.
(46)
Уравнения (42) и (43) общей размерной цепи бинокля показы­
вают, что на колебании расчетного размера h сказываются колеба-
с
п
Фиг. 98. Фрезерование мо­
стиков под призмы у корпусов
бинокля на специальном
двухшпиндельном фрезерном
станке.
ния размера с, поэтому какое бы то ни
было снижение точности размера с со­
вершенно недопустимо с точки зрения
автоматического получения размера h
в пределах его допуска при сборке при­
бора. Поэтому при серийном выпуске
биноклей часто приходится отказы­
ваться от автоматического получения
размера h при сборке прибора и при­
менять специальные компенсаторы коле­
бания этого размера или пользоваться
индивидуальным подбором деталей.
К:рупносерийный выпуск биноклей,
особенно применение методов поточной
сборки, требует такого построения тех­
нологии изготовления деталей, при ко­
тором кратчайшие размеры размерной
Размер с выдерживается от на-
(42) (43)
строечной базирующей поверх- цепи, ВХОДЯЩИе В уравнения
И
,
ности - плоскости в.
получались бы непосредственно от тех-
нологических баз.
Для решения задачи непосредственного получения кратчай­
шего размера (толщина мостика призм) в крупносерийном произ­
водстве создан специальный двухшпиндельный станок для фре­
зерования мостике~ и использованы опорные и настроечные
технологические базы. Обрабатываемая деталь устанавливается
на приспособлении этого станка торцом А, являющимся опорной
технологической базирующей поверхностью при обработке плос­
кости В мостика (фиг. 98). Прижим детали к приспособлению
осуществляется по торцу D. Требуемая точность толщины мостика
призм (размер с) обеспечивается установкой фрез I и I I по соответ­
ствующим упорам станка. При этом размер с отсчитывается от
настроечной базирующей поверхности, в качестве которой исполь­
зуется обработанная при этой же операции поверхность В мостика.
Описанный метод обработки корпусов, основанный на приме­
нении опорных и настроечных технологических баз, позволяет
осуществить простановку конструктивно необходимых линейных
размеров р, п и с на рабочем чертеже детали.
150


Простановка размеров на чертеже обоймы объектива
Как следует из фиг. 95 и уравнений размерной цепи, на рабочем
чертеже обоймы объектива необходимо проставить кратчайший
размер цепи / (фиг. 95 и 99), определяющий расстояние поса­
дочного торца А расточки под оправу объектива до опорного
торца В.
Как уже указывалось прежде, при обработке деталей на ре­
вольверных станках наиболее удобна простановка размеров от
настроечных баз. Обычный технологический процесс обработки
обоймы объектива состоял бы в соответствии с этим из двух опе­
раций:
-l
Фиг. 99. Расточка обоймы объектива: а - от на­
строечной базы - торца С; б - от опорной техно­
логической базы - торца В.
Выдерживается кратчайший размер l.
1) обработка детали (из прутка) со стороны резьбы;'
2) обработка детали с другой стороны при использовании торца В
в качестве опорной базирующей поверхности для подрезки торца С
(с выдерживанием соответствующего размера а), затем подрезка
фланца и расточка отверстия с подрезкой торца А при выдержи­
вании размеров Ь и с от настроечной базирующей поверхности
детали - торца С (фиг. 99, а).
Такое построение операций дает высокую точность размеров а,
Ь, с, .цроставляемых непосредственно от технологических баз и
удобно ~онтролируемых с помощью простых шаблонов. Однако
при таком построении операций размер l (фиг. 95 и фиг. 99, 6),
входящий в расчетные размерные цепи [уравнения (42) и (43) ],
nолучается как замыкающий размер цепи размеров: l = а - Ь
(фиг. 99), и точность его будет недостаточно высокой (о1 = ба+ бь)-
Простановка кратчайшего разм~ра l на рабочем чертеже детали
заставляет построить вторую револьверную операцию обработки
этой детали по принципу использования только опорной базирую-
151


щей поверхности детали - торца В (фиг. 99, 6) и отказаться от
применения настроечной базы для обработки конструктивно важ·
ного торца А.
Такое построение технологии обработки детали позволяет не­
посредственно получить требуемую точность конструктивно необ·
i
ходимого размера l, однако при
5
Фиг. 100. Специальный калибр для
контроля кратчайшего размера l при
расточке обоймы объектива:
1 - измерительная пробка; 2 - контроли­
руемая деталь; 3 - корпус калибра;
4 - шкала, показывающая размер 1 (на­
несена на корпусе калибра-); 5 - индекс
(нанесен на измерительной пробке).
этом несколько затрудняется
контроль этого размера.
Вместо удобной проверки
простыми шаблонами размеров а
и Ь, требующиеся при нормаль­
ной простановке размеров от
настроечных баз (фиг. 99, а),
здесь приходится непосред­
ственно измерять неудобный
размер l. Для контроля этого
размера на одном из приборо­
строительных заводов приме­
няется специальный калибр,
позволяющий без особых затруд­
нений проверять размер l с не­
обходимой для производства точностью. Принцип работы этого
калибра ясен из фиг. 100.
В соответствии с конструкторскими и технологическими особен­
ностями обоймы объектива устанавливаем наиболее целесообраз­
ную простановку линейных размеров этой детали, связывающих
конструкторские (торцы А и В) и технологические (торец В) базы
детали, и вводим в рабочий чертеж детали линейные размеры а, l
и др.
Простановка размеров на чертеже оправы объе,пива
Если при простановке линейных размеров на чертеже оправы
объектива будут приняты рассуж)fения, аналогичные приведенным
в предыдущем случае, то это заставит проставить на чертеже не
особенно удобный для контроля кратчайший размер общей раз­
мерной цепи прибора [уравнения (42) и (43)] - размер k
(фиг. 101). Остальные линейные размеры детали (а, Ь, с) при­
шлось бы проставить от настроечных баз применительно к техно­
логии ее обработки. Первая операция изготовления детали·была бы
осуществлена в этом случае в следующей последовательности:
1) подрезка внешнего торца А, являющегося в дальнейшем на­
строечной базирующей поверхностью для обработки торца В;
2) сверление отверстия;
3) обточка наружного диаметра с подрезкой торца В на раз­
мер а;
4) расточка внутреннего диаметра с выдерживанием размера k
от второй настроечной базирующей поверхности - то;ща В;
152


5) отрезка заготовки на длину Ь + Л (Л - припуск на вторую
подрезку, фиг. 102, а).
При второй операции были бы произведены:
1) подрезка второго внешнего торца D (на размер Ь, проста­
вленный от опорной базирующей поверхности детали - торца А);
2) обточка и подрезка фланца на размер с, проставленный от
настроечной базирующей поверхности детали - ее _внешнего
торца D (фиг. 102, 6).
Подобная технология, так же как и рассмотренная выше техно­
логия изготовления обоймы, связана с некоторыми трудностями
а) f-я операция а
о) 2-яопераций
Фиг. 101. Оправа объ- Фиг. 1С2. Операции обработки оправы объектива:
ектива бинокля.
а - размеры а и k выдерживаются от настроечных
базирующих поверхностей детали - торцов А и В;
6 - размер с выдерживается от настроечной базирую­
щей поверхности D.
И1 неудобством промера конструкторского расчетного размера k
однако она вполне обеспечивает его высокую точность, необходи­
мую для организации поточной сборки.
Стремление технологов и конструкторов повысить точность за­
мыкающего размера h общей размерной цепи прибора [уравне­
ния (42) и (43)] не только заставляет их вводить в рабочие чертежи
деталей кратчайшие размеры этой цепи, подчас не особенно удоб­
ные для выполнения или nромера (как это было, например, при
простановке размера l на рабочем чертеже обоймы объектива или
размера с на чертеже корпуса бинокля), но приводит иногда к про­
становке этих кратчайших размеров ·на чертежах отдельных сбо­
рочных узлов, что также способствует сокращению звеньев раз­
мерной цепи, а следовательно, и повышению точности ее замыкаю­
щего размера.
·В приведенном выше уравнении (42), определяющем величину
замыкающего размера h, величина f - k, составленная из разме­
ров отдельных деталей, входящих в прибор (f - фокусное рассто­
яние объектива, k - размер оправы объектива), может быть
153


заменена размером r (фиг. 103), определяющим положение фокаль­
ной плоскости объектива F не по отношению к склеенной линзе 1,
как это дает размер f на рабочем чертеже объектива, а по отноше­
нию к конструкторской базе В оправы объектива. Замена двух
размеров f и k в уравнении (42) общей размерной цепи прибора
одним размером r сокращает количество звеньев этой цепи и по­
вышает точность замыкающего размера h. Практически введение
в чертежи размера r = f - k означает следующее.
1. На рабочем чертеже оправы объектива проставляются наи­
более удобные для обработки и промеров линейные размеры, при­
чем размер, проставленный взамен неудобного для измерения раз-
F
Фиг. 103. Сокращение размерной цепи деталей би­
нокля простановкой кратчайшего размера r на чер-
теже сборки объектива с оправой.
мера k, определяющий положение торца С (размер т, показанный
пунктиром на фиг. 101), должен быть установлен с учетом при­
пуска на последующую окончательную расточку оправы.
2. В сборочном цехе на фокометре производится сортировка
поступивших объективов по величине их фокусных расстояний -f,
обычно колеблющихся в весьма широких пределах (порядка б =
= ±0,01 f).
3. Окончательная расточка оправ производится на такую ве­
личину линейного размера k, которая в сочетании с фактической
величиной фокуса f объектива обеспечивает г.юлучение размера r
в пределах установленной точности. При этом расточка оправ
объективов на определенный линейный размер особенно удобна
с помощью описанного в п. 13 способа точного выполнения линей­
ных размеров при использовании микрометрических упоров и
соответствующего упорного приспособления к револьверному
станку.
Описанный метод компенсации широких колебаний размеров
оптических деталей путем их сортировки и индивидуальной при­
гонки к ним механических деталей (в частности, подрезки или
расточки оправ на требуемую величину) широко применяется
в современном крупносерийном оптическом приборостроении и
отнюдь не противоречит общей тенденции автоматического полу­
чения размеров при обработке деталей, установившейся в крупно­
серийном производстве. Низкая точность линейных размеров опти-
154


ческих деталей, экономически достижимая в современных опти­
ческих цехах (размеры фокусных расстояний линз, размеры гипо­
тенуз и высот призм, толщины плоскопараллельных пластинок
и клиньев), делает пока еще невозможной организацию абсолютно
взаимозаменяемой сборки оптических приборов средней слож­
ности. С другой стороны, требования дальнейшего повышения про­
изводительности сборки, предъявляемые к современному крупно­
серийному приборостроению, заставляют производственников вво­
дить и в оптико-сборочных цехах методы поточной сборки, столь
хорошо зарекомендовавшие себя в общем машиностроении. Однако
поточная сборка может быть успешно осуществлена лишь на базе
взаимозаменяемости.
Возникшее противоречие между потребностями организации
высокопроизводительной поточной сборки и реальными возможно­
стями современных методов изготовления оптических деталей может
быть частично разрешено путем замены полной взаимозаменяемости
всех деталей, входящих в размерные цепи (включая, следовательно,
и оптические детали), взаимозаменяемостью отдельных групп де­
талей и узлов.
Как было показано в рассмотренном выше примере, введение
в узловые чертежи кратчайших размеров общей размерной цепи
(например, размера r на чертеже сборки объектива и оправы объек­
тив-а соответственно фиг. 103) ведет к сокращению числа ее расчет­
ных звеньев, повышению точности всех размеров благодаря взаим­
ной компенсации колебаний составляющих размеров (в приведен­
ном выше примере - компенсации колебания размеров f и k),
что обусловливает повышение точности замыкающего размера
общей размерной цепи и возможность создания поточной сборки
прибора. Само собой разуеется, что введение дополнительных опе­
раций сортировки оптических деталей и индивидуальной расточки
их оправ, применительно к фактическим размерам оптики, с из­
бытком компенсируется указанными выше преимуществами, а
также более удобной для изготовления деталей простановкой
размеров на рабочих чертежах соответствующих деталей.
24. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОЛОЖЕНИЕ
-
ПЛОСКОСТЕЙ ТРЕНИЯ ШАРНИРОВ
Простановка линейных размеров, определяющих положение
плсскостей трения шарниров бинокля, может быть примером сов­
мещения конструктором конструкторских и технологических баз
деталей. Для правильного взаимного расположения правой и ле­
вой трубок бинокля большое значение имеет положение плоскостей
трения его шарниров относительно корпуса (фиг. 104). Согласно
классификации баз, плоскости трения шарниров бинокля, опре­
деляющие взаимное расположение обоих корпусов прибора в го­
товом изделии, являются конструкторскими базами. Конструктор-
155


скими базами являются также (в соответствии с предыдущими
рассуждениями о простановке размеров на чертежах корпуса
призменного бинокля) торцовые поверхности корпуса. Чтобы обес-
Плоскость
Пl{Jl!HUЯ
Фиг. 104. Разрез шарнира бинокля.
печить необходимую точность взаимного расположения корпусов,
очевидно, следует использовать в качестве технологических ·баз
при обработке этих корпусов либо плоскости трения, либо торцы .
. Для
достижения соответствующей
м
Фиг. 105. Обработка пло­
скостей трения шарниров
корпуса бинокля на ре-
вольверном станке.
точности, не важно, какая из двух кон­
структорских баз, связанных между
собой размером или условием точного
взаимного расположения, будет исполь­
зована в качестве технологической при
обработке другой базы (согласно извест-
. ному
технологам принципу обратимости
8 технологических баз). Однако, очевидно,
что более удобной поверхностью для. кре­
пления детали в приспособлении является
торец корпуса бинокля. ВJсоответствии с
этим обработка плоскости трения А кор-
пуса бинокля будет осуществляться при
применении в качестве технологической
опорной базирующей поверхности торца М
корпуса (фиг. 105). Расточка выемок с подрезкой торцов В
и С производится в той же операции на обычном револьверном
станке, причем подрезка этих торцов осуществляется при исполь­
зовании настроечной базирующей поверхности - плоскости тре­
ния А, от которой выдерживаются линейные размеры Ь и с. Вторая
!5б


плоскость трения D шарнира корпуса обрабатывается на верти~
кальнофрезерном станке при использовании конструкторской
базы - плоскости А
-
в качестве опорной базирующей поверх­
ности (фиг. 106). Описанный метод обработки rfлоскостей трения
шарнира корпуса, основанный на принципе совмещения конструк­
торских и техно,логических баз детали при ее изготовлении, пред­
определяет простановку на плоскостях трения шарниров линейных
размеров а, Ь, с, d (фиг. 105 и 106).
На заводах фирмы «К. Цейсс» обработка плоскостей трения
шарниров бинокля производилась не на револьверном, а на спе­
циальном горизонтальнофрезерном двух­
шпиндельном станке. Однако так же, как
и при обработке на револьверном станке,
технологической базой при креплении кор­
пуса в приспособлении служили его торцы.
Для выполнения этой операции сна­
чала фрезеровалась торцовой фрезой,
укрепленной в одном шпинделе станка,
плоскость трения на первом шарнире; за­
тем путем перемещения стола фрезер_ного
станка корпус подводился своим вторым
шарниром к фрезе, укрепленной в другом
шпинделе, и производилось фрезерование
второй плоскости трения (без снятия кор­
пуса с приспособления).
Так как перемещение стола специаль­
ного фрезерного станка регулируется со­
d
Фиг. 106. Обработка пло­
скости трения шарнира
корпуса бинокля на верти­
кальносверлильном стан­
ке от опорной базирую-
щей поверхности А.
ответствующими упорами, а технологической базой служат
торцы корпуса, то при фрезеровании плоскостей трения подоб­
ным способом без всякого труда достигается точное выполне­
ние конструктивно важных размеров а и d. При этом значительно
повышается производительность операции и обеспечивается очень
важная для работы прибора параллельность плоскостей трения
(за счет их обработки с одной установки).
В связи с обработкой плоскостей трения на специальном ·двух­
шпиндельном станке на заводах фирмы «К. Цейсс» были вынуждены
выделить расточку отверстий в шарнирах в особую операцию.
На заводах фирмы с очень высокой производительностью и точ­
ностью диаметральных и линейных размеров эта операция выпол­
нялась на вертикальносверлильных станках с помощью борштанг,
несущих на себе по 4-5 резцов из твердых сплавов.
Работой по упорам и точной расстановкой расточных резцов
обеспечивалось выполнение диаметральных и линейных размеров
в пределах допусков 0,02+0,05 мм при высоком качестве обра­
ботки поверхности (в пределах 6 и 7-го классов чистоты).


25. ПРОСТАНОВКА ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МИКРОСКОПА
Простановка ряда лщ-rейных размеров на чертежах деталей
инструментального микроскопа, схематически изображенного на
фиг. 107, может быть произведена на основании следующих сообра­
жений.
Для получения четкого изображения предмета, наблюдаемого
в проходящем свете через окуляр 8, конструктору необходимо
т
обеспечить совпадение опти­
ческой оси 00 тубуса 1 микро-
с
скопа и оси 0 10 1 конденсора 6.
Не вдаваясь в анализ точно­
стей и методов юстировки
оптической части микроско­
па, применяемых при его
сборке, рассмотрим размер­
ные цепи механических дета­
лей, влияющих на четкость
изображения предмета.
Из фиг. 107видно, что для
совмещения осей 00 и 0 10 1
необходимо соблюдать следу­
ющее уравнение размерной
цепи:
т=а+Ь+с+d.(47)
Все размеры данной раз­
мерной цепи являются крат­
чайшими, так как число их
D,
равно числу деталей, образу-
Фиг. 107. Размерные цепи деталей ин- ющих- рассматриваемый узел,
струментального микроскопа:
поэтому они должны бьrть
1 - тубус; 2 - объектив; 3 - кронштейн ту-
проставлены на рабочих
буса; 4 - ползунок; 5 - ферма; 6 - конден-
сор; 7 - угломерная головка; 8 - окуляр.
чертежах соответствующих
;
деталей. Однако при проста-
новке их на рабочих чертежах конструктор должен учитывать,
что для точного выполнения этих размеров при обработке деталей
будет необходимо использовать в качестве технологических баз
одну из конструкторских баз, связанных между собой указанными
размерами. Заблаговременно учитывая необходимость использова­
ния одной из конструкторских баз в качестве технологических при
обработке деталей, можно изменить конструктивное оформление
конфигурации той или иной детали и в значительной степени облег­
чить и удешевить изготовление прибора при одновременном повы­
шении его точности.
158


При обработке тубуса 1 микроскопа (фиг. 107) ,в качестве тех­
нологической опорной базирующей поверхности при выполнении
расточки отверстия под оправу объектива с удобством может быть
использована конструкторская база тубуса - плоскость А
(фиг, 108), поэтому обеспечение требуемой точности кратчайшег.о
размера а, проставленного от этой плоскости, не вызывает никаких
затруднений.
Конструктивно необходимый размер t (фиг, 108), определяющий
расстояние между осями расточек отверстий и под объектив и
v под окуляр, при данной конфигурации детали может быть полу­
чен непосредственно лишь путем создания весьма сложных и мало­
производительных приспособлений (базирующих деталь по от­
верстию v, расточенному на расстоя­
нии а от своей конструкторской ба.зы
А) и мерительных устройств. Более
рационально поэтому вести расточку
отверстия v под окуляр от той же
опорной базирующей поверхности де­
тали - плоскости А (являющейся
при этой операции вспомогательной
технологической опорной базой), вы­
держивая технологический размер k.
При подобном методе обработки де­
1/
Фиг. 108. Простановка линей­
ных размеров на чертеже тубуса
инструментального микроскопа,
тали погрешность конструкторского размера t, являющегося
в данном случае исходным размером размерной цепи: t = k - а,
будет определяться суммой погрешностей составляющих разме­
роваиk,т.е.bt=ьа+bk.
Несмотря на то, что введение вспомогательной базы для обра­
ботки отверстия v под окуляр требует соблюдения весьма жест­
кого допуска на введенный технологический размер k (что дости­
гается без особых затруднений для производственников за счет
точности выполнения приспособления для расточки окулярного
отверстия v), упрощение требуемых приспособлений и измерений
полностью оправдывает применение в данном случае вспомогатель­
ной базы. Так как в рабочих чертежах деталей желательна про­
становка кратчайших размеров, конструктор может в рабочем
чертеже тубуса (фиг. 108) проставить размеры а и t, являющиеся
конструктивно необходимыми, как кратчайшие размеры соответст­
вующих цепей. Однако, если технолог, разрабатывающий техноло­
гический процесс, стремясь обеспечить достижение наивысшей
точности проставленных конструкторских размеров, механически
запроектирует обработку отверстий без пересчета размеров кон­
структора, то производительность и качество обработки детали
будут заметно понижены. В этом случае обработка детали произ­
водилась бы в следующей последовательности:
1) расточка отверстия и под объектив с выдерживанием
размера а от конструкторской базы А, являющейся при
159


выполнении этой операции основной опорной базирующей
поверхностью;
2) расточка отверстия v под окуляр с выдерживанием размера t/
от сборочной базы отверстия и, являющейся здесь тоже основной
опорной базирующей поверхностью.
Рассмотрение второй операции заставляет прийти к выводу,
. что
она не только невыгодна с технологической точки зрения (вслед­
ствие уже указанной малой ее производительности, связанной со
сложностью промеров выдерживаемого размера t и трудоемкостью
установки детали в требуемом при этом расточном приспособле­
нии), но она не удовлетворяет и конструкторским требованиям.
К:ороткая, неустойчивая технологическая база, использованная при
этой операции. (отверстие и), не может обеспечить при расточке
тяжелого тубуса конструктивно необходимой параллельности осей
отверстий и и v. Для осуществления указанной технологии обра­
ботки конструктору пришлось бы поэтому изменить конфигурацию
детали для создания более надежной технологической базы путем
утолщения стенки детали для удлинения отверстия и.
В данном случае метод обработки детали с помощью вспомога­
тельной базы более целесообразен и поэтому он применяется на
приборостроительных заводах.
Рассмотренный пример простановки некоторых размеров на
чертеже тубуса инструментального микроскопа показывает, что
во всех случаях разработки .конструкции детали, даже тогда,
когда ее изготовление ведется по <пехнологическим размера'v!»,
проставленным от вспомогательных технологических баз, кон­
структор должен сам анализировать разрабатываемую им кон­
струкцию детали с точки зрения создания у нее удобной техноло­
гической базы, обеспечивающей производительное и точное изго­
товление детали. Это означает, что глубокий анализ методов изго­
товления проектируемой детали и наиболее удобных для обработки
технологических баз представляет неотъемлемую часть работы
.
конструктора при разработке чертежей нового объекта.
Простановка кратчайшего размера Ь на кронштейне 3 тубуса
(фиг. 107) не вызывает с технологической точки зрения никаких
сомнений и должна быть введена в рабочий чертеж. Равным обра­
зом целесообразно и введение кратчайшего размера с (фиг. 107)
в рабочий чертеж ползунка 4 микроскопа.
При назначении линейных размеров ползунка 4 микроскопа
(фиг. 107) особый интерес с технологической точки зрения предста­
вляет простановка размеров его рабочих поверхностей, имеющих
форму типа ласточкин хвост.
В приборостроении применяются два метода простановки раз­
меров на поверхности типа ласточкин хвост. Оба эти метода равно­
ценны с точки зрения конструктора, но резко отличны по слож­
ности достижения требуемой формы и размеров детали (фиг. 109).
В обоих случаях высота ласточкина хвоста h задается обычно с до-
160


вольно широким допуском (порядка 0,3-0,4 мм), а размеры а,
т и а предусматриваются с жесткими допусками (порядка 4 и
даже 3-го классов точности по ОСТ).
Наиболее распространенным методом обработки поверхностей
типа ласточкин хвост в приборостроении является метод фрезеро­
вания их специальным:и концевыми фрезами.
При простановке размеров по первому методу (фиг. 109, а)
точность проставленного в чертеже размера а в значительной сте­
пени определяется точностью выполнения соответствующего раз­
мера специальной фрезы (не принимая во внимание погрешностей
работы станка. и других факторов, оказывающих влияние на точ­
ность изготовления деталей независимо от простановки размеров
на чертеже). 'Очевидно, что при из­
носе фрезы, наступающем при точных
работах довольно быстро, при про­
становке размеров по методу, при­
веденному на фиг. 109, а, размер а
будет нарушен.
Дальнейшая обработка деталей
будет возможна только при замене
износившейся (ставшей маломерной)
фрезы новой фрезой. Быстрый износ
специальных дорогостоящих фрез при
рассмотренном методе простановки
размеров на пазы типа ласточкин
Роtfочоя
О) ~ло!Jерхность
.
«1
~
а.
/Jаооч11я
О} ~8,рхнест,
Фиг. 109. Методы простановки
размеров на чертежах пазов типа
ласточкин хвост.
хвост делает экономически недостижимым получение фрезеро­
ванием 3-го класса точности, довольно часто требующейся в точном
приборостроении.
Второй метод простановки размеров (фиг. 109, б) создает зна­
чительно лучшие условия для обработки поверхностей типа ласточ­
кин хвост. Точный размер т получается не за счет точности вы­
полнения диаметра специальной фрезы, а за счет ее установки по
высоте. Поэтому при износе фрезы требуется не замена ее, а неко­
торая перестановка стола фрезерного станка по высоте. Обычно
широкий допуск на глубину h паза ласточкина хвоста позволяет
производить регулировку фактически достигаемого размера т пу·
тем перестановки стола станка по высоте в довольно значитель­
ных пределах. Это значительно повышает срок службы дорогостоя­
щих специальных фрез, а следовательно, и экономически дости­
жимую точность фрезерования пазов формы ласточкина хвос,та.
Кроме того, измерение размера т осуществляется сравнительно
легко, чего нельзя сказать об измерении размера а.
Рассматривая вопрос о простановке размеров на чертежах
паза типа ласточкин хвост, небезынтересно отметить .некоторые
методы обработки пазов. До последнего времени в серийном
приборостроении для обеспечения конструктивно необходимой
параллельности плоскостей ласточкина хвоста и рабочей плоскости
11 Маталин
161


часто практиковалась обработка этих плоскостей за одну уста­
новку деталей, причем специальная фреза не только обрабатывала
паз ласточкина хвоста, но своей торцовой частью обрабатьiвала
также и внешнюю рабочую плоскость. Глубина паза h в этом
случае получалась за счет установки стола фрезерного станка
в вертикальной плоскости по соответствующим делениям, которая
производилась индивидуально для каждой детали.
Подобный метод обработки, дающий весьма низкую произво­
дительность, приемлем для мелкосерийного производства и мало
а)
пригоден для изготовления деталей круп-
~~~~~~~~~i~~~i~~~~~ ными сериями на настроенных станках по
е
методу автоматического получения разме-
Т
ров. Низкая производительность примелко-
л
'--'
серийном производстве имеет место вслед-
oJ
ствие больших потерь времени на пере­
становки стола станка на размер h, а так­
же из-за длительности торцового фрезеро­
вания внешней плоскости, выполняемого
специальной фрезой для обработки дета-
~ лей типа ласточкин хвост, плохо приспособ-
--' -~ -~<+----" --.. 1... ленной для данной операции. Неприемле­
Фиг. 110. Обработка па- мым оказывается этот метод и в случае не­
обходимости обработки пазов типа ласточ­
кин хвост фасонной формы, имеющих
фасонную внутреннюю поверхность (напри­
мер, радиусную форму), применяемых
в приборостроении при изготовлении ми­
кроскопов и других приборов.
При обработке пазов типа ласточкин
хвост на настроенных станках по. методу
автоматического получения размеров путем
разделения обработки рабочих поверхностей А и В на две установки
(фиг. 110) появляется необходимость введения размера d от опор­
ной базирующей поверхности С с довольно жестким допуском od =
= о1, - ос. Кроме того, при этом необходима очень тщательная
обработка вспомогательной технологической базы С и соблюдение
более жесткого допуска по размеру с, конструктивно часто не
требующихся.
Эти недостатки устраняются одновременной обработкой всех
рабочих поверхностей деталей типа ласточкин хвост специаль­
ной фрезой 1, соединенной с помощью диска 2, посаженного непо­
средственно на хвостовик фрезы, с резцами-летучками 3, обта­
чивающими рабочую поверхность А. Как видно из фиг. 111, при
данном мбтоде обработки поверхностей типа ласточкин хвост
конструкторская база детали - плоскость А используется в ка­
честве настроечной базирующей поверхности для обработки осталь­
ных поверхностей ласточкина хвоста (основная технологическая
зов типа ласточкин хвост
на настроенных станках
от опорной установочной
базы за две установки:
а - фрезерование плоско­
сти; 6 - фрезерование
паза формы ласточкин
хвост от вспомогательной
опорной базирующей по-
верхности С.
162


база), что обеспечивает точность взаимного расположения этих
поверхностей (в частности, точность размера h).
Точность размера h при этом, очевидно, не зависит от точности
выполнения размера с; она определяется правильностью уста­
новки диска 2 относительно фрезы J ·и установкой резцов 3 по от­
ношению к диску 2, регулировка которой осуществляется весьма
просто. Плоскость С используется только как опорная поверх­
ность для крепления детали и не является технологической бази­
рующей поверхностью для обработки
рабочих поверхностей деталей типа ла­
сточкин хвост, так как она не ориенти­
рует эти поверхности при настройке стан­
ка. (При настройке станка, как уже
указывалось, ориентировка обрабаты­
ваемых поверхностей производится не
по отношению к опорной плоскости С,
а по отношению к поверхности А, явля­
ющейся поэтому настроечной базирую­
щей поверхностью детали.)
Это позволяет при обработке опор­
Фиг. 111. Обработка пазов
типа ласточкин хвост за одну
установку.
ной ПЛОСКОСТИ С СНИЗИТЬ ее ТОЧНОСТЬ И Выдерживается размер h от на-
удешевить ИЗГОТОВЛеНИе детали В целом. строечной базирующей поверх­
ности А.
Использование описанного метода обра-
ботки деталей типа ласточкин хвост, обеспечивающего высокую
производительность работы при достижении высокой точности,
позволяет конструктору в рабочем чертеже детали проставить
размер h непосредственно от конструкторской базы детали - ее
верхней, внешней плоскости А.
Изложенные соображения о методах изготовления пазов типа
ласточкин хвост, применяемых в приборостроении, заставляют
принять в качестве наивыгоднейшей, одинаково удовлетворяю­
щей· конструктора и технолога, простановку размеров, приведен­
ную на фиг. 109, 6.
В рассмотренной выше размерной цепи узла инструменталь­
ного микроскопа (фиг. 107) получение размера d, определяющего
положение отверстия для винта, крепящего осветительную си­
стему б микроскопа к ферме 5 микроскопа, не вызывает затрудне­
ний при изготовлении фермы. Сверление, этого отверстия с удоб-­
ством может быть осуществлено в кондукторе, использующем
конструкторскую базу детали - плоскость N - в качестве техно­
логической опорной базирующей поверхности.
26. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ ПРИЦЕЛА
Правильная простановка размеров имеет исключите.'!ьно боль­
шое значение для организации крупносерийного выпуска при­
боров. Это можно наглядно иллюстрировать на примере выбора
11*
]63


баз при простановке рщ1меров на анаJiогичные детали двух раз­
личных вариантов конструкции прицела, выпускавшихся заво­
дами нашей промышленности.
Из схематического разреза механизма вертикальных углов
первого варианта конструкции прицела (фиг. 112) видно, что кон­
структорской базой деталей этого механизма является плоскость А,
в которой совмещаются соответствующие торцы основных дета­
лей узла - корпуса 1, оси 3 и червячного сектора 4. Взаимное
о
расположение основных деталей
прибора и, в частности, особо
важное для его успешной работы
совмещение центральной плоско­
сти 00 червячного сектора 4 с
о
Фиг. 112. Схематический раз­
рез механизма вертикальных
углов прицела (1-й вариант):
1 - корпус; 2-червяк; 3-ось;
4 - червячный сектор.
o)--IН~:,/tt-i~C1/'-1⁄2+---+---!1⁄2c4-- - --о,
с
Фиг. 113. Нарезание червячного сек­
тора на зуборезном станке.
Выдерживается размер с от опорной бази­
рующей поверхности А.
осью червяка 2 определяются точностью соблюдения размеров,
устанавливающих расстояния соответствующих поверхностей де­
талей от их конструкторских баз - плоскостей А. С этой точки
зрения важнейшим размером червячного сектора, который и про­
ставляется на рабочем чертеже, является размер с (фиг. 113), опре­
деляющий положение центральной плоскости 0 1 0 1 червячного
венца сектора относительно его конструкторской базы -торца А.
Как уже неоднократно указывалось, выполнение размера с
на настроенном зубофрезерыом станке не представляет особых
затруднений и может быть практически достигнуто в крупносерий­
ном производстве при достаточно тщательной настройке станка
соответственно фиг. 113 в пределах точности от ±0,01 .до ±0,05 ..м.м.
Аналогично этому у корпуса прибора наиболее существенное
значение имеет взаимное расположение его конструкторской
базы - торца А и плоскости 0 2 0 2 (фиг. 114), проходящей через
центр расточки гнезд подшипников червяка 2 (фиг. 112), опреде­
ляемое размером Л (фиг. 114). На рабочем чертеже корпуса при­
цела и следовало бы проставить этот кратчайший размер Л с соот­
ветствующим допуском. Однако для соблюдения размера Л в пре-
164


делах величины конструктивно допустимого колебания (порядка
6 = О, 1 мм) при изготовлении корпуса необходимо, в соответствии
с изложенными выше соображениями, использовать одну из кон­
структорских или сборочных баз корпуса (торец А или поверх­
ность отверстия М) в качестве технологической базы. Попытка
вести расточку центрального отверстия N с одновременной под­
резкой его торца А на базе отверстия М, от оси О 2 0 2 которого
необходимо выдержать размер Л, вызвала бы необходимость созда­
ния весьма сложного, неудобного и малопроизводительного расточ-.
ного приспособления. Подобные приспособления, испробованные
на ряде приборостроительных заводов, зарекомендовали себя как
неудовлетворительные и в приборостроении почти не применяются.
Более естественным построением техно­
логии обработки подобных корпусов, обще­
принятым на большинстве наших крупно­
серийных заводов, является первоначаль­
ная расточка на револьверном станке всех
внутренних поверхностей корпуса, вклю­
чая и центральное отверстие N, с одно­
временной подрезкой торцов А и В с по­
следующим использованием обработанных
при первой операции внутренних и тор­
цовых поверхностей в качестве техноло­
гических баз при дальнейших операциях
обработки корпуса. При этом естественно
расточку гнезд М подшипников корпуса
вести на конструкторской базе детали -
А
Фиг. 114. К:орпус при-
торце , используемом в качестве техноло-
цела.
гической опорной базирующей поверхности.
При • таком порядке обработки конструктивно необходимый
размер Л будет выдерживаться непосредственно от технологиче­
ской базы в требуемых жестких пределах. Однако вследствие не­
удачного конструктивного оформления корпуса, в частности, не­
достаточных размеров торца А по сравнению с габаритами всей
детали, применение этого торца в качестве опорной базирующей
поверхности не обеспечивает надежного и устойчивого крепления
детали в приспособлении при расточке отверстия М. Это заставляет
технолога при разработке технологии обработки детали отка­
заться от использования при расточке гнезд М подшипников кон-.
структорской базы детали - ее торца А и принять в качестве
технологической опорной базы вспомогательную базу - торец В
детали, обеспечивающую устойчивое крепление детали на расточ­
ном приспособлении (фиг. 115). Подобный выбор технологической
базы вынуждает конструктора ввести в рабочий чертеж корпуса
размер Ь, выдерживаемый при расточке гнезд М подшипников,
и отказаться от простановки конструктивно необходимого крат­
чайшего размера размерной цепи Л.
165


Вследствие простановки на рабочем чертеже корпуса прибора
(фиг. 114) размеров а и Ь взамен кратчайшего размера Л при сборке
узла механизма вертикальных углов будет иметь место несовпаде­
ние центральной плоскости 0 1 0 1 сектора 3 и осевой плоскости
червяка 2 (фиг. 116). Величина этого несовпадения определится
из соответствующей размерной цепи в зависимости от величины
и расположения допусков на размеры а и Ь корпуса 1 и допуска
на размер с сектора 3.
о,
Фиг. 116. Максимальное не­
совпадение осевых плоскостей
Фиг. 115. Расточка отверстия под червяк.
0202 червяка и0101 червяч-
Выдерживается размер Ь от вспомогательной опор- ного сектора при колебании
ной технологической базирующей поверхности В.
линейных размеров.
Если допуски на размеры а, Ь и с расположить в одну сторону
от номинала, то величина максимального несовпадения централь­
ных плоскостей 00 сектора 4 и червяка 2 (фиг. 112) определится
в наибол.ее неблагоприятном случае как сумма допусков на эти
размеры, т. е.
(48)
Поэтому в подобных случаях для повышения точности соеди­
нения допуски на размеры, определяющие положение осей раста­
чиваемых отверстий или центральных плоскостей червячных вен­
цов относительно тех или иных базирующих поверхностей, целе­
сообразнее проставлять симметрично относительно номинала.
Величина максимально возможного несовпадения центральных
плоскостей при симметричном расположении поля допуска отно­
сительно номинала будет, очевидно, меньше, чем смещение этих
166


плоскостей при одностороннем расположении допусков, и при
нормальном распределении размеров определится уравнением
smax = 0,5(оа+Ьь+ос)-
(49)
Это уравнение будет справедливо при том условии, если номи­
нальные значения размеров а, Ь, с подобраны таким образом, что
взаимное смещение центральных плоскостей 00 (фиг. 112) проис­
ходит симметрично в обе стороны. Практически это означает, что
смещение оси 0 1 0 1 сектора 3 вправо от оси 0 20 2 червяка 2 (фиг. 116)
должно быть равным смещению этой оси 0 10 1 сектора влево от оси
червяка. Для этого необходимо одностороннее расположение до­
пуска на линейный размер а, установленное в соответствии с об­
щепринятым принципом простановки" допусков в тело, компенсиро­
вать изменением номинального значения одного из размеров, вхо­
дящих в размерную цепь а, Ь, с и определяющих величину интере­
сующего нас смещения центральных плоскостей 00 (фиг. 112).
Справедливость уравнения (49) применительно к рассматривае­
мому случаю подтверждается следующими рассуждениями.
Максимальное смещение центральной плоскости 0 10 1 червяч­
ного сектора 3 вправо от центральной плоскости О 2 0 2 червяка 2
определится в соответствии со схемой на фиг. 116 уравнением
8вправо = атах - bmin - Cmin,
(50)
аналогично этому
(51)
В рабочих чертежах деталей рассматриваемого прибора пер­
воначально были проставлены следующие значения размеров:
а= 21+0,28; Ь = 15 ± 0,1; с= 6,15±0,1.
При изготовлении деталей по этим размерам при сборке прибо­
ров максимальные смещения центральных плоскостей 00 дости­
гали в соответствии с установленными формулами (50) и (51) сле­
дующих значений:
Ввпμаво = 21,28 - 14,9 - 6,05 = +о,33;
Ввлево = 21 - 15,1 - 6,25 = -0,35.
Несовпадение центральной плоскости червячного венца и осе­
вой плоскости червяка, доходящее до величины е = 0,35 мм, пол­
ностью нарушает нормальную работу червячной передачи и при
изготовлении точных nриборов недопустимо.
Поэтому при окончательной отработке рабочих чертежей пер­
вого варианта конуструкции прицела конструктор был вынужден
в качестве компенсатора возникающих колебаний линейных раз­
меров а, 1 Ь и с и сокращения величины s предусмотреть при сборке
прибора индивидуальную подрезку торца А червячного сектора 3
167


на величину, необходимую для совмещения центральных плоско­
стей 00 (путем введения в рабочий чертеж сектора 3 соответствую­
щего припуска на размер с). Такое решение не только резко сни­
жает производительность сборки приборов, так как в процесс не­
прерывной сборки прибора включается индивидуальная подрезка
торца червячного сектора по месту, но ухудшает и качество гото­
вого прибора. Ухудшение качества объясняется тем, что даже при
самой тщательной дополнительной подрезке торца А, являющегося
конструкторской базой сектора 3, неизбежно нарушается пра-
0
о
Фиг. 117. Схематический разрез
конструкции механизма верти­
кальных углов прицела (2-й
вариант):
1 - корt1ус; 2
-
червяк; 3 - ось с
сектором; 4 - гайка.
Фиг. 118. Корпус прицела
(по второму варианту кон­
струкции).
вильность взаимного расположения этого торца и червячного зуб­
чатого венца, очень важная для достижения необходимой плав­
ности ходов отсчетноrо червячного соединения.
При изготовлении червячного сектора в механическом цехе
требуемая точность взаимного расположения торца А сектора и его
червячного венца обеспечивалась использованием этого торца в ка­
честве опорной базирующей поверхности при нарезании зуба на
зуборезном станке (фиг. 113), однако при дополнительной подрезке
этого торца на сборке правильность его расположения относитель­
тельно червячного венца нарушается.
При оформлении второго варианта конструкции прицела ука­
занные недостатки выбора измерительных баз и простановки ли­
нейных размеров на чертежах деталей механизма вертикальных
углов, ухудшающие качество прибора и снижающие производи­
тельность при его сборке, были устранены.
Для возможности использования конструкторской базы кор­
пуса 1 - торца А (фиг. 117 и 118) в качестве опорной базйрующей
поверхности при расточке отверстия М (гнездо подшипника) кон 0
168


структор почти в полтора раза увеличил диаметр опорного торца А.
При этом габариты прибора, по сравнению с первым вариантом
конструкции, не были изменены; увеличение размеров опорного
торца было осуществлено исключительно за счет изменения конфи­
гурации внутренней части корпуса и отдельных деталей узла,
в частности, путем замены составного сектьра 4 и оси 3 (фиг. 112)
объединенной деталью 3 (фиг. 117) новой конфигурации. Это по­
зволяет при обработке корпуса после расточки центрального от­
ПланштИи
cmaffK(l
Фиг. 119. Расточка отверстия под червяк.
Выдерживается кратчайший размер d от основной
опорной базирующей поверхности А.
верстия N и подрезки
торца А на окончатель­
ный размер а вести рас­
сточку отверстия гнезд
м подшипников, исполь­
зуя
конструкторскую
01
__jd
о,
Фиг. 120. Червячный
сектор, объединенный
с осью в одной детали.
базу - торец А в качестве опорной базирующей поверхности
(фиг. 118). Точность кратчайшего размера d размерной цепи, опре­
деляющей взаимное расположение червяка 2 и червячного сек­
тора 3, будет, очевидно, получаться автоматически, в пределах
точности изготовления расточного приспособления, изображенного
на фиг. 119, и практически несущественной в этом случае погреш­
ности установки ЛУ и фактически может быть выдержана в до­
вольно жестких пределах (от б = ±0,05 мм до б = ±0,01 мм).
Подобный метод расточки корпуса дает возможность проста­
вить на рабочем чертеже корпуса конструктивно необходимый
размер d.
Нарезание зуба червячного сектора 3 в случае оформления его
вместе с осью (фиг. 120), так же как и при оформлении его конст­
рукции в виде отдельной детали, с удобством осуществляется при
использовании конструкторской базы - торца А в качестве техно­
логической опорной базы.
169


Это позволяет на чертеже этой детали проставить кратчайший
размер цепи d, непосредственно связывающий конструкторские
базы детали (торец А и зубчатый венец). При втором варианте кон­
струкции прицела были созданы конфигурации деталей (корпуса
и сектора), позволяющие использовать при изготовлении этих дета­
лей конструкторские базы в качестве технологических. Это дало
возможность проставить размеры на рабочих чертежах деталей
непосредственно от их конструкторских баз, по кратчайшим на­
правлениям размерных цепей. В связи с возросшей точностью из­
готовления деталей при сборке приборов полностью исключается
индивидуальная подрезка отдельных деталей по месту, применяв­
шаяся в прежнем варианте конструкции для компенсации колеба­
ний составляющих размеров соответствующих размерных цепей.
В рассматриваемом примере второго варианта конструкции меха­
низма вертикальных углов прицела простановка на рабочих
чертежах корпуса и червячного сектора кратчайших размеров d
с допусками бd = ±0,05 мм (выдерживаемыми при серийном изго­
товлении деталей на настроенных станках без особых затруднений
за счет точности изготовления приспособлений и точности наст­
ройки станка) гарантирует совпадение центральной плоскости 0 10 1
червячного сектора с осевой плоскостью .червяка 00 в пределах
максимально возможного смещения е = О, 1 мм.
Несовпадение центральных плоскостей червячного зацепления
в пределах е = О, 1-0, 15 мм rre вызывает заметного ухудшения
качества червячной передачи и может быть признано допустимым.
Это означает, что при сборке деталей, изготовленных по чертежам
второго варианта конструкции прицела, необходимость индиви­
дуальной подрезки деталей полностью устраняется. Запуск в се­
рийное производство прицелов по второму варианту конструкции
позволил ряду приборостроительных заводов создать непрерывную
поточную сборку приборов при полном устранении индивидуаль­
ных подрезок на сборке и одновременном значительном повышении
качества прицела.
27. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ
ДЕРЖАТЕЛЯ ПРИБОРА
Рассмотренные примеры рациональной простановки размеров
на чертежах деталей и узлов некоторых оптико-механu;ческих при­
боров приводят к выводу о необходимости учета технологических
особенностей·разрабатываемой конструкции. Как следует из этих
примеров, конструктор должен создать такую конфигурацию де­
тали, при изготовлении которой можно было бы использовать кон­
структорские и сборочные базы этой детали в качестве основных
технологических баз. Простановка на чертежах ответственных
конструктивно необходимых размеров, являющихся кратчайшими
размерами соответствующих размерных цепей, должна связывать
между собой конструкторские (или сборочные) базы детали, одну
170


из которых (баз) можно было бы использовать в качестве основной
технологической базы при обработке детали.
Общее правило совмещения конструкторских и технологиче­
ских баз при конструировании точных приборов не исключает,
однако, необходимости тщательного изучения конкретных осо­
бенностей того или иного варианта конструкции проектируемого
прибора и связанных с этими особенностями деталей технологии
обработки и сборки прибора. Даже самое пунктуальное следо-
вание сформулированному выше правилу
0
выбора баз и простановки размеров не мо- 0
жет заменить глубокого анализа конкретных (.
особенностей проектируемого прибора и
творческого решения всего комплекса кон­
структорских и технологических задач, воз­
никающих при изготовлении и сборке при­
бора.
С этой точки зрения определенный интерес
представляют выбор баз и простановка линей­
ных размеров на рабочих чертежах деталей
держателя прибора (фиг. 121). Здесь держа­
тель 1 неподвижно прикрепляется к лимбу
прибора, в то время как сам прибор присо­
единяется к корпусу 2 держателя. Червяк 5
держателя вращается в подшипниках, рас­
о
точенных в корпусе 2 держателя. Крыш- Фиг. 121. Разрез дер-
ка 4- держателя с помощью четырех винтов
жателя прибора:
жестко присоединена к корпусу 2 держателя.
При необходимости наклонить прибор с
помощью специального барашка вращается
червяк 5, сцепленный с червячным сектором
1 - держатель; 2 -кор­
пус держателя; 3 - де­
таль (конус); 4 - крыш­
ка держателя; 5 - чер-
вяк.
неподвижного держателя 1, в связи с чем корпус 2 держателя
вместе с крышкой 4 и червяком 5 поворачиваются вокруг оси цен­
трального отверстия держателя 1. При этом будет иметь место
трение между торцом корпуса 2 держателя и торцом держателя 1,
трение по коническим поверхностям корпуса 2 держателя и де­
тали 3, а также трение по торцам и цилиндрическим поверхностям
крышки 4 и держателя 1.
Как следует из краткого описания работы узла держателя,
конструкторской базой корпуса 2 держателя, определяющей пра­
вильность совпадения центральных плоскостей червячного зацеп­
ления узла, является внутренний торец М этого корпуса. Соответ­
ственно этому конструкторской базой держателя 1 является его
торец, сопряженный с торцом М корпуса 2 держателя (фиг. 121).
В соответствии со сформулированным общим правилом про­
становки на чертежах деталей кратчайших размеров от конструк­
торских баз, которые могут быть использованы при изготовлении
деталей в качестве технологических, конструктор должен проста-
17!


вить на рабочем чертеже держателя (детали 1) размер а, связываю­
щий конструкторскую базу детали - торец М с центральной пло­
скостью червячного сектора 00 (фиг. 122). Очевидно, что при наре-
0
зании зуба червячного сектора деталь 1
а
будет устанавливаться на оправку своей
о
конструкторской базой М (явJ1яющейся
при этом основной технологической опор­
ной базирующей поверхностью) и размер а
будет выдерживаться при правильной на­
стройке станка без особых затруднений
(как в примере нарезки червячного сек­
тора прицела на фиг. 113). Точно такие же
рассуждения заставляют конструктора
проставить на рабочем чертеже корпуса 2
держателя (фиг. 121 - 123) кратчайший
размер а, связывающий конструкторскую
базу детали - торец М с осью 00 отвер­
стия под червяк. И в этом случае конструк­
торская база детали - торец М
-
может
Фиг. 122. Держатель при-
бора.
.
быть использована в качестве опорной бази-
рующей поверхности для расточки отвер­
стия N, что обеспечивает точное соблюдение кратчайшего размера а.
Таким образом, на первый взгляд кажется, что простановка
размера а на рабочем чертеже корпуса 2 держателя (фиг. 121-123)
предопределяется совокупностью конструкторских (кратчайший
размер цепи) и технологических (раз,v1ер проставлен
O•
от технологической опорной базы) соображений и в
соответствии с изложенными выше общими положе­
ниями о простановке размеров представляется вполне
обоснованной. Однако более тщательный анализ
конструктивных и технологических особенностей
рассматриваемого узла опровергает правильность
высказанных общих соображений для конкретных
уGловий работы и сборки этого узла и заставляет
избрать для корпуса держателя иную простановку
размеров, отличную от принятой на фиг. 123.
Особенностью конструкции узла держателя при­
бора (фиг. 121) является необходимость одновре­
менного плотного сопряжения торца М держателя 1
с соответствующим торцом корпуса 2 держателя и
торцом детали 3. При наклоне прибора корпус 2
р
Фиг. 123.
Корпус дер­
жателя.
держателя поворачивдется относительно держателя 1 и прикре­
пленной к нему винтами детали (конуса) 3; наличие какого бы то
ни было зазора между трущимися торцами М деталей 1 и 2 (сверх
необходимого для помещения смазки) недопустимо.
Конструктивная необходимость плотного соприкосновения
торца М держателя 1 с торцом деталей 2 и 3 требует введения на
172


сборке операции одновременной по резки торцов деталей 2 и 3,
соприкасающихся с держателем (фиг. 121). Эта подрезка произво­
дится в сборочном цехе после притирки 1 конуса 3 к конической
поверхности Р (фиг. 123) корпуса 2 держателя на специальном
приспособлении, позволяющем закреплять на станке подрезаемые
детали 2 и 3 (фиг. 124) в их рабочем положении. Подрезка торцов М
обычно производится в сборочном цехе для совмещения их в одну
плоскость, без учета фактической величины снимаемого при этой
операции припуска. В результате размер а корпуса держателя
(фиг. 123), проставленный на чертеже как конструктивно необхо­
димый кратчайший размер цепи, выдерживаемый в механическом
цехе от основной технологической опорной
базы - торца М, в сборочном-цехе теряет­
ся и фактически не имеет никакого зна­
чения; в этом случае он используется
всего лишь как промежуточный, опера­
ционный размер.
Торец М корпуса 2 держателя, рас­
сматривавшийся при изготовлении детали
как ее конструкторская база и использо­
ванный поэтому в качестве базы для про­
становки размера а, оказывается предва­
рительной поверхностью детали, приобре­
тающей значение конструкторской базы
только после окончательной подрезки этого
торца совместно с конусом 3.
Фиг. 124. Приспособление
для совместной подрезки
торцов корпуса 2 держа-
теля и конуса 3.
Естественно, что в результате проведения совместной подрезки
торцов деталей 2 и 3 на сборке для их совмещения в одной плоско­
сти фактическое расстояние оси отверстия N под червяк до конст­
рукторской базы корпуса держателя - его торца М
-
становится
совершенно неопределенным и колеблется у разных комплектов
деталей 2 и 3 в весьма широких пределах (порядка 0,3-1,2 мм).
Широкое колебание этого размера у корпусов 2 держателя за­
ставляет ввести индивидуальную подрезку торца М держателя
применительно к каждому корпусу держателя, обеспечивая тем
самым совмещение центральной плоскости червячного сектора дер­
жателя 1 с осевой плоскостью червяка 5 (фиг. 121). Это лишает
смысла принятую выше (фиг. 122) простановку на чертеже держа­
теля размера а как кратчайшего размера размерной цепи. Введение
индивидуальной подрезки торца М держателя резко снижает
производительность сборки приборов и ухудшает их качество,
так как нарушает конструктивно необходимую правильность вза­
имного расположения этого торца и зубчатого венца червячного
сектора. При организации крупносерийного выпуска приборов
1 Притирка необходима для обеспечения требующейся плавности взаимного
вращения этих деталей.
173


наличие подобных индивидуальных подрезок деталей недопустимо
и должно устраняться соответствующей переработкой чертежей и
технологических процессов.
Для устранения индивидуальной подрезки торца М держателя
необходимо обеспечить выполнение при совместной подрезке дета­
лей 2 и 3 точно определенного размера а от центра отверстия N
корпуса 2-до его подрезанного торца М. В соответствии с изложен­
ным выше, для обеспечения выполнения какого-либо точного ли­
нейного размера при обработке деталей на настроенных_ станках
необходимо использовать в качестве основной технологической
базы одну из поверхностей, связанных этим размером. Примени­
тельно к рассматриваемому случаю требуется производить совмест­
ную подрезку торцов М деталей 2 и 3, выдерживая определенный
размер а от оси отверстия N корпуса 2 и используя это отверстие
в качестве технологической базы для подрезки торца. Применение
отверстия N в качестве опорной технологической базы при сов­
местной подрезке торцов деталей 2 и 3 -требует создания чрезвы­
чайно сложного приспособления для крепления этих деталей на
станке в их рабочем положении, поэтому наиболее приемлемым
вариантом подрезки торцов деталей 2 и 3 для крупносерийного
производства является подрезка их при использовании отвер­
стия N в качестве проверочной базирующей поверхности.
Для выполнения этой решающей для качества соединения опе­
рации совместной подрезки торцов корпуса 2 держателя и конуса 3:
технологический процесс механической обработки корпуса был
перестроен, что потребовало изменения простановки линейных
размеров на эту деталь. По этому технологическому процессу обра­
ботка корпуса держателя начинается с расточки большого отвер­
стия d1 , используемого при последующих операциях в качестве
базы для закрепления детали, расточки малого отверстия d 2 и
подрезки внутре!;!НИХ торцов М и L, а также наружного торца К
детали (фиг. 125, а). Очевидно, что наиболее удобно проставлять.
размеры при выполнении этой операции от настроечной бази­
рующей поверхности детали - торца К. При следующей операции
(фиг. 125, 6) осуществляются расточка конической поверхности Р·
и подрезка наружного торца детали. В качестве опорной базирую­
щей поверхности при выпоJLнении этой операции- применяется
внутренний торец L детали, чисто обработанный на предыдущей
операции и являющийся вспомогательной технологической базой.
Следующая операция - расточка отверстия N под червяк, при
которой выдерживается размер f, выполняется при использовании
тех же вспомогательных технологических баз детали - внутрен­
ней поверхности отверстия d1 и торца L детали. Применение при·
расточке отверстия N тех же технологических баз, что и при рас­
точке конической поверхности Р, обеспечивает наивысшую точ­
ность взаимного расположения осей этих расточек, что очень важно,
ДЛЯс правильной работы прибора.
174


После выполнения остальных операций изготовления корпуса
держателя, не представляющих интереса с точки зрения обработки
конструкторских баз детали, корпус поступает в сборочный цех
для притирки по конической поверхности Р с конусом 2 (фиг. 121)
и последующей окончательной подрезки торца М совместно с кону­
с_ом 3. Совместная подрезка торцов М деталей 2 и 3 (фиг. 121) осу­
ществляется на приспособлении (фиг. 124), в котором подрезаемый
корпус 2 держателя опирается тем же внутренним торцом L, слу­
жившим в качестве вспомогательной технологической базы для
Фиг. 125. Обработка корпуса держателя: а - расточка отверстия,
выдерживаются размеры т и l от настроечной базы детали - торца К;
б - расточка конуса Р и подрезка торца на размер g, используется
вспомогательная опорная технологическая база - отверстие d 1
и торец L.
растачивания отверстия N под червяк и конической поверхности Р.
Установка корпуса держателя при окончательной подрезке торца
М той же опорной поверхностью (торцом L), на которой устанавли·
валась деталь при расточке отверстия под червяк (N) и кониче­
ского отверстия Р (фиг. 125), предопределяет достижение высокой
точности взаимного расположения этих отверстий и подрезаемого
торца М, необходимой для правильной работы механизма верти­
кальных углов держателя прибора.
Точное выполнение конструктивно необходимого размера а
(фиг. 124) достигается настройкой станка относительно провероч­
ной технологической базы детали - отверстия N.
Для проверки размера а применяется специальное измеритель­
ное устройство, состоящее из установочной пробки, калибра­
пробки на диаметр отверстия N и предельного шаблона (фиг. 126).
Оно позволяет удобно и надежно контролировать правильность
получаемого размера а в пределах установленного на него допуска
ба = ±0,05 мм. В общем случае обработки деталей с применением
175·


проверочных технологических баз осуществить обработку деталей
на заранее настроенном станке не удается, так как необходимость
соблюдения того или иного размера, проставленного от провероч­
ной базы, вызывает необходимость подналадки станка при каждой
установке очередной детали (примеры использования прове­
рочных баз изображены на фиг. 28, 30, 31, 89). Необходимость под­
наладки станка или индивидуальной установки детали при каждой
установке новой детали обусловливается непостоянством положе­
ния проверочной базы относительно опорной поверхности, сопри­
касающейся со станком, вызванным неточностью предыдущей обра­
ботки детали, и является одним из главных недостатков примене­
ния проверочных технологических баз.
ш
~
и
1
Фиг. 126. Калибр для проверки размера а после совместной подрезки
торцов корпуса 2 и конуса 3 (фиг. 124):
1 - шаблон; 11 - установочная пробка; 111 - калибр-пробка на диаметр d.
Однако в рассматриваемом случае использования проверочной
технологической базы совместная подрезка торцов М деталей 2
и 3 может быть практически осуществлена с одной настройкой
станка, произведенной на размер а от проверочной базы детали -
отверстия N. Как видно из схемы, совместной подрезки торцов М
деталей 2 и 3 (фиг. 124 и 127), предварительная настройка станка,
обеспечивающая соблюдение необходимого размера а от провероч­
ной базы N детали, возможна лишь в том случае, если фактические
колебания размера f, определяющего расстояние проверочной базы
N от опорной поверхности детали ее торца L (фиг. 125, а) вместе
с погрешностью настройки станка и погрешностью установки де­
тали меньше допуска интересующего нас размера а, т. е. если соб­
людается неравенство 1
(52)
1 При составлении этого неравенства, как и при последующих рассуждениях,
в целях их упрощения мы пренебрегаем величиной рассеи;зания размеров Ь 11- f,
вызьшаемого совокупностью многих причин случайного порядка (неразномерноt:ть
структуры обрабатыеаемого материала, колебания припуска, температурные
условия и т. п.). Величина этого рассеивания Л.,, оценивается при данной схеме
обработки детали в несколько сотых долей миллиметра и на ход наших рассужде·
ний непосредственного влияния не оказывает.
176


Колебания размера Ь, входящие в приведенное неравенство
зависят от тщательности наётройки станка и величины погрешно­
сти установки детали в приспособлении и при подобном методе
обработки детали в условиях крупносерийного производства со­
ставляют величину, равную ±0,03+0,05 мм.
Величина колебания размера f, выдерживаемого при расточке
отверстия, определяется допуском на этот размер и составляет
о1 = ± 0,03+0,05 мм. Однако допуск на размер f на самом деле
не определяет величи~ы колебания этого раз-
0
мера у партии детален, поступивших из ме-
z
ханического цеха на сборку. Фактическая
величина колебания этого размера у дета­
лей, поступивших на сборку, изготовленных
на одном расточном приспособлении, опреде- L
ляется величиной погрешности установки де­
тали в приспособлении Лу и величиной рас­
сеивания Лм этого размера, вызываемого
воздействием совокупности случайных при­
чин.
Это дает возможность считать размер f
внутри партии деталей, обработанных на
одном расточном приспособлении, практи­
чески постоянным и принять о1 = О; тогда
оа>Оь,
Последнее неравенство означает, что если
произвести предварительную постоянную на­
стройку станка для совместной подрезки
торцов М деталей 2 и 3 на некоторый размер Ь ,
от опорной плоскости приспособления (фиг.
124 и 127), причем величину этого размера Ь
установить в зависимости от фактического
з
Фиг. 127. Совместная
подрезка торцов кор­
пуса 2 держателя и ко-
нуса 3.
Выдерживается линейный
размер а от проверочной
технологической базы -
отверстия N.
значения размера f у данной партии деталей (из уравнения Ь =
= f - а), то размер детали а от ее проверочной базы будет полу­
чаться автоматически в пределах точности настройки станка
(фактического колебания 66), погрешности установки детали Лу
и случайного рассеивания размеров. Следует подчеркнуть, что
первоначальная настройка станка производится не на размер Ь
от опорной плоскости детали - ее торца L, а непосредственно на
размер а от проверочной технологической базы детали отвер­
стия N.
Размер а контролируется, как указано выше, специальными
измерительными калибрами и проставляется в рабочих чертежах
и технологических картах детали. Совершенно очевидно, что при
замене расточного приспособления, используемого для обработки
отверстия N или при его ремонте, фактическое значение размера f
у очередной партии корпусов держателя будет другим, что потре­
бует при настройке станка, для подрезки торцов М на размер а
'
12 Маталин
177


ввести соответствующее изменение положения подрезного резца
(изменение величины размера Ь, фиг. 127).
Описанный метод совместной подрезки торцов деталей 2 и 3 на
определенный размер а от проверочной технологической базы не
только резко поднимает производительность подрезки (позволяя
осуществлять ее на заранее настроенном станке по принципу авто­
матического получения размеров), но и гарантирует постоянство
выполнения кратчайшего размера а, необходимого для обеспече­
ния совмещения центральных плоскостей червячного сектора
0
держателя;l,;и;,червяка 5 (фиг. 121).
В соответствии с описанным методом
механической обработки.и сборки корпуса
держателя, а также предъявляемыми к
нему конструктивными требованиями про­
изводится простановка линейных разме­
ров этой детали (фиг. 128). Лри этом в ра­
бочем чертеже корпуса проставляются
кратчайший размер а, связывающий кон­
структорские базы детали (одна из них -
отверстие N - используется в качестве
технологической базы), и размер f, опреде­
ляющий точность взаимного расположения
конструкторской базы детали - отвер­
стия N и технологической вtпомогательной
базы - торца L, использованной для из­
готовления детали в механическом цехе.
L
Фиг. 128. Рациональная
простановка линейных
размеров корпуса держа-
Обеспечение постоянства кратчайшего
теля прибора.
размера а после совместной подрезки торца
М корпуса 2 и конуса 3 делает излишней индивидуальную
подрезку торца держателя 1 (фиг. 121 и 122). Применявшаяся ра­
нее подрезка торца держателя предусматривалась для компен­
сации широких колебаний размера а после совместной подрезки,
осуществляющейся по первому методу обработки деталей держа­
теля, и позволяла достичь при сборке червячного зацепления
механизма вертикальных углов взаимозаменяемости держа­
телей.
Приведенный пример показывает эффективное применение про­
верочных технологических баз для обработки корпуса вместо «оче­
видного» (при поверхностном рассмотрении вопроса) метода обра­
ботки и простановки размеров детали от конструкторских баз де­
тали, в случае использования их в качестве опорных технологиче­
ских баз. Этот пример иллюстрирует высказанное выше положение
о том, что разработка общей теории построения и использования
баз, применяемых в приборостроении и точном машиностроении,
не освобождает конструктора от необходимости самостоятельного
творческого анализа конструктивных и технологических особен­
ностей разрабатываемой конструкции. Общая теория баз и выте-
178


кающие из нее правила простановки размеров призваны не заме­
нять, а только облегчать всегда самостоятельный творческий ана­
лиз конструктора.
28. ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ ОБЩЕГО
МАШИНОСТРОЕНИЯ
Увязка размеров, проставляемых на рабочих чертежах деталей,
с технологически целесообразными технологическими базами дета­
лей, используемыми при их обработке, имеет большое значение не
только при производстве точных приборов и машин, но и в условиях
работы предприятий общего машиностроения с серийным и даже
мелкосерийным производством.
Обработка цилиндра компрессора.
На фиг. 129 показан цилиндр крупного 100-кубового воздуш­
ного компрессора, изготовляемого из отливки серого чугуна 1 .
На фигуре проставлены только те размеры, которые определяют
взаимное расположение и точность наиболее ответственных по­
верхностей.
Обработка цилиндра начинается с подрезки торцов А и В,
с обточки и расточки по диаметральным размерам d1, d 2, d 3 при
выдерживании линейных размеров а, Ь, е, f, g на карусельном
станке (фиг. 130). При первой операции цилиндр закрепляется в че­
тырехкулачковом патроне после выверки торцового биения по
поверхности С, используемой в качестве черновой проверочной
базирующей поверхности. От этой базы производится подрезка
верхнего торца на размер а (65 ± 0,5 мм). Одновременно подре­
зается торец на размер Ь (30+ 0 , 52 мм), выдерживаемый от обработан­
ного торца А, являющегося здесь настроечной базирующей по­
верхностью.
После ряда операций предварительной обработки, сверлильных
и резьбонарезных операций производится окончательная обра­
ботка зеркала цилиндра по диаметру d5 (0 530+0 , 06 мм) и ряда
других поверхностей, выполняемая на карусельном станке
(фиг. 131).
В качестве опорной базирующей поверхности при выполнении
этой операции используется торец А (фиг. 129), от которого выдер­
жи;вается по упору размер k (215_ 0
_
3 мм), определяющий положе­
ние торца М выточки d4 . После подрезки торца М производят рас­
точку выточки d4 с подачей резца вверх, выдерживая размер l
(85+0 , 23 мм) от торца М, и подрезают верхний торец N на размер т
1 Примеры обработки деталей компрессоров, приведенные на фиг. 129-142,
заимствованы из книги Н. И. Белякова и Б. А. Галицкого «Технология компрессо­
ростроения». Машгиз, 1952.
12*
179


. ....
~
"'
~...
'<">
~
~
<:::\
-:,-
Фиг. 129. Упрощенный чертеж цилиндра
100-кубового воздушного компрессора.
{1
Фиг. 131. Окончательная обработка
Фиг. 130. Первая операция обра- зеркала и других ответственных по-
ботки цилиндра.
верхностей цилиндра.


(1050+0, 54 .м.м) от того же торца М. Легко
видеть, что
торец М используется при обработке цилиндра по размерам l
и т в качестве технологической настроечной базирующей поверх­
ности.
После этого растачивается отверстие под крышку по диаметру
d6 (0 532-1 °, 38 .м.м) на размер п (245+ 0 , 3 .м.м), подрезается торец Р
на размер r (10+ 0 , 36 .м.м) и обтачивается диаметр d7. Оба линей­
ных размера п и r выдерживаются от обработанного при той же
установке внешнего торца N, являющегося в этом случае настроеч­
ной базирующей поверхностью для выполнения этих размеров.
Затем окончательно растачивают отверстие зеркала цилиндра
на проход до диаметра d.,
(530+ 0 , 06 .м.м) и вытачивают фаску
2х45°.
Обработка блок-картера компрессора
На фиг. 132 показан цельнолитой чугунный блок-картер ко­
робчатой формы с двумя вертикальными отверстиями под цилин­
дровые втулки и двумя горизонтальными под опоры коленчатого
вала.
Механическая обработка блок-картера начинается с фрезеро­
вания плоскости В, используемой в дальнейшем в качестве тех­
нологической базирующей поверхности для многих последующих
операций, при одновременной обработке платиков боковой по­
верхности (фиг. 133). Операция выполняется на четырехшпиндель­
ном продольнофрезерном станке. В качестве черновой опорной
базирующей поверхности используется в дальнейшем необраба­
тываемая поверхность А, от которой выдерживается размер а
(55_0 , 74 .м.м). При второй операции, выполняемой по накладному
кондуктору на радиальносверлильном станке, сверлятся отвер­
стия под фундаментные болты, причем два из них развертываются
на размер 26+ 0 , 045 .м.м для использования в дальнейшем в качестве
базирующих поверхностей при обработке детали. Таким образом,
при первых двух операциях у блок-картера создаются удоб­
ные базирующие поверхности, обеспечивающие полную его
ориентировку на станках, которые применяются при всех
последующих операциях в качестве опорных технологических
баз.
При третьей операции, выполняемой также на четь1рехшпин­
дельном продольнофрезерном станке, фрезеруют плоскость С
под крышку цилиндра (выдерживая размер Ь = 835 .м.м от опорной
технологической базирующей поверхности В) и плоскости под
боковые крышки блок-картера (фиг. 134).
При четвертой операции, выполняемой на специальном трех­
шпиндельном расточном станке (фиг. 135), производится одновре­
менная расточка двух отверстий dl под подшипники (0 330+0 .,
.мм)
общей расточной борштангой, с подрезкой торцов этих отверстий
181


370'02
Фч06
Ф 23511,
',-1
1 \..~
~,
_1
~ФlЗ2А.1<.с °"ФЗ88113
\..
1
!'
1
J
1
Ф385Лэ
1?'7 ~
--1 ---
1 235
Фиг. 132. Блок-картер компрессора 2208-10/8.
182


Фиг. 133. Фрезерование опорных плоскостей В лап
(первая операция).
Выдерживается размер а от червячной опорной базирую­
щей поверхности А.
Фиг. 134. Фрезерование плоскости С под крышку ци­
линдра (третья операция).
Выдерж\!вается размер Ь от опорной базирующей поверх­
ности в.
Фиг. 135. Расточка блок-картера по всем внутрен­
ним поверхностям на специальном трехшпин­
дельном расточном станке (четЕертая операция).
183


на размеры f и g (фиг. 136). Горизонтальная борштанга имеет
вторую опору, двигающуюся вместе с борштангой. Для расточки
каждого отверстия в борштанге устанавливаются по три последо­
вательно работающих резца (черновой, получистовой и чистовой).
Кроме расточных резцов, в борштанге укрепляются четыре резца
для подрезки торцов как с внешних, так и с внутренних сторон.
При прямом ходе борштанги после окончательной расточки отвер-
..__
L
С 'il6
Фиг 136. Расточка ОТЕерстий
· (четЕертая
операция).
стий производится подрезка внешнего торца одного отверстия
и внутреннего торца другого отверстия. Затем движение подачи
реверсируется и при обратном движении борштанги подрезаются
внешний торец второго отверстия и внутренний торец первого
отверстия.
При той же операции и неизменной установке детали раста­
чивают отверстия под запрессовку гильз второй ступени по диа­
метрам d2 , dз, d4 , d5 (0 251, 235+0,3 , 232+0,09, 2ЗО+0•09мм) и первой
ступени по диаметрам d6 , d7 , d8 , d9 (0 405, 39O+ 0 .зв, зss+o. 12 ,
385+0 , 12 мм) с подрезкой соответствующих торцов, обеспечиваю­
щей выполнение линейных размеров т, п, р, r, s, t. Расточка
выполняется двумя одновременно работающими вертикальными
184


борштангами. Для обработки каждого пояска отверстий в бор­
штанге устанавливается по три последовательно работающих
резца (при этом черновые резцы всех поясков работают одновре­
менно, затем также одновременно работают получистовые резцы
и т. д.).
•
Операция выполняется при использовании тех же опорных
технологических баз, которые применялись и на предыдущих
операциях, - плоскостей В лап и двух отверстий под фундамент­
ные болты.
В связи с тем, что, согласно чертежу детали (фиг. 136), поло­
жение горизонтальных отверстий g 330 А 3 под подшипники
определяется размером 665+ 1, 0 мм относительно плоскости С
под крышку цилиндра, было бы теоретически правильно в каче­
стве опорной базирующей поверхности для расточки этих отвер­
стий использовать именно эту плоскость. Расточка отверстий под
подшипники велась бы от основной опорной технологической базы,
что обеспечило бы выполнение размера по чертежу 665 мм с :наи­
высшей точностью. Однако в данном случае практически целе­
сообразно отказаться от использования основной технологической
базы - плоскости С и применить вспомогательную опорную
технологическую базу - плоскость В лап, так как это делает
возможным осуществить при четвертой операции концентрирован­
ную обработку всех четырех ответственных отверстий блок-картера
на специальном трехшпиндельном расточном станке. При этом
будет достигнута высокая производительность и большая точность
взаимного расположения осей обрабатываемых отверстий, что
особенно важно для данной детали.
Поэтому при выполнении четвертой операции положение оси
отверстий под подшипники фактически определяется не чертеж­
ным размером 665 мм, а размером k, проставленным от вспомо­
гательной опорной базирующей поверхности - плоскости В
(фиг. 136). Фактическое колебание чертежного размера 665 мм
определяется суммой допусков на размер k и размер Ь, выпол­
няемый при третьей операции (фиг. 134), т. е.
л665=бk+()ь·
Так как допуск на чертежный размер 665 м.м, равный 1 мм,
достаточно велик, а фактическая точность выполнения размеров
Ь и k от обработанной опорной технологической базы В достаточно
высока и позволяет без всяких затруднений выдерживать допуски
порядка 0,3-0,4 мм, чертежный размер· 665 мм при принятой
технологии легко обеспечивается. Этому способствует выполне­
ние всех ответственных операций обработки блок-картера от еди­
ной опорной технологической базы - плоскости В
-
в соответ­
ствии с известным принципом единства баз.
185


Обработка штампованного шатуна компрессора
Обработка шатунов в условиях индивидуального и мелко­
серийного производства начинается с операций, предназначенных
для создания технологических баз, применяемых при всех после­
дующих операциях. При обработке штампованных шатунов ком­
прессора 1ВУ первая операция - фрезерование плоскостей го­
ловок шатунов - вьrполняется на вертикальнофрезерном станке,
при этом сначала фрезеруется одна плоскость на размер 22,5+0. 1 мм
от ребра шатуна, являющегося в данном случае проверочной
~-г........-, -~ <::::1=...c;;;i:;;::1-___....r::;;:i:;;:::L-P.~~--,,г-. . .. . . .. - ; ;t
с,!,.,,_
~-;r=d=~~:6j,,!;;;;;;,;;;;;;;;;;;;;.:.;;;;;;;;;;;;;;;;!ЬIJ;;;~~~~==>r~
Фиг. 137. Фрезерование плоскостей головок шатуна.
установочной базой, а затем после переустановки -детали -
вторая плоскость на размер 49_0 ,3 мм (фиг. 137).
Нетрудно видеть, что и при втором переходе этой операции,
когда головка фрезеруется на размер 49_0 ,3 мм, этот размер
фактически выдерживается от обработанной плоскости В не по
принципу автоматического получения размеров, а методом проб­
ных проходов и промеров, так как положение фрезы относи­
тельно стола устанавливается для каждой новой детали вновь.
Естественно, что при таком построении перехода опорная поверх­
ность детали В не является опорной базирующей поверхностью,
а фактически служит в качестве проверочной базирующей поверх­
ности так же, как и ребро шатуна, от которого выдерживался
размер 22,5 мм при первом переходе. Результатом использования
плоскости В в качестве проверочной базирующей поверхности
является значительное снижение производительности операции,
которое может быть оправдано только в условиях индивидуаль­
ного производства. Если шатуны обрабатываются серией даже
всего в несколько штук, безусловно целесообразно первую опе­
рацию, состоящую из двух переходов, разбить на две операции.
Одна из этих операций (вторая), заключающаяся в обработке
второй плоскости головки на размер 49-о,з мм, выполнялась бы
при такой же установке детали, как на фиг. 137, по принципу
автоматического получения размеров на настроенном станке от
опорной базирующей поверхности - плоскости В
-
со значи­
тельно более высокой производительностью.
186


При второй операции производится разметка центров отвер­
стий в головках по шаблону (относительно контура) и их нане­
сение.
При третьей операции осуществляется сверление, рассверли­
вание и зенкерование отверстия в большой головке, сверление
и рассверливание отверстия в малой головке.
При четвертой операции шлифуются обе плоскости головок
48-0 01
шатуна на размер -0:021 .мм.
Фиг. 138. Расточка отверстия в малой головке шатуна.
При пятой операции (фиг. 138) производится чистовое раста­
чивание отверстия в малой головке шатуна на размер (2)48+ 0 , 05 .мм
на токарном станке. В качестве черновой технологической базы
для расточки отверстия используется необработанный контур
малой головки, центрируемый призмой, чем обеспечивается рас­
положение оси отверстия в плоскости симметрии внешнего штам­
пованного контура обработки.
Следовательно, при первых операциях обработки шатуна
создаются надежные технологические базы (плоскости торцов
и отверстия головок), которые в дальнейшем применяются для
установки шатуна. Некоторые из этих первых операций (первая,
вторая, третья) выполняются от проверочных технологических
баз, что снижает их производительность по сравнению с приме­
нением опорных баз, однако в условиях индивидуального про­
изводства это допустимо.
При шестой (фиг. 139) и седьмой (фиг. 140) операциях фрезе­
руются боковые плоскости и места под головки шатунных болтов
большой головки шатуна. Обе операции выполняются при исполь­
зовании отверстий в головках шатуна и плоскостей головок
187


в качестве опорных технологических баз. Те же базы применяются
и при восьмой операции (фиг. 141) сверления и развертывания
отверстий в большой головке под шатунные болты.
При девятой операции, выполняемой на токарном станке
(фиг. 142), производится чистовая расточка отверстия в большой
Фиг. 139. Фрезерование боковых поверхностей большой голоrки шатуна.
головке шатуна до диаметра 80А, при которой выдерживается
конструктивно важный размер а между осями отверстий большой
и малой головок шатуна. Указанный размер выдерживается от
UJ
, Фиг. 140. Фрезерование мест по,11 головки шатунных болтов.
отверстия в малой головке, являющегося основной опорной
технологической базой. Центрирование отверстия в большой
головке осуществляется относительно ее обработанных боковых
поверхностей.
Последующие операции обработки шатуна (разрезка большой
головки и сверление различных отверстий) осуществляются на
тех же технологических базах - отверстиях и торцах обеих
головок.
188


Фиг. 141. Сверление и раз~:ертыЕание отверстий под шатунные __болты.
Фиг. 142. РастачиЕание отверстия в большой головке шатуна.
Выдерживается размер а от опорной технологической базы- отверстия
в малой головке шатуна.
189


Таким образом, обработка шатуна после создания точных
технологических баз при первых операциях производится от
единых опорных технологических баз - отверстий и торцов его
головок.
29. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ БАЗЫ И ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ НА
ЧЕРТЕЖАХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТУР~ИННЫХ ЛОПАТОК
Для производства паровых и газовых трубин, а также в ком­
прессоростроении большое значение имеет проблема усовершен­
ствования технологии изготовления турбинных лопаток. Трудоем­
кость изготовления турбинных лопаток составляет 30-40 %
трудоемкости всех станочных работ по производству турбины,
причем с увеличением мощности турбин удельный вес трудоем­
кости лопаток в общей трудоемкости турбины возрастает.
Усовершенствование технологии производства турбинных ло­
паток и оснащение его высокопроизводительными приспособле­
ниями и инструментами связано с проблемой унификации кон­
струкции лопаток и типизации технологических процессов их
обработки. Однако решение этих задач чрезвычайно затрудняется
многообразием конструктивных форм и размеров лопаток, при­
меняемых в настоящее время в паротурбостроении. Длина при­
меняемых в настоящее время лопаток колеблется в пределах от
30 до 1200 .мм. Форма рабочего профиля применяется открытая,
полуоткрытая и закрытая при постоянном и переменном профилях
сечений Jrопаток. При этом рабочие лопатки турбин имеют пять
разновидностей хвостов: вильчатый, Т-образный, грибовидный,
елочный и зубчатый по дуге с осевым заводом. На фиг. 143 при­
ведены эскизы различных типов крупногабаритных лопаток паро­
вых турбин.
При построении типовых технологических процессов возни­
кает задача такого назначения последовательности и содержания
операций, при которых сводится к минимуму влияние конструк­
тивных различий лопаток. Решение этой задачи возможно лишь
при условии нахождения общих технологических баз, по возмож­
ности совпадающих со сборочными базами лопаток (основные
технологические базы) и при рациональной простановке чертеж­
ных размеров, учитывающих применяемые при обработке лопаток
технологические базы.
Ниже излагаются некоторые результаты работы, выполненной
в указанном направлении инж. А. Р. Калинкиной при научной
консультации автора.
На фиг. 144 приводится эскиз сборочных баз крупногабарит­
ной турбинной лопатки с вильчатым хвостом, насаживаемой на
гребень диска.
Главной базирующей поверхностью сборочной базы, несущей
на себе три опорные точки и лишающей лопатку при сборке
трех степеней свободы (поступательное перемещение вдоль оси Х
190


1
\
\
1
1
1
""'
1
<>:о'
\
<с
~
"~
1
1
1
\
\
\
1\
"--
\\j
s-: -
1
0--,
(о
се-,
1
Ос)
-: :,-
с:,
~
- :,-
Фиг. 143. Разные типы крупногабаритных лопаток паровых турбин.
191


и вращение вокруг осей У и Z), является плоскость базовой сто­
роны паза.
Направляющей базирующей поверхностью. является одна из
плоскостей радиального конуса. Она несет на себе две опорные
точки и лишает лопатку двух степеней свободы: возможности
Упорная
оазирующая
по8ерхность
--- --
f0
Напра8тюща,1
оазирующая
по8ерхность
у
z
Г11а8на>1
rJазирующая
по8ерхность
Фиг. 144. Сборочная база турбинной лопатки с вильчатым
хвостом.
поступательного перемещения вдоль оси У и вращения вокруг
оси Х. Вследствие больших размеров плоскости радиального
конуса она может фактически определять и положение лопатки
относительно оси Z, которое по конструкции должно определяться
плоскостью базовой стороны паза. Это вносит элемент неопреде­
ленности в базирование лопатки созданием избыточных опорных
192


точек на плоскости радиального конуса, что при недостаточно
точном взаимном расположении этих базирующих поверхностей
вызывает необходимость припиловки одной из них при сборке.
Упорной базирующей поверхностью является точка на конце
паза, определяющая положение лопатки вдоль оси Z.
При построении технологического процесса обработки лопатки,
особенно при назначении технологических баз для обработки
рабочих поверхностей лопатки, необходимо по возможности ис­
пользовать указанные сборочные базирующие поверхности в ка­
честве технологических базирующих поверхностей, устраняя этим
возникновение погрешности базировки. На фиг. 145 представлены
три варианта схем построения типовых процессов на крупно­
габаритные турбинные лопатки с вильчатым хвостом (цифрами
показана последовательность обработки поверхностей).
Вариант 1 постр1оения технологического процесса основан
на полном совмещении сборочных базирующих поверхностей
с технологическими базирующими поверхностями. По этому
варианту, после создания предварительных технологических ба­
зирующих поверхностей производится окончательная обработка
хвоста (сборочная база), а затем, используя обработанн111й хвост
в качестве основной технологической базы, производят обработку
рабочей части лопатки (поверхности корыта и спинки, входной
и выходной кромки, внутренней и наружной галтели и головной
части).
,
Основным достоинством этого варианта является полное
исключение влияния погрешности базирования (технологическая
база совпадает со сборочной). Однако неудобство и ненадежность
установки и закрепления лопатки вследствие малой протяжен­
ности базирующих поверхностей по сравнению с ее длиной и опас­
ность деформации неустойчивой лопатки при ее обработке могут
вызвать погрешности обработки, превосходящие по своей вели­
чине погрешности базирования, возможные при других вариан­
тах построения технологического процесса.
Вторым недостатком варианта / построения процесса обра­
ботки является невозможность его использования в качестве
типового для обработки лопаток с различной формой хвоста.
Поскольку обработка рабочей части лопатки по этому варианту
производится на базе хвоста то очевидно, что при переходе на
обработку лопатки с другой формой хвоста потребуется сменить
приспособление для крепления лопатки. При построении типовых
и групповых процессов обработки лопаток желательно исполь­
зовать в качестве базирующих поверхностей более простые по­
верхности, не связанные с особенностями конструкции данной
детали группы.
Вариант / / схемы построения технологического процесса
предусматривает вначале обработку простых базирующих поверх­
ностей, на основе которых в дальнейшем производится обработка
13 Маталин
193


194


-
с,,
:, .;.
-
<.О
ел
Оораоотка fJOOO'leU 'IOCmlJ
Обработка хбоста
1412171513fб18
!В
пr4rз
rвrзrч15t6f7
Разные операции
- ~9 99s;,
~-·
7
~ j \::.,,,,
f92f20
f9202!
Фиг. 145. Схемы построения технологических процессов обработки турбинных лопаток.
Вариант / - технологическая база совмещена со сборочной; вариант I I - технологическая база совмещена со сбороч­
ной, опора под технологическую бобышку подводная; вариант / / / - технологическая база частично совмещена со сбо­
рочной, опора под технологическую бобышку жесткая.


ПоосиZ
А. Об работка галтелей
а) от конца паза
Сдор. и техн. да1 natlepxнacmu
2
lоиз=-D
б) от:::торца хвоста
Соир. оаз. notJe ,-;нuсть
Б. Об работка головной части
а) от конца паза
у
L
Сбор и техн баз. поберхнасти
11-111
z
z
Обаз=О
б) от торца хвоста
11-111
z
ПоосиХ
А. Обработка первой кромки
а) от базирующей стороны паза
ьхп
8,
ь гол
в,
в.,а(}ная /(ромка
z
Сбор и техн. по8ерхности
Offaз=D
б) от боковой стороны хвоста
6,g
ь гол
Вх
в,
в,оJнан кромка
Dоп,=ь1v;
в) от боковой стороны хвоста н бобышки
Б. Обработка второй кромки
а) от базирующей стороны паза
Иf,х
ВыхоJная кромка
z
Ооа,=П
б) от обработанной первой кромки
Фиг. 146. Анализ погрешностей базиро □ а
Приняты следующие условные сокращения: сбор. баз. поверхность - сборочная базиру
196


ПоосиУ
А. Обработка внутренней поверхности
а) от наружного радиального кон 1~1I
Соо . и техн. оаэ
по ер;rности
z
б) от наружного радиального конуса и
бобышки
III
z
в) от плоскостей наружного радиаль­
ного конуса и бобышки, полученных
за один проход одной фрезой
r) от плоскостей наружного радиаль­
ного конуса и бобышки, полученных
двумя фрезами
В. Обработка наружной поверхности
а) от наружного радиального конуса
atiz
Соор и техн баз по8ерхности
8оаз=0
z
б) от наружного радиального конуса и
плоскости бобышки
z
в) от внутреннего радиального конуса и
плоскости бобышки с другой стороны
z
от внутреннего радиального конуса и
плоскости бобышки с той же стороны
!5oэ"'~fЛ(lY:;)+Л(fr
У
1
0еоп
z
д) от внутренней поверхности
z
ния турбинных лопаток с вильчатым ХЕостом.
ющая поверхность; техн, баз. поверхность - технологическая базирующая поверхность.
197


рабочей части лопатки и только в последнюю очередь осуществ­
ляется обработка хвоста. По этому варианту, очевидно, можно
построить процесс групповой обработки лопаток с различной
формой хвоста на общих групповых приспособлениях.
Вариант I I схемы построения технологического процесса
предусматривает частичное совмещение технологической базы со
сборочной при одновременном использовании дополнительной
базирующей поверхности на искусственной дополнительной
базе - специально созданном приливе
-
бобышке.
Дополнительная базирующая поверхность бобышки создает
дополнительную опору для головной части лопатки, что пред­
отвращает ее деформацию при обработке. Для того чтобы не вво­
дить избыточных (сверх необходимых .шести) опорных точек и не
создавать неопределенности базирования, дополнительная бази­
рующая поверхность бобышки опирается на подводную опору.
Погрешность базирования и в этом случае отсутствует, однако
конструкция приспособлений с подводнь1ми опорами сложнее,
чем с жесткими.
При варианте I I I построения технологического процесса
принята такая же последовательность обработки лопатки, как
и при варианте I !, однако для упрощения конструкции приспо­
соблений подводная опора, соприкасающаяся с базирующей
поверхностью бобышки, заменена жесткой опорой. Это изменение
принципиально меняет условия базирования детали, внося в него
элемент неопределенности. При наличии погрешности взаимного
расположения технологических базирующих поверхностей и до­
полнительной базирующей поверхности - бобышки, последняя
создает дополнительные, избыточные сверх необходимых шести,
опорные точки, вызывая погрешность базирования.
На фиг. 146 приведены результаты анализа величины погреш­
НGJсти базирования при различных операциях технологических
процессов, построенных по трем указанным выше вариантам.
Как следует из этих данных, наибольшая точность обработки
теоретически достигается при варианте I построения технологи­
ческого процесса, когда технологическая база совмещается со
сборочной и погрешность базирования равна нулю.
При варианте I I построения технологического процесса, в связи
с частичным использованием вспомогательных базирующих по­
верхностей, в ряде случаев возникает некоторая погрешность
базирования, величина которой зависит от погрешности располо­
жения основной и вспомогательной технологических баз.
При варианте I I I построения _ технологического процесса
погрешность базирования может достигать значительной вели­
чины и для ее сокращения необходимо ввести более точную обра­
ботку лопаток по ряду размеров, в частности: по размеру 16 ,
связывающему вспомогательную технологическую базирующую
поверхность (торец паза) со сборочн9й - концом паза; по раз-
198


мерам Ь6 , r и h, связывающим взаимное расположение сборочной
базы - хвоста и искусственной вспомогательной базы «бобышки».
Расчеты величины погрешности базирования, проведенные для
конкретных размеров крупногабаритных турбинных лопаток по
Фиг. 147. Схема типового технологического процесса обра-
ботки круцногабаритных турбинных лопаток.
приведенным на фиг. 146 формулам, показали, что величина этой
погрешности при разумном построении операционных допусков
может быть ограничена размерами, позволяющими обеспечить
требуемую точность изготовления лопаток. Это послужило осно­
ванием для построения типового технологического процесса обра­
ботки турбинных лопаток в соответствии с вариантом / / / схем
технологических процессов.
199


1-:>
о
о
tl~
~~
703! О,?
691,7 '02
ff.§1Ji:02
iff'l,ЗlЩ
.
,{ ).7
r::
~
i
,г+i!.Г
,.;.1но.2 -
""
""'
.,
""
В\/
ж
и"'
_
_jш
"'})'·
78IO,f
Аlб
в
дl )Ж
IИ
380+11__
580тf12
_____д;Ш:!: 0,2
615
~
9Зt!l,_I
}х
IЛн
н
"'
=
п~ие с
zу
~ 7J,5
Фиг. 148. Пример типовой
простановки размеров на чер­
теже крупногабаритной ло­
патки с вильчатым хвостом.


На фиг. 147 приведена схема построения типового технологи­
ческого процесса обработки крупногабаритных турбинных лопа­
ток, принятого по варианту / / /, предусматривающего создание
и использование искусственной вспомогательной базы - техно­
логической «бобышки», которая отрезается после обработки ра­
бочей части и хвоста лопатки.
Пример простановки размеров на рабочем чертеже крупно­
габаритной лопатки паровой турбины (лопатка с вильчатым
хвостом) применительно к описанному типовому технологическому
процессу приведен на фиг. 148.


Заключение
Изложенные в работе соображения о свойствах баз, при­
меняемых при конструировании и изготовлении точных приборов
и машин, позволяют сделать следующие выводы.
1. При создании нового изделия конструктор должен стре­
миться проставить на чертеже все ответственные размеры по
кратчайшим размерным цепям, связывающим конструкторские
базы детали.
2. Вследствие того, что наивысшая фактическая точность выпол­
нения размеров достигается при их простановке от технологиче­
.ских баз детали, конструктор должен после простановки размеров
от конструкторских баз детали проанализировать возможность
использования одной из конструкторских баз (связанных общим
расчетным размером) в качестве основной технологической базы.
При этом конструктор должен иметь в виду следующее.
а) При использовании опорной базирующей поверхности
в общую погрешность обработки детали включается дополни­
тельная погрешность - погрешность установки детали Лу, вели­
чина которой зависит от типа приспособления, применяемого для
установки детали.
б) Наиболее рационально использование опорной технологи­
ческой базы в случаях обработки деталей при дифференцирован­
ном построении операций, при выдерживании небольшого числа
размеров (фрезерные и строгальные работы, простые токарные
операции типа подрезных, расточные операции и т. д.).
в) При обработке деталей сложной конфигурации с большим
числом размеров на револьверных станках с применением фасон­
ных, многолезвийных инструментов, а также при фрезеровании
фасонных контуров детали комплектами фрез применение опорных
баз снижает точность выдерживаемых размеров на величину
погрешности установки. Одновременно с этим значительно услож­
няется настройка и регулировка станков при обработке партии
деталей.
В подобных случаях наиболее целесообразной является про­
становка размеров от настроечных баз детали.
г) При обработке деталей: сложной конфигурации с большим
числом размеров наиболее рациональной является простановка
размеров от настроечной базы.
202


При использовании настроечных баз фактическая точность
выдерживаемых размеров является наивысшей, так как в этом
случае полностью исключается влияние погрешности установки
детали Лу на точность взаимного расположения обрабатываемых
поверхностей и на фактическую точность выдерживаемых разме­
ров, проставленных от настроечных базирующих поверхно­
стей.
д) При применении проверочных баз может быть достигнута
высокая точность выполнения размеров детали (выполнение ли­
нейных размеров в пределах допусков 6 = ±О,03-;-±0,05 мм;
снижение радиального биения до величины 0,01-0,02 мм), однако
затрата значительного времени на выверку деталей делает метод
работы от проверочных баз мало пригодным для крупносерийного
производства.
В связи с этим необходимо, по возможности, избегать кон­
струкций, требующих для изготовления или сборки деталей при­
менения проверочных технологических баз.
3. Если анализ созданной конструкции детали показывает, что
ни одна из конструкторских баз не может быть использована
в качестве основной технологической базы, конструктор должен
установить поверхности детали, которые могут быть приняты
в качестве вспомогательных технологических базирующих по­
верхностей и подсчитать величину допусков, которые придется
выдерживать при изготовлении детали с использованием вспомо­
гательных технологических базирующих поверхностей.
Если подсчитанные конструктором допуски на размеры от
вспомогательных технологических баз окажутся шире, чем эко­
номически достижимая точность обработки детали проектируемым
методом, конструктор вправе считать созданную им конструкцию
пригодной и может проставить на чертеже детали кратчайшие
размеры размерных цепей от конструкторских баз детали. В этом
случае технолог, разрабатывающий технологический процесс
обработки детали, должен произвести окончательный пересчет
размеров и проставить в операционно-технологических картах
размеры от вспомогательных базирующих поверхностей.
Если подсчитанные конструктором допуски на размеры, про­
ставленные от вспомогательных технологических баз, окажутся
более жесткими, чем экономически достижимая точность обра­
ботки детали по проектируемому методу изготовления, конструк­
тор должен признать созданную им конструкцию нетехнологичной
и для крупносерийного производства непригодной и заменить ее
другой конструкцией, позволяющей выполнить точные размеры
на. настроенных станках.
4. Второстепенные размеры детали, оформляющие ее конфи­
гурацию и не входящие в расчетные размеры цепи проектируе­
мого изделия, должны проставляться непосредственно от техноло­
гических баз, принятых при обработке детали.
203


Определение наиболее рациональных технологических баз
проектируемой детали должно производиться на основе изложен­
ных выше соображений об особенностях применения опорных,
настроечных и проверочных базирующих поверхностей в крупно­
серийном производстве.
Использование сформулированных выше общих правил вы­
бора баз и простановки размеров в рабочих чертежах деталей
должно помочь конструктору в создании новых конструкций точ­
ных изделий, рассчитанных на изготовление современными ме­
тодами высокопроизводительного крупносерийного производства.


ПРИЛОЖЕНИЕ
КОЛЕБАНИЕ КОНСТРУКТОРСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ТОЧНОСТИ И ФОРМЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
БАЗ
Характер
1
Схема установки детали
1
Конструктивное 1 Колебание кон-
операции
при обработке
требование
структорского
обработки
к операции
размера
~
0D
Обработка
Выдержать
Л6=2х
ПЛОСКОСТИ ЦИ·
линдрической
ко~структор-
х(~-1)
детали на базе
скии размер т
призмы
sшт
=-1_
Обработка
~
Выдержзть
0D
ПЛОСКОСТИ ЦИ·
Лб=
линдрической
~~ ко1!структор-
2.а
детали на базе
скии размер т
sшт
призмы
ш~1,
0D
Обработка
Лб=-Х
ПЛОСКОСТИ ЦИ·
Выдержать
2
линдрической
конструктор-
X(~+l)
детали на базе
ский размер т
призмы
sшт
-
~"'
Выдержать
Сверление
~
концентрич-
отверстия
"
~~ ность просвер-
Лб= 0D
в круглой де-
~~
ливае:VIого
2.а
тали на базе
<::,
отверстия
sшт
призмы
с наружной
dепоВ§vжная ey6~q
поверхностью
Сверление
~,t; Выдержать
~
d
концентрич-
отверстия
~~
ность просвер-
0D
в круглой де-
""'""
ливаемого
Лб=Т
тали на базе
<:::,::>.,
отверстия
;;;"'
призмы
:,:; "
ПoiJ(}y"?/cttaЯ с наружной
гуоко
поверхностью
205


Продолжение
Характер
1
Схема установки детали
1
!(онструктивное 1 !(олебан ие кон-
операции
при обработке
требование
структорского
обработки
к операции
размера
Сверление
~
бv
Выдержать
Л6=2Х
отверстия
в круглой де-
конструктор-
х(~-1)
тали на базе
ский размер т
призмы
sшт
~
1
Сверление
Лб=-Х
отверстия
Выдержать
2
в круглой де-
конструктор-
(~+бd)
тали на базе
ский размер т х
призмы
sшт
flозжvм11ой шт,1rрт
Л6=3438~
Фрезерование
~
·1
Выдержать
s
паза на базе
параллельность
отверстия
оси паза и
(Результаты
л
'
грани АВ даются в минутах)
РазжuмнО1i
~
шmuqim
Фрезерование
Выдержать
паза на базе
конструктор-
Лб=бп
отверстия
ский размер т
"'
Uil<Hb!U
упор
Обработка
~ Выдержать
плоскости ци.
бv
линдрической
конструктор-
Л6= 2
детали на· базе
ский размер т
плоскости
206


Продолженuе
1
1
I(онструктнвное 1 I(олебанне кон-
Характер
Схема установки детали
требование
структорского
операции
при обработке
к операции
размера
обработки
Фрезерование
~
Конце8ая
реза
{)D
паза на базе
ll.
Выдержать
конического
конструктор-
Лб=Т
отверстия
!:;;
ский размер т
с конусiюстью
V
' llg
Фрезерование
-
бп
паза на базе
Выдержать
+ь~
конического
конструктор-
Лб=V
отверстия
ский размер т
с конусностью
V


ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............
Г л а в а I. Базы в машиностроении
.
1. Классификация баз и базирующих
2. Схемы классификации баз
.
.
.
.
поверхностей
Г л а в а I I. Погрешность установки детали в приспособлениях
3. Задачи экспериментального исследования погрешности уста-
новки.... '
.
.
.
'..'
''
.
.
.
'....'''
'
4. Исследование погрешности установки детали в гильзе
.
5. Исследование погрешности установки детали в трехкулачковом
самоцентрирующем патроне
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
6. Исследование погрешности установки при креплении деталей
на разжимных оправках ................. .
7. Исследование погрешности установки детали на цилиндрической
оправкесгайкой.....................
8. Погрешность установки при центрировании деталей в различ­
ныхприспособлениях...................
9. Погрешность установки деталей в центрах
.
.
.
.
.
.. ..
10. Исследование погрешности установки при зажиме деталей в
тисках
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
11. Исследование п_огрешности установки при креплении детали
3
7
48
51
53
61
65
68
69
70
75
прихватами
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
81
12. Установка крупных плоскостных деталей при их креплении
прихватами................
13. Способы уменьшения погрешности установки
87
14. Полная погрешность обработки детали
91
Гл а в а III. Простановка размеров на чертежах с учетом технологии
механической обработки деталей
.
.
.
.
.
96
15. Система оформления чертежей и технология производства
16. Простановка размеров от опорных технологических баз
98
17. Простановка размеров от настроечных баз
.
.
.
.
.
.
101
18. Применение проверочных технологических баз
118
19. Выбор технологических баз при разработке технологических
процессов
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Г л а в а IV. Разработка конструкции точных приборов и машин с учетом
технологических баз, применяемых при их изготовлении
129
20. Простановка размеров на чертежах деталей лимба
.
.
.
.
.
.
.
21. Простановка размеров на чертеже червячного колеса попереч-
ногосуппортаревольверногостанка............ 139
22. Простановка размеров на чертежах деталей оптического прибора
142
23. Простановка размеров на чертежах деталей бинокля
.
.
.
.
.
.
146
24. Простановка размеров, определяющих положение плоскостей
тренияшарниров..................... 155
25. Простановка линейных размеров на чертежах деталей инстру-
ментальногомикроскопа ................. 158
26. Простановка размеров на чертежах деталей прицела
.
.
.
.
.
.
163
27. Простановка размеров на чертежах деталей держателя прибора 170
28. Простановка размеров на чертежах деталей общего машино-
строения..................
.
.
.
.
.
179
29. Технологические базы и простановка размеров на чертежах
крупногабаритных турбинных лопаток
190
Заключение
202
Приложение................
205
208