Фрезерование криволинейных контуров. Разметка деталей (общие сведения) Фрезерование криволинейного контура комбинированием ручных подач
- " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
Основы черчения
Вы уже знаете, что для изготовления любого изделия надо знать его устройство, форму и размеры деталей, материал, из которого они сделаны, способы соединения деталей между собой. Все эти сведения вы можете узнать из чертежа, эскиза или технического рисунка.
Чертеж
- это условное изображение изделия, выполненное по определенным правилам с помощью чертежных инструментов.
На чертеже показывают несколько видов изделия. Виды выполняют, исходя из того, как наблюдают изделие: спереди, сверху или слева (сбоку).
Название изделия и деталей, а также сведения о количестве и материале деталей заносят в специальную таблицу - спецификацию
.
Часто изделие изображают увеличенным или уменьшенным по сравнению с оригиналом. Но несмотря на это, размеры на чертеже проставляют действительные.
Число, которое показывает, во сколько раз уменьшены или увеличены действительные размеры, называют
масштабом
.
Масштаб не может быть произвольным. Например, для увеличения
приняты масштабы 2:1
, 4:1
и т. д., для уменьшения
-1:2
, 1:4
и т. д.
Например, если на чертеже сделана надпись «М 1:2
», то это означает, что изображение в два раза меньше действительного, а если «М 4:1
», то в четыре раза больше.
На производстве часто применяется эскиз
- изображение предмета, выполненное от руки по тем же правилам, что и чертеж, но без соблюдения точного масштаба. При составлении эскиза сохраняется соотношение между частями предмета.
Технический рисунок - наглядное изображение предмета, выполненное от руки теми же линиями, что и чертеж, с указанием размеров и материала, из которого изготовлено изделие . Его строят приближенно, на глаз, выдерживая соотношения между отдельными частями предмета.
Число видов на чертеже (эскизе) должно быть таким, чтобы давать полное представление о форме предмета .
Существуют определенные правила простановки размеров. Для прямоугольной детали размеры наносят так, как это показано на рисунке выше.
Размер
(в миллиметрах) проставляют над размерной линией слева направо и снизу вверх
. Наименование единиц измерения не указывают.
Толщину детали
обозначают латинской буквой S
; цифра, стоящая справа от этой буквы, показывает толщину детали в миллиметрах.
К определенным правилам относится и обозначение на чертеже диаметра отверстия
– его обозначают символом Ø
.
Радиусы окружностей
обозначают латинской буквой R
; цифра, стоящая справа от этой буквы, показывает радиус окружности в миллиметрах.
Контур детали
на чертеже (эскизе) надо показывать сплошными толстыми основными линиями
(линиями видимого контура); размерные линии
- сплошными тонкими
; линии невидимого контура
- штриховыми
; осевые
- штрихпунктирными
и т.д. В таблице приведены различные типы линий, применяемых в чертежах.
|
Прочитать чертеж, эскиз, технический рисунок - значит определить название изделия, масштаб и изображения видов, размеры изделия и отдельных деталей, их названия и количество, форму, местоположение, материал, вид соединения.
Техническая документация и средства гармонизации
Техническая документация
на изготовление простого однодетального, многодетального или комплексного изделия включает в себя:
изображение
готового изделия, спецификацию и краткие сведения о функции (Ф
), конструкции (К
), технологии (Т
) и отделке (эстетике) (Э
) данного объекта труда - первый лист;
схемы
возможных вариантов изменения габаритных размеров и конфигурации изделия или его деталей. В основу предлагаемых изменений положены различные системы соотношения и членения форм - второй лист;
чертежи деталей
сложной конфигурации, которые изготавливаются по шаблонам,- третий лист (не для всех изделий);
иллюстративно-технологическую карту
, содержащую сведения о последовательности изготовления деталей или самого изделия в виде пооперационных чертежей и об инструментах и приспособлениях, используемых при выполнении данной операции,- последующие листы. Содержание их может быть частично изменено. Эти изменения касаются в основном использования специальных технологических приспособлений, позволяющих ускорить выполнение отдельных операций (разметка, пиление, сверление и т. п.) и получать более качественные детали и изделия.
Разработка конструкции любого изделия, к внешнему виду которого предъявляются те или иные эстетические требования, сопряжена с использованием определенных закономерностей, приемов и средств композиции. Игнорирование хотя бы одного из них ведет к существенному нарушению формы, делает изделие невыразительным и некрасивым.
Чаще всего применяют такие средства гармонизации, как пропорционирование
(нахождение гармонического отношения сторон изделия), соподчинение и расчленение формы
.
Пропорциональность
- это соразмерность элементов, наиболее рациональное соотношение частей между собой и целым, придающее предмету гармоническую целостность и художественную завершенность. Пропорции устанавливают гармоническую меру частей и целого с помощью математических отношений.
Систему прямоугольников с пропорциональным отношением сторон можно построить, используя:
а) отношения целых чисел
от 1 до 6 (1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 2:3, 3:4, 3:5, 4:5, 5:6) (рис. 1);
б) так называемое, «золотое сечение
». Определяется формулой а:в=в:(а+в).
Любой отрезок можно пропорционально разделить на две неравные части в этом отношении (рис. 2). На основе этого отношения можно построить или расчленить стороны прямоугольника (рис. 3);
в) пропорциональный ряд
, составленный из корней натуральных чисел: √2, √3, √4» √5. Можно построить систему прямоугольников этого ряда так: на стороне квадрата «1» и его диагонали «√2» - прямоугольник с отношением сторон 1: √2; на диагонали последнего - новый прямоугольник с отношением сторон 1: √3; далее прямоугольник - 1: √4 (два квадрата) и 1: √5 (рис. 4).
Для нахождения гармонического соотношения сторон используют систему соподчинения и расчленения формы
:
а) соподчинение
применяется тогда, когда к какому-то элементу пристраивают другой, соразмерный основной части (рис. 5);
б) расчленение используется тогда, когда необходимо разбить на более мелкие элементы основную форму (рис. 6).
Ниже даны варианты изменения конфигурации формы изделий и варианты изменения габаритных размеров, в которых использованы вышеизложенные правила гармонизации.
Разметка прямоугольных деталей
Назначение и роль разметки.
Процесс нанесения на древесину контурных линий будущей заготовки называется разметкой. Разметка
- одна из важнейших и трудоемких операций, от выполнения которой во многом зависит не только качество изделий, но и затраты материала и рабочего времени. Разметка перед распиливанием называется предварительной или разметкой черновых заготовок
.
На производстве предварительная разметка осуществляется с учетом припусков на обработку и усушку. В учебных мастерских обрабатывают высушенные материалы, поэтому припуски на усушку не учитывают.
Следует знать, что при обработке высушенных заготовок получают поверхность с низкой шероховатостью и достигают высокой прочности склеивания и отделки. Припуски на шлифование
с одной стороны детали строганых поверхностей равны 0,3 мм, а для деталей, поверхности которых обработаны пилением
,- не более 0,8 мм. Припуски на строгание древесноволокнистых плит и клееной фанеры не предусмотрены, так как их не подвергают строганию.
Разметку
выполняют карандашом
с помощью разметочных инструментов (измерительной линейки, столярного угольника, рейсмуса, малки, рулетки, штангенциркуля и т.д.) в соответствии с чертежом, эскизом, техническим рисунком. Общий вид некоторых разметочных инструментов показан ниже.
Разметочные и измерительные инструменты. Как вам уже известно, разметку древесины и древесных материалов выполняют различными инструментами, большинство из которых используют и для измерений в процессе изготовления деталей: рулетка - для измерения и разметки пило- и лесоматериалов; метр - для разметки черновых заготовок; линейка - для измерения деталей и заготовок; угольник - для измерения и вычерчивания прямоугольных деталей; ерунок - для вычерчивания и проверки углов 45° и 135° и при разметке соединений на «ус»; малка - для вычерчивания и проверки различных углов (заданный угол устанавливается по транспортиру); рейсмус и скоба - для нанесения параллельных линий при обработке кромок или пластей заготовок; циркуль - для вычерчивания дуг, окружностей и откладывания размеров; кронциркуль - для определения диаметра круглых отверстий; нутромер - для измерения диаметра отверстий.
От точности выполнения разметки
зависит качество изделия. Поэтому будьте внимательны при работе. Старайтесь разметку вести так, чтобы из одной заготовки получилось как можно больше деталей.
Не забывайте о припуске
. Припуск
- слой древесины, который снимается при обработке заготовки
(при пилении обычно дают припуск до 10 мм, при строгании - до 5 мм).
При разметке прямоугольной детали из фанеры
(рис. а
) поступают так:
1. Выбирают базовую кромку
заготовки (если такой кромки нет, то ее следует выпилить по предварительно нанесенной по линейке базовой линии
).
2. По угольнику проводят линию под прямым углом к базовой кромке (линии) на расстоянии примерно 10 мм от торца (рис. б
)
3. От проведенной линии по линейке откладывают длину детали (рис. в
).
4. По угольнику проводят линию, ограничивающую длину детали (рис. г
).
5. По линейке откладывают ширину детали на обеих линиях, ограничивающих длину детали (рис. д
).
6. Соединяют обе полученные точки (рис. е
).
Если деталь делают из доски или бруска, то разметку производят от самых ровных и гладких пласти и кромки (если их нет, то предварительно выстрагивают лицевые пласть и кромку). Лицевые поверхности на заготовке отмечают волнистыми линиями.
Последующую разметку выполняют так:
1. От лицевой кромки откладывают ширину детали и проводят карандашом разметочную линию (рис. а).
2. Рейку рейсмуса выдвигают так, чтобы расстояние от острия шпильки до колодки было равным толщине детали (рис. б).
3. Рейсмусом размечают толщину детали (рис. в).
4. Размечают длину детали с помощью линейки и угольника (рис. г).
Разметку большого количества одинаковых деталей или деталей, имеющих криволинейный контур, осуществляют с помощью специальных шаблонов
. Они выполнены в виде пластин, имеющих такие же очертания, что и контур изделия.
Размечать детали надо простым и остро отточенным карандашом.
При разметке шаблон должен быть плотно прижат к заготовке.
Процесс изготовления изделия из древесины
В учебных мастерских учатся изготавливать различные изделия из пиломатериалов и фанеры. Каждое из этих изделий состоит из отдельных деталей, соединенных вместе. Детали могут иметь различную форму. Сначала пробуют изготовить плоские прямоугольные детали. Для этого нужно правильно выбрать заготовку (брусок, доску, лист фанеры), научиться выполнять разметку, строгание, пиление, зачистку. После изготовления всех деталей выполняется сборка и отделка изделия. Каждый из этих этапов работы называется операцией .
Каждая операция выполняется определенным инструментом, часто с использованием приспособлений . Так называются устройства, которые облегчают работу и делают ее более качественной. Одни приспособления помогают, например, быстро и надежно закрепить деталь или заготовку, инструменты, другие точно произвести разметку, без ошибок выполнить ту или иную операцию. Приспособления целесообразно использовать и в том случае, когда надо сделать большое количество одинаковых деталей . С одним из приспособлений - зажимом столярного верстака - вы уже знакомы.
В учебной мастерской вы будете чаще всего работать по технологической карте , в которой указана последовательность операций . Ниже представлена технологическая карта изготовления кухонной доски.
|
В технологических картах, применяемых на производстве, указывают все операции, их составные части, материалы, оборудование, инструменты, время, необходимое для изготовления изделия, и другие необходимые сведения. В школьных мастерских применяют упрощенные технологические карты. В них часто используют различные графические изображения изделий (технические рисунки, эскизы, чертежи).
Готовое изделие будет качественным, если оно соответствует размерам и требованиям, указанным на чертеже.
Для получения качественного изделия необходимо правильно держать инструмент, соблюдать рабочую позу, точно выполнять все операции, постоянно контролировать себя.
Не все детали машин имеют контуры, очерченные прямыми линиями, многие детали представляют плоские поверхности, ограниченные с боков криволинейными контурами. На рис. 156 показаны детали с криволинейными контурами: гаечный ключ (рис. 156, а), прихват (рис. 156, б), кулачок к токарному автомату (рис. 156, в), шатун двигателя (рис. 156, г). Контуры этих деталей состоят из отрезков прямых, сопряженных с кривыми или с дугами окружностей различного диаметра, и могут быть получены фрезерованием на обычном вертикально-фрезерном или специальном копировально-фрезерном станке.
Криволинейные контуры можно фрезеровать на вертикально-фрезерном станке:
а) по разметке комбинированием ручных подач;
б) по разметке при помощи круглого поворотного стола;
в) по копиру.
Фрезерование криволинейного контура комбинированием ручных подач
Фрезерование комбинированием ручных подач заключается в том, что предварительно размеченную заготовку (закрепленную либо на столе фрезерного станка, либо в тисках, либо в приспособлении) обрабатывают концевой фрезой, перемещая ручной подачей стол одновременно в продольном и поперечном направлениях так, чтобы фреза снимала слой металла в соответствии с размеченным криволинейным контуром.
Для пояснения этого метода обработки криволинейного контура рассмотрим пример фрезерования контура планки, показанной на рис. 157.
Выбор фрезы
. Выберем концевую фрезу, диаметр которой позволил бы получить закругление R
= 18 мм
, требуемое контуром детали по чертежу. Берем концевую фрезу из быстрорежущей стали Р18 диаметром 36 мм
с нормальными зубьями и коническим хвостовиком по ГОСТ 8237-57; такая фреза имеет 6 зубьев.
подготовка к работе
. Планку устанавливают непосредственно на столе вертикально-фрезерного станка, закрепляя ее прихватами и болтами, как показано на рис. 158. Параллельная подкладка применяется для того, чтобы фреза при обработке не задевала рабочую поверхность стола станка.
При установке необходимо следить за тем, чтобы стружка или грязь не попала между соприкасающимися поверхностями стола станка, подкладки и заготовки.
Настройка станка на режим резания
. Настроим станок на заданную скорость резания 40 м/мин
. По лучевой диаграмме (см. рис. 54) скорости резания 40 м/мин
при диаметре фрезы D
= 36 мм
соответствует число оборотов между n
11 = 315 и n
12 = 400 об/мин
. Принимаем ближайшее меньшее число оборотов n
11 = 315 и устанавливаем лимб коробки скоростей на эту ступень. При этом скорость резания по формуле (1):
Фрезерование контура . Фрезерование будем вести с ручной подачей, следя за разметкой, для чего фрезерование необходимо начинать с участка, где имеется наименьший припуск, или врезаться фрезой постепенно за несколько проходов во избежание поломки фрезы (рис. 159).
Фрезерование производят с одновременной подачей в продольном и поперечном направлениях соответственно линии разметки. Профрезеровать контур начисто за один проход невозМожно, поэтому сначала фрезеруют криволинейный контур начерно, а затем начисто по линии разметки, включая закругления у широкой части планки.
фрезерование центрального паза шириной 18 мм
и длиной 50 мм
производят по способу фрезерования замкнутого паза (см. рис. 131).
Фрезерование с применением круглого поворотного стола
Криволинейные контуры, имеющие форму дуги окружности в сочетании с отрезками прямых или без них, обрабатывают на круглом поворотном вращающемся столе, который является нормальной принадлежностью вертикально-фрезерного станка.
Поворотный круглый стол с ручной подачей
. На рис. 160 показан круглый поворотный стол для работы с ручной подачей. Плита 1
поворотного стола крепится к столу станка при помощи болтов, вставляемых в пазы стола. При вращении маховичка 4
, насаженного на валик 3
, вращается поворотная часть стола 2
. На боковой поверхности стола нанесены градусные деления для отсчета поворота стола на требуемый угол. Заготовки для обработки закрепляют на поворотном столе любым способом: в тисках, непосредственно при помощи прихватов, в специальных приспособлениях.
При вращении маховичка 4
заготовка, установленная и закрепленная на круглом поворотном столе, будет поворачиваться вокруг вертикальной оси стола. При этом каждая точка поверхности заготовки будет перемещаться по окружности радиуса, равного расстоянию этой точки от оси стола. Чем дальше расположена точка поверхности от оси стола, тем большую окружность опишет она при вращении стола.
Если подвести заготовку любой точкой к вращающейся фрезе и продолжать поворачивать стол, то фреза обработает на ней дугу окружности радиусом, равным расстоянию от центра до этой точки заготовки.
Таким образом, при обработке на круглом поворотном столе контур дуги образуется без комбинирования двух подач в результате круговой подачи поворотного стола, и точность контура здесь зависит не от умения комбинировать две подачи, а от правильной установки заготовки на столе.
При помощи круглого поворотного стола можно фрезеровать как наружные контуры, так и внутренние пазы.
Обработка контурного шаблона
. Рассмотрим пример изготовления детали фрезерованием, где сочетается обработка наружного контура с обработкой внутренних круговых пазов.
Пусть требуется обработать контурный шаблон, показанный на рис. 161.
Заготовка имеет вид прямоугольника размером 210x260 мм
, толщиной 12 мм
. В заготовке предварительно просверлено центральное отверстие диаметром 30 мм
(для крепления ее на круглом столе) и четыре вспомогательных отверстия диаметром 32 мм
(для фрезерования). Заготовка предварительно размечена.
Фрезерование будем вести на вертикально-фрезерном станке.
Так как обработке подлежат наружный и внутренний контуры, то фрезерование необходимо производить в две установки
.
1. Закрепив заготовку на круглом столе болтами, пропущенными через любые два отверстия в ней, фрезеруем наружный контур по разметке, используя вращателыное движение круглого стола (рис. 162, а).
2. Закрепив заготовку на круглом столе прихватами, фрезеруем внутренние круговые пазы по разметке, используя вращательное движение круглого стола (рис. 162, б).
Выбор фрезы
. Так как обработку наружного контура и внутренних пазов желательно производить без смены фрезы, то выбираем концевую фрезу из быстрорежущей стали Р18 (по ГОСТ 8237-57) диаметром 32 мм
(соответственно ширине кругового паза) с нормальным зубом (z = 5) и коническим хвостовиком.
Установка круглого поворотного стола
. Для установки круглого стола необходимо:
1 Поставить круглый стол на ребро, протереть основание и установить на стол станка. При установке ввести в пазы стола станка с обеих сторон прижимные болты с гайками и шайбами и закрепить круглый стол болтами.
2 Вставить в центральное отверстие круглого стола центрирующий штифт диаметром 30 мм
.
Для закрепления заготовки воспользуемся центрирующим штифтом и болтами для первой установки (рис. 162, а) и центрирующим штифтом и прихватами для второй установки (рис. 162,6).
Настройка станка на режим фрезерования
. Для данной операции задана скорость резания υ = 31,5 м/мин
, что при диаметре фрезы D
= 32 мм
по лучевой диаграмме (см. рис. 54) соответствует 315 об/мин
. Подача фрезы задана 0,08 мм/зуб
, что при n
= 315 об/мин
и числе зубьев фрезы z = 5 дает минутную подачу 0,08X5x315= 126 мм/мин
.
Устанавливаем лимб коробки скоростей на 315 об/мин
и лимб коробки подач на 125 мм/мин
.
Фрезерование наружного контура
. Закрепление заготовки ясно из рис. 162, а.
Закрепив в шпиндель станка концевую фрезу, включают станок и подводят заготовку к фрезе в том месте, где имеется наименьший припуск (рис. 162, а).
Вращающуюся фрезу врезают ручной подачей в заготовку до линии разметки и, включив механическую продольную подачу, фрезеруют прямолинейный участок 1-2
(рис. 161). При ручном вращении круглого стола фрезеруют криволинейный участок 2-3
. После этого фрезеруют при механической продольной подаче прямолинейный участок 3-4
и, наконец, опять при ручном вращении круглого стола фрезеруют криволинейный участок 4-1
.
Фрезерование круговых пазов
. Заготовку для фрезерования круговых пазов устанавливают так, как показано на рис. 162, б.
Вращением рукоятки вертикальной, продольной и поперечной подач подводят фрезу (см. рис. 162, б) и вставляют в отверстие 5
(см. рис. 161). Затем надо поднять стол, застопорить консоль стола и плавно при ручной круговой подаче круглого стола, медленно вращая маховичок, профрезеровать внутренний паз 5-6
. По окончании прохода опустить стол в исходное положение и вывести фрезу из паза.
Вращением рукояток круговой и вертикальной подач вводят фрезу в отверстие и фрезеруют таким же образом при круговой подаче внутренний паз 7-5
.
Круглый поворотный стол с механической подачей
. На рис. 163 дана более совершенная конструкция круглого стола, круговое движение которого производится механически от привода станка. Если на квадратный конец валика 6
надеть маховичок, то можно вращать стол вручную, как у показанного на рис. 160 стола с ручной подачей. Механическое вращение стола получается при соединении ходового винта продольной подачи стола станка через систему шестерен с шарнирным валиком 3-4
, связанным с червячной передачей, находящейся в корпусе круглого станка. Включение механической подачи стола производится рукояткой 5. Автоматическое выключение механической подачи производится кулачком 2
, который для установки можно передвигать по пазу 1
круглого стола и закреплять в нужном положении двумя болтами.
Работа на круглом столе с механической подачей производится подобно разобранному примеру обработки на круглом столе с ручной подачей, но фрезеровщик избавлен от необходимости вручную вращать маховичок. Круговая механическая подача выражается также в мм/мин . Ее определяют, исходя из развернутой длины окружности обработки и числа оборотов круглого стола в минуту.
Пример 7
. Определить круговую подачу при обработке по наружному контуру заготовки, показанной на рис. 161, на поворотном столе с механической подачей, если известно, что стол делает 0,25 об/мин
.
Наружный контур детали по рис. 161 очерчен дугами окружности D
= 250 мм
, следовательно, длина пути фрезы по этой окружности равна πD
= 3,14 X 250 = 785,4 мм
. При одном обороте стола в минуту скорость круговой подачи равна 785,4 мм/мин
, а при 0,25 об/мин
, как задано условиями обработки, скорость круговой подачи составит: 785,4-0,25= 197,35 мм/мин
.
Фрезерование по копиру
Для изготовления деталей, имеющих криволинейный контур, криволинейные канавки и другие сложные очертания, можно фрезеровать заготовку, как мы видели, либо комбинируя две подачи, либо применяя поворотный круглый стол; в этих случаях предварительная разметка обязательна.
При изготовлении больших партий одинаковых деталей с криволинейными контурами пользуются копировальными приспособлениями или применяют специальные копировально - фрезерные станки.
Принцип работы копировальных приспособлений для фрезерования основан на использовании продольной, поперечной и круговой подач стола станка для сообщения заготовке криволинейного движения, точно соответствующего контуру готовой детали. Для автоматического получения нужного контура применяют копиры, т. е. шаблоны, которые заменяют разметку.
Фрезерование по копиру - шаблону
. Для фрезерования контура большой головки шатуна двигателя (рис. 164, б) копир 1
накладывают на деталь 2
и надежно с ней скрепляют. Действуя маховичком круговой подачи круглого поворотного стола и рукоятками продольной и поперечной подач, фрезеровщик следит за тем, чтобы шейка концевой фрезы 3
все время прижималась к поверхности копира 1
.
Концевая фреза для обработки по копиру показана на рис 164, а.
На рис. 165 дана схема копировального приспособления для фрезерования контура большой головки шатуна двигателя, подобно изображенной на рис. 164, но с применением, кроме копира, еще ролика и груза.
На столе 7
станка установлено копировальное приспособление 5
, имеющее круглый поворотный стол с ручной подачей; на планшайбе стола закреплен копир 6
. Под действием груза 1
копир 6
всегда прижат к ролику 2
. Ходовые винты продольной и поперечной подач стола станка освобождены и при вращении круглого поворотного стола приспособление вместе с закрепленной заготовкой 4
будет «следить» под действием груза за копиром 6
, а фреза 3
будет обрабатывать заготовку 4
по заданному контуру.
Приспособление обладает по сравнению с показанным на рис. 164 тем преимуществом, что фрезеровщик освобожден от необходимости непрерывно создавать контакт пальца и копира, который осуществляется автоматически под действием груза В целях дальнейшей автоматизации копировально-фрезерных работ по контуру применяют специальные контурные копировально-фрезерные станки. Вглаве XXIII рассмотрены основные принципы автоматического воспроизведения контура и описаны копировально-фрезерные станки для этих работ.
Слесарная разметка
К атегория:
Разметка
Слесарная разметка
Разметкой называют процесс перенесения формы и размеров детали или ее части с чертежа на заготовку. Основная цель разметки - обозначить на заготовке места и границы обработки. Места обработки указываются центрами отверстий, получаемых последующим сверлением, или линиями гибки. Границами обработки отделяют тот материал, который должен быть удален, от того материала, который остается и образует деталь. Кроме того, разметку применяют в целях проверки размеров заготовки и ее пригодности для изготовления данной детали, а также для контроля правильности установки заготовки на станке.
Обработку заготовок можно производить и без разметки, используя кондукторы, упоры и другие приспособления. Однако затраты на изготовление таких приспособлений окупаются только при производстве серийных и массовых деталей.
Разметку (которая по сути близка техническому черчению) выполняют, используя при этом специальные инструменты и приспособления, на поверхностях заготовок деталей. Разметочные риски, т. е. линии, нанесенные на поверхность заготовки, обозначают границы обработки, а их пересечения - положения центров отверстий или положение центров дуг окружностей сопряженных поверхностей. По разметочным рискам производят всю последующую обработку заготовки.
Разметка бывает механизированная и ручная. Механизированную разметку, выполняемую на координатно-расточных станках или других устройствах, обеспечивающих точные перемещения заготовки относительно разметочного инструмента, применяют для крупногабаритных, сложных и дорогих заготовок. Ручную разметку выполняют слесари-инструментальщики.
Различают разметку поверхностную и пространственную. Поверхностную разметку выполняют на одной поверхности заготовки, без увязки ее отдельных точек и линий с точками и линиями, лежащими на другой поверхности этой заготовки. При этом используют следующие методы: геометрические построения; по шаблону или по образцу детали; с помощью приспособлений; на станке. Наиболее распространенным видом поверхностной разметки является плоскостная, применяемая при изготовлении плоских калибров, кондукторных плит, деталей штампов и т. д.
Пространственную разметку выполняют, увязывая размеры между точками и линиями, лежащими на различных поверхностях заготовки. При этом используют следующие методы: за одну установку; с поворотом и установкой заготовки в нескольких положениях; комбинированный. Пространственную разметку применяют при изготовлении деталей сложной формы.
Инструменты и приспособления для разметки. По своему назначению разметочный инструмент делится на следующие виды:
1) для проведения рисок и нанесения углублений (чертилки, рейсмасы, циркули, кернеры);
2) для измерения и контроля линейных и угловых величин (металлические линейки, штангенциркули, угольники, микрометры, прецизионные угольники, угломеры и др.);
3) комбинированный, позволяющий производить измерения и проводить риски (разметочные штангенциркули, штангенрейсмасы и др.).
Чертилки служат для нанесения рисок на поверхности заготовок. Для разметки необработанных или предварительно обработанных поверхностей заготовок применяют стальные чертилки, для разметки шлифованных и полированных поверхностей - латунные чертилки, для разметки точных и окончательно обработанных поверхностей заготовок из цветных сплавов - мягкие заостренные карандаши.
Разметочные циркули по устройству и назначению соответствуют чертежным и служат для проведения окружностей и деления их на части, перенесения линейных размеров и т. п.
Рис. 1. Разметочный инструмент: а - чертилка, б - циркуль, в - кернер, г - угольник
Стальные ножки чертилок и циркулей изготовляют из сталей У7 и У8 (рабочие концы закаливают до 52- 56 HRC3) и из твердых сплавов ВК.6 и ВК8. Рабочие концы чертилок и циркулей остро затачивают. Чем тоньше и тверже острия этих инструментов, тем тоньше получаются риски и тем точнее будет изготовлена деталь.
Кернер (рис. 1, в) служит для нанесения углублений (кернов) на разметочных рисках. Это необходимо для того, чтобы в процессе обработки разметочные риски, даже стираясь, были заметны. Кернер - стальной круглый стержень, изготовленный из легированной (7ХФ, 8ХФ) или углеродистой (У7А, У8А) стали. Его рабочая часть закалена и заточена под углом 609. Головку кернера, по которой наносят удары молотком, делают скругленной или с фаской и тоже закаливают.
Рейсмас, используемый при пространственной разметке для проведения горизонтальных рисок на размечаемой поверхности и для проверки положения заготовки на разметочной плите, выполнен в виде стойки, на которой можно перемещать по высоте и закреплять в требуемом положении чертилку. В самом простом по конструкции рейсмасе чертилку на требуемую высоту устанавливают по вертикальной масштабной линейке или с помощью концевых мер. В инструментальном производстве в основном применяют штангенрейсмасы, а иногда (при необходимости) и рейсмасы специальной конструкции (например, многошильный рейсмас, имеющий на стойке несколько чертилок, независимо устанавливаемых по высоте на заданный размер). Применяют также комбинированные рейсмасы, т. е. обычные рейсмасы, оснащенные дополнительно различными приспособлениями и инструментом (например, рейсмас с центро-искателем).
Угольник используют для нанесения линий, построения углов и их проверки.
Разметочный штангенциркуль служит для измерения размеров наружных и внутренних поверхностей и для проведения разметочных рисок. От обычного штангенциркуля он отличается наличием на его губках твердосплавных острозаточенных наконечников.
К приспособлениям, применяемым при разметке и служащим для установки, выверки и закрепле-, ния заготовок, относятся регулируемые клинья, призмы, подкладки, домкратики, патроны, цанги, прямоугольные магнитные плиты, поворотные столы, синусные столы, делительные головки и многие другие.
Для подготовки поверхностей заготовки под разметку используют вспомогательные материалы. От пыли, грязи, ржавчины, окалины и масла заготовки очищают стальными щетками, напильниками, шлифовальной шкуркой, обтирочными концами, салфетками, кистями и т. д. Для того чтобы при последующей обработке разметочные риски были хорошо видны, очищенную поверхность обычно окрашивают ровным и тонким слоем. Краска должна хорошо приставать к поверхности, быстро сохнуть и хорошо сниматься. Необработанные или грубо обработанные поверхности стальных и чугунных заготовок красят мелом, растворенным в воде с добавлением столярного клея и скипидара (или льняного масла и сиккатива). Предварительно обработанные поверхности покрывают раствором медного купороса. Обработанные поверхности больших размеров и алюминиевые сплавы покрывают специальным разметочным лаком. Для этой цели можно использовать раствор шеллака в спирте, окрашенный фуксином. Окрашивание небольших поверхностей производят перекрестными движениями кисточки. Большие поверхности окрашивают пульверизатором. Окрашенную поверхность просушивают.
Последовательность выполнения работ при разметке. Разметка включает в себя три этапа: подготовку заготовок под разметку; собственно разметку и контроль качества разметки.
Подготовку заготовки под разметку выполняют следующим образом:
1. Тщательно изучают и проверяют чертеж детали.
2. Предварительно осматривают заготовку, выявляют дефекты (трещины, царапины, раковины), контролируют ее размеры (они должны быть достаточными для изготовления детали требуемого качества, но не излишними).
3. Очищают заготовку от грязи, масла, следов коррозии; окрашивают и сушат те поверхности заготовки, на которых будет производиться разметка.
4. Выбирают базовые поверхности, от которых будут откладывать размеры, и производят их подготовку. Если базой выбрана кромка заготовки - ее предварительно выравнивают, если две взаимно перпендикулярные поверхности - их обрабатывают под прямым углом. Базовые линии наносят уже в процессе разметки. Расположение баз должно обеспечивать вписывание детали в контур заготовки с наименьшим и равномерным припуском.
Собственно разметку выполняют в последовательности, определяемой способом разметки. При разметке по шаблону последний устанавливают на заготовку, правильно сориентировав его относительно баз, и закрепляют. Шаблон должен плотно прилегать к заготовке по всему контуру. Затем обводят чертилкой контур шаблона на заготовке и открепляют шаблон.
Разметку методом геометрических построений проводят следующим образом. Сначала проводят (относительно базы) все горизонтальные, а затем все вертикальные разметочные риски; далее выполняют все скругления, окружности и соединяют их прямыми или наклонными линиями.
При разметке стойку рейсмаса берут за основание и перемещают по разметочной плите относительно поверхности заготовки, не допуская при этом перекоса. Чертилка рейсмаса касается вертикальной поверхности заготовки и оставляет на ней горизонтальную риску. Чертилка должна располагаться под острым углом к направлению движения, а нажим на нее должен быть небольшим и равномерным. Риски проводят параллельно рабочей поверхности разметочной плиты. Для того чтобы риски были строго линейны и горизонтальны, опорные поверхности рейсмаса и разметочной плиты должны быть обработаны с большой точностью. Качество разметки повышается, если в рейсмасе применяют плоскую чертилку.
Контроль качества разметки и керне н и е - это заключительный этап разметки. Центры кернов должны располагаться точно по разметочным рискам, керны не должны быть слишком глубокими и отличаться друг от друга по размеру. На прямых рисках керны пробивают на расстояниях 10-20 мм, на криволинейных - 5-10 мм. Расстояния между кернами выполняют одинаковыми. С увеличением размеров заготовки расстояние между кернами также увеличивают. Точки сопряжения и пересечения разметочных рисок обязательно кернят. На обработанных поверхностях точных изделий разметочные риски не кернят.
Брак при разметке может привести к значительным материальным потерям. Наиболее частыми его причинами являются: неправильный выбор баз и их плохая подготовка; ошибки при чтении чертежа, при откладывании размеров и в расчетах; неправильный выбор разметочных инструментов, приспособлений, их неисправность; неправильные способы и приемы разметки.
Широкое использование механизированных разметочных инструментов и приспособлений повышает качество и производительность разметки. Поэтому следует широко применять механические, электрические и пневматические кернеры, штангенциркули и штангенрейсмасы с электронной индикацией, механизированные приспособления для установки, выверки и закрепления заготовок. Значительно ускоряет работу и уменьшает число ошибок применение для расчетов микрокалькуляторов. Следует создавать более универсальные и удобные в работе разметочные инструменты и приспособления. Там, где это экономически оправдано, следует использовать для разметки координатные станки, координатно-измерительные машины или вообще исключить разметку путем обработки заготовок на станках с ЧПУ .
Верхушка — это основная украшающая часть любого ювелирного изделия. Величину и форму верхушки определяют вид изделия, величина, количество, форма и расположение камней. Конструкция ее зависит от образца и решения мастера. Верхушка может быть собранной из кастов; гладкой, сделанной из проката, с кастами и без них, кармазированной (кармазиринг — плотное скопление кам-ней в верхушке); ажурной, вырезной в на-борной с различным закреплением камней. Изготовляют верхушки по готовому образцу, рисунку или чертежу, выполненному в мас-штабе 1:1, или конкретным размерам.
Верхушка из кастов плоская (не имеющая общей выпуклости) может быть собрана па леткале последовательным припаиванием одного каста к другому. Если касты не должны плотно прилегать друг к другу — их паяют на жилках. Нижнее основание каста всекают лобзиком диагонально на глубину жилки (провальцованной на плоскость проволоки) и насаживают на нее. Жилку предварительно изгибают соответственно расположению кас-тов, затем размещают на ней касты с необходимым интервалом и припаивают их и жилке. При многорядном расположении несколько собранных на жилках кастов спаивают между собой.
Верхушки, имеющие общую кривизну (вы-пуклость), удобно собирать на монтировочной массе, в качестве которой может служить смесь каолина с асбестом или огнеупорный гипс. Размягченная водой каолино-асбестовая масса лепится по форме верхушки и усажи-вается кастами так, как указано на образце. Места пайки офлюсовывают жидким раство-ром и высушивают горелкой. При большом количестве мест паек целесообразно паять напиленным припоем, который при равномер-ном нагревании изделия позволяет одновре-менно пропаять все соединения. Собранную верхушку с монтировочной массой кладут в воду, масса размягчается и может быть ис-пользована при следующей сборке.
Для сборки верхушки на гипсовой массе из пластилина делают слепок нужной формы и усаживают его таким же способом, как и в предыдущем случае. Затем в куске картона делают вырез по форме верхушки и надева-ют на слепок так, чтобы верхушка слегка возвышалась над площадкой. После этого вер-хушку заливают гипсовым раствором (раствор уплотняется легким постукиванием по слеп-ку), картонная площадка предохраняет рас-твор от стекания. Слепок, залитый гипсом, устанавливают верхушкой вверх до полного за-твердевания раствора. Потом пластилиновый слепок отделяют от затвердевшего гипса и снимают картон. Оголившиеся основания кас-тов обезжиривают, офлюсовывают и спаива-ют. После пайки гипс растворяют в горячем отбеле (в отдельной отбельнице) и смывают в воде жесткой щеткой.
Верхушка считается гладкой (рис.81), ес-ли она изготовлена из проката без кастов (для отделки гравировкой, под эмаль ила чернь) или в виде ободка вокруг каста (не-скольких кастов). Толщину проката для глад-кой верхушки берут в зависимости от задан-ного веса изделия, но не толще 0,7 мм. Изго-товление плоских верхушек элементарно — на прокате вычерчивают ее контур, вырезают и опиливают по контуру. Но, как правило, верхушка имеет криволинейную поверхность (выпуклость, а иногда и вогнутость). Процесс изготовления ее проходит следующим обра-зом.
На плоском прокате, отожженном и затем-ненном (при отжиге на воздухе металл по-крывается темной пленкой окисла), вычерчи-вают контур верхушки, и если в ней плани-руется размещение кастов, то размечают сра-зу и это. Заготовку обрезают по контуру и опиливают. В зависимости от формы контура, верхушки и кривизны поверхности ее бухтеруют (придают кривизну) в анке (рис.82), свинцовой матрице или дереве пунзелами — стержнями с шарообразной рабочей частью. При сложной или глубокой вытяжке заготов-ку подвергают промежуточному отжигу, а после завершения этой операции — оконча-тельному. Полученную кривизну поверхности правят, чтобы контур верхушки был парал-лельным. У большинства изделий контур верхушки должен находиться в плоскости, а у браслетов и иногда колец — искривлен по ду-ге внутрь. В первом случае верхушку правят на правочной плите, во втором — на ригеле соответствующего диаметра. Основание вер-хушки допиливают напильниками и надфиля-ми до появления ровного по ширине пояска. Если верхушка размечена для размещения кастов, то в ней вырезают отверстия, в кото-рые впасовываются предварительно изготовленные и обработанные касты. В том случае, когда каст должен находиться в верхушке с просветом, его сажают на жилки, которые ли-бо предварительно напаивают на каст, либо оставляют во время вырезания отверстия, а само отверстие в верхушке делают больше на ширину просвета. Касты плотно впасовывают в отверстия и припаивают.
Верхушка кармазиринг (рис.83), как пра-вило, представляет собой камень, усаженный вокруг менее крупными камнями. На изго-товление этой верхушки используют прокат 1,2—1,3 мм. Заданием должна быть определе-на закрепка центрального и усадочных кам-ней. При варианте, когда центральный камень надо закрепить в глухой каст, а усадочные — непосредственно в верхушке — в фадан-гризант, начальная стадия изготовления прохо-дит аналогично изготовлению гладкой верхушки до момента вырезания отверстий под камни. Сверление происходит по разметке сра-зу для всех камней. Отверстие под централь-ный каст, изготовленный заранее, вырезают в первую очередь, и каст впасовывают на та-кую глубину, чтобы нижнее основание его не выходило за пределы внутренней (обратной) поверхности. Затем лобзиком вырезают отверстия под мелкие камни, причем каждое отвер-стие должно соответствовать форме «своего» камня. Отверстия делают коническими с су-жением в 20°. Для камней с идеально круглой формой отверстия рассверливают на опреде-ленную глубину (глубину гнезда) острозаточенным сверлом или специальной конической фрезой (бором). Расстояние между камнями необходимо согласовывать с вариантом раз-делки будущей закрепки.
При индивидуальном исполнении изделий, кроме лицевой стороны верхушки, обрабаты-вают и обратную ее сторону. Обработка за-ключается в том, что все отверстия для мел-ких камней резко увеличивают лобзиком, в результате отверстия приобретают форму от-логой воронки. Эту операцию ювелиры назы-вают «резать ажур под камень». Ажур может быть любой формы, но должен сочетаться с формой верхушки и расположением камней. Ряд разделанных таким образом отверстий об-разуют красивый рисунок (рис. 84), просмат-ривающийся только изнутри изделия. Однако делается ажур не столько для красоты, сколь-ко для того, чтобы открыть доступ света к камням и облегчить их промывку.
Ажурную вырезную верхушку (рис. 85) делают тоже из проката толщиной 1,2—1,3 мм. Камни в верхушке могут быть закреплены в касты, царги и непосредственно в металл вер-хушки (в вырезанные элементы ее). Вначале, как и обычно, изготовляют царги и касты, а затем приступают к разметке верхушки, кото-рую осуществляют еще на плоском прокате. Разметка должна быть четкой и достаточно глубокой, чтобы после бухтеровки линии ее сохранились. Далее, как и в предыдущих случаях, верхушку вырезают по внешнему кон-туру, опиливают, бухтеруют и правят. Затем вырезают отверстия под касты и впасовывают их. Если царги (по, рисунку) сажаются на жилки, их впасовывают после обработки вырезанного узора верхушки. Отверстия под кас-ты, а затем и под камни вырезают в последо-вательности от больших к меньшим, и только после того, как все отверстия будут подогнаны под камни, вырезают сам узор. Ажурный узор обрабатывают игольчатыми и специально заточенными надфилями, там же, куда невоз-можно подобраться этими надфилями, чисто-вую обработку осуществляют лобзиком. После обработки прорезного узора с лицевой и об-ратной сторон режут ажур под камни. Сборку верхушки с кастами производят в таком по-рядке, чтобы уже припаянные касты или цар-ги не мешали пайке следующих.
Наборные верхушки составляют из отдель-но изготовленных элементов: кастов, всевоз-можных накладок, завитков, корнеров и др.
Набор элементов производят, как правило, во-круг каста. Припаянные одной стороной к касту элементы другой стороной опираются на рант, образуя хорошо просматриваемые сверху узоры.
На рис.86 показаны кольцо с наборной верхушкой и его детали.
Рант — это нижний контурный ободок, припаянный к касту или верхушке. По форме своей в большинстве случаев копирует контур верхушки, а по размерам не выходит за ее пределы. Рант не намного увеличивает габа-рит верхушки по высоте и оставляет открытой ее обратную сторону. Используется он для всех видов изделий.
Заготовкой для ранта служит плоский про-кат (толщиной 0,8—1,0 мм), немного превы-шающий размеры верхушки. Заготовка долж-на быть плотно подогнана к основанию вер-хушки и в двух-трех местах припаяна оловом. Подпаянную заготовку обрезают по контуру верхушки и заподлицо опиливают. Пластин-ку, уже имеющую внешний контур ранта, от-деляют нагревом от верхушки и полностью счищают олово с обеих деталей. Внутренний контур ранта отмечают циркулем на расстоянии 1,5—2,0 мм от внешнего контура. Таким образом, предварительная ширина ранта бу-дет 1,5—2,0 мм. Отверстие ранта вырезают по намеченному внутреннему контуру, который потом заправляют.
К верхушкам, предназначенным для колец, разнообразие рантов несколько шире, чем для других изделий (рис. 87). В частности, под верхушку, имеющую плоское основание, рант может быть изготовлен изогнутым (по паль-цу), он служит как бы переходом от верхуш-ки к шинке кольца. При изготовлении такого ранта ширина его (расстояние вдоль изгиба) берется на 1,5—2,0 мм меньше ширины вер-хушки. Высокие ранты для колец делают из проката по типу конического каста и раско-лачивают по контуру верхушки не выходя за ее пределы. Высота такого ранта задается об-разцом.
Собирают верхушку с рантом пайкой, в большинстве случаев на жилках. Жилками могут служить отрезки круглой и вальцован-ной проволоки или трубчатая заготовка. Сечение жилок определяется расстоянием, на которое верхушка должна отстоять от ранта. Отрезки для жилок напаивают на рант. Коли-чество жилок и расстояние между ними вы-бирают в зависимости от величины изделия и его контура. Для верхушек, усаженных мел-кими камнями, жилки паяют так, чтобы каж-дая жилка оказалась под камнем верхушки. Напаянные на рант жилки заправляют запод-лицо с внутренним контуром ранта, а с внеш-ней стороны обрезают после сборки с верхуш-кой. Затем рант подвязывают к верхушке и все жилки припаивают к ней, после чего соб-ранный узел обрабатывают по наружному контуру. Выходящие за пределы контура жилки отрезают, и контур узла опиливают.
Д и к е л ь (рис.88) — разновидность ран-та. Он не выходит за горизонтальные габари-ты верхушки, но, будучи выпуклым, больше увеличивает размеры по высоте и закрывает значительную часть обратной стороны вер-хушки. Если дикель делается гладким, то в центре он должен иметь значительный вырез по форме верхушки, если же ажурным, то центральный вырез может быть меньше. Ажурный узор дикеля выбирается по возмож-ности таким, чтобы обратная сторона камней, закрепленных в верхушке, была открыта для промывки.
Дикель используется в основном для колец и серег.
Размеры дикеля определяются контуром верхушки. Изготовляют его из проката толщи-ной 0,7—0,9 мм. Разметку проводят на плос-кой заготовке. Если дикель глухой — разме-чают центральное отверстие, а если ажур-ный — весь узор. Основание заготовки запи-ливают на плоскость и подгоняют под осно-вание верхушки. Узор вырезают лобзиком и обрабатывают надфилем.
При сборке верхушки с дикелем жилки применяют преимущественно для глухих дикелей, которые иногда соединяются с верхуш-ками через жилки. Во всех других случаях дикель припаивают непосредственно к вер-хушке всем основанием или отдельными уча-стками ажурно вырезанного основания.
Изобретение относится к технике газодуговой резки, а именно к воздушно-плазменной резке деталей с криволинейным контуром, преимущественно вытяжек отштампованных деталей, с применением рабочего стола и оснастки и может быть использовано в условиях мелкосерийного и опытно-промышленного производства на машиностроительных заводах. Обрезаемую деталь (2) размещают между элементами оснастки, содержащей ложемент, закрепляемый на основании рабочего стола, и шаблон, снабженный ручкой и направляющей вдоль его контура. Упирают сопло плазмотрона сбоку в направляющую и производят обрезку детали по внешнему контуру направляющей путем скольжения сопла относительно последней с одновременной ориентацией оси плазмотрона перпендикулярно плоскости обрезаемой детали. Ложемент, шаблон и обрезаемая деталь имеют подобную друг другу объемно-пространственную форму, обеспечивающую условия самофиксации их между собой. Контур ложемента меньше контура шаблона, а контур последнего меньше контура детали эталонных размеров (1). В качестве ложемента и шаблона используют готовые одноименные детали, полученные путем их эталонной обрезки с последующей обработкой краев. Это позволит снизить трудоемкость процесса и время цикла обрезки одной детали при обеспечении требуемых геометрических размеров и качества обрезанной кромки. 8 ил.
Изобретение относится к технике газодуговой резки, в частности к воздушно-плазменной резке, и может быть использовано на предприятиях машиностроения в условиях мелкосерийного и опытно-промышленного производства.
Детали, полученные, например, путем штамповки, требуют круговой обрезки. В условиях массового производства обычно применяют обрубные штампы, что не всегда экономически оправдано при мелкосерийном и опытно-промышленном производстве, так как это требует значительных капитальных вложений. Автоматизация же процесса обрезки деталей, полученных методом холодной объемной штамповки, например являющихся элементами кузова легковых автомобилей, представляет определенные трудности, так как они имеют обычно сложную объемно-пространственную форму, что приводит к необходимости использования дорогостоящих и сложных в эксплуатации и обслуживании робототехнических комплексов и изготовления оснастки, обеспечивающей пространственную ориентацию обрезаемой детали. В случае широкой номенклатуры обрезаемых деталей необходима частая смена оснастки и переналадка параметров процесса.
При мелкосерийном и опытно-промышленном производстве ручная резка каждой детали механическими средствами требует ее предварительной разметки, является трудоемкой и малопроизводительной. Резка ножницами ведет к деформации обрезаемых кромок и необходимости последующей их правки.
По сравнению с ручной резкой ножницами воздушно-плазменная резка позволяет избежать механических деформаций кромки и, как следствие, последующей операций правки.
Плазменную резку можно вести, используя шаблон или оснастку, исключая предварительную разметку, при этом трудоемкость обрезки объемных деталей кузова значительно снижается, а производительность увеличивается.
Для удобства выполнения резки изделий со сложной пространственной ориентацией изделие приходиться устанавливать в различные положения с помощью приспособлений, одним из которых является, например, позиционер - приспособление, предназначенное для установки изделия в удобное для резки пространственное положение. Обычно позиционер не перемещает изделие со скоростью сварки, а только удерживает его в заданном положении.
Известен способ фиксации детали при сварке, заключающийся в том, что деталь в позиции сварки удерживают несколькими зажимами и ее после сварки переводят в позицию контроля, в которой определяют фактическое положение заданных контрольных точек на ней. Положение этих точек сравнивают с эталонным их расположением и в случае обнаружения их отклонений от эталонного расположения производят компенсацию отклонений путем переналадки зажимов, чтобы устранить ошибку при сварке следующей детали [Патент США №6173882, кл. В 23 К 31/12, В 23 К 26/00, 2001].
Этот способ не обеспечивает условия для безошибочного проведения самого процесса сварки, а также требует дополнительного времени на контроль и переналадку.
Известен способ обрезки деталей, взятый за прототип, предусматривающий воздушно-плазменную обрезку этих деталей по контуру с использованием рабочего стола и оснастки [Автоматизированная установка воздушно-плазменной резки для изготовления кузовных деталей автомобилей. Нестеров В.Н., Грузовик и автобус, троллейбус, трамвай. 2001, №1, с.34-35].
Этот способ может быть использован в условиях серийного и массового производства, но при этом является сложным и дорогим.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке такого способа обрезки, при котором оказалось бы возможным снизить трудоемкость процесса и время цикла обрезки одной детали при обеспечении требуемых геометрических размеров и качества обрезанной кромки.
Эта задача решается тем, что в способе обрезки деталей, преимущественно вытяжек отштампованных деталей, включающем воздушно-плазменную обрезку этих деталей по контуру при использовании плазмотрона с соплом, рабочего стола и оснастки, обрезаемую деталь размещают между элементами оснастки, содержащей ложемент, закрепляемый на основании рабочего стола, и шаблон, снабженный ручкой и направляющей вдоль его контура, упирают сопло плазмотрона сбоку в направляющую и производят собственно обрезку детали по внешнему контуру направляющей путем скольжения сопла относительно последней с одновременной ориентацией оси плазмотрона перпендикулярно плоскости обрезаемой детали, при этом ложемент, шаблон и обрезаемая деталь имеют подобную друг другу объемно-пространственную форму, обеспечивающую условия самофиксации их между собой, контур ложемента меньше контура шаблона, а контур последнего меньше контура детали эталонных размеров, причем в качестве ложемента и шаблона используют готовые одноименные детали, полученные путем их эталонной обрезки с последующей обработкой краев.
Размещение обрезаемой детали между элементами оснастки, содержащей ложемент, закрепляемый на основании рабочего стола, и шаблон, снабженный ручкой и направляющей вдоль его контура, в целом позволяет жестко зафиксировать деталь и обеспечить необходимые условия для проведения процесса обрезки.
Использование в качестве элемента оснастки ложемента обеспечивает опору для фиксации (закрепления) и стабильной пространственной ориентации детали, подвергаемой обрезке.
Закрепление ложемента на основании рабочего стола позволяет получить удобную позицию для обрезки детали.
Использование в качестве элемента оснастки шаблона обеспечивает получение после обрезки детали с очертаниями, соответствующими контуру чертежа, при этом сам шаблон используют как приспособление, применяемое непосредственно в процессе обрезки, а не для предварительной разметки.
Снабжение шаблона ручкой позволяет перед обрезкой быстро устанавливать его на деталь, а после окончания цикла быстро снимать его без опасности воздействия температуры.
Снабжение шаблона направляющей вдоль его контура обеспечивает условия для бокового упора сопла плазмотрона в направляющую и скольжения относительно нее в процессе обрезки.
Упирание сопла плазмоторона сбоку в направляющую шаблона позволяет проводить обрезку практически без колебания сопла, то есть с обеспечением пространственной ориентации плазмотрона в каждой точке траектории (контура) реза.
Производство обрезки детали по внешнему контуру направляющей путем скольжения сопла плазмотрона относительно последней обеспечивает воспроизводимость траектории (контура) реза.
Одновременная ориентация оси плазмотрона перпендикулярно плоскости обрезаемой детали обеспечивает качество реза с минимальными уклонами, прожогами, гратом и т.п.
Использование ложемента, шаблона и обрезаемой детали с подобной друг другу объемно-пространственной формой, обеспечивающей условия их самофиксации между собой, исключает необходимость в дополнительных приспособлениях.
Подобие же ложемента, шаблона и обрезаемой детали друг другу означает, что каждое из них можно получить из другого увеличением или уменьшением линейных размеров в одном и том же отношении.
Выполнение контура ложемента меньшим контура шаблона, а контура последнего меньшим по сравнению с контуром детали эталонных размеров позволяет в процессе обрезки детали учитывать размеры используемого плазмотрона, тем самым обеспечивая условия для точного воспроизведения контура детали при ее обрезке (использование шаблона), а также не препятствовать проходу продуктов резки и обеспечивать стабильную пространственную ориентацию обрезаемой детали в удобной для обрезки позиции (использование ложемента).
Использование в качестве шаблона и ложемента готовых одноименных деталей путем их эталонной обрезки с последующей обработкой краев позволяет без особых затрат получить из этих деталей образцы, которые могут служить эталоном для мелкосерийного и серийного воспроизведения этих же деталей, а в процессе обрезки обеспечить высокую точность этого процесса.
Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - контур готовой детали 1, например основания заднего сидения автомобиля, вид в плане;
на фиг.2 - контур вытяжки 2 отштампованной детали в сравнении с контуром готовой детали, обозначенным пунктиром, вид в плане;
на фиг.3 - контур ложемента 3, изготовленного из серийной детали, в сравнении с контуром готовой детали, обозначенным пунктиром, вид в плане;
на фиг.4 - контур шаблона 4, изготовленного из серийной детали, в сравнении с контуром готовой детали, обозначенным пунктиром, и контуром ложемента, обозначенным штрихпунктиром, вид в плане;
на фиг.5 - элементы сборки оснастки с обрезаемой деталью перед их взаимной фиксацией, где позицией 5 обозначено основание рабочего стола, а позицией 6 - ручка шаблона;
на фиг.6 - то же, в зафиксированном положении, плазмотрон не показан;
на фиг.7 - вид А на фиг.6, до работы плазмотрона, где позицией 7 обозначена направляющая шаблона, 8 - плазмотрон, 9 - ось плазмотрона;
на фиг.8 - то же, при работе плазмотрона, где позицией 10 обозначен электрод, а 11 - плазмообразующее сопло.
Способ обрезки деталей с криволинейным контуром осуществляют следующим образом.
Ложемент 3 (фиг.5 и 6), изготовленный в соответствии со способом, крепят к основанию 5, которое представляет собой платформу, внутри контура которой размещены средства для закрепления держателя ложемента (не показаны), причем в позиции, обеспечивающей наиболее благоприятные (оптимальные) условия для работы оператора. Далее обрезаемую деталь 2 накладывают на ложемент 3 и фиксируют на нем, а затем сверху накладывают шаблон 4, после чего плазмотрон 8 (фиг.7) подводят к детали 2, упирают его сопло сбоку в направляющую 7 шаблона 4 и производят обрезку детали по внешнему контуру направляющей путем скольжения сопла относительно нее с одновременной ориентацией оси 9 плазмотрона перпендикулярно плоскости обрезаемой детали.
При правильно выбранной скорости перемещения резака ширина реза получается равномерной и составляет 1,0-2,0 диаметра плазмообразующего сопла 11 (фиг.8), а кромки получаются чистыми, с минимальными скосами и практически без грата.
После того как оснастка изготовлена, производят с ее помощью обрезку установочной (опытной) партии деталей, которую затем передают на метрологические измерения для проверки соответствия геометрических и других параметров требованиям конструкторской документации. Если это соответствие установлено и подтверждено, то эта деталь считается эталоном, а процесс - эталонированным. В дальнейшем при необходимости эталонирование может повторяться с периодичностью, обусловленной технологией.
Применение предлагаемого изобретения позволяет в сжатые сроки и с минимальными затратами организовать процесс обрезки деталей сложной формы.
Пример. Осуществляли обрезку вытяжек отштампованных деталей по контуру с использованием установки ручной воздушно-плазменной резки типа ДС-90П (НПП «Технотрон», Россия), укомплектованной плазмотроном PSB-31 (ф. Alexander Binzel, Германия), в котором наружный диаметр сопловой части равен 11,0 мм, диаметр плазмообразующего сопла - 1,0 мм. Величина смещения направляющей рассчитывалась по формуле:
Δ=1/2(d н.c. -(1,0-2,0)d п.c.),
где Δ - величина смещения;
d н.c. - наружный диаметр сопловой части;
d п.c. - диаметр плазмообразующего сопла.
Коэффициент (1,0-2,0) учитывает изменение ширины реза в зависимости от износа (эрозии) плазмообразующего сопла 11 (фиг.8), электрода 10 и параметров реза (скорость движения, ток).
В нашем примере Δ min =1/2(11-1,0)=5,0 мм, Δ max =1/2(11-2,0)=4,5 мм, т.е. в номинале можно выбрать величину смещения Δ=(4,75±0,25) мм.
Расчет иллюстрируется фиг.8.
На основании рабочего стола разместили ложемент 3, полученный обрезкой по 30 мм от края детали (>5 мм), на нем зафиксировали обрезаемую деталь 2, а сверху наложили шаблон 4, полученный обрезкой по 4,75 мм от края детали (с учетом размера используемого плазмотрона). После завершения сборки произвели обрезку вытяжки 2, поддерживая боковой контакт внешней образующей сопловой части с направляющей 7 на шаблоне 4 по ее контуру, опирая сопло плазмотрона на обрезаемую деталь с одновременной ориентацией оси 9 плазмотрона перпендикулярно плоскости этой детали.
