Каким образом размещают детали с криволинейными контурами. Изготовление верхушек и рантов. Фрезерование криволинейного контура комбинированием ручных подач
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 .
Прежде чем вырезать из листа деталь, нужно разметить ее контуры в точном соответствии с размерами, указанными в чертеже.
Различают следующие виды разметки:
1. Разметка по шаблону при изготовлении или сборке большого количества однородных деталей.
2. Разметка при помощи разметочного инструмента. Этот вид разметки, в свою очередь, можно подразделить на:
— разметку при помощи линейки и циркуля;
— разметку при помощи очертки для загибки и отбортовки кромки, а также для обрезки кромки;
— разметку с накерниванием центров перед сверлением отверстий;
— разметку при помощи рейсмуса.
Разметка при сборке узлов и установке их на самолет выполняется как при помощи разметочного инструмента, так и по шаблонам.
Инструмент для разметки
Стальная линейка, стальной метр, чертилка, карандаш (простой), угольник, очертка, циркуль, кернер, молоток, шаблоны, транспортир, рейсмус, призмы, угломер, отвес.
Разметка контура детали по шаблону
1. Наложить шаблон на лист так, чтобы при вырезывании из него детали получалось как можно меньше отходов.
2. Разметить деталь, обведя вокруг контура шаблона острой чертилкой {рис. 13).
Разметка детали при помощи разметочного инструмента
а) Разметка при помощи линейки и циркуля
Разметить деталь с прямолинейными контурами, прочерчивая параллельные линии
1) прочертить при помощи стальной линейки вертикальную линию а, параллельную ребру листа;
2) прочертить при помощи угольника линию б под прямым углом к линии а;
3) нанести штрихи для проведения контурных линий, параллельных сторонам а и б, откладывая размеры согласно чертежу в натуральную величину (рис. 15 и 16);
4) прочертить линии по намеченным штрихам (рис. 17 и 18);
рис. 17-рис. 18.
5) нанести таким же образом штрихи для внутренних линий (рис. 19), параллельных сторонам а и б.
Paзметить деталь с прямолинейными и криволинейными контурами
1) провести осевую вертикальную линию;
2) отложить от осевой линии вправо и влево по половине длины нижней прямой линии;
- " 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.
![](https://i0.wp.com/technologys.info/images/stories/im_100_s.jpg)
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.
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.
Разметка - начальная операция процесса обработки деталей корпуса. На разметку поступают листы и профили, детали из которых будут вырезаться на механическом оборудовании, переносными машинами для тепловой резки или ручными газовыми резаками. Разметка может выполняться вручную, с применением фотопроекционного, эскизного или шаблонного методов, на разметочно-маркировочных машинах с программным управлением и с помощью других способов.
Фотопроекционный метод применяют для разметки деталей из листовой стали. При этом методе на участок цеховой разметки с плаза выдаются негативы с масштабных чертежей-шаблонов.* Разметка в натуральную величину контуров деталей на материале осуществляется по изображению с негативов при помощи специальной проекционной аппаратуры.
Собственно процесс разметки заключается в следующем. На разметочный стол подают лист металла. Если лист ложится на стол неплотно (имеются зазоры между листом и крышкой стола), то его прижимают к столу струбцинами. Включают проекционную аппаратуру, в которую заранее вставлен соответствующий негатив, и настраивают ее. Так как линии и знаки масштабного чертежа вычерчивают черной тушью, то на негативе и его проекции эти линии и знаки получаются светлыми. По световым линиям и знакам на поверхности размечаемого листа фиксируют (кернят) контуры деталей и их маркировку.
Эскизный метод разметки применяют в основном для разметки деталей из профильного проката. Использование этого метода для деталей из листового проката допускается лишь в случаях разметки мерных отходов, отсутствия фотопроекционной аппаратуры и разметочно-маркировочных машин.
Разметка деталей с помощью эскизов сводится к тому, что разметчик строит на листе или профиле в натуральную величину контуры деталей, изображенные на эскизах. Контуры деталей получают путем выполнения несложных геометрических построений с применением обычного измерительного и разметочного инструмента. Для разметки наиболее сложных деталей к эскизам прилагают рейки или шаблоны, что специально оговаривают в эскизах. Как эскизы, так и рейки, а также шаблоны поступают на участок цеховой разметки с плаза.
Разметке по шаблонам подвергаются детали, имеющие криволинейные кромки, построение которых геометрическим путем представляет значительные трудности, а также детали из гнутых профилей.
Размечают детали по шаблонам следующим образом. На лист, подлежащий разметке, укладывают шаблон. После этого чертилкой обчерчивают контур детали по кромкам шаблона. Затем обчерчивают все имеющиеся на шаблоне вырезы. Далее шаблон снимают и маркируют детали. После этого пробивают или прочерчивают (по вынесенным засечкам) линии сломов, приварки и все другие линии, необходимые для обработки и сборки деталей.
Рис. 11.5. Измерительный инструмент: а - стальная рулетка; б - складной метр; в - кронциркуль; г - микрометр.
В качестве измерительного инструмента при выполнении разметочных работ применяют (рис. 11.5):
- рулетки с металлической лентой длиной до 20 м, металлические линейки длиной до 3 м, складные метры для измерения длин;
- штанген- и кронциркули для измерения внутренних и наружных диаметров, а также толщины материала с точностью до 0,1 мм;
- угломеры, транспортиры для измерения и построения углов;
- микрометры для измерения толщины материала с точностью до 0,01 мм.
Рис. 11.6. Разметочный инструмент: а - циркуль; б - штангенциркуль; в - угольники; г - кернер разметочный; д - кернер контрольный; е - нитка; ж - рейсмус.
В качестве разметочного инструмента применяют (рис. 11.6):
- циркуль и штангенциркуль для нанесения окружностей и построения перпендикуляров;
- угольники для построения перпендикуляров;
- керны для нанесения точек на металле;
- нитки для нанесения прямых меловых линий;
- рейсмусы для проведения параллельных линий на полках профильной стали и пр.;
- чертилки для нанесения линий.
Все размеры, наносимые на детали, не имеющие припусков, должны соответствовать плазовым или чертежным.
Ниже приведены значения допускаемых отклонений фактических размеров размеченных деталей от номинальных (в миллиметрах):
От габаритных размеров для листовых деталей:
при длине (ширине) до 3 м............. . ±0,5
при длине (ширине) более 3 м............±1,0
От габаритных размеров для профильных деталей:
при длине до 3 м..................±1,0
при длине более 3 м.................±2,0
От размеров вырезов для набора и т. п........... 1,0
Разность диагоналей................... 2,0
От прямолинейности или другой формы кромок:
при длине кромок или хорды (при криволинейных кромках) до 3 м. ..................±0,5
при длине кромки или хорды более 3 м........±1,0
При разметке ширина меловой линии не должна быть более 0,7 мм. Ширина и глубина линии, прочерченной чертилкой, не должна превышать 0,3 мм.
При разметке некоторых деталей по их кромкам оставляют припуски. Припуском называют часть металла, удаляемую с заготовки для получения деталей в чертежных или плазовых размерах. Припуски предназначены для компенсации вероятных отклонений от размеров, возникающих при обработке деталей, сборке и сварке узлов и секций. Величины припусков, назначаемых из условий изготовления деталей, обычно принимаются в пределах 5-50 мм.
Для сохранения следов разметки до конца обработки и сборки деталей и восстановления разметки (при необходимости) все линии разметки закернивают.
Корпусные детали из легких сплавов размечают простым мягким карандашом. Допускается кернение лишь центров отверстий, мест установки набора (при условии обязательного дальнейшего перекрытия их привариваемыми деталями), а также контурных линий, удаляемых при последующей обработке.
На каждую размечаемую деталь обязательно наносят марку.
Появление автоматов тепловой вырезки деталей позволило исключить операцию разметки этих листов, но осталась маркировка деталей. В целях автоматизации процесса маркировки деталей на поточных линиях тепловой вырезки деталей созданы маркировочные машины с программным управлением. В настоящее время создан образец лазерной разметочно-маркировочной машины.
* Подробно о чертежах-шаблонах было сказано в гл. 10.