Под взаимозаменяемостью понимают такое свойство одинаковых деталей, узлов и других конструкций, которое позволяет производить их сборку или замену без последующей подгонки. Взаимозаменяемость является необходимым условием выпуска изделий без предварительной сборки. Это позволяет транспортировать изделия в разобранном виде, что дает возможность уменьшать транспортные расходы в несколько раз.
Для достижения взаимозаменяемости необходимо обеспечить требуемую точность деталей. Ее устанавливает конструктор на стадии проектирования, что рассмотрено выше.
Взаимозаменяемость деталей и узлов достигается на основе:
— обеспечения стабильности исходных материалов;
— применение оптимальных методов обработки и сборки;
— обеспечения точности изготовления деталей, правильного выбора оборудования, позволяющего изготавливать детали с предписанной точностью;
— системы допусков и посадок;
— рационального конструирования, изделий;
— правильной организации технического контроля, создания и применения контрольно-измерительных средств, обеспечивающих эффективный и надежный контроль точности деталей, узлов, изделий, технологических процессов, режущего измерительного инструмента.
Точность изготовления деталей зависит от всех факторов, которые оказывают влияние на процесс формирования их размеров, формы и качества поверхности, а также от точности работы станка и его настройки, соблюдения режимов обработки, стабильности свойств материалов, условий труда, правильного выбора конструкторских и технологических баз, условий контроля, квалификации работающих и т. п.
Достижению взаимозаменяемости деталей мешают анизотропия свойств древесины и наличие в ней природных дефектов. Механическая обработка древесины связана с ее упругим восстановлением после прекращения действия сил резания. Величина упругого восстановления зависит от твердости древесины, состояния режущего инструмента и режимов обработки. Твердость древесины может меняться в пределах даже одной детали и вызывать колебания ее размеров.
Гигроскопичность древесины, т. е. способность сохнуть и увлажняться, приводит к изменению размеров деталей в результате изменения их влажности. Таким образом, исходя из свойств материала, необходимо выполнить следующие правила:
— строго соблюдать режимы сушки древесины, обеспечи — гая равновесную влажность заготовок;
— обеспечивать постоянную температуру воздуха в производственных помещениях (20±2 °С) и относительную влажность воздуха (не более 65 %);
— после сушки, склеивания и облицовывания заготовок и деталей давать технологическую выдержку с целью выравнивания влажности и снятия внутренних напряжений;
— настройку станков для обработки заготовок выполнять с учетом породы древесины.
На точность деталей большое влияние оказывает их базирование в процессе обработки. Базирование детали связано с приданием ей определенного положения относительно режущего инструмента. При этом деталь может закрепляться неподвижно, перемещаться по прямой или вращаться. В качестве базирующих поверхностей станка или приспособления используются плоскости и реже — цилиндрические поверхности или точки. Принято различать базы конструкторские и технологические.
Конструкторской базой называется совокупность поверхностей, линий или точек, по отношению к которым указывают размеры деталей и их элементов.
Технологические базы — совокупность поверхностей, линий или точек, по отношению к которым в процессе производства ориентируют другие поверхности данной детали или другие детали изделия. По назначению технологические базы делятся на установочные, сборочные и измерительные.
Установочная база — совокупность поверхностей, линий или точек, которые служат для придания заготовке требуемого положения относительно станка или приспособления.
Сборочная база — совокупность поверхностей или отдельных элементов поверхностей детали (сборочной единицы), которые определяют ее положение в изделии по отношению к другим деталям или сборочным единицам. Сборочные базы используют при сборке деталей в узлы и изделия. Для повышения точности сборки в качестве конструкторских и сборочных баз следует использовать одни и те же поверхности.
Измерительная база — совокупность поверхностей, используемых для отсчета размеров при обработке детали или контроле ее точности.
С целью повышения точности обработки деталей на станках необходимо соблюдать следующие правила:
— базировать заготовку необходимо так, чтобы наиболее длинная и широкая ее сторона опиралась на стол станка, а длинная боковая сторона прижималась к направляющей линейке;
— в приспособлениях прижимы должны располагаться ближе к месту обработки детали, с тем чтобы усилия прижима были меньшими и не вызывали деформации детали;
— при фуговании заготовок в качестве базовых поверхностей следует принимать те, которые имеют вогнутость;
— при обработке заготовок необходимо следить за тем, чтобы на базирующие поверхности не попадали стружки или опилки, которые могут вызвать погрешности базирования и погрешности обработки;
— обработку заготовок необходимо начинать с создания чистовой установочной базы, которую необходимо использовать для последующей обработки;
— одну и ту же базу следует использовать для большего числа операций.
На точность обработки большое влияние оказывает точность станка и инструментов. По точности деревообрабатывающие станки подразделяются на четыре класса: низкой точности (обеспечивают точность обработки по 14—18-му квали — тетам); средней точности (13-15-й квалитеты, а при особых условиях — до 11-12-го); повышенной точности (11-12-й квалитеты) и особой точности (10-11-Й квалитеты). Погрешности обработки возрастают по мере изнашивания станка.
Для повышения точности обработки необходимо использовать острый инструмент, правильно устанавливать его в станке, систематически контролировать состояние инструмента.
Перед началом работы необходимо правильно настраивать станок. Настройка заключается в регулировании опорных и направляющих элементов, инструмента и приспособлений, закреплении их в положении, которое обеспечивает точную обработку заготовок. После настройки станка обрабатывают пробное детали, контролируют их размеры и по полученным результатам корректируют (если необходимо) положение направляющих или опорных элементов станка.
В процессе работы на станках необходимо соблюдать оптимальные технологические режимы — скорость подачи, резания, величину снимаемого слоя и т. д.