Базирования

Все многообразие поверхностей деталей изделий машиностроения сводится к четырем видам: исполнительные поверхности (поверхности, с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение), основные базы, вспомогательные базы, свободные поверхности, определяющие в сочетании с другими поверхностями детали ее конструктивные формы и не сопрягающиеся с другими поверхностями. Обычно эти поверхности остаются необработанными.

База в общем виде представляет собой поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точку, принадлежащую заготовке или изделию и используемую для базирования. Любая база, прежде всего, характеризуется числом степеней свободы, которых она лишает заготовку.

Для обеспечения определенного положения обрабатываемой заготовки на столе станка или в приспособлении необходимо решить задачу базирования заготовки с заданной точностью. Аналогичную задачу приходится решать, когда необходимо соединить с требуемой точностью детали и сборочные единицы.

Под базированием понимается процесс придания заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия: при конструировании, изготовлении, измерении, а также при рассмотрении изделия в сборе. Отсюда вытекает необходимость разделения баз по назначению на три вида: конструкторские, технологические и измерительные.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы. Это подразделение конструкторских баз действительно как для изображения изделия на чертеже, так и для изготовленного (в сборе) изделия. Основными базами считают конструкторские базы, определяющие положение самой детали в изделии относительно других деталей, иначе – такие поверхности, которыми детали устанавливаются в сборочной единице. За вспомогательные базы принимают конструкторские базы, определяющие положение присоединяемой детали относительно данной. Конструкторские базы являются реальными поверхностями элементов изделия.

Таким образом, основные и вспомогательные конструкторские базы соприкасаются.

Допустим, что вал 1 требуется установить в корпусе редуктора (рис. 1.5.1).

Цилиндрические поверхности шеек вала 2, 3 и торец вала 4 будут его основными базами, так как эти поверхности определяют положение вала относительно корпуса и этими поверхностями вал устанавливается в корпусе.

Для шкива 5 и червячной шестерни 6, устанавливаемых на вал, основными базами будут внутренние цилиндрические поверхности 7, 8 и торцы 15,16.

Вспомогательными базами корпуса являются цилиндрические поверхности расточек в корпусе 9, 10, так как на эти поверхности устанавливаются подшипники 13 и 14, служащие опорами вала.

Вспомогательными базами вала являются цилиндрические поверхности шеек вала 11 и 12, которые находятся в контакте с шестерней и шкивом и буртики вала 17 и 18.

Р и с. 1.5.1. Корпус редуктора

Технологические базы, используемые для определения положения детали или изделия в процессе их изготовления или ремонта, устанавливают связь между расположением лезвия инструмента и обрабатываемой детали. Технологическими базами могут быть плоские поверхности, наружные и внутренние цилиндрические и конические поверхности, поверхности центровых отверстий, поверхности зубьев зубчатых колес, резьбы, разные криволинейные поверхности и др.

К измерительным базам относятся такие поверхности детали, от которых при механической обработке производится измерение размеров, расстояний или относительных поворотов. Измерительные базы связывают инструмент с деталью непосредственно. Они могут совпадать и не совладать с технологическими базами.

Базирование основывается на правиле шести точек, суть которого заключается в том, что для придания детали вполне определенного положения в пространстве необходимо лишить ее шести степеней свободы (трех поступательных и трех вращательных движении относительно трех взаимно перпендикулярных осей). Применительно к механической обработке это означает, что деталь должна иметь шесть опорных точек при установке в приспособлении или непосредственно на столе станка.

Законы базирования являются общими для всех стадий создания изделий. Поэтому независимо от назначения базы могут различаться по отнимаемым от базируемой заготовки, детали или сборочной единицы степеням свободы и по характеру проявления (по конструктивному оформлению).

По лишаемым степеням свободы различают установочную, направляющую, опорную, двойную направляющую и двойную опорную базы. В качестве установочной базы для создания большей точности положения и устойчивости детали следует выбирать поверхность наибольших габаритных размеров, а опорные точки размещать как можно дальше одну от другой. В качестве направляющей базы принимают плоскость наибольшей протяженности, а опорной – любую поверхность безотносительно к ее размерам. Двойная направляющая база лишает заготовку или изделие четырех степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей. Двойная опорная база лишает заготовку двух степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей.

При проектировании технологических процессов и приспособлений следует принятые опорные точки наносить на чертеж, причем все опорные точки изображаются условными знаками и нумеруются порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек. При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна точка, а около нее проставляют номера совмещенных точек. Острие условного знака опорной точки должно быть направлено на деталь или на ось детали, если при установке детали на базирующие элементы ее ось будет занимать одно и то же положение. Размеры условного знака опорной точки должны соответствовать ГОСТ 21495-76.

Распределение опорных точек на поверхностях детали зависит в конечном итоге от конструкции приспособления, т.е. от расположения установочных элементов в приспособлении. Поэтому чрезвычайно важно, чтобы на схеме базирования опорные точки были проставлены четко – это дает возможность без лишних дополнительных пояснений представить основную идею базирования детали в приспособлении, то есть представить конструктивную схему приспособления.

При сборке, обработке на станке или измерении базирование конкретных деталей и узлов осуществляется по реальным поверхностям, которое не может быть идеально точным вследствие неизбежных погрешностей формы и размеров этих поверхностей. Именно в связи с этим часто оказывается удобным рассматривать идеализированные схемы базирования, в которых базами могут являться воображаемые плоскости, осп симметрии и точки. Для таких случаев целесообразно ввести понятие об условных (скрытых) базах.

Условные (скрытые) базы – базы заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, осп или точки. Так, например детали типа валов и дисков удобно устанавливать по наружной цилиндрической поверхности в призму (рис. 1.5.2).

Р и с. 1.5.2. Схема базирования вала в призму

Допустим, что при такой установке заготовки требуется обработать паз, симметрично расположенный относительно одной из плоско­стей симметрии детали (следом ее на чертеже является ось У–У).

При установке идеально выполненного по форме цилиндрической поверхности вала в призму, изготовленную так же идеально в части равенства углов, плоскость симметрии призмы совпадает с плоскостью симметрии заготовки. Таким образом, при плоском изображении рассматриваемой схемы базирования ось У - У является базой заготовки. Размер же, определяющий глубину паза, задается обычно от нижней (точка А) или верхней (точка B) образующей цилиндрической поверхности или от ее оси (точка О). Положение этих точек в каждой конкретной детали может изменяться в соответствии с фактическим размером базы (D).

Осуществить настройку операции на глубину паза в конкретном приспособлении можно лишь относительно неподвижной точки С – геометрического центра призмы. Эта точка и будет являться условной базой.

Если продолжить далее рассмотрение типовых схем установок цилиндрических деталей, можно убедиться, что здесь в подавляющем большинстве случаев мы также имеем дело с условными базами.

Так, при использовании для установки крепления деталей самоцентрирующихся приспособлений базой является наружная или внутренняя цилиндрическая поверхность. Условная же база представляет собою ось симметрии приспособления, относительно которой перемещаются с одина­ковой скоростью центрирующие элементы приспособления.

Р и с. 1.5.3. Установка деталей в приспособлениях

При установке деталей в патронах (рис. 1.5.3, а), призмах (рис. 1.5.3, б) или цангах (рис. 1.5.3, в), когда не требуется точной ориентации заготовки в направлении поворота относительно своей оси или перемещения вдоль этой оси, также используют скрытые базы (точки 5 и 6). Показать реальные опорные точки не представляется возможным, так как в данных случаях заготовка лишается возможности поворота и перемещения за счет сил трения, возникающих в месте контакта ее цилиндрической поверхности и кулачков патрона, призмы или цанги после приложения силы закрепления.

При установке в центрах базами являются конические поверхности центровых отверстий. Условной же базой является ось детали, которая при установке заготовки должна совпадать с линией центров станка или приспособления

Для установки детали на плоскошлифовальном станке при
шлифовании плоскости необходима только установочная база,
на которой расположатся три опорные точки. Этой плоскостью
деталь устанавливается на стол станка, верхнюю плоскость которого можно представить как координатную плоскость. Одна­ко при установке детали на магнитную плиту под действием магнитного потока она полностью лишается всех шести степеней свободы. Условными базами в данном примере являются две координатные плоскости, проведенные перпендикулярно конструктивно-оформленной базе — плоскости стола станка.

Скрытые базы, как правило, мысленно проводятся по осям симмет­рии детали, но их можно проводить, и параллельно им.

Из приведенных примеров следует, что условные базы в системе заготовка — приспособление материализуются с по­мощью установочных элементов приспособления.

Приступая к базированию детали нужно, прежде всего, выяс­нить, какие технические требования предъявляются к ее изготовлению, какие параметры и от каких поверхностей должны быть выдержаны, чтобы обеспечить требуемую точность обработки. Затем следует выбрать технологические базы, учитывая при этом следующие основные положения:

1. Использовать принцип совмещения баз, т.е. по возможности со­вмещать технологические базы с измерительной или конструкторской базой.

2. Соблюдать принцип постоянства (единства) баз, используя одни и те же базы на возможно большем числе технологи­ческих операций.

3. Обеспечить достаточную устойчивость и постоянство по­ложения детали за счет соответствующих размеров базовых ­ поверхностей и их взаимного расположения.

4. Принимать в качестве технологических баз поверхности детали, связанные точными параметрами (размерами, относительными поворотами) с поверхностью, подлежащей обработке на данной операции, т. е. принятые базы не должны по возможности давать погрешностей базирования.

На заготовку или изделие в избранной системе координат нужно наложить шесть связей, для размещения которых необходим комплект из трех баз. При наличии погрешностей базирования расчетом проверяется их влияние на точность получаемого размера.

Конкретно при выборе технологических баз следует учитывать целый ряд факторов, которые в каждой конкретной задаче могут иметь различную зависимость.

К таким факторам относятся:

· точность и состояние базирующих поверхностей;

· размерные связи между поверхностями детали;

· удобство и быстрота установки закрепления, детали в приспособлении, то есть обеспечение высоких эксплуатационных характеристик приспособления при осуществлении его в металле.

Дата добавления: 2015-09-02