3.4. Основы базирования и базы.

В процессе изготовления или сборки возникает необходимость в обеспечении требуемой точности взаимного расположения двух и более поверхностей детали относительно друг друга при механической обработке или их координации при соединении с другими деталями. Для обеспечения заданной точности необходимо иметь чёткое представление о методах достижения поставленной задачи.

Поставленная задача может быть достигнута при рассмотрении основ базирования деталей при различных условиях их закрепления или соединения друг с другом.

И звестно, что любое твёрдое тело имеет шесть степеней свободы в пространстве, т.е. оно может перемещаться относительно осей выбранной системы координат и вращаться относительно каждой из них. Для обеспечения неподвижности детали, заготовки или узла (сборочной единицы), относительно выбранной системы координат, необходимо и достаточно наложить на них шесть двухсторонних связей, т.е. обеспечить силовое замыкание. Известно, что три точки определяют положение плоскости в пространстве относительно выбранной системы координат. Если точки на плоскости равноудалены от выбранной координатной плоскости, например ХОZ, то она параллельна этой плоскости. На рис.3.11 приведена схема положения детали относительно трёх координатных плоскостей. Деталь имеет шесть двухсторонних связей с координатными плоскостями и её положение строго определено относительно их. Таким образом, каждая из связей определяет не только положение точки на поверхности детали, но и лишает деталь одной из

степеней свободы. Такая точка называется опорной точкой. Как

Рис. 3.11 видно из рисунка, количество

связей соответствует количеству опорных точек. Отсюда следует, что база это совокупность точек определяющих положение плоскости, линии или точки принадлежащих детали и используемых для базирования, т.е. определения положения детали относительно координатных плоскостей.

Для грамотной разработки конструкции детали, а также технологического процесса изготовления и сборки, разработки конструкции приспособления и т.д. используются базовые поверхности. Базовые поверхности деталей имеют определённое функциональное назначение, т.е. они бывают конструкторскими, установочными, технологическими и измерительными..

Поверхность или поверхности, относительно которых определяется (координируется) положение других поверхностей на рабочих чертежах, называются конструкторскими или сборочными базами.

Поверхность детали или заготовки, определяющая её положение при помощи трёх опорных точек, лишающих перемещение вдоль одной координатной оси и поворот вокруг двух других, называется установочной базой.

Поверхность или сочетание поверхностей, относительно которых определяется положение других поверхностей, в процессе механической обработки или сборки, называется технологической базой.

Поверхность, относительно которой производится измерение положения других поверхностей, называется измерительной базой.

Отклонение фактического положения детали, заготовки или изделия от требуемого называется погрешностью базирования.

На выбор той или иной базовой поверхности при изготовлении детали влияют как конструкторские, так и технологические требования. Конструктор, разрабатывая рабочие чертежи, должен руководствоваться технологичностью её изготовления. Соответственно и при простановке размеров на рабочем чертеже количество базовых поверхностей должно быть минимальным. При этом конструкторские, технологические и измерительные базовые поверхности желательно совмещать, т.е. одна и та же поверхность должна выполнять функции технологической, конструкторской и измерительной базы. Такой подход позволит с меньшими затратами обеспечить требуемую точность изготовления.

Смена базовых поверхностей бывает организованная и неорганизованная.

Организованная смена баз предполагает соблюдение определённых условий, обеспечивающих необходимое качество изготовления. Неорганизованная смена баз может происходить случайно или без соблюдения необходимых условий. Обычно неорганизованная смена баз производится из-за недостаточной квалификации рабочего или технолога. В результате процесса установки и закрепления детали на станке, в приспособлении или при сборке, без учёта погрешностей её геометрических форм или неправильного построения технологического процесса, обеспечение требуемой точности может вызвать определённые сложности, выражающиеся в увеличении трудоёмкости изготовления. Рассмотрим пример сверления или расточки отверстий в корпусной детали Рис.312.

Рис.3.12

Основным условием является обеспечение размера h c требуемой точностью и параллельностью осей отверстий, относительно поверхности А.

При использовании в качестве базовой поверхности А ось отверстия может отклоняться от параллельности на некоторый угол , в пределах допуска на параллельность, а размер h₁ изменяться на некоторую величину, в пределах допуска на линейный размер. Следовательно, погрешности изготовления будут соответственно равны , на линейный размер, и на отклонение от параллельности.

При переходе на другую технологическую базу Б, в размерную цепь включаются другие звенья h₂ и H ,а звено h₁ становится замыкающим. Соответственно погрешности изготовления H и h₂ , на линейные размеры, и отклонения и , от параллельности, могут быть представлены как , тогда можно записать следующие равенства.

= + (3.1)

= +

Сопоставление погрешностей изготовления, для различных базовых поверхностей, при условии, что обработка детали осуществляется на одном и том же оборудовании, и при одинаковых режимах обработки, показывает, что погрешности возрастают. Отсюда следует, что неорганизованная смена баз приводит к появлению погрешностей изготовления, которые могут превышать допустимые отклонения на заданные параметры.

Основными причинами смены технологических баз могут быть следующие:

• невозможность обработки всех поверхностей с одного установа, т.е. закрепления детали в приспособлении, станке относительно режущего инструмента;

• возможность достижения заданной точности более простым путём;

• обработка поверхностей детали на различном оборудовании;

• упрощение процесса измерения размеров и повышения точности.

П од действием сил резания деталь может изменять своё положение, если эти силы превышают по величине силы и моменты, фиксирующие деталь в требуемом положении.

Рис.3.13

В практической деятельности базирование детали на плоскости может осуществляться не шестью опорными точками, а тремя. В этом случае необходимо обеспечить силовое замыкание, т.е. приложить фиксирующую силу Р Рис. 3.13 .

Величина силы должна быть больше сил резания при механической обработке или монтажных усилий при сборке, одновременно она не должна вызывать деформации детали.

При установке заготовки (детали) плоской поверхностью на магнитную плиту она имеет три опорные точки, т.е. лишается трёх степеней свободы, а удерживается на магнитной плите за счёт магнитных сил. Количество опорных точек зависит от количества базовых поверхностей, от числа и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, точности изготовления.