Тема 1.2 базирование заготовок

1.2.1 Понятие о базах. Классификация баз

Базирование заготовок – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат или траектории движения инструмента.

В машиностроении принята следующая классификация поверхностей:

• Основные поверхности – поверхности детали, с помощью которых определяется положение данной детали в изделии. (для вала - шейки 2,2' и уступы 1,1')

• Вспомогательные поверхности – поверхности детали, определяющие положение всех присоединяемых деталей относительно данной.

(для вала –два комплекта вспомогательных поверхностей для

установки зубчатых колёс: шейки 3,3 уступы5,5 и шпоночные

канавки)

• Исполнительные поверхности – поверхности, выполняющие определенное служебное назначение

• Свободные поверхности – поверхности, не соприкасающиеся с другими поверхностями присоединяемых деталей, но необходимые для соединения выше указанных поверхностей в единую конструкцию. (для вала – пов.4)

Д.З. [1 рис.21 с.45]

База – поверхность, заменяющая ее совокупность поверхностей, ось, точка детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали, изделия или поверхности детали, обрабатываемые или собираемые на данной операции.

Базы классифицируют:

1) по назначению :

• Конструкторские

• Технологические

• Измерительные

Конструкторские базы в свою очередь делятся на основные и вспомогательные (аналогично поверхностям ).

Технологическая база – база, определяющая положение детали в процессе изготовления.

Измерительная база – база, определяющая относительное положение детали и средств измерения.

2) по конструктивному оформлению (характеру проявления):

явные (реальные поверхности)

скрытые (мысленно проводимые плоскость, ось или точка)

При необходимости использовать скрытые базы в качестве технологических их материализуют разметкой, кернением, центрованием. [1 рис. 24,25 с.50]

3) по числу лишаемых степеней свободы

1.2.2 Классификация баз по числу лишаемых степеней свободы

Для ориентации твердого тела относительно трёхосной системы координат необходимо наложение на него 6 двухсторонних связей, лишающих тело 3-х перемещений вдоль осей и 3-х поворотов вокруг указанных осей. Этот порядок установки заготовок призматической формы называется правилом 6-ти точек.

Д.З.[1 рис.26 с.52]

Установочная база – база, лишающая заготовку 3-х степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Направляющая база – база, лишающая заготовку 2-х степеней свободы - перемещения вдоль одной оси и поворота вокруг другой.

Опорная база – база, лишающая заготовку 1-й степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.

Двойная направляющая база – база, лишающая заготовку 4-х степеней свободы – 2-х перемещений вдоль 2-х координатных осей и поворотов вокруг этих же осей (вал на призме или в отверстии).

Двойная опорная база – база, лишающая заготовку 2-х степеней свободы – перемещений вдоль 2-х координатных осей (короткая цилиндрическая поверхность на призме или в отверстии).

1.2.3 Основные схемы базирования

Основными схемами базирования являются:

1) базирование призматических заготовок [1 рис.27 с 52]

2) базирование длинных цилиндрических заготовок (рис.28 с.52)

3) базирование коротких цилиндрических заготовок (рис.30 с.53)

Все перечисленные схемы относятся к схемам полного базирования (лишение заготовки всех 6-и степеней свободы). Их применяют при необходимости выдержать размеры по всем 3-м осям, а также при обработке на станках с ЧПУ. При необходимости выдержать размеры в 2-х или только в одном направлении можно применять схемы упрощённого базирования.

1.2.4 Рекомендации по выбору баз

1. При выборе технологических баз необходимо изучить чертеж детали и выявить конструкторские базы.

2. Особое внимание необходимо уделить допустимым перемещениям.

3. При выборе баз для первой механической операции (черновые) необходимо выбирать такие поверхности, точность обработки которых в последующих операциях позволит их использовать в качестве чистовых баз. В качестве черновых технологических баз целесообразно использовать такие поверхности, которые имеют минимальный припуск на обработку, минимальные погрешности формы или те поверхности, которые не обрабатываются по технологическому процессу.

Если у заготовки нет поверхностей, которые могут быть использованы в качестве черновых баз, то в конструкцию заготовки вносят изменение в виде бобышек или технологических прибылей, которые будут использованы в качестве черновых баз.

4. Для обеспечения требуемой точности обработки необходимо стремиться к принципу совмещения баз, при котором технологическая база совмещается с конструкторской, при этом погрешность базирования отсутствует.

5. Для повышения точности обработки желательно стремиться к принципу постоянства баз, при котором максимально большое число поверхностей может быть обработано от одних и тех же технологических баз (обработка с одного установа).

Черновые базы не могут использоваться дважды, т.к. появляются более точные поверхности.

1.2.5 Погрешность базирования и закрепления

Суммарная погрешность при обработке заготовок складывается из погрешностей установки заготовки, настройки станка и самой обработки.

Погрешность установки заготовки εу возникает при установке заготовки непосредственно на станке или в приспособлении и складывается из погрешности базирования εб и погрешности закрепления εз

εу = εб + εз (1)

Погрешность базирования – результат несовмещения технологической и конструкторской баз. Она равна допуску на размер, связывающий указанные базы в направлении выдерживаемого размера.

( Разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на размер режущего инструмента)

Погрешность закрепления – образуется из погрешностей, возникающих до приложения силы зажатия и при зажатии, т.к. режущий инструмент устанавливают на размер от установочных поверхностей приспособлений, до приложения нагрузки. Значения εз приводят в справочных таблицах.

1) Определение погрешности базирования при установке заготовок плоскими поверхностями

Д.З.[1 рис. 32с.55]

Для рисунка а) для размера 30 εб = 0. Для рисунка б) для размера 20

εб = 0,28мм. Таким образом на погрешность настройки и обработки остается 0,3- 0,28=0,02 мм, что недостаточно, т.к.при фрезеровании Δ=0,1 мм. Для обеспечения требуемой точности данного размера необходимо: уменьшить εб или обеспечить εб =0. Последний вариант представлен на рисунке в), но установка заготовки снизу не производительна и требует значительное усилие закрепления. Уменьшение допуска на размер 50 уменьшает погрешность базирования, что более приемлемо в данном случае.

Учитывая, что Δ= 0,1, допуск на размер 50 можно установить из следующего соотношения

0,3- 0,1= 0,2, т.е. 50 ± 0,1

При согласовании с конструктором можно расширить допуск на выдерживаемый размер, что обеспечивает требуемую точность обработки, но указанный вариант не всегда возможен.