Тема 1.7. Базы и базирование.

Перед обработкой заготовка должна быть установлена на станке в строго определённое положение. Отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого называется погрешностью установки. Она состоит из погрешности базирования, погрешности положения заготовки и погрешности её закрепления.

Для правильной надёжной установки и закрепления заготовки необходимо и достаточно устранить шесть степеней свободы её возможного перемещения, т.е наложить шесть двусторонних геометрических связей.

Базирование – это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат, т.е ориентирование заготовки.

База – это поверхность или выполняющее ту же ф-цию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая при базировании.

Базы подразделяются :

1. По назначению.

Конструкторская база – база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Основная база – конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения её положения в изделии.

Вспомогательная база – конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения положения присоединяемого к ним изделия.

Технологическая база – база , используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления и или ремонта. На эту базу заготовка устанавливается при обработке.

Измерительная база – база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения. От неё производится измерение детали.

2. По лишаемым степеням свободы.

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

Направляющая база- база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.

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

Двойная направляющая база-база, лишающая заготовку или изделие четырёх степеней свободы- перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг них.

Двойная опорная база- база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы- перемещений вдоль двух координатных осей.

3. По характеру проявления.

Скрытая база – база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

Явная база – база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Схема базирования – схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.

Все опорные точки на схеме базирования изображаются условными знаками и нумеруются порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее кол-во опорных точек.

Положение любой поверхности заготовки может быть определено только относительно других поверхностей, условно принимаемых за координатные. Абсолютно твёрдое свободное тело имеет относительно координатных осей шесть степеней свободы. Эти шесть степеней свободы сводятся к трём возможным перемещениям вдоль трёх осей координат и трём возможным вращениям относительно тех же осей, т.е положение тела определяется шестью координатами относительно трёх координатных плоскостей. Любая координата лишает твёрдое тело одной степени свободы.

Точность соблюдения раз-ров деталей при обработке в значительной степени зависит от их установки относительно рабочих органов станка и режущего инструмента. Положение детали при обработке определяется её поверхностями, которыми деталь устанавливается на стол станка или в приспособление.

Базами называются поверхности деталей, определяющие её положение при установке.

Конструкторские базы – это линии или точки на чертеже, от которых конструктор задаёт раз-ры и взаимное положение других линий, соответствующих поверхностям детали или их осям.

Производственные (технологические) базы подразделяют на установочные и измерительные.

База, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта называется технологической базой.

Установочные базы бывают опорные и проверочные.

Опорная установочная база – это поверхность, при контакте которой с установочными элементами приспособления деталь ориентируется в нужном направлении с требуемой точностью.

Различают опорные установочные базы на основные и вспомогательные.

Основная опорная установочная база –это сочетание поверхностей, при соприкосновении которых с др.деталями в собранном узле или механизме определяется взаимное положение деталей.

Вспомогательными опорными установочными базами называются пов-ти , используемые для установки деталей при обработке, но не определяющие положение обработанной детали относительно др.деталей при их соединении в узел . Вспомогательными опорными установочными базами называют также пов-ти, специально обрабатываемые для установки детали в процессе изготовления ( центровые углубления в валах)

Проверочная установочная база – это сочетание поверхностей или разметочных рисок, по котор. выверяется положение обрабатываемой детали на станке при установке без приспособления.

Измерительной базой называют пов-ть , от котор. производят отсчёт раз-ров при измерении детали или по отношению к котор. проверяют правильность положения других пов-тей.

Сборочной базой называют пов-ть, по котор. деталь ориентируется по отношению к другим деталям в собранной машине. Если эти поверхности используют как установочные опорные базы в процессе обработки деталей, то они явл-ся в то же время установочными базами.

Для того ,чтобы ориентировать деталь при обработке в определённом положении, необходимо лишить её всех шести степеней свободы, т.е исключить возможность перемещения в трёх взаимно перпендикулярных направлениях и вращательного движения вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей.

Точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с избранной системой координат, называется опорной точкой. Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее число опорных точек

При наложении в какой либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна точка, около которой проставляются номера совмещённых точек.

Рис.

Установка детали при обработке определяется правилом шести точек, каждая из которых лишает деталь одной из шести точек свободы.

На рис. показана установка призматической детали.

Три опоры детали в плоскости хоу лишает её трёх степеней свободы – перемещения вдоль оси z и вращения вокруг осей х и у . Плоскость хоу называется установочной

Две опоры детали в плоскости xoz лишают – перемещение вдоль оси х и вращения вокруг оси z. Плоскость xoz называется направляющей. Опора детали в плоскости уoz , котор. называется

упорной, лишает деталь шестой степени свободы – перемещения вдоль оси у.

При установке цилиндрической детали на призме, поверхности призмы лишает деталь четырёх степеней свободы – перемещения в направлении осей х и z и вращения вокруг этих же осей. Возможность перемещения вдоль оси у и вращения вокруг этой оси исключается наличием

упора в торец и шпоночный паз или заменяющий эти упоры силой трения, возникающей при зажиме.

Существует два способа установки деталей при обработке :

1.Установка с выверкой непосредственно на станке. Такая установка применяется при обработке деталей в единичном и мелкосерийном произ-ве и выполняется рабочим по чертежу детали. При этом не обеспечивается высокая точность и равномерное распределение припусков.

Установка с выверкой может осуществляться по необработанным и обрабртанным поверх-м , а также по разметочным рискам.

Выверка по обработанным пов-тям обеспечивает наиболее высокую точность установки заготовок при обработке ( от +- 0,1 до +- 0,3 мм, в завис-ти от раз-ров заготовки). При выверке по необработанным пов-тям точность установки ниже ( от +-1,5 до +-3,0 мм). Для повышения точности выверки необраб-х заготовок использ-ся разметочные риски, котор. наносятся на деталь для облегчения выверки, проверки пригодности загот-к к обработке, указания границ обработки( припусков), контроле сложных деталей, установки накладных кондукторов и расточных приспособлений.

2.Установка без выверки в приспособлении, в котор. положение детали определ-ся установочными элементами приспособления. Такая установка деталей примен-ся в крупносерийном и массовом произ-ве.При этом обеспечивается высокая точность и сокращается время, затрачиваемое на установку детали.

Погрешности установки деталей.

Погрешность установки- отклонение фактического положения заготовки или изделия от требуемого.

Погрешности установки детали при обработке суммируются из погрешностей базирования, погрешностей закрепления, погрешностей положения детали вследствие неточного изготовления приспособления, износа его установочных элементов, а также ошибок установки приспособления на станок.

Погрешностью базирования ∑б называется разность предельных расстояний итзмерительной базы относительно установленного на размер инструмента. Если при обработке детали технологическая установочная база не совпадает с измерительной, возникает погрешность базирования.

Для того, чтобы исключить погрешность базирования, необходимо совмещать установочную и измерительные базы или пересчитывать допуски, предусмотренные чертежом и назначать более жёсткие допуски.

Погрешностью закрепления ∑з называется разность между наибольшими и наименьшими расстояниеми измерительной базы относительно установочного на раз-р инстр-та, вызванная смещением обрабатываемой заготовки под действием усилия зажима. Эта разность может иметь очень малую величину, если величина смещения велика, но постоянна.

Погрешность положения заготовки ∑пр вызывается неточностью изготовления приспособления, износа его установочных элементов, а также неточностью установки приспособления на станок. Эти неточности учитываются при проектировании приспособлений, периодически контролируются и устраняются при ремонте оснастки.

Погрешности ∑б,∑з,∑пр представляют собой поля рассеяния случайных величин, распределение котор.можно (приближённо) считать подчиняющимися нормальному закону распределения.При этом в общем виде погрешность установки Е как суммарное поле рассеяния

2 2 2

выполняемого раз-ра определяется из ф-лы : ∑у=√∑б +∑з+∑пр

Основные правила выбора баз:

1. Совмещать установочную и измерительную базы, чтобы исключить погрешности базирования.

2. Во всех случаях, когда это возможно, надо использовать в кач-ве технологических измерительных баз пов-ти, являющиеся конструктивными базами.

3. Необходимо соблюдать принцип постоянства баз, т.е использовать одни и те же базы при большом числе операций, или обрабатывать возможно большее кол-во пов-тей с одной установки для сохранения точности взаимного расположения пов-тей деталей, котор. обраб-ся в разных операциях.

4.В качестве базовых следует применять пов-ти наибольшей протяжённости для повышения точности установки детали.

5. Для деталей, у котор. некоторые поверх-ти не обрабатываются, в качестве черновых баз ( баз на первой операции) нужно принимать необработанные пов-ти. На черновую базу разрешается устанавливать деталь только один раз.

6. Для деталей, обрабатываемых полностью, в качестве черновой базы принимаются пов-ти с наименьшим припуском на обработку.

7.В случае необходимости следует искусственно увеличить раз-ры технологических баз или делать специальные технологические базы.

8. Технологические установочные базы надо выбирать так, чтобы обеспечить жёсткость установки и отсутствие деформаций деталей от усилий зажима и сил, возникающих в процессе обработки.

Погрешности базирования в приспособлениях.

Погрешность установки ∑у – одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого раз-ра детали. Она возникает при установке обрабатываемой заготовки в приспособлении и складывается из погрешности базирования ∑б, погрешности закрепления ∑з и погрешности положения заготовки ∑пр, зависящей от неточности приспособления и определяемой ошибками изготовления и сборки его установочных элементов и их износа при работе.

Погрешность настройки станка Δн возникает при установке режущего инструмента на раз-р, а так же вследствие неточности копиров и упоров для автоматического получения заданных раз-ров на детали.

Погрешность обработки Δобр, возникающая в процессе изготовления детали на станке, объясняется:

1) геометрической неточностью станка;

2)деформацией технологической системы под действием сил резания;

3) неточностью изготовления и износом режущего инструмента и приспособления;

4) температурными деформациями технологической системы.

Для получения годных деталей суммарная погрешность при обработке на станке должна быть меньше допуска б на заданный раз-р детали. Это условие выражается неравенством ∑у+Δн+Δобр = б

Погрешностью базирования ∑б называют разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на заданный раз-р детали режущего инструмента. Погрешность базирования возникает, когда технологическая установочная база обрабатываемой заготовки не совмещена с измерительной.

При разработке ТП для каждой операции выбирают исходные базы и проставляют исходные раз-ры, а так же базы для ориентирования заготовки. При неправильном выборе баз заметно увеличивается вспомогательное время на установку и снятие заготовки, усложняется конструкция приспособления.

Разработка схемы базирования при фрезеровании паза.

При фрезеровании паза шириной h выдержать размеры а и в и обеспечить параллельность оси паза, относительно поверхности Б, а дно паза – относительно основания А.

Рис. Схема базирования.

За основную базу предпочтительно брать пов-ть, которая обеспечивает заготовке устойчивое положение в приспособлении даже при базировании только одной этой базы. Наиболее полно такому требованию отвечает плоская пов-ть заготовки, располагающаяся снизу и обладающая достаточной протяжённостью. Если у заготовки такой пов-ти нет, выбирают другую пов-ть достаточной протяжённости – боковую плоскую пов-ть, цилиндрическое отверстие либо цилиндрическую наружную пов-ть.

На выбор основной базы влияет так же точность исходных раз-ров и допускаемых отклонений расположения обрабатываемой пов-ти.За основную следует принимать базу, от которой заданы наиболее точные исходные раз-ры. На первой операции , когда у заготовки ещё нет ни одной обработанной пов-ти, за основную базу приходится принимать необработанную пов-ть, на следующих – обработанную с наименьшей шероховатостью.