2. Классификация баз

В основу классификации баз положены сообра­жения, что все многообразие поверхностей деталей машин сводится к четырем видам: исполнительные (служебные) поверхности, основные и вспомогательные базы, свободные поверхности.

Базы классифицируются по назначению, по лишаемым степеням свободы и по характеру проявления.

По назначению базы разделяются на конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторская база – это база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. Конструкторские базы делятся на два вида – основные и вспомогательные базы.

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

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

На рис. 1.15 показан комплект основных баз вала, а на рис. 1.16 – комплект вспомогательных баз вала со шпонкой и основных баз шестерни.

Основные базы присоединяемой детали негативны со вспомогательными базами основной детали, так как при сборке совмещаются основные и вспомогательные базы сопрягаемых деталей.

Каждая деталь обладает только одним комплектом основных баз, а количество комплектов вспомогательных баз зависит от количества присоединяемых деталей.

Технологическая база – это база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. В качестве технологических баз, кроме поверхностей, осей и точек, могут быть использованы разметочные риски и точки от накернивания.

Измерительная база– это база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

Независимо от назначения, классификация баз по лишаемым степеням свободы предусматривает разделение всех деталей и заготовок по форме на три вида: призматические, длинные цилиндрические (l > d) и короткие цилиндрические (l < d) детали или заготовки. Эта классификация предусматривает следующие виды баз: установочная, направляющая, опорная, двойная направляющая и двойная опорная.

Под установочной базой понимается база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

На рис. 1.12 показана установочная база призматической детали на поверхности I в виде трех связей (1, 2, 3) которые лишают деталь трех степеней свободы – перемещения вдоль оси Оz и вращения вокруг осей Ох и Оу. Сокращенно это условие может быть записано в таком виде:

.

В качестве установочной базы целесообразно использовать поверхность с наибольшей площадью.

Под направляющей базой понимается база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль координатной оси и поворота вокруг другой оси (рис. 1.12, поверхность II), т.е.

.

Для надежного базирования в качестве направляющей базы рекомендуется использовать поверхность с наибольшей протяжен­ностью.

Опорная база – это база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси (рис. 1.12, поверхность III), т. е.

.

Двойная направляющая база – это база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Двойная направляющая база обычно используется при базировании длинных цилиндрических заготовок или изделий.

На рис. 1.17 показана установка вала в центрах.

Связи 1, 2, 3, 4 образуют двойную направляющую базу и лишают вал четырех степеней свободы, т. е.

.

Связь 5 лишает вал одной степени свободы (опорная база), т.е. .

Аналогично рис. 1.17 базируются длинные цилиндрические детали (заготовки) при установке их в призмах с упором в торец, консольно в трехкулачковых патронах (две связи реализуются в кулачках, а две – с правой стороны выверкой для совмещения оси заготовки с осью шпинделя станка). В отдельных случаях такие детали при базировании лишаются и шестой степени свободы, например, при сверлении поперечного отверстия, закоординированного относительно шпоночного паза, при нарезании многозаходных резьб и др.

При установке деталей по длинной конической поверхности с относительно небольшой конусностью (хвостовики сверлильных патронов и режущих инструментов) коническая поверхность лишает деталь пяти степеней свободы, оставляя возможность поворотов вокруг собственной оси, т. е. коническая поверхность совмещает в себе функцию двойной направляющей и опорной базы.

При установке втулок, стаканов и т. п. заготовок по отверстию на разжимных или легкоконусных оправках без зазора двойная направляющая база совмещается с осью заготовки. При установке этих же заготовок на оправках с зазором двойная направляющая база реализуется по цилиндрической поверхности отверстия.

При бесцентровом шлифовании валов двойная направляющая база реализуется контактом заготовки с опорным ножом и ведущим кругом.

Под двойной опорной базой понимается база, используемая для наложения на заготовку и изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей.

Следует иметь в виду, что двойная опорная база образуется только при базировании коротких цилиндрических заготовок или изделий класса «диски».

На рис. 1.18 показана схема базирования короткой цилиндрической заготовки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне.

При базировании дисков (рис. 1.18) по левому торцу создается установочная база с тремя связями:

,

а при контакте с кулачками совмещается ось диска с осью кулачков, создавая двойную опорную базу с лишением двух степеней свободы – S_у,z.

Похарактеру проявления базы подразделяются на два вида –явные и скрытые. Явная база – это база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок. Скрытая база – это база заготовки в виде воображаемой плоскости, оси или точки. Применение скрытых баз во многих случаях позволяет исключить из расчетов неизбежные погрешности реальных поверхностей, снижающие точность базирования.