3.3.2. Способы базирования.

Базирование предполагает наличие односторонних связей, т.е. наличие контакта в точках соприкосновения с установочными поверхностями оборудования, приспособления или сопрягаемыми деталями. Однако базирование не обеспечивает неизменности положения детали или заготовки при механической обработке или сборке. Для этого необходимо обеспечить силовое замыкание , другими словами, лишить деталь подвижности, т.е. зафиксировать её, приложить к детали усилие в направлении опорных точек. Величина приложенной силы должна ограничивать подвижность детали в направлении её действия и в тоже время не вызывать её деформации.

В случае если количество опорных точек меньше шести, то появляются дополнительные степени свободы, которые могут привести к неопределённости положения детали относительно координатных осей.

При установке заготовки (детали) плоской поверхностью на магнитную плиту она имеет три опорные точки, т.е. лишается трёх степеней свободы.

Деталь может быть поставлена в неопределённое положение относительно осей Х и У и повёрнута относительно оси Z на некоторый угол Рис.3.15.

Рис.3.15

Закрепление детали, т.е. приложение сил Р в направлении установочной поверхности, не изменит неопределённости её положения. Поэтому необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек лишающих деталь всех шести степеней свободы. Однако в практической деятельности базирование может осуществляться с использованием меньшего количества опорных точек. Количество опорных точек

Рис.3.16.

зависит от количества базовых поверхностей, от числа и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, точности изготовления. Рассмотрим наиболее типовые примеры с минимальным числом баз, позволяющих обеспечить необходимую точность обработки. На Рис.3.16 необходимо выдержать размер h с требуемой точностью относительно базовой поверхности А.

Положение детали относительно плоскости ХОZ определяется тремя точками или опорами, обозначенными на схеме знаками.

. Обработка производится на магнитном столе на котором положение базовой поверхности А определяется тремя точками, а силовое замыкание обеспечивается магнитными силами. С поверхности детали снимается слой материала определённой величины, при этом силы резания не должны превышать величину удерживающей силы. Деталь имеет дополнительно три степени свободы и при обработке поверхности , параллельной установочной, её положение относительно других плоскостей координат не оказывает влияния на размер h.

Рис.3. 17 Точность размера h будет зависеть только от точности обработки базовой поверхности А. В случае если необходимо выдержать два размера h и к Рис.3.17, должны быть выбраны две базовые поверхности А и Б, и соответственно обеспечено пять опорных точек.

На выбор той или иной схемы базирования 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.

В процессе изготовления, сборки или ремонта может производиться смена базовых поверхностей.

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. 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.

В процессе изготовления детали, особенно сложной конфигурации, из заготовки, имеющей неравномерный припуск, может производиться смена технологических поверхностей или баз.

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.

Под действием сил резания деталь может изменять своё положение, если эти силы превышают по величине силы и моменты, фиксирующие деталь в требуемом положении. При этом возникают погрешности, превышающие требуемые значения. Рассмотрим пример сверления или расточки отверстий в корпусной детали Рис.3.18.

Рис.3.18

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.

Влияние замены технологической базы на точность изготовления можно проиллюстрировать на приведённом примере Рис3.6

Требуется обеспечить = 0,02 мм., h₁= 100 мм., смещение центра поля допуска размера h₁ составляет _оh1= 0,2 мм., поле допуска на размер h₁ составляет = 0,05 мм. и H = 400 мм.

Рассчитать необходимые допуска на звенья Н, h₂, _Н, _h2 , в пределах которых необходимо выдержать их отклонения при переходе от базовой поверхности А к поверхности Б.

Задаёмся величиной допуска на параллельность плоскости А относительно плоскости Б, = 0,01 мм. Учитывая, что

= + находим

= - = 0,02 – ( 0,01) = 0,01

Принимаем что поле допуска на размер Н симметрично и его величина составляет = 0,03 мм., т.е. смещение центра поля допуска на размер 400 мм. равно нулю.

Тогда h₂ = H – h₁ = 400 – 100 = 300 мм. и

= - = 0 – 0,2 = -0,2 мм.

т.е. фактическая (номинальная) величина размера h₂ должна быть на 0,2 мм. меньше и составлять 299, 8 мм. Определим величину поля допуска размера h₂ .

= - = 0.05 – 0,03 = 0,02 мм.

Установим предельные отклонения размеров Н и h₂ с учётом расположения полей допусков.

Н =400 0,015 мм. h₂ = 299,8 0,01 мм.

Проверим правильность расчетов на максимум и минимум.

h_1мах = Н_мах – h_2min = 400,015 – 200,79 = 100,225 мм.

h_1мin = Н_мin – h_2mах = 399,985 – 299,810 = 100,175 мм., что соответствует заданным условиям 100,2 0,025 мм. Таким образом, при выдерживании допусков на размеры Н и h₂ (Н = 400 0,015 мм., h₂ = 299,8 0,01 мм.). и обеспечении параллельности ( = 0,01 мм, = 0,01 мм.) возможно изменение базовой поверхности А на Б.