II Теория базирования

1. Основные понятия теории базирования

Для нормальной работы любой машины необходимо обеспечить определенное взаимное расположение ее деталей и узлов. Определенное положение должна занимать и заготовка на станке при ее обработке. Определенность положения детали или узла в изделии (двигателе) и заго­товки на станке достигается базированием (ориентировкой).

В общем случае базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы коор­динат.

При механической обработке деталей на металлорежущих станках под базированием понимают придание заготовке или детали требуемого поло­жения относительно элементов станка, определяющих движение подач режущего инструмента.

Теория базирования основывается на фундаментальных представлениях о несвободной системе, изучаемых в теоретической механике. Рассмотрим некоторые из них.

Свободное твердое тело имеет шесть степеней свободы: три перемеще­ния вдоль координатных осей Ox, Oy и Oz и три поворота вокруг этих осей.

Если на движение точек твердого тела или механической системы нало­жены ограничения геометрическими или кинематическими связями, то такое тело или система называется несвободным телом (системой). Таким образом, требуемое положение или движение твердого тела относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических или кинематических связей. При наложении геометрических связей на твердое тело, лишающих его трех перемещений вдоль координатных осей и трех поворотов вокруг этих осей, тело становится неподвижным в данной системе координат. Шесть связей, лишающих тело движения в шести напра­влениях, могут быть созданы контактом соединяемых тел в шести точках.

Для фиксирования (закрепления) заготовки в приспособлении необходимо приложить силу. Таким образом, процесс установки заготовки в приспособление или на станок состоит из базирования (ориентировки) и закрепления, обеспечивающего неизменность положения заготовки при ее обработке.

Базирование детали нельзя заменить ее закреплением. Если из шести опорных точек отсутствуют одна или несколько, то у заготовки остается соответственно одна или несколько степеней свободы. Это значит, что в направлении отсутствующих опорных точек положение заготовки не опре­делено и заменить отсутствующие опорные точки закреплением с целью базирования нельзя.

Поверхность (сочетание поверхностей), линия или точка, используемые для базирования, называют базой. Базирование призматической заготовки предполагает использование в качестве баз трех ее поверх­ностей, на которых соответственно располагаются три, две и одна точка контакта, В реальных условиях точки контакта представляются соответ­ствующими опорными точками, имеющими теоретический характер. Опорная точка символизирует одну из связей заготовки (детали) с выбранной системой координат.

Для полной ориентации заготовки в приспособлении необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, расположенных определенным образом относительно базовых поверхностей заготовки (правило шести точек). Технолог и конструктор по проектированию приспособлений при необходимости полной ориентировки заготовки относительно всех трех плоскостей прямоугольной системы координат всегда руководствуются правилом шести точек. Если в зависимости от служебного назначения де­таль (узел) должна иметь определенное число степеней свободы, то соот­ветствующее число степеней связей снимается.

Расположение опорных точек на базах заготовки (детали) и есть схема базирования.