Базирование. Общие вопросы

Базирование и базы

Чтобы какое-либо механическое устройство правильно работало необхо-димо обеспечить определенное взаимное расположение его деталей и узлов.

При обработке на станках заготовки должны быть правильно ориенти-рованы относительно системы координат станков и их рабочих органов, чтобы обеспечить требуемую точность размеров и взаимного расположения поверх-ностей изготовленной детали.

Задачи рациональной ориентировки заготовок при механической обработке, собираемых деталей при сборке решаются их базированием.

Базированием называют придание обрабатываемой заготовке или собира-емой в узел детали требуемого положения относительно системы координат металлорежущего станка или собираемых деталей.

При механической обработке заготовок на металлорежущих станках исполь-зуют различные станочные приспособления, обеспечивающие определенное положение заготовок в процессе обработки, повышение, как правило, произво-дительности труда, точности обработки, а, иногда, саму возможность обработки заготовки.

Применение приспособлений в этих случаях решает 2 задачи:

1 – ориентировку заготовок относительно системы координат станка, чтобы придать требуемое перемещение режущего инструмента при обработке поверх-ностей;

2 – обеспечение неподвижности заготовки путем ее закрепления.

Эти обе задачи решаются одинаковыми методами – посредством наложе-ния определенных ограничений (связей) на возможные перемещения заготовки в пространстве.

В 3 ^х мерном пространстве для полного исключения подвижности твердого тела необходимо лишить его 6 ^и степеней свободы: 3 ^х поступательных переме-щений вдоль осей координат X, Y и Z и 3 ^х вращательных движений вокруг этих

осей. Это достигается наложением связей, препятствующих перемещению.

Для решения технологических задач используются в основном позицион-ные связи, ограничивающие перемещения тела и не зависящие от времени и скорости.

При базировании заготовки считают, что заготовка устанавливается на опор-ные точки, образующие односторонние связи (ограничения).

Под «опорной точкой» подразумевается идеальная точка контакта поверх-ностей заготовки и приспособления, лишающая заготовку одной степени свобо-ды, делая невозможным ее перемещение в направлении, перпендикулярном опорной поверхности.

Примечание. Силы трения сцепления, возникающие в сопряжении заготов-ки и опорных точек приспособления, способствуют закреплению, но не участ-вуют в базировании заготовки.

Для полного базирования заготовки в приспособлении необходимо и дос-таточно создать в сопряжении заготовка – приспособление 6 опорных точек, расположенных определенным образом относительно базовых поверхностей заготовки.

Данное утверждение называют правилом 6^и точек.

Для ориентации призматического тела в Z

пространстве (рис.5.1)плоскостями А, В и С С 6¢

параллельно плоскостям соответственно 5¢ 5 1 6 2

УOX, УOZ и XOZ соединим 3 точки (1,2,3) В А

плоскости А призмы с плоскостью 4 3

УOX (условно жесткими стержнями) 4¢ О Х

в точках 1¢, 2¢ и 3¢, что характеризует 1¢ 2¢

двухсторонние позиционные связи У 3¢

вдоль оси Z, не препятствуя скольжению Рис.5.1.Схема ориентировки (базиро- относительно плоскости координат УOX. вания) призматического тела в

При этом призма лишается 3-х степеней пространстве

подвижности вдоль оси OZ, и вращательного движения вокруг осей OX и OУ. Соединив 2 точки 4 и 5 левой боковой плоскости В призмы условно жесткими стержнями с плоскостью координат YOZ в точках 4¢ и 5¢, призма лишается еще 2-х степеней подвижности – вдоль оси OX и вращательного движения вокруг OZ, а соединив одну точку в плоскости С призмы условно жестким стержнем у с плоскостью координат XOZ в точке 6¢, призма лишается еще одной степенью подвижностью – вдоль оси У.

Таким образом, призма лишена 6 ^и степеней подвижности и строго ориен-тирована относительно осей координат XУZ, т.е. каждая опорная точка(1¢-6¢) контакта заготовки с приспособлением лишает заготовку одной степени под-вижности (свободы), лишая ее перемещения в направлении, перпендикулярном опорной поверхности (при этом силы трения в опорных точках прис-пособления, возникающие от сил веса заготовки, закрепления и сил резания, частично ограничивают перемещение заготовки, но с точки зрения лишения степеней подвижности не учитываются).

Поверхности заготовок или деталей, которые используются при базирова-нии, называют базами.

В рассмотренном выше случае базирования призматической заготовки на координатные плоскости поверхность А, находящаяся в контакте с 3 ^мя опор-ными точками 1¢, 2¢ и 3¢ приспособления, называют установочной базой, повер-хность В, находящаяся в контакте с 2 ^мя опорными точками 4¢ и 5¢ приспособ-ления, называют направляющей базой, а поверхность С, имеющей контакт с одной опорной точкой приспособления, называют упорной базой.

В реальных условиях базирование заготовок в установочно-зажимных прис-

пособлениях (УЗП) двусторонние связи заменяются опорными точками. При обработке заготовок на станках и их установке в УЗП во многих случаях нет необходимости в полной ориентировке заготовок по 3-м базовым поверхностям с 6-ю опорными точками УЗП (т.е. на 6 ^ть базовых установочных точек заготов-

ки) - рис.5.2.

а б

Таким образом, в зависимости от тех- а 4;5> б а

нологической надобности обработки за- _{1 2 3 1 2 3}

готовок при их базировании в УЗП могут _{1 2} в г _{3 4;5} д

2 3

3 4

быть использованы одна (рис.2. а, в), две _{1 1}

(рис.2. б, г) или три базы (рис.2. д), несу-

щие на себе соответственно 3 и 4 опор- 4 5

ных точек, 5 опорных точек (рис.2.б, г, д). Рис.5.2.Схема базирования заготовок

Теоретическая схема базирования по одной базовой поверхности (а, в),

заготовки представляет собой схему рас- по 2 ^м (б, г) и по 3 ^м базам (д)

положения на технологических базах за-

готовки идеальных опорных и условных точек, определяющих позиционные связи заготовки с принятой системой координат приспособления или станка. При этом на контурных линиях технологических баз операционного эскиза обрабатываемой заготовки проставляются условные обозначение точек контак-та заготовки и УЗП, которые лишают заготовку соответствующего числа степе-ней свободы: на виде сбоку; на виде сверху.

Базирование может осуществляться по материальным (т.е. явным) базовым поверхностям (базам) и по условным (скрытым) базам – по осевым линиям, плоскостям симметрии. Допускается проставлять знак или на каждую

  _1-3

опорную точку (без простановки между ними расстояния) или один знак одновременно на 1, 2 или 3 опорные точки, простав- ⁶

ляемые на базовую поверхность в удобном месте ба- 4 Р_з

зовой поверхности с указанием лишаемого

порядкового числа степеней свободы, 5 Р_z

например: ^1-3, ^4;5, ⁶ - рис 5.3. Рис.5.3. Обозначение мест базиро-

Иногда на операционных эскизах ания заготовки и приложения обрабатываемых заготовок указываются действующих сил

опорные точки в местах предполагаемого контакта заготовки с УЗП, точки при-

ложения и направление зажимного усилия к заготовке и усилия резания – рис.5.3.

В ряде случаев базирование и закрепление заготовки производится по од-ним и тем же поверхностям – например, в УЗП по цилиндрическим поверх-ностям с двусторонними призмами (рис.5.4, а) или в 2 ^х или 3 ^х кулачковых пат-

а     б

ронах с самоцентрирующими кулачками -

(рис5.4, б).

В некоторых случаях при базировании по

цилиндрическим (внутренним или наружным)

поверхностям заготовки и жестким цилиндри-

ческим (наружным и внутренним) поверхнос-

тях УЗП в сопряжениях образуется зазор, ве- личина которого зависит от допусков на соп- Рис.5.4.Схема базирования и зак-

рягаемых базовые поверхности, т.е. образует- репления заготовок в самоцен-

ся эксцентриситет, что приводит к несооснос- трирующих УЗП по цилиндри-

ти базовой и обрабатываемой поверхности за- ческим поверхностям заготовок

готовки (рис.5.5) Если требования по несоосно- заготовка

сти базовой и обрабатываемой поверхностям е

является жестким, то базирование следует

производить по самоцентрирующимся раз- Установочный палец УЗП

жимным оправкам – рис.5.6. В этом случае Рис.5.5.Схема базирования заго-

погрешность базирования будет равна нулю. товки на жесткий установочный

При установке заготовки в УЗП решаются 2 палец УЗП

задачи: заготовка кулачки

1 ^я – осуществить правильное расположение

заготовки по отношению к координатам УЗП

(и станка); оправка

2 ^я – обеспечить неподвижность заготовки Рис.5.6.Схема базирования заготов-

в процессе ее обработки путем надежно- ки по кулачкам разжимной оправки

ного и рационального закрепления.

Условные обозначения опор, зажимов и установочных элементов (по ГОСТ 3.1107) и число лишаемых ими степеней свободы приведены в табл.5.1. и кото-рые можно наносить на операционных эскизах вместо схем базирования.

Дата добавления: 2014-11-29