Бази і базування в машинобудуванні. Класифікація баз

Показники точності машини

Розглянуті вище показники точності деталі повною мірою використовуються і для характеристики точності машини. Різниця полягає тільки
у тому, що у деталі всі показники точності відносяться до поверхонь однієї цієї деталі, у машини ж вони відносяться до її виконавчих поверхонь.

Оскільки виконавчі поверхні машини під час роботи мають здійснювати певні відносні рухи, необхідні для виконання машиною свого службового призначення, то одним із основних показників, які характеризують точність машини є точність відносного руху виконавчих поверхонь.

Таким чином, точність машини характеризується такими основними показниками:

1) точністю розмірів виконавчих поверхонь і точністю лінійних відстаней між ними;

2) точністю поворотів однієї виконавчої поверхні відносно іншої виконавчої поверхні.

3) точністю геометричної форми виконавчих поверхонь;

4) шорсткістю виконавчих поверхонь;

5) точністю відносного руху виконавчих поверхонь.

Терміни і означення, які використовуються під час розробки схем
базування. Правило шести точок. Класифікація баз. Правила зображення схем базування.

Одною з найчастіше розв’язуваних в машинобудуванні задач є забезпечення необхідної точності відносного розташування двох, або більшої кількості деталей.

Ця задача розв’язується:

- під час складання машини;

- під час установлювання заготовки у верстатний пристрій для механічної обробки;

- під час установлювання різального і допоміжного інструмента на верстаті.

Для розв’язання цієї задачі створена теорія базування.

З теоретичної механіки відомо, що будь-яке вільне тверде тіло має шість ступенів вільності відносно трьох координатних перпендикулярних осей x, y, z. Тобто, тіло може переміщуватися у напрямі кожної з трьох осей і обертатися навколо цих осей. Таким чином, розташування твердого тіла (наприклад, деталі чи заготовки) у вибраній системі координат в будь-який момент часу визначається шістьма незалежними координатами. З цього твердження випливає, що задання положення деталі по шести координатам відбирає у неї всі шість ступенів вільності. Наприклад, якщо деталь має форму призми (рис. 7), то три координати, які зв’язують нижню площину деталі x0y з координатною площиною X0Y, відбирають у деталі заразом три ступеня вільності – можливість переміщення у напрямі осі z і обертання навколо осей х та у.

Рис. 7. Задання положення деталі в прямокутній системі координат

Дві координати, які зв’язують бічну площину деталі у0z з координатною площиною Y0Z відбирають у деталі заразом два ступеня вільності – можливість переміщення у напрямі осі х і обертання навколо осі z, тобто відбирають у деталі ще два ступеня вільності.

Шоста координата визначає положення деталі відносно координатної площини Х0Z, відбираючи у неї останній ступінь вільності – можливість переміщення у напрямі осі у.

Кожна з координат не тільки визначає відстань від точки поверхні деталі відносно координатної площини, але й відбирає у деталі один ступінь вільності. В механіці кожна з координат розглядається як двосторонній зв’язок між точкою деталі і відповідною координатною площиною.

Таким чином, для задання положення будь-якої деталі відносно вибраної системи координат іншої деталі, необхідно мати шість двосторонніх зв’язків між шістьома точками деталі, що розташовані на трьох площинах координатної системи деталі, і вибраною системою координат іншої деталі.

В технології машинобудування поняття двостороннього зв’язку замінюється поняттям опорної точки.

Опорна точка ―це точка, яка символізує один з двосторонніх зв'язків заготовки чи виробу з вибраною системою координат.

Відповідно, для задання положення будь-якої деталі відносно іншої деталі, необхідно і достатньо мати шість опорних точок. Це твердження отримало назву «правила шести точок» і має надзвичайно важливе значення для забезпечення точності розташування деталі, заготовки або складальної одиниці відносно іншої деталі або складальної одиниці.

Якщо кількість опорних точок менша шести, то визначеність положення не забезпечується, оскільки у заготовки, деталі або складальної одиниці може залишитись один або декілька ступенів вільності (в залежності від того, скільки опорних точок не вистачає до шести). Слід зазначити, що якщо у відповідності зі службовим призначенням деталь або складальна одиниця повинна мати певну кількість ступенів вільності, то відповідна кількість опорних точок (двосторонніх зв’язків) знімається.

Якщо кількість опорних точок більша шести, то базування також буде невизначеним. Це неминуче призведе до втрати точності обробки. Щоб цього уникнути, “зайві” опорні точки конструктивно реалізують у вигляді підвідних або самоустановних опор. Такі конструкції застосовують тоді, коли нежорстку заготовку необхідно додатково підперти, щоб уникнути надто великих її деформацій від впливу сил різання або сил затискання.

Окрім поняття опорної точки, у відповідності з [17] в машинобудуванні прийняті такі терміни та означення основних понять теорії базування.

Базування ― надання заготовці чи виробу необхідного положення відносно вибраної системи координат.

База ― поверхня чи сукупність поверхонь, вісь, точка, що належать заготовці чи виробу, і використовуються для базування.

Схема базування ― схема розміщення опорних точок на базах заготовки чи виробу.

Закріплення ―прикладання сил чи пар сил до заготовки або виробу для забезпечення постійності їх положення, досягнутого під час базування.

Установлення ―процес базування й закріплення заготовки чи виробу.

Всі бази, які використовуються в машинобудуванні, підпорядковані класифікації [17], схема якої показана на рис. 8.

Означення кожної з баз такі.

Конструкторська база –база, що використовується для визначення положення деталі чи складальної одиниці у виробі.

Основна база –конструкторська база, яка належить базованій деталі чи складальній одиниці і використовується для визначення її положення у виробі.

Допоміжна база –конструкторська база, що належить деталі чи складальній одиниці і використовується для визначення положення приєднуваного до них виробу.

Технологічна база ―база, що використовується для визначення положення заготовки чи виробу в процесі виготовлення або ремонту.

Вимірювальна база – база, що використовується для визначення відносного положення заготовки чи виробу та засобів вимірювання.

Установна база – база, яка позбавляє заготовку чи виріб трьох ступенів вільності – переміщення вздовж однієї координатної осі та обертання навколо двох інших осей.

Напрямна база – база, що позбавляє заготовку чи виріб двох ступенів вільності – переміщення вздовж однієї координатної осі та обертання навколо іншої осі.

Опорна база – база, що позбавляє заготовку чи виріб одного ступеня вільності – переміщення вздовж координатної осі або обертання навколо осі.

Приклад використання установної, напрямної та опорної баз для базування заготовки у верстатному пристрої показано на рис. 9.

Рис. 9. Приклад використання установної, напрямної та опорної баз для базування
заготовки у верстатному пристрої

Подвійна напрямна база – база, що позбавляє заготовку чи виріб чотирьох ступенів вільності – переміщення вздовж двох координатних осей та обертання навколо цих же осей. Прикладом такої бази є довга циліндрична поверхня скалки (рис. 10).

Рис. 10. Приклад подвійної напрямної бази

Подвійна опорна база – база, що позбавляє заготовку чи виріб двох ступенів вільності – переміщень уздовж двох координатних осей (рис. 11).

Явна база – база заготовки чи виробу у вигляді реальної поверхні, розмічальної риски або точки перетину таких рисок.

Прихована база – база заготовки чи виробу у вигляді уявної поверхні, осі або точки.

Під час розробляння технологічних процесів способи базування заготовок або деталей показують у вигляді теоретичних схем базування. Опорні точки на цих схемах показують за допомогою таких умовних позначень (рис. 12). Опорні точки показують на схемах базування штриховими лініями, якщо ці точки розташовані на невидимій стороні базованої деталі.

Рис. 12. Умовні позначення опорних точок

Правила виконання схем базування

1. На схемах базування всі опорні точки нумерують порядковими номерами починаючи з бази, на якій розташовується найбільша кількість опорних точок.

2. Якщо проекції опорних точок співпадають, то показується одна опорна точка, а біля неї проставляються номери опорних точок, проекції яких співпали.

3. Кількість проекцій деталі на схемі базування має бути достатньою для чіткого уявлення про розміщення опорних точок.

На рис. 13 показаний приклад схеми базування призматичної деталі на три площини.

У таблиці 1 показані схеми базування, які відповідають найпоширенішим схемам установлення заготовок у верстатні пристрої.

Таблиця 1

Розповсюджені в машинобудуванні схеми базування заготовок [17]

Продовження таблиці 1

Продовження таблиці 1

Закінчення таблиці 1

Примітка: на теоретичних схемах базування арабськими цифрами
1 ― 6 позначені опорні точки.

Дата добавления: 2014-01-07