Выбор баз и принципы базирования. Классификация баз в машиностроении

Классификация баз в машиностроении

Основные сведения о базировании

Базирование (по ГОСТ 21495-93) – придание обрабатываемой заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Изложенное можно представить, как показано на рис.2.3.

У

У

У

Х

У

Х

Х

Х

а б в г

Рис. 2.3. Положение заготовки в системе координат при базировании

а – базируемая заготовка (1) и система координат (2); б и в – неправильное

базирование; г – правильное базирование

Процессы создания изделия и задачи базирования можно представить схематически (рис. 2.4).

Процесс создания изделия

Изготовление составных частей

Сборка изделия

Проектирование изделия

Задачи базирования

Базирование при сборке изделия

Базирование при изготовлении составных частей изделия

Базирование при проектировании изделия

Рис. 2.4. Основные задачи базирования

Различают три вида баз: конструкторские, технологические и сборочные (рис. 2.3).

Конструкторской базой называются поверхности, оси или точки, которые определяют положение детали относительно других при работе ее в машине или узле. В качестве конструкторских баз, чаще всего, принимаются геометрические элементы деталей такие как: осевая линия отверстия или вала, ось симметрии и т. д. Рассмотрим пример, показанный на рис. 2.4.

Б а з ы

Конструкторские

Технологические

Сборочные

Исходные

Установочные

Измерительные

Основная

Вспомогательная

Опорная

Поверочная

Рис. 2.3. Классификационная схема баз в машиностроении

Рис. 2.4. Рычаг и схема его базирования при обработке

Поверхность А для поверхности Б является конструкторской базой и наоборот. Осевая линия О₁О₁ является конструкторской базой отверстия I, а ось О₂О₂ служит конструкторской базой отверстия II. Размеры, связывающие конструкторские базы с рассматриваемыми поверхностями, линиями или точками называются конструкторскими. На рис. 2.4 это размеры H, L, L₁.

Технологической базой называют поверхности, используемые для определения положения заготовки в процессе изготовления детали. При использовании приспособлений в качестве технологических баз используются реальные поверхности, контактирующие с установочными элементами приспособлений. Технологические базы подразделяются на исходные, установочные и измерительные.

Исходная база представляет собой поверхность, линию или точку, относительно которой на операционном эскизе координируется положение обрабатываемой поверхности. Размер, определяющий это положение называется исходным.

При обработке поверхности Б (рис. 2.4) исходной базой является поверхность А, а выдерживаемый размер Н, заданный от плоскости А является исходным. При обработке отверстия II ось О₁О₁ является исходной базой, а выдерживаемый размер L – исходным.

Установочная база. Поверхность, которой заготовка (деталь) устанавливается для обработки, в заданном положении относительно приспособления (станка) и режущего инструмента. Установочными базами считаются все поверхности, контактирующие с установочными элементами. Установочными базами могут быть только реальные поверхности. Линии или точки установочными базами быть не могут. В качестве установочных баз могут использоваться как обработанные, так и необработанные поверхности заготовки. Если за установочную базу принимается необработанная поверхность, то она называется черновой. Однако пользоваться черновыми базами можно только в начальной стадии обработки.

На рис. 2.4 при обработке плоскости Б в качестве установочной базы используется поверхность А. При обработке отверстия II рычаг устанавливается - плоскостью А, отверстием I и наружной поверхностью В, т. е. Тремя установочными базами. Следовательно, при обработке заготовка может устанавливаться одно, двумя и более базами.

Установочные базы бывают основными и вспомогательными.

Основная установочная база – это поверхность, которая при обработке детали используется для ее базирования, а после обработки в собранной машине выполняет определенные функции с другой, сопрягаемой с ней деталью. Примером может служить центральное отверстие зубчатого колеса. При нарезании зубьев центральное отверстие зубчатого колеса является основной установочной базой, После обработки это отверстие сопрягается с валом, оказывая влияние на работу зубчатого колеса, т. к. при работе зубчатой передачи существенное значение имеет взаимное расположение оси центрального отверстия и оси основной окружности зубчатого колеса.

Вспомогательная установочная база - это поверхность, используемая только для установки детали в процессе обработки. В собранной сборочной единице или машине эти поверхности не выполняют никаких функций или не используются вообще. Примером вспомогательной установочной базы являются центровые отверстия валов, используемые при их обработке в центрах.

По месту положения в маршруте механической обработки технологи-ческие базы подразделяют на: черновые, промежуточные и окончательные.

Черновые (предварительные) базы используют на первых операциях обработки, когда на заготовке еще нет обработанных поверхностей. Эти базы служат для создания промежуточных баз, а зачастую и сразу окончательных, используемых для окончательной обработки деталей. В процессе обработки последовательно применяют все три вида баз, а иногда и только два (черновые и окончательные). При обработке деталей на автоматических линиях с применением приспособлений-спутников вся обработка ведется с одной установки, причем очень часто для этих целей используются только черновые базы. Такие же варианты базирования используются при обработке на агрегатных станках, станках с программным управлением, токарных многошпиндельных автоматах и полуавтоматах.

Измерительная база представляет собой поверхность, линию или точку поверхности, относительно которой проверяют (измеряют) положение обработанной поверхности. Чаще всего, измерительную базу совмещают с исходной.

При обработке поверхности Б (рис. 2.4) измерение размера Н ведется от плоскости А, которая одновременно является и установочной, и измерительной. На операции обработки отверстия II исходной базой служит ось О₁О₁ , от которой задан размер L. Следовательно, размер L можно проверить косвенно, измерив размер L₁, т. е. размер между материальными поверхностями отверстий I и II. В данном случае установочная и измерительная базы совпадают.

Сборочные базы – обработанные поверхности, которыми деталь присоединяется к другим, определяющим ее положение в узле или машине. Сборочными базами, например, при сборке конической зубчатой передачи являются отверстия, которыми они сопрягаются с валами и торцы, которыми шестерни упираются в буртики валов для предотвращения осевого перемещения.

Сборочные базы бывают опорные и проверочные.

Опорная база [ТГФ1] [ТГФ2]. Сборочная база называется опорной, когда ее базирующие поверхности служат для проверки положения детали относительно других, составляющих изделие.

Проверочная сборочная база может быть реальной и условной. Она может состоять из материальных поверхностей и геометрических элементов (осевые линии, биссектрисы углов и т. д.).

По способу проявления все базы подразделяются на явные и скрытые. Явные базы – это реальные поверхности, разметочные риски и т. д. Скрытые базы представляют собой воображаемую поверхность, линию или точку на заготовке (геометрическая ось, ось вращения и т. д.).

Схема простановки размеров при назначении конструкторской базы во многом определяет последовательность обработки и выбор установочных баз, тип режущего инструмента, конструкцию приспособления и возможность выполнения операции определенном станке. Это определяет возможность получения заданной точности и производительности обработки. Обычно схемы бывают неравноценны в технологическом отношении. Поэтому при выборе баз необходимо учитывать технологичность конструкции, т. е. чтобы на обработку детали затрачивалось меньше времени, обработка велась в простых приспособлениях, заданная точность обеспечивалась простыми и надежными способами.

При разработке технологического процесса выбирают исходные, установочные и измерительные базы. Выбор технологических баз – один из ответственных моментов при разработке технологического процесса, так как он предопределяет точность обработки и конструкцию приспособления. Неправильный выбор баз часто приводит к усложнению конструкции приспособления, появлению брака и увеличению вспомогательного времени на установку и снятие детали.

Обработку детали, как правило, начинают с той поверхности, которая в дальнейшем будет служить установочной базой для выполнения дальнейших операций механической обработки. На первой технологической операции в качестве установочной базы обычно принимают необработанную поверхность – черновую базу. Однако в качестве черновой базы можно принимать не любую поверхность, а только ту, которая в дальнейшем не подлежит обработке и является достаточно чистой, ровной и гладкой.

Если у заготовки нет поверхностей, удовлетворяющих этим условиям, то в процессе изготовления заготовки предусматривают установочные бобышки, которые на первой технологической операции служат установочной базой. В зависимости от сложности и конфигурации детали ее обработку на последующих операциях ведут с использованием одной и той же установочной базовой поверхности. Такой принцип базирования называется принципом постоянства баз.

Наибольший эффект принципа постоянства баз достигается при обработке деталей с концентрично расположенными поверхностями. Например, при обработке валов на всех технологических операциях используется одна и та же база – центровые отверстия. Для повышения точности стремятся вести обработку с одной установки и от одной базы. При этом устраняется смещение детали и, естественно, уменьшается погрешность обработки. Принцип постоянства баз иногда применяется и при обработке корпусных деталей. Обычно этот принцип используется при обработке деталей на автоматических линиях при закреплении обрабатываемых заготовок в приспособлениях−спутниках, которые вместе с закрепленной заготовкой перемещаются от одного рабочего места (металлорежущего станка) к другому.

Использование принципа постоянства баз позволяет унифицировать приспособления, получить удобную и надежную установку детали.

Следует иметь в виду, что на практике не всегда удается применять принцип постоянства баз. Иногда одни и те же установочные базы используются на различных технологических операциях.

При выборе как установочных, так и исходных (на первой технологической операции) баз руководствуются принципом совмещения баз.

Сущность этого принципа заключается в том, чтобы в качестве технологических баз (исходной, установочной и измерительной) использовать конструкторскую базу. Чаще всего, технологические операции строят на принципе совмещения баз (совмещение конструкторской и трех технологических). Однако, встречаются случаи, когда по тем или иным причинам принцип совмещения баз не выполняется. Наиболее характерны два отступления от принципа совмещения баз:

исходная база не совмещена с конструкторской;

установочная база не совмещена с исходной базой.

При не совмещении баз возникает погрешность. Эта погрешность не связана с обработкой, установкой или контролем, а зависит только от выбора баз.

Дата добавления: 2014-01-07