Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Конструкторские и технологические базы

Базирование деталей цилиндрической формы

Фигура цилиндрической формой обладает 2 плоскостями симметрии. При пересечении они образуют ось, используемую при процедуре базирования. Во время определения местоположения цилиндрической заготовки применяются плоские поверхности, образующие вместе с осью набор баз. Они состоят из двойной направляющей и опорных базовых поверхностей. Они несут 4 точки опоры. Благодаря этой конструкции мастер сможет определить направление валика заготовки в 2 системах координат.

Чтобы указать правильное местоположение цилиндрической детали в пространстве, нужно найти 5 координатных точек. Они лишают изделие 5 степеней свободы. Последняя степень отнимается посредством следующих способов:

  1. Ориентирование на шпоночный паз, если этот элемент присутствует на заготовке.
  2. При помощи создания трения между базовыми поверхностями приложением силы.

Во время установки детали цилиндрической формы в обоих случаях рекомендуется использовать 1 единственную базовую поверхность, чтобы избежать смещения изделия.

При расположении деталей в центрах применяются короткие цилиндрические отверстия. Одно из них выступает в роли упорной базовой поверхности, второе – в роли центрирующей базы. Каждая базовая поверхность лишает заготовку 3 степеней свободы.

Дополнения к правилам по выбору

При обработке поверхности за одну установку погрешности использующейся базы, а также приспособления, применяющегося для работы, не будут влиять на точность расположения деталей. Благодаря этому, появляется возможность в данном случае использовать в качестве установочного элемента любую плоскость, в независимости от того, является ли она обработанной или черновой. Чаще всего подобный подход используется в том случае, когда применяется укрупненный метод технологического процесса. Преимущество заключается в том, что удается либо значительно снизить затраты на обработку, либо повысить точность приспособлений.

Если обрабатывать изделия на нескольких установках, то в этом случае погрешность как поверхности, так и самого приспособления будут сильно влиять на точность работы. Из этого следует, что обрабатывать их можно лишь при установке на одну и ту же плоскость, то есть на чистовую базу.

Одно из важных требований, которое предъявляется к плоскости, состоит в том, что она должна обеспечивать продольное и постоянное движение заготовки по станку. В качестве базы разрешается использовать торцы изделия или же уступы

Соблюдение этого требования наиболее важно в том случае, если идет процесс серийного выпуска деталей или же просто очень крупной партии

Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении

Погрешностью базирования называется отклонение конструкции заготовки относительно заданного местоположения. Она применяется во время обработки, эксплуатации и настройки детали на токарных или фрезерных станках. Выделяют следующие разновидности погрешности базирования заготовки:

Погрешность закрепления: возникает при зажатии детали на столе станка. Во время этого процесса происходит смещение установочных баз, лимитирующих движение заготовки. Погрешность закрепления обусловлена неправильным использованием установочных приборов и зажимов. Данные факторы приводят к деформации заготовленного материала.
Погрешность установки: появляется после закрепления изделия на станковом оборудовании. Ее возникновение обусловлено несоответствие форм базовых поверхностей и наличие большого количества металлической стружки, образующейся во время нарезания детали. Происходит засорение обрабатываемой поверхности и последующее отклонение детали

Для минимизации погрешности заготовки важно следовать принципам постоянства и смещения базовых поверхностей.
Систематическая погрешность: образуется из-за человеческого фактора —наблюдательности и аккуратности мастера, выполняющего настройку инструментов. Она возникает при нарушениях во время измерения размерных характеристик детали, написании неправильных чертежей и схем базирования и упрощении формул, необходимых для проведения расчетов.

На величину погрешности и точность обработки оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

  1. Разница между действительными и номинальными размерами заготовки.
  2. Значение отклонения устанавливаемых конструкций относительно их взаимных расположений: перпендикулярности, концентричности и параллельности.
  3. Поломка станков и иных приспособлений, использующихся во время базирования. Неисправность оборудования обусловлена несоблюдением правил эксплуатации или недочетами, возникшими во время производства несущих конструкций приборов. Эти факторы приводят к возникновению зазоров на винтах и шпинделях установочного оборудования.
  4. Изменение формы заготовки, произошедшие до проведения процедуры обработки. Они обусловлены внешними повреждениями конструкции или неправильным местоположением изделия.

Расчет погрешности базирования проводится при помощи использования математической формулы: εБ.ДОП ≤δ — ∆

Во время определения величины отклонения важно учитывать, что действительная погрешность обязана быть меньше допустимых значений. Результат расчетов всегда является неточным

Для расчета погрешности был разработан общий алгоритм вычисления:

  1. Необходимо правильно определить местоположение базы на основе размеров устанавливаемой детали.
  2. Найти расположение технологической базовой поверхности, что позволит мастеру правильно подобрать место размещения заготовки для проведения ее обработки.
  3. Если технологическая база совмещается с измерительной, то погрешность базирования будет равняться 0.
  4. В случае, когда базы различаются и не совмещаются при наложении, то осуществляются геометрические расчеты величины отклонения. Результаты измерения вычитаются из предельно допустимых значений погрешности. Разность показывает действительную величину отклонения изделия. Все расчеты производятся по общей формуле: = Т — ∆ж.

Если отсутствуют общий базис и предельные значений погрешности, то необходимо найти исходную базовую поверхность. Если она не изменяет исходное местоположение, то значение погрешности равняется 0.

Основная установочная база

Основные установочные базы — это поверхности, которые ориентируют заготовки ( обрабатываемые детали) на станке и положение деталей в машине относительно других деталей при ее работе. Например, отверстие зубчатого колеса является основной базой, так как оно используется для ориентирования колеса при сборке относительно других деталей и при установке зубчатого колеса для обработки на станке.

Установочные базы ( а-г.| Измерительные базы ( а, б.

Основные установочные базы — это поверхности, которые ориентируют заготовки ( обрабатываемые детали) на станке и определяют положение готовых дедалей в машине относительно других сопрягаемых деталей при ее работе.

Поршень двигателя.

Основной установочной базой называется поверхность детали, которая служит для установки детали при обработке и сопрягается с другой деталью, совместно работающей в собранной машине, или оказывает влияние на работу данной детали в машине.

Основной установочной базой называют поверхность, которая служит для установки детали при обработке и сопрягается с другой деталью, совместно работающей в собранной машине, или оказывает влияние на действие данной детали в машине.

Примеры базирования деталей.

Основной установочной базой называют такую поверхность детали, которая является и установочной базой для обработки и поверхностью сопряжения с другими деталями машины.

Основной установочной базой ( основной базой) детали называют базу, по отношению к которой положение обрабатываемой поверхности имеет существенное значение с точки зрения работы детали в собранном изделии.

Основными установочными базами называют элементы обрабатываемой заготовки, используемые для установки на станке ( в приспособлении) перед обработкой. Различают проверочные и опорные установочные базы.

Основными установочными базами называют такие поверхности детали, которые служат для ее установки при обработке и являются контактирующими при сопряжении с другой деталью в работающей машине. Примером основных баз являются поверхности соединений валов, осей, барабанов, блоков, букс с другими деталями.

Например, основной установочной базой при обработке зубьев шестерни служит отверстие шестерни; в изделии же оно представляет собой сборочную базу детали и должно быть взаимно концентрично с начальной окружностью зубчатого венца.

Приспособление ставят на рабочую плоскость стола основной установочной базой, благодаря чему оно сразу и автоматически получает требуемую точность по трем координатам и лишается трех степеней свободы.

В зависимости от формы зубчатого колеса и длины ступицы основной установочной базой может быть отверстие или плоская торцовая поверхность ступицы или обода колеса.

В зависимости от длины ступицы и общей конфигурации зубчатого колеса основной установочной базой может быть отверстие или торцовая поверхность ступицы или обода. При длинном отверстии оно обычно принимается за основную базу ( четыре опорные точки); тогда торец используется в качестве дополнительной базы с одной опорной точкой. У плоских колес и зубчатых венцов основной базой является торцовая поверхность ( три опорные точки), а отверстие служит дополнительной базой ( две точки); в этом случае центрирование должно выполняться по узкому цилиндрическому участку ( см. гл.

Конструкторские, технологические и измерительные базы.

Установочные, направляющие, опорные, двойные
направляющие и двойные опорные базы.

Базированием называют
придание детали или сборочной единице требуемого положения в
пространстве относительно выбранной системы координат. Например, при
установке вала на шлифовальный станок необходимо, чтобы ось вала
совпала с осью передней и задней бабки станка. Базирование деталей
производится с помощью определенных базовых поверхностей. Для
обеспечения по стоянного контакта детали с поверхностями другой
детали в сборочной единице или машине, в приспособлении, при
обработке или измерении, необходимо приложить определенную силу или
момент сил, создающих силовое замыкание.

Установка детали
это базирование и силовое замыкание совместно. По назначению базы
классифицируют на конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторская база определяет положение детали в изделии, технологическая база
положение детали в процессе ее изготовления, измерительная база
положение детали относительно средств измерения.

В процессе обработки
детали используются установочные, направляющие, опорные, двойные
направляющие и двойные опорные базы.

Установочная база фиксирует
положение детали относительно возможных поворотов вокруг двух осей и
перемещения относительно третьей.

Направляющая база фиксирует
положение детали (рис. 51) относительно возможного поворота вокруг
одной оси и перемещения относительно другой оси.

Опорная база фиксирует положение детали относительно перемещения или поворота
вокруг одной оси.

Двойная направляющая база фиксирует положение
детали относительно возможных поворотов вокруг двух осей и
перемещений относительно этих же осей. Например, установка детали по
цилиндрической базовой поверхности в призму в трехкулачковый
патрон, установка центровыми гнездами на центр станка.

Рис. 51. Технологические
базы:

А —
установочная (фиксирующая деталь относительно смещения вдоль оси Z и
поворота вокруг X и Y), Б — направляющая
(фиксирующая деталь относительно смещения вдоль оси X и поворота
вокруг оси Z), В — опорная (фиксирующая деталь
относительно ее перемещения вдоль оси Y)

Если деталь
устанавливается в трехкулачковый патрон по цилиндрической базовой
поверхности и поджимается базовым торцом к кулачкам, то она
устанавливается на двойную направляющую и опорную базу.

Двойная
опорная база
фиксирует положение детали относительно перемещений
вдоль двух осей.

Базовые поверхности в
значительной мере определяют точность обработки детали, поэтому они
должны быть точно обработаны и иметь малую шероховатость поверхности.

Для получения высокой
точности при обработке и измерении детали стремятся совмещать
конструкторские и технологические базы. Так, у валов конструкторской
базой является ось вала. При обработке валов вначале производится
зацентровка торцов с двух сторон, и вал устанавливается при всех
обработках на центра станка по центровым гнездам. Вал располагается в
центрах так, что ось вала совпадает с осью центровых гнезд и центров
станка, т. е. конструкторская и технологическая базы совпадают. В
этом случае разные шейки и торцы шлифуются при одном и том же
положении оси вала. Таким образом обеспечивается соосность шеек и
перпендикулярность торцов к оси.

Чтобы деталь занимала
одинаковое положение относительно приспособления, режущего и
мерительного инструмента во время обработки в разных операциях и
контроля следует сохранять одни и те же технологические базы.

При бесцентровом
шлифовании технологической базой является шлифуемая поверхность. Если
шлифуются на бесцентровом станке две цилиндрические поверхности, то
каждая имеет свою ось вращения и потому соосность этих поверхностей
не обеспечивается.

Биение поверхности
проверяют путем установки вала в центра при базировании на центровых
гнездах. Шток индикатора касается проверяемой поверхности. Вал
медленно вращают рукой. Если стрелка индикатора отклонится на большую
величину, чем указано в технических условиях, то вал нужно
забраковать по биению (рис. 52).

Рис. 52. Проверка биения
вала

Схема базирования призматических деталей.

Всякое твердое тело, рассматриваемое в
системе трех взаимно-перпендикулярных осей,
может иметь шесть степеней свободы: три
перемещения вдоль осей OX, OY, OZи повороты
относительно тех же осей.

Три координаты,
определяющие положение детали относительно
плоскости XOY, лишают трех степеней свободы –
возможности перемещаться вдоль оси OZ и вращаться
вокруг осей OY и OX.

Две координаты, определяющие положение детали
относительно плоскости ZOY, лишают ее двух
степеней свободы – возможности перемещаться в
направлдении сои OX и вращаться вокруг оси OZ.

Шестая координата, определяющая положение
детали относительно плоскости XOZ, лишаете
последней степени свободы – возможности
перемещаться в направлении оси OY.

Поверхность детали, несущая три опорные точки,
называется главной базирующей поверхностью;
боковая поверхность с двумя точками –
направляющей; торцовая поверхность с одной
точкой – упорной.

В качестве главной базы желательно выбирать
поверхность, имеющую наибольшие габариты. В
качестве направляющей – поверхность наибольшей
протяженности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). ПРИМЕРЫ РАЗРАБОТКИ СХЕМ БАЗИРОВАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3Справочное

Задача

Теоретическая схема базирования

Пример возможной реализации теоретической схемы базирования

При фрезеровании паза шириной выдержать размеры и , параллельность оси паза относительно поверхности , а дна паза — относительно основания

При обработке отверстия в диске выдержать размеры и и обеспечить перпендикулярность оси отверстия относительно поверхности

При обработке поверхностей диаметром и обеспечить их соосность с отверстием и выдержать размер

Установка заготовки на цилиндрической оправке с беззазорной (прессовой) посадкой

При обработке отверстия в шаре выдержать размер и обеспечить прохождение оси отверстия через точку — центр шара

При расточке отверстия выдержать размер , параллельность оси отверстия к плоскости , перпендикулярность оси отверстия к плоскости в сечении I-I, симметричность отверстия относительно наружного контура

Обработать с применением кондуктора отверстия и во втулках рычага, обеспечив выполнение следующих требований:а) перпендикулярность осей отверстий к плоскости и симметричность отверстий относительно общей плоскости симметрии втулок рычага

б) перпендикулярность осей отверстий к плоскости и симметричность отверстий относительно плоскостей симметрии втулок и

в) перпендикулярность осей отверстий к плоскости , симметричность отверстий относительно плоскости симметрии втулок и соосность отверстия относительно наружной поверхности втулки

г) перпендикулярность осей отверстий к плоскости , симметричность отверстий относительно плоскости симметрии втулок и постоянство толщины стенки левой втулки

Примечание. На теоретических схемах базирования арабскими цифрами 1-6 обозначены опорные точки.Электронный текст документа и сверен по:официальное изданиеМ.: Издательство стандартов, 1990

Установочные элементы

Установочная база приспособлений, станков и сборка некоторых деталей включает в себя необходимость такой операции, как базирование и крепление. Для выполнения этих двух процедур используют принцип различных оснований.

Что касается необходимости крепления, то есть силового контакта с поверхностью станка, то ее необходимость, в принципе, очевидна. Для того чтобы работать с максимальной точностью, необходимо устанавливать заготовку так, чтобы ее расположение было правильным по отношению к рабочим деталям устройства. Кроме того, установочная технологическая база должна обеспечивать непрерывный контакт с опорами.

Еще одно важное требование — это обеспечение полной неподвижности изделия по отношению к приспособлениям на станке во время проведения работ. Для того чтобы выполнить это требование, нужно, чтобы деталь имела крепление со всеми основными опорами

Число таких опор зависит от числа степеней свободы, которых должна полностью лишиться заготовка. Так как во время работы допускается наличие вибраций, необходимо чтобы жесткость была максимальной, а также под рукой было устройство, которое будет повышать виброустойчивость материала. Для этого нужно использовать опоры вспомогательного и саморегулирующегося типа вместе с установочными базами.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации