Количество баз, необходимых для базирования
Комплектом баз называется совокупность поверхностей заготовки, обеспечивающих лишение при ее установке на станке некоторого числа степеней свободы.
Если комплект баз лишает тело шести степеней свободы, то его называют полным. Например, три плоскости параллелепипеда на рис. 5.2.1. с шестью опорными точками, составляют полный комплект баз. В большинстве случаев полный комплект баз состоит из трех поверхностей.
В рассмотренных выше примерах базирования тел везде использовался полный комплект баз. В тоже время, при механической обработке часто нет необходимости применять полный комплект баз. Например, при обработке верхней плоскости призматической заготовки в размер по высоте, можно не фиксировать ее положение на горизонтальной плоскости (рис. 5.2.5. а). Однако заготовка должна быть надежно закреплена. Для этой цели можно использовать магнитную плиту.
При обработке заготовок партиями используют станки, настроенные предварительно на заданные размеры деталей. Поэтому необходимость настройки станка на каждую деталь отпадает. Такое получение размеров деталей называется автоматическим. В частности, сквозную ступень в детали с размерами, указанными на рис. 5.2.5. б можно получить за один рабочий ход фрезы, при предварительной ее установке относительно стола с приспособлением по высоте и в направлении перпендикулярном движению подачи. В данном случае в комплекте баз используются две плоскости заготовки, которая лишается при этом пяти степеней свободы.
Для обработки глухой ступени в детали (рис. 5.2.5. в) используется комплект баз, составленный из трех плоскостей заготовки. Здесь высоту и ширину ступени также получают предварительной установкой стола с приспособлением относительно фрезы. Чтобы получить необходимую длину ступени, ход стола в направлении подачи ограничивается настройкой станка по упору.
Очевидно, что чем меньше баз входит в комплект при решении поставленной технологической задачи, тем проще и дешевле конструкция приспособления.
Поэтому при проектировании технологических процессов число баз в комплекте должно быть минимальным.
5.4. Классификация баз по ГОСТ 21495 ¾ 76
Согласно ГОСТ 21495 ¾ 76 классификация машиностроительных баз производится по назначению, лишаемым степеням свободы и характеру проявления.
По назначению машиностроительные базы подразделяются на конструкторские, измерительные итехнологические.
Конструкторской называется база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. В технической литературе такую базу еще называют сборочной. Однако ГОСТ 21495 ¾ 76 запрещает использование этого термина.
Конструкторские базы подразделяются на основные и вспомогательные.
Основной называется конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения их положения в изделии.
Вспомогательной называется конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используется для определения положения присоединяемого к ним изделия.
Примеры основных и вспомогательных конструкторских баз показаны на рис. 5.2.6. В данном случае считается, что колесо при сборке присоединяется к валу. Поэтому базы 1;2;3 зубчатого колеса считаются основными, а базы 4;5;6 вала вспомогательными базами. Очевидно, что выбор баз в качестве основных или вспомогательных зависит от последовательности сборки, т.е. какая из деталей присоединяется к другой.
Измерительной называется база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.
Иными словами, измерительной базой называется элемент изделия, от которого производится отчет размеров или отклонений размеров при измерительном контроле. Пример измерительной базы показан на рис.5.4.1. Здесь измерительная база определена нормированием отклонения от параллельности одной плоскости относительно другой.
Технологической называется база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте. Иными словами это поверхности, которые определяют положение заготовки на станке при механической обработке.
По лишаемым степеням свободы независимо от назначения базы делятся на установочные, направляющие, опорные, двойные направляющие, двойные опорные.
Установочнойназываетсябаза, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.
Направляющей называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.
Опорной называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Двойной направляющей называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.
Двойной опорной называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей.
Применим классификацию баз по лишаемым степеням свободы для вышерассмотренных примеров базирования тел.
Для призматического тела на рис5.2..1 поверхности с одной, двумя и тремя опорными точками, являются соответственно опорной, направляющей и установочной базами.
Для длинного цилиндрического тела на рис.5.2..2 боковая поверхность является двойной направляющей базой, а торцевая поверхность, а также поверхность шипа являются опорными базами.
Для диска на рис.5.2..3 торцевая поверхность является установочной базой, боковая поверхность – двойной опорной базой, а поверхность шипа – опорной базой.
Для длинного конического тела с малой конусностью (рис.5.2..4.а) коническая поверхность совмещает в себе функции двойной направляющей и опорной баз, которые использовались при базировании длинного цилиндрического тела. Такую коническую поверхность называют опорно-направляющей базой.
Аналогичные функции выполняют два центровых отверстия в детали на рис.5.2..4.б. В обоих случаях тела лишаются пяти степеней свободы.
По характеру проявления базы делятся на явные и скрытые.
Явной называется база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.
Все базы, рассмотренные выше, были представлены реальными поверхностями. Поэтому они относятся к явным базам.
Скрытой называется база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.
Понятие скрытой базы используется при установке заготовок в самоцентрирующих зажимах. Самоцентрирующими зажимами называются приспособления, в которых зажимные элементы (кулачки, губки и пр.) перемещаются синхронно, т. е. одновременно с одинаковой скоростью, в направлении некоторой точки, линии или поверхности. При установке в самоцентрирующих зажимах ось заготовки при закреплении совмещается с осью приспособления, относительно которой синхронно перемещаются зажимы. Указанная ось заготовки является скрытой технологической базой. Такие базы проявляет себя только при установке в самоцентрирующих зажимах за счет совмещения заготовки с осью приспособления, в направлении которой синхронно перемещаются зажимы.
Примеры скрытых технологических баз при установке деталей в самоцентрирующих зажимах даны на рис.5.4.3. Пусть в приспособлении (рис.5.4.3.; а) призматические зажимы (губки) перемещаются синхронно. При закреплении заготовки ее оси 1 и 2 займут указанное на схеме положение. Новая заготовка той же конфигурации, если не учитывать погрешности ее размеров и формы, займет положение предыдущей. Положение осей 1 и 2 останется прежним. Это позволяет принимать их в качестве баз, по которым определяется положение заготовки в приспособлении. При установке цилиндрической заготовки в самоцентрирующем трехкулачковом патроне (рис.5.4.3.; б) скрытой базой является центр поперечного сечения заготовки 3.
В рассмотренных примерах фактическое базирование заготовок осуществляется контактом реальных поверхностей, что обеспечивает необходимое положение осей и точек, определяемых как скрытые базы. Поэтому, строго говоря, скрытые базы таковыми не являются. Однако указание этих баз на схеме базирования используется при выборе и проектировании приспособления. Конструкция приспособления должна быть такой, чтобы обеспечивалось совпадение оси заготовки, выбранной в качестве базы, с осью приспособления, относительно которой синхронно движутся самоцентрирующие зажимы. Использование скрытых баз, дает возможность произвести необходимые кинематические расчеты выбрать конфигурацию зажимов, тип привода, что важно при проектировании приспособления. Таким образом, скрытые базы определяют положение заготовки в приспособлении, что используется как информация при его выборе и проектировании.
Стандарт предписывает, что при образовании терминов баз (названий) признаки классификации должны располагаться в следующей последовательности: по назначению, лишаемым степеням свободы, характеру появления. Например: «Конструкторская основная установочная явная база», Технологическая направляющая скрытая база», «Измерительная опорная явная база» и. т. д. Кроме того, в стандарте имеются следующие определения баз.
Проектная база - поверхность, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления или ремонта этого изделия.
Действительная база - поверхность, фактическая используемая в конструкции, при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия.
В стандарте нет пояснений относительно этих определений. Поэтому можно предполагать, что проектная база используется в конструкторской и технологической документации, а действительная является элементом, реального изделия. На чертеже вала, представленном на рис.5.4.2., проектными базами являются левый торец вала, который выбран в качестве базы для указания размеров вала по длине, и ось вала, которая используется для указания его размеров по диаметру. Для реальной детали указанные элементы, вероятно, могут являться действительными базами.
