Лекція № 4,5

Тема: «Основи базування»

При механічній обробці деталей на станку заготовка повинна бути правильно орієнтована відносно механізмів і вузлів станка. Задачі взаємного орієнтування деталей на станку вирішуються при їх базуванні.

Згідно ГОСТ 21495-76 базування – це надання заготовці або виробу відносно елементів станка потрібного положення, визначаючих траєкторій руху подачі оброблюваного інструмента.

Для виконання ТО вимагається не лише здійснити базування оброблюваної заготовки, але також, необхідно забезпечити її нерухомість відносно пристосування на весь період обробки. В зв’язку з цим при установці заготовки в пристосуванні вирішуються дві різні задачі: орієнтировки, яка здійснюється базуванням, і створення нерухомості, яка досягається закріпленням заготовок.

Відомо, що для повного виключення рухомості твердого тіла в просторі необхідно позбавити його шести ступенів свободи: трьох поступальних переміщень вздовж осей координат і трьох обертів навколо цих осей. Це досягається накладанням зв’язків. Під зв’язками розуміють обмеження позиційного або пневматичного характеру.

В ТМ доводиться мати справу з зв’язками, які не залежать від часу, і називаються таким чином, стаціонарними позиційними зв’язками. В обладнанні позиційними зв’язками є опорні точки.

Рис. 3. Орієнтування призматичного тіла в просторі

Тому, для того, щоб повністю визначити положення тіла в просторі на нього необхідно накласти точок.

Правило шести точок. Для повного базування заготовки в обладнанні необхідно і достатньо створити в ньому опорних точок, розміщених визначеним чином відносно базових поверхонь заготовки.

Поверхні заготовок, які використовуються при базуванні називаються базами.

В залежності від числа степеней вільності, що віднімаються у призматичних заготовок і деталей, розрізняють установочну ²А² базу, направляючу ²В² базу і опорну ²С² яка знаходиться в контакті з однією точкою.

Поверхня А позбавляє заготовку трьох степеней вільності, а саме рух вздовж однієї осі та обертання навколо двох інших і називається установочною базою.

А: z ­; x ; y .

Поверхня В позбавляє заготовку двох степеней вільності, а саме рух вздовж однієї осі та обертання навколо іншої і називається направляючою базою.

В: x­; z .

Поверхня С позбавляє заготовку однієї степені вільності і називається опорною базою.

Для орієнтації довгого циліндра l>>d два зв’язки з поверхнею хОz і два зв’язки з поверхнею уОz позбавляють циліндр чотирьох степеней вільності. Лишається переміщення вздовж осі у і обертання навколо цієї осі.

Рис. 4. Орієнтування довгого циліндричного тіла в просторі

В реальній умові базування чотирьох зв’язків заміняються на чотири опорні точки, які знаходяться в контакті з поверхнею циліндра А і називаються подвійною направляючою базою.

Торцева поверхня С, на якій розміщена перша точка, називається опорною базою, а шпоночна канавка, яка забезпечує шостий зв’язок - другою опорною базою.

При проектуванні обладнання у випадку базування довгих циліндричних заготовок використовуються призми, які створюють чотири опорні точки, для подвійної направляючої бази.

Дещо по іншому слід розглядати бази при орієнтуванні циліндричних заготовок і деталей типу тонких дисків l<<d. В цьому випадку циліндрична поверхня не може виконувати функції другої направляючої бази і знаходитись в контакті з чотирма опорними точками.

Рис. 5. Базування диска

З іншої сторони великі розміри торцевої поверхні роблять можливим розміщення на ній трьох опорних точок. При цьому тіло позбавляється трьох степеней вільності: переміщення вздовж осі у і обертання навколо x i z. Для позбавлення переміщення вздовж осей x i z потрібно накласти ще два зв’язки, від повороту диск позбавляє шпоночний паз.

Тоді поверхня А з трьома точками опори позбавляє трьох степеней вільності і називається установочною базою, бокова поверхня В позбавляє диск двох степеней вільності і називається подвійною опорною базою, або центруючою базою, а поверхня шпоночного паза, яка позбавляє однієї степені вільності називається опорною базою.

Специфічні особливості має орієнтування в просторі конічних заготовок.

Рис. 6. Базування деталі на довгій конічній поверхні

При встановленні деталі по довгій конічній поверхні ми позбавляємо деталь п’яти степеней вільності: переміщення вздовж всіх трьох осей і обертання навколо двох осей. Залишається обертання навколо своєї осі. Позбавитись повороту навколо своєї осі можна з допомогою шпоночного паза. Тоді бокова конічна поверхня називається опорно-направляючою базою, а шпоночний паз - опорною базою.

При базуванні деталі по короткій конічній поверхні з великим конусом, умови базування значно змінюються. Не дивлячись на зовнішню схожість, роль лівого і правого центрів не однакова.

Коротка конічна поверхня центрового отвору в може виконувати функції направлення осі заготовки і її можливості обмежуються виконанням функції центрування. Лівий центровий отвір дотикається з нерухомою в осьовому напрямку передньою бабкою, виконуючи роль центрування і визначає положення заготовки в осьовому напрямку.

Таким чином поверхня А позбавляє заготовку трьох степеней вільності: переміщення вздовж трьох осей координат, і називається опорно-центрувальною базою.

Функція заднього центрувального отвору, яка дотикається до рухомого вздовж осі центру задньої бабки, обмежена здійсненням центрування. Ця поверхня позбавляє заготовку повороту навколо осей z i y і називається центрувальною базою. Слідуюче встановлення заготовки в центрах позбавляє її п’яти степеней вільності. Залишається шоста - обертання навколо власної осі.

При обробці деталей на станках і їх встановленні в пристосуванні в багатьох випадках немає необхідності в повному орієнтуванні деталі з використанням всіх трьох комплектів баз.

Так, наприклад:

1. при обробці площини призматичної поверхні орієнтування заготовки на станку в напрямку горизонтальних осей для отримання розміру а не має значення.

В такому випадку орієнтування заготовки здійснюється тільки однією установочною базою.

2. для отримання в заготовці двох розмірів виникає необхідність не тільки з допомогою установочної бази А, але і з допомогою направляючої бази Б, заготовка позбавлена п’яти ступенів вільності, залишається одна степінь переміщення вздовж осі пазу. Таким чином, в залежності від технологічного завдання, яке вирішується при обробці заготовки, при її базуванні в пристосуванні або на станку можуть бути використані одна, дві або три бази, які несуть на собі в загальній складності три, чотири, п’ять або шість опорних точок.

Згідно ГОСТ 21.495-76 ідеальна опорна точка позначається символамия:

–– для виду збоку;

–– для виду зверху.

В багатьох випадках проектування зручно буває визначити взаємне розміщення поверхонь деталей не за їхніми поверхнями, а по деяких уявних площинах, лініях або точках (площина симетрії, осьова лінія, бісектриса кута, центральна точка ), які називаються в такому випадку умовними або прихованими базами.

Приклад: взаємне розміщення зубчатих коліс визначається відстанню між їх осями.

Відстань між призматичними напрямними станини визначається відстанню між бісектрисами призми.

При оформленні робочих креслень і технологічної документації можна замість баз наносити на операційні ескізи умовні позначення опор, зажимів і установочних пристроїв.

Умовні позначення опор дано в ГОСТ 3.1107-81.

Наприклад:

опора нерухома –– ;

збоку –– ;

зверху ––– ¤;

знизу –– ¡;

За своїм призначенням області застосування, в машинобудуванні, бази діляться на конструкторські, вимірювальні і технологічні.

Конструкторська база –– це база яка використовується для визначення положення деталі або складальної одиниці в виробі.

Конструкторські бази діляться на основні і допоміжні.

Основною називаються конструкторська база, яка належить даній деталі або складальній одиниці і яка використовується для визначення її положення в виробі.

Конструкторська база, яка належить даній деталі або складальній одиниці і яка використовується для визначення приєднувального до неї виробу, називається допоміжною базою.

Вимірювальною базою називається поверхня, лінія або точка від якої проводиться відлік виконуючих розмірів при обробці або вимірюванні заготовки.

Технологічною базою називається поверхня, лінія, точка заготовки відносно якої орієнтуються її поверхні, що обробляються на даному установі.

Технологічні бази поділяються на контактні, налагоджувальні і перевіркові.

Контактними технологічними базами називаються такі поверхні котрі безпосередньо контактують з установочними елементами прилаштування.

Налагоджувальними технологічними базами називаються поверхні заготовок, по відношенню до яких орієнтуються поверхні, що оброблюються, пов’язані з ними безпосередніми розмірами, і які утворюються при одному установі з поверхнями заготовок, що оброблюються.

Заготовка може мати декілька налагоджувальних баз.

Перевірковою базою називається поверхня, лінія або точка заготовки по відношенню до яких проводиться вивірка положення заготовки на станкові або встановлення ріжучого інструменту при обробці заготовки.

Рис. 7. Використання настрою вальної бази В при обробці заготовки на токарному верстаті