Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Базирование заготовок – придание изделию необходимого положения относительно выбранной координатной системы.

Требуемое местоположение достигается при помощи закрепления детали на столе токарного или фрезерного станка и других установочных приборах.

После процедуры закрепления заготовка принимает устойчивое положение в трехмерном пространстве, лишаясь 3 степеней свободы: по осям абсцисса, ордината и аппликата. В результате она не сможет перемещаться в выбранной координатной системе.

Базирование осуществляется для повышения точности во время изготовления и обработки детали.

Для правильного определения местоположения изделия необходимо знать основные схемы, методы и особенности процедуры базирования.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Схемы базирования

Схемой базирования называется чертеж, где с помощью графического изображения указывается местоположение опорных точек устанавливаемого изделия на поверхностях базирования. Базы подразделяются на следующие подвиды:

  1. Конструкторские: определяют местоположение сборочного элемента, принадлежащего заготовке.
  2. Технологические: указывают относительное местонахождение детали во время ее обработки, эксплуатации или ремонтирования.
  3. Измерительные: находят месторасположение изделия и элементов измерения.

База может лишать обрабатываемый объект от 1 до 3 степеней свободы, что исключает возможность его передвижения в координатной системе. На схемах она обозначается в виде мнимой или реальной плоскости. Базы выбираются во время проектирования изделия и используется при изготовлении и последующей обработке заготовки.

При выборе базовых поверхностей применяются принципы совмещения и постоянства базовых поверхностей. В виде технологических баз выступают одинаковые поверхности заготовки. Во время наложения баз возникает небольшое отклонение детали.

Для поддержания данных принципов на изделиях образуют несколько вспомогательных поверхностей: отверстия в деталях корпуса и обработанные отверстия. Если принципы не соблюдаются, то берется обработанная поверхность, выступающая в качестве новой базы.

Она улучшает точность и жесткость расположения детали.

На схеме базирования все точки имеют собственную нумерацию. Во время наложения геометрических поверхностей изображается точка, вокруг которой указываются номерные знаки совмещенных точек. Процесс нумерации осуществляется с основной базы, концентрирующей на себе наибольшее число точек опоры.

При нанесении графических обозначений на схему должно быть изображено наименьшее количество проекций детали, достаточных для изображения основных точек опоры. Также на ней необходимо изобразить установочные элементы, служащих для закрепления детали: зажимы и цанговые патроны.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, видыБазирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Построение схемы базирования производится по правилу шести точек. Оно заключается в лишении заготовки 6 степеней свободы при помощи использования наборов из 3 баз с 6 точками опоры.

С его помощью происходит одновременное наложение 6 двухсторонних геометрических связей, что обеспечивает полную неподвижность детали.

Если осуществляется базирование конической заготовки, то для обеспечения ее устойчивого положения необходимо применять набор из 2 базовых поверхностей.

При базировании изделий в промышленности используется способ автоматического получения размерных характеристик заданной точности на станках с предварительно установленными настройками.

Установка упоров осуществляется от технологических базовых поверхностей заготовки. Во время этой процедуры используется набор из 3 баз.

При этом также применяют полную схему базирования, лишая изделие 6 степеней свободы.

Схемы для определения местоположения детали подразделяются на следующие категории:

  1. Базирование детали по торцу и отверстию, образующими 5 точек опоры. Этот вид схемы базирования упрощает процесс определения местоположения заготовки. Он широко применяется при обработке моторов-редукторов и скоростных коробок.
  2. Базирование изделия по плоскости, отверстию и торцу. В этом случае оси установочных элементов детали параллельны базовой поверхности. Посредством этой категории схем осуществляется полное базирование. Отличительной особенностью этого вида базирования является высокая точность размещения отверстий.
  3. Базирование по 2 отверстиям, пересекающимся с плоскостью под углом в 90°. Данный вид схемы позволяет применять принцип постоянства во время производственных процессов и осуществлять закрепление заготовок на автоматических линиях.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Применение схем зависит от величины диаметра и местоположения отверстий, а также от расстояния между обрабатываемыми поверхностями.

Базирование призматической заготовки

Призмой является многогранник, у которого 2 грани являются равными многоугольниками. Она представляет собой установочное приспособление. Его поверхность является пазом и образована 2 наклонными плоскостями.

Изготавливаются призматические фигуры с углом 90° и 120°. В промышленности призмы используются для нахождения расположения оси детали с неполной цилиндрической поверхностью.

Эта фигура способна определять положение осей абсцисса, ордината и аппликата, поэтому она используется при базировании.

Во время базирования детали в призме опоры располагаются в координатных плоскостях. Призматическая заготовка базируется в координатный угол для выполнения принципа совмещения баз.

При размещении заготовки в призме используются 3 поверхности. Под углом в 90° к изделию прикладывается сила.

В результате возникновения трения между соприкоснувшимися поверхностями уменьшается величина смещения изделия в различных направлениях.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Если поменять направления вектора прикладываемой силы, то заготовка прижмется ко всем установочным базам одновременно. Если на установочной базе присутствует припуск, то его нужно удалить при помощи регулируемых опор.

Заготовка не сможет двигаться вдоль координатных осей, потому что она лишена всех 6 степеней свободы. Установочной базой выступает плоскость с наибольшим размером.

Направляющей базой считается поверхность с наибольшими показателями протяженности.

Для определения местоположения выбирается призма с неширокими установочными базами. Если деталь располагает обработанной базой, то используют призму с большой длиной. При базировании в призме возможно определить направление только в 1 координатной плоскости.

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.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

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.

Базирование деталей типа дисков

Заготовки в форме диска представляют собой предмет в виде круга или низкого цилиндра. Они обладают небольшой длиной и 2 плоскостями симметрии.

Из-за необычного строения возникают сложности во время обработки торцов дисковых изделий. Торцовые поверхности являются параллельными, они пересекаются с осью отверстия под углом 90°.

Производятся диски из листового проката при помощи отрезания или воздействия ацетилено-кислородного пламени.

Правильное местоположение деталей типа диск будет являться прочным и устойчивым, если оно расположено на торце, выступающем в роли установочной базы.

Центрирование производится при помощи самоцентрирующих кулачков. На ось с цилиндрической поверхностью накладываются 2 связи, что не позволяет заготовке свободно перемещаться по осям абсцисса и ордината.

Чтобы лишить диск возможности перемещения по оси аппликата, необходимо наложить дополнительную геометрическую связи. В этом случае ось является опорной базой.

Для деталей типа диск используется установочная, опорная и двойная опорная базы.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

В начале процедуры базирование диск крепится на кулачках патрона. Торец детали обтачивают до кулачков. Внешнюю поверхность, оставшуюся необработанной, подрезают.

Для достижения лучшей точности используется чистое обтачивание, во время которого заготовка крепится посредством прижима трения. Диск должен прижиматься либо к кулачкам патрона, либо к его оправе. Опорные базы детали размещаются максимально близко к обрабатываемой поверхности зубьев.

Шестерни диска обрабатываются в сложенном состоянии на станках. При их базировании используются инструменты – монеты.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
Читайте также:  Стыковая сварка: технология, режимы, аппараты и оборудование

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: [εб] = Т — ∆ж.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

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.

Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/bazirovanie-zagotovok.html

Базирование заготовок. Классификация баз

При сборке элементов машины, необходимо обеспечить правильное расположение деталей и узлов в сборочных единицах, а при обработке заготовок их необходимо правильно ориентировать относительно элементов станка. Задача взаимного ориентирования изделий в сборочных единицах и заготовок при обработке решается их базированием.

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке необходимого положения относительно элементов станка. Фиксация положения, достигнутого при базировании, осуществляется закреплением заготовок. В связи с этим при установке заготовок перед обработкой решаются две задачи: базирование и закрепление.

  • База – поверхность или выполняющие ту же функцию соединения поверхностей, ось, точка, которые принадлежат заготовке или изделию и используются для базирования.
  • Базы классифицируются по следующим признакам:
  • А. По назначению:
  • — конструкторские (основные и вспомогательные);
  • — технологические;
  • — измерительные.
  • Б. По числу степеней свободы, которые лишают изделие:
  • — установочная;
  • — напрвляющая;
  • — опорная;
  • — двойная напрвляющая;
  • — двойная опорная.
  • В. По характеру проявления:
  • — явные;
  • — мнимые.

Основная конструкторская база (ОКБ) используется для определения положения самой детали или сборочных единиц в изделии (рис. 1).

Вспомогательная конструкторская база (ВКБ) используется для определения положения деталей, или сборочных единиц, которые присоединяются к данному изделию (рис. 1).

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рисунок 1 – Основные и вспомогательные конструкторские базы

Технологическая база (ТБ) – база, которая используется для определения положения заготовки или изделия при изготовлении, сборке или ремонте (рис. 2).

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
I — технологическая база вала 1 — призма (элемент приспособления к фрезерному станку); 2 — шпоночная фреза; 3 — заготовка вала со шпоночным пазом. Рисунок 2 – Технологическая база

Технологические базы могут быть реальными (реальные поверхности изделия) и искусственными (поверхности, специально созданные для базирования при изготовлении, сборке или ремонте, например, центровые гнезда в валу).

Измерительная база (ИБ) – база, которая используется для определения относительного положения поверхностей или изделий и средств измерения (рис. 3).

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рисунок 3 – Измерительная база

Установочная база (рис. 4) – база, лишающая заготовку или изделие трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Направляющая база (рис. 4) – база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.

Опорная база (рис. 4) – база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
I — установочная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль оси Z и поворотов вокруг осей Х и У; II — направляющая база заготовки , лишающая ее перемещения вдоль оси У и поворота вокруг оси Z; III — опорная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль оси X; 1 — заготовка; 2 — опоры приспособления Рисунок 4 – Базирование призматических заготовок. Виды технологических баз по числу лишаемых степеней свободы

Двойная направляющая база (рис. 5) – база, лишающая заготовку или изделие четырех степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Двойная опорная база (рис. 6) – база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рисунок 5 – Двойная направляющая база  
Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рисунок 6 – Двойная опорная база

Таблица 2.1- Характеристики баз по числу степеней свободы, которые они лишают

Наименование базы Лишаемые степени свободы Вид поверхности, которую реализует базу
Установочная (УБ) 3 (1 перем., 2 оборот) Плоскость
Направляющая (НБ) 2 (1 перем., 1 оборот) Плоскость
Опорная (ОБ) 1 (1 перем. или 1 оборот) Плоскость, срезаный палец
Двойная направляющая (ДНБ) 4 (2 перем., 2 оборот) Длинный цилиндр
Двойная опорная (ДОБ) 2 (2 перем.) Короткий цилиндр
Опорно-центрирующая (ОЦБ) 3 (3 перем.) Левое центровое гнездо вала
Опорно-двойная направляющая (ОДНБ) 5 (3 перем., 2 оборот) Длинный конус (Морзе)

Скрытая база (рис. 7) – база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

Явная база (рис. 7) – база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рисунок 7 – Базы явные и мнимые

Источник: https://megaobuchalka.ru/8/20436.html

Основные схемы базирования — Технарь

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, видыСхемы базирования зависят от формы поверхностей обрабатываемых заготовок, большинство которых, как правило, ограничено плоскими, цилиндрическими или коническими поверхностями. Основными схемами базирования являются:

  • базирование призматических заготовок;
  • базирование длинных цилиндрических заготовок;
  • базирование коротких цилиндрических заготовок.

Схема базирования призматических заготовок предназначена для изготовления плит, крышек, картеров и др. Каждая обрабатываемая заготовка призматической формы, если ее рассматривать в системе трех взаимно перпендикулярных осей (рис.

26), имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей Ох, Оу, Оz и три перемещения при повороте относительно этих же осей. Положение заготовки в пространстве определяется шестью координатами (рис. 26, штрихованные линии).

Три степени свободы, т. е. возможность перемещаться в направлении оси Оz и вращаться вокруг осей Ох и Оу, ограничены тремя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости хОу. Две степени свободы, т. е.

возможность перемещаться в направлении оси Ох и вращаться вокруг оси Оz, ограничены двумя координатами, определяющими положение заготовки относительно плоскости уОz.

Шестая координата, определяющая положение заготовки относительно плоскости хОz, ограничивает возможность перемещения в направлении оси Оу, т. е. лишает ее шестой — последней степени свободы.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, видыЭтот порядок установки заготовок призматической формы называют правилом шести точек. Это правило распространяется не только на заготовки призматической формы, базируемые по их наружному контуру, но и на заготовки другой формы при использовании-для их установки любых поверхностей, выбранных для базирования. Увеличение числа опорных точек сверх шести не только не улучшает, но и ухудшает условия установки, так как реальные заготовки имеют отклонения от правильной геометрической формы и местные неровности поверхности, что может приводить к самопроизвольной установке заготовки в приспособлении.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, видыНа рис. 27 приведена схема положения обрабатываемой заготовки в приспособлении, где силы зажима Q1, Q2, Q3 образуют силовое замыкание базирования заготовки (штрихами показаны опорные точки). Нижняя поверхность заготовки с тремя опорными точками является установочной базой. Как правило, в качестве установочной базы выбирают поверхность наибольшего размера. Боковая поверхность с двумя опорными точками является направляющей базой, для которой выбирают поверхность наибольшей протяженности. Поверхность с одной опорной точкой является опорной базой.

Схема базирования длинных цилиндрических заготовок. Из рис. 28 видно, что положение вала в пространстве определяется пятью координатами, которые лишают заготовку пяти степеней свободы перемещения в направлениях осей Ох, Оу, Оz и вращения вокруг осей Ох и Оz. Шестая степень свободы, т. е.

вращение вокруг собственной оси, в данном случае ограничивается координатой, проведенной от поверхности шпоночной канавки А. Четыре опорные точки, расположенные на цилиндрической поверхности вала, образуют двойную направляющую базу.

Опорная точка, расположенная на торце валика, и шпоночный паз определяют поверхности, служащие опорными базами.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, видыНа рис. 29 приведена схема положения обрабатываемой заготовки в призме приспособления, где торцевая поверхность вала, прижатая к ограничителю А приспособления, является опорной базой.

Схема базирования коротких цилиндрических заготовок. К коротким цилиндрическим деталям относятся диски, кольца и пр.

Установочной базой у этих деталей является торцевая поверхность с тремя опорными точками (рис. 30). Две опорные точки на короткой цилиндрической поверхности образуют двойную опорную базу.

Шестая степень свободы ограничена в данном случае шпоночным пазом А.

Все перечисленные схемы относятся к схемам полного базирования, т. е. базирования с лишением обрабатываемой заготовки всех шести степеней свободы.

Их применяют при необходимости получить точную координацию размеров в трех направлениях по осям х, у, z. Для базирования таких заготовок необходим комплект из трех баз.

При необходимости получения размеров в двух или только в одном направлении можно применять схемы упрощенного базирования.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Источник: https://tehnar.net.ua/osnovnyie-shemyi-bazirovaniya/

Варианты схем базирования заготовок в приспособлениях

Таблица 4

Схема Описание
Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
  • Базирование призматической заготовки
  • в “координатный угол”.
  • Комплект баз: установочная (точки 1, 2, 3); направляющая (точки 4, 5),
  • опорная (точка 6).
  1. Схема базирования цилиндрической
  2. заготовки в призме.
  3. Комплект баз: двойная направляющая
  4. (точки 1, 2, 3, 4); опорные (точки 5, 6).
  • Базирование цилиндрической
  • заготовки в трехкулачковом патроне при токарной обработке. Комплект баз: двойная направляющая
  • (точки 1, 2, 3, 4); опорные (точки 5, 6).
Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
  1. Схема базирования цилиндрической
  2. заготовки в центрах токарного станка.
  3. Комплект баз: тройная опорная (точки 1, 2, 3); двойная опорная (точки 4, 5); опорная (точка 6).
Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды Схема базирования втулки на оправке с зазором и по торцу. Комплект баз: установочная (точки 1, 2, 3); двойная опорная (точки 4, 5).
Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды Схема базирования втулки на оправке без зазора и по торцу. Комплект баз: двойная направляющая (точки 1, 2, 3,4); опорная (точка 5).
  • Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении
  • Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки включает в себя:
  • а) погрешность установки заготовки;
  • б) погрешность настройки станка;
  • в) погрешность обработки, возникающую в процессе изготовления детали.
  • Расчет выполняется в следующей последовательности:
  • Определяется допустимая погрешность установки заготовки в приспособлении.
  • Она равна разности допуска на выполняемый размер детали по чертежу и суммы погрешностей статической и динамической настройки технологической системы /ТС/.
Читайте также:  Воздушные винтовые компрессоры: устройство и принцип работы

Суммирование погрешностей статической и динамической настройки ТС следует производить с учетом вида составляющих погрешностей: случайные, систематические, постоянные, зависимые, независимые, скалярные, векторные, функциональные, а также с учетом законов их распределения и относительной величины.

Погрешность установки εу – одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали.

Она возникает при установке заготовки в приспособлении и складывается из погрешности базирования εб, погрешности закрепления εз и погрешности положения εпр, зависящей от неточностей приспособления и определяемой ошибкой изготовления, сборки его установочных элементов и их износа при работе. Погрешность установки εу выражается как суммарное поле рассеяния выполняемого размера, подчиняющееся закону нормальному распределения.

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Для получения годных деталей суммарная погрешность при обработке на станке должна быть меньше допуска Т на заданный размер детали

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

где Δн – погрешность настройки станка, возникает при установке режущего инструмента на размер, а также вследствие неточности копиров и упоров для автоматического получения заданных размеров на детали;

Δобр – погрешность обработки, возникающая в процессе изготовления детали на станке.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 107; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Источник: https://studopedia.net/11_18841_varianti-shem-bazirovaniya-zagotovok-v-prisposobleniyah.html

Базирование заготовок

Погрешность установки – отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого. Она состоит из погрешности базирования, погрешности положения заготовки и погрешности ее закрепления.

Для правильной надежной установки и закрепления заготовки необходимо и достаточно устранить шесть степеней свободы ее возможного перемещения, т.е. наложить шесть двусторонних геометрических связей (рис. 2.3).

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Рис. 2.3. Устранение шести степеней свободы наложением геометрических связей

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

База – поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая при базировании.

Комплект баз – совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия (рис. 2.3).

Базы подразделяются:

1. По назначению.

  • Конструкторская база – база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.
  • Основная конструкторская база – база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения ее положения в изделии.
  • Вспомогательная конструкторская база – база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения положения присоединяемого к ним изделия.
  • Технологическая база – база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления и (или) ремонта.
  • Измерительная база – база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

2. По лишаемым степеням свободы.

Установочная база – база, лишающая заготовку или изделие трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей – I (рис. 2.3).

Направляющая база – база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси – II (рис. 2.3).

Опорная база – база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси – III (рис. 2.3).

Двойная направляющая база – база, лишающая заготовку или изделие четырех степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг них.

Двойная опорная база – база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей.

3. По характеру проявления.

  1. Скрытая база – база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки.
  2. Явная база — база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.
  3. Схема базирования – схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.

Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (прил. П1) и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек (рис. 2.4).

  • Способы базирования заготовок:
  • — установка на станках с ЧПУ с оценкой фактического положения заготовки (от базы измерения) и автоматической регулировкой положения инструмента;
  • — выверка по необработанным и обработанным поверхностям;
  • — выверка по разметке;
  • — установка в приспособлении без выверки.
  • Погрешность базирования – это отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого или разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на размер
  • Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды
Рис. 2.4. Базирование призматической детали: а – схема базирования; I, II, III – базы детали, 1…6 – опорные точки; б, в – условное изображение опорных точек на видах: спереди и сбоку (б), сверху (в)

инструмента. Погрешность базирования равна сумме допусков на все звенья размерной цепи, соединяющей технологическую базу с измерительной (рис. 2.5).

Погрешность закрепления возникает вследствие смещения заготовки под действием зажимных сил из-за непостоянства силы закрепления, неодинаковой твердости заготовок, неровностей на поверхностях заготовки и на опорах приспособления. Она равна разности между предельными величинами смещения у измерительной базы по направлению выполняемого размера (рис. 2.6).

Погрешность положения заготовки возникает вследствие неточного изготовления приспособления, износа его элементов и неточности его установки. Она является суммой векторных величин:

Базирование заготовок при обработке: схемы, способы, виды

Погрешности , , являются векторными величинами, представляют собой поля рассеивания случайных величин и подчиняются закону нормального распределения. Тогда погрешность установки:

. (2.2)

Правила выбора баз:

1. Поверхности должны быть ровные и чистые, без сварных швов, прибылей, литников и иметь достаточные размеры.

2. Если у заготовки все поверхности обрабатываются, то за базы следует принять поверхности с наименьшими припусками.

3. На первых операциях желательно принять за базирующие необрабатываемые в дальнейшем поверхности с

Рис. 2.5. Погрешности базирования при различных схемах установки: а, б – на плоские поверхности; в – на оправку; г – в призме; д – в центрах
Рис. 2.6. Схема образования погрешности закрепления

целью получения более правильного положения обработанных и необработанных поверхностей.

4. Заготовка должна удобно устанавливаться, подвергаться минимальным деформациям, время на установку должно быть наименьшим.

5. Повторная установка на черновую базу, как правило, не допускается.

6. В качестве технологических следует выбирать основные базы.

7. Следует соблюдать принцип единства баз.

8. Желательно измерительную базу использовать в качестве технологической.

9. Выбранные базы должны обеспечивать простую и надежную конструкцию приспособления, удобства установки, крепления и снятия заготовки.

  1. Для уменьшения погрешности установки необходимо:
  2. — выполнять правила выбора баз;
  3. — применять одинаковый по твердости материал заготовок (для настроечной партии);
  4. — соблюдать постоянство усилия зажима заготовки;
  5. — применять вместо шаровых опор – плоские или с большим радиусом закругления;
  6. — выбирать направление действия силы зажима против опоры или так, чтобы она не влияла на размер обработки;
  7. — применять приспособления-спутники;
  8. — повышать точность и жесткость приспособлений;

— повышать точность выполнения размеров технологических баз, уменьшать их шероховатость, правильно назначать размеры на чертежах.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 7562; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: https://poznayka.org/s27211t1.html

3 Основы базирования заготовок в машиностроении

1 Теоретические основы определения положения твёрдого тела в пространстве. Понятие о базировании и базах

Для
правильной работы каждой машины
необходимо обеспечить определенное
взаимное расположение ее деталей и
узлов.

При
обработке деталей на станках заготовки
также должны быть правильно ориентированы
относительно механизмов и узлов станков,
определяющих траектории движения подачи
обрабатывающих инструментов (направляющих
суппортов, фрезерных и резцовых головок,
упоров, копировальных устройств и др.).

Погрешности формы и размеров обработанных
заготовок определяются отклонениями
положений режущих кромок и заготовок
от траектории заданного формообразующего
движения.

Задачи взаимной ориентировки
деталей и сборочных единиц в машинах
при их сборке и заготовок на станках
при изготовлении деталей решаются их
базированием.

  • В
    общем случае базированием
    называется придание заготовке или
    изделию требуемого положения относительно
    выбранной системы координат

    (ГОСТ
    21495—76).
  • Применительно
    к проектированию или сборке под
    базированием понимают придание детали
    или сборочной единице требуемого
    положения относительно других деталей
    изделия.
  • При
    механической обработке заготовок на
    станках базированием
    принято считать придание заготовке
    требуемого положения относительно
    элементов станка, определяющих траектории
    движения подачи обрабатывающего
    инструмента
    .
Читайте также:  Сталь конструкционная качественная углеродистая: марки, свойства, применение

Для
выполнения технологической операции
требуется не только осуществить
базирование обрабатываемой заготовки,
но также необходимо обеспечить ее
неподвижность относительно приспособления
на весь период обработки, гарантирующую
сохранение неизменной ориентировки
заготовки и нормальное протекание
процесса обработки.

В связи с этим при
установке заготовок в приспособлениях
решаются две различные задачи:
ориентировка, осуществляемая базированием,
и создание неподвижности, достигаемое
закреплением заготовок. Несмотря
на различие этих задач, они решаются
теоретически одинаковыми методами,
т.е.

посредством наложения определенных
ограничений (связей) на возможные
перемещения заготовки (механической
системы) в пространстве.

Известно,
что для полного исключения подвижности
твердого тела в пространстве необходимо
лишить его шести
степеней свободы
:
трех поступательных перемещений вдоль
осей координат и трех вращений вокруг
указанных осей. Это достигается наложением
связей.
Шесть наложенных двусторонних позиционных
связей обеспечивают заданную ориентировку
тела относительно системы координат
OXYZ
и фиксирование тела в данном положении.

Под
связями
подразумеваются ограничения позиционного
(геометрического) или кинематического
характера, накладываемые на движение
точек рассматриваемого тела (заготовки
или детали).

В соответствии с характером
ограничений различают позиционные
(геометрические) связи, ограничивающие
перемещения, и кинематические связи,
ограничивающие скорости.

В технологии
машиностроения приходится иметь дело,
главным образом, с позиционными связями,
не зависящими от времени и называемыми
стационарными позиционными связями.

  1. Установочная
    база

    — база, используемая для наложения на
    заготовку или изделие связей, лишающих
    её трёх степеней свободы — перемещения
    вдоль одной координатной оси и поворотов
    вокруг двух других осей.
  2. Направляющая
    база

    — база, используемая для наложения на
    заготовку или изделие связей, лишающих
    её двух степеней свободы — перемещения
    вдоль одной координатной оси и поворота
    вокруг другой оси.
  3. Опорная
    база

    — база, используемая для наложения на
    заготовку или изделие связей, лишающих
    её одной степени свободы — перемещения
    вдоль одной координатной оси или поворота
    вокруг оси.
  4. Двойная
    направляющая база

    — база, используемая для наложения на
    заготовку или изделие связей, лишающих
    её четырёх степеней свободы — перемещений
    вдоль двух координатных осей и поворота
    вокруг этих осей.
  5. Двойная
    опорная база

    — база, используемая для наложения на
    заготовку или изделие связей, лишающих
    её двух степеней свободы — перемещений
    вдоль двух координатных осей.
  6. Конструкторская
    база

    — база, используемая для определения
    положения детали или сборочной единицы
    в изделии.
  7. Технологическая
    база


    база,
    используемая для определения положения
    заготовки или изделия при изготовлении
    или ремонте,
  8. Измерительная
    база

    — база, используемая для определения
    относительного положения заготовки
    или изделия и средств измерения.
  9. Всё
    многообразие баз деталей делят на два
    вида:
  10. Основные
    базы

    — поверхности, при помощи которых
    определяется положение данной детали
    в изделии.
  11. Вспомогательные
    базы

    — поверхности, при помощи которых
    определяется положение присоединяемых
    деталей относительно данной.

В
случае призматической
детали

(рис.1) задание трёх координат, связывающих
нижнюю плоскость детали с координатной
плоскостью XOZ,
лишает деталь трёх степеней свободы —
возможности перемещаться вдоль оси OY
и вращаться вокруг осей X
и Z.
Это установочная
база
.

Две
координаты, определяющие положение
детали относительно координатной
плоскости YOZ,
лишают её возможности перемещаться в
направлении оси ОХ и вращаться вокруг
0Y,
то есть лишают деталь двух степеней
свободы. Так как через две точки можно
провести одну прямую линию, то она может
служить в качестве направления. Поэтому
и база
называется направляющей
.

Шестая
координата определяет положение детали
относительно координатной плоскости
XOY
и лишает её одной степени свободы. Это
опорная
база
.

Таким
образом, для полной ориентации детали
в приспособлении или механизме необходимо
и достаточно иметь шесть опорных точек,
расположенных определённым образом на
поверхностях данной детали.

Из
теоретической механики известно, что
твёрдое тело, установленное на три
точки, приобретает под действием силы
тяжести тем большую устойчивость и
точность положения, чем дальше опорные
точки расположены одна от другой.

Поэтому
в
качестве
установочной базы создаётся или
выбирается поверхность с наибольшими
габаритными размерами: длиной и шириной.
В качестве направляющей базы создаётся
или выбирается поверхность с наибольшей
длинной при небольшой ширине. В качестве
опорной базы можно принять поверхность
с небольшой длиной и шириной.

Несколько
иное распределение координат и опорных
точек имеет место у деталей, ограниченных
поверхностями
вращения
.

Цилиндрическая
поверхность валика связывается с
координатными плоскостями четырьмя
координатами, которые определяют
положение валика относительно двух
координатных плоскостей и лишают его
четырёх степеней свободы: возможности
перемещения в направлении осей X
и Y
и вращения вокруг осей, параллельных
осям X
и Y.
Это двойная
направляющая база
.

Такое
название показывает, что при помощи
этой цилиндрической поверхности
определяется направление валика в двух
координатных плоскостях, а не в одной,
как в случае призматической детали.

Одна
координата (точка 5) связывает торцовую
поверхность валика, лишая его ещё одной
степени свободы — возможности перемещения
вдоль оси Z.

Шестая
координата лишает валик возможности
вращаться вокруг своей оси — это одна
из боковых поверхностей шпоночного
паза. Поэтому торцовая поверхность
валика и боковая поверхность шпоночного
паза — это опорные
базы
.

При
обработке деталей нет необходимости
иметь все три вида баз.

При
сквозном сверлении и растачивании
отверстия во втулке или в валике,
закрепляемых в кулачках, используется
только одна двойная направляющая база
— поверхность «В», несущая на
себе
четыре опорные точки.

При
растачивании ступенчатого отверстия,
когда выдерживаются линейный размер
«а», для обеспечения его точности в
качестве базы необходимо использовать
две базовые поверхности: двойную
направляющую базу — поверхность «В» и
опорную базу — торцовую поверхность
«С».

В
практике часто встречаются случаи,
когда двойную направляющую базу образует
сочетание двух цилиндрических или
конических поверхностей небольшой
протяжённости. Роль двойной направляющей
могут выполнять две опорные шейки вала,
по которым его базируют на подшипниках
в корпусе.

Роль
двойной направляющей могут выполнять
конические отверстия, с помощью которых
заготовку вала устанавливают в центрах
на токарном станке.

Рассмотрим
базирование детали типа «диск».

Положение
детали типа диска

будет более устойчивым, если установить
его на торец и сделать торец установочной
базой (точки 1, 2, 3). Две связи (точки 4, 5),
лишающие диск возможности перемещения
в направлении осей ОХ и ОZ,
целесообразно в данном случае наложить
на ось цилиндрической поверхности.

Для
того чтобы лишить диск возможности
поворота вокруг оси O1O2,
необходимо наложить ещё одну связь
(точка 6), создав тем самым опорную базу.
8 данном случае ось цилиндрической
поверхности была использована как база
для лишения детали двух перемещений.
Ось является двойной
опорной базой
.

  • Таким
    образом, имеем три типовых комплекта
    баз:
  • 1
    — для призматических тел — установочная,
    направляющая, опорная;
  • 2
    — для деталей типа валов — двойная
    направляющая и две опорные;
  • 3
    — для деталей типа дисков — установочная,
    двойная опорная и опорная.
  • Таким
    образом, для ориентации деталей при
    обработке могут быть использованы базы,
    состоящие из одного, двух или трёх видов
    базовых поверхностей, лишающих в общей
    сложности трёх, четырёх, пяти и шести
    степеней свободы.
  • Следует
    иметь в виду, что чем проще установочная
    база, чем меньше в неё входит базовых
    поверхностей и меньше содержится опорных
    точек, тем проще, производительнее и
    дешевле получается конструкция
    приспособления, необходимого для
    закрепления детали на станке.

Базирование
заготовки в центрах.

Роли, выполняемые левым и правым
центровочными отверстиями, то есть от
передней
и задней бабки токарного станка не
одинаковы.

Левое
центровочное отверстие соприкасается
с неподвижным в осевом направлении
центром передней бабки и выполняет
функции центрирования, определяя
положение заготовки в осевом направлении.

Таким образом, оно лишает заготовку
трёх степеней свободы (перемещение
вдоль трёх координатных осей) и несёт
на себе три опорные точки.

По выполняемой
функции коническая поверхность переднего
(левого) центровочного отверстия
называется опорно-центрирующей
базой
.

Функция
заднего (правого) центровочного отверстия,
которая соприкасается с подвижным в
осевом направлении центром задней
бабки, ограничена осуществлением
центрирования.

Эта
поверхность находится в контакте с
двумя опорными точками и лишает заготовку
двух степеней свободы: поворота вокруг
осей Y
и Z.

Поэтому
коническая поверхность заднего
центровочного отверстия называется
центрирующей
базой
.
Следовательно, установка заготовки
лишает её пяти степеней свободы, сохраняя
возможность вращения заготовки вокруг
собственной оси.

  1. Очевидно,
    что в случае необходимости точной
    ориентировки положения заготовки с
    точки зрения её поворота относительно
    оси (что бывает необходимо, например, в
    случае несимметричных заготовок на
    фрезерных станках при их установке в
    центрах, при нарезании многозаходных
    резьб и так далее) следует использовать
    одну из дополнительных поверхностей
    заготовки в качестве опорной базы, вводя
    её в контакт с шестой опорной точкой и
    лишая заготовку шестой степени свободы.
  2. Использование
    «плавающего» центра в передней бабке
    станка лишает заготовку двух степеней
    свободы, так как центр только центрирует
    заготовку.
  3. Поэтому
    при выборе базы для обработки детали
    необходимо стремиться использовать
    наименьшее число базовых поверхностей
    с наименьшим числом опорных точек, при
    котором может быть обеспечено выполнение
    заданных чертежом размеров детали.

Источник: https://studfile.net/preview/5881458/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector