3.2 Базирующие элементы
3.2.1 Классификация опор
Установочные элементы, называемые опорами, делят на основные и вспомогательные.
Основными опорами называют элементы, лишающие заготовку при установке всех или нескольких степеней свободы, т.е. основные опоры, определяют положение деталей в пространстве. Поэтому они, как правило, неподвижны.
Общие требования, предъявляемые к установочным элементам, следующие:
- число и расположение установочных элементов должно обеспечить необходимую точность базирования детали;
- рабочие поверхности установочных элементов должны быть небольших размеров. Это необходимо для уменьшения влияния неточности изготовления технологической базы и её микронеровностей на величину погрешности базирования;
- установочные элементы не должны деформировать базы детали при установке по обработанным поверхностям. Это требование ограничивает стремление свести контакт установочных элементов с базой к точке, вытекающее из предыдущего требования;
- установочные элементы должны быть жёсткими (недостаточная жёсткость может привести к возникновению погрешности базирования);
- конструкции установочных элементов должны обеспечивать быструю их замену при износе или повреждении;
- рабочие поверхности установочных элементов должны обладать высокой износостойкостью. Они изготавливаются из углеродистых сталей У7А … У10А с закалкой до твёрдости НRС 50 … 55, сталей 20, 20Х с последующей цементацией рабочих поверхностей на глубину 0,8 … 1,2 мм и закалкой до той же твёрдости;
- базирующие элементы совместно со вспомогательными устройствами должны обеспечить ориентирование и фиксацию деталей на измерительной позиции.
3.2.2 Установка по плоскости
Базирование по плоскости применяется как для обработанных, так и для необработанных поверхностей деталей. Установка по необработанным поверхностям применяется в случаях, когда проверяются размеры с широкими допусками (контроль отливок, поковок). В этих случаях рекомендуется базирование по трём точкам на стандартных опорах со сферической поверхностью. Источником методической неопределённости является отклонение базовой поверхности детали от плоскостности, рисунок 3.14.
Рисунок 3.14 – Схема измерения отклонения от плоскостности
НЕПЛОСКОСТНОСТЬ БАЗОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Износ базирующей поверхности также влияет на точность. Для уменьшения износа используют легированную сталь (40Х…У10А). Но из легированной стали делать весь стол нерационально (дорого). Из легированной стали делаются только отдельные элементы, к примеру, опоры-вставки.
Прочность характеризуется допустимыми напряжениями [σ], жёсткость – способностью противостоять деформации (модуль упругости Е или модуль Юнга). При термообработке модуль упругости стали не меняется. На точность прибора влияет жёсткость.
Базирующие элементы совместно со вспомогательными устройствами должны обеспечить ориентирование и фиксацию деталей на измерительной позиции.
непараллельность разновысотность опор
неперпендикулярность разновысотность опор
Элементы для установки детали по плоскости, рисунок 3.15.
ГОСТ 13441-68 ГОСТ 13440-68
Рисунок 3.15 – Элементы для установки детали по плоскости
Более износостойкой является опора с плоской поверхностью. Она может быть выполнена также в виде планки, имеющей две или более опорных площадки, рисунок 3.16.
Рисунок 3.16 – Изображение планки, используемой для установки по плоскости
Регулируемые опоры выполняются по ГОСТ 4084-68;4085-68; 4086-86, рисунок 3.17.
Рисунок 3.17 – Изображение регулируемых опор
Опорные пластинки изготавливают по ГОСТ 4743-68, рисунок 3.18.
Рисунок 3.17 – Изображение опорной пластинки
Плоские пластинки, рисунок 3.18:
Рисунок 3.18 – Изображение плоской пластинки
Требования к опорам:
- опоры должны обеспечивать правильное базирование детали;
- опоры должны быть жёсткими и неподвижными;
- опоры должны быть твёрдыми и износостойкими.
Базирование по трём точкам иногда оказывается недостаточно устойчивым, особенно при больших габаритных размерах и весе проверяемых деталей. Стабильность базирования может быть повышена установкой не на три, а на четыре точки, две из которых должны быть жёсткими, две – расположенными на качающемся коромысле.
При использовании в качестве базы обработанной поверхности детали можно применить опору на всю поверхность или на три точки – в зависимости от условий в каждом конкретном случае.
ГОСТ 21495-76 устанавливает основные понятия в теории базирования и баз при проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте.
Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.
База – поверхность, сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая изделию и используемая для базирования, рисунок 3.19.
Рисунок 3.19 – Изображение баз
Формы вставок могут быть различны, но нужно, чтобы вставки не повреждали деталь. Можно часть опор сделать регулируемыми, рисунок 3.20.
Рисунок 3.20 – Изображение регулируемой опоры
Контргайка нужна для того, чтобы опора не сдвинулась самопроизвольно, случайно.
Если вес детали большой, то используют 4 (и более) опоры, желательно «плавающие». Например, 2 опоры закрепляют на качающемся рычаге, рисунок 3.21.
Рисунок 3.21 – Изображение «плавающих» опор