Тема 1.4. Выбор баз при обработке заготовок.

Понятие о базах и базировании.

Базированием (ГОСТ 2495-76) называют придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Для базирования используют базы.

База - поверхность, или выполняющие ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка принадлежащие заготовке и используемые для базирования.

Примеры:

• Поверхность - при базировании по плоскости;

• Сочетание поверхностей – установка по отверстию и торцу;

• Ось - при установке на 2 призмы.

Для полного базирования заготовки, ее лишают 6 степеней свободы. Базированием осуществляют ориентировку заготовки, а неподвижность достигается закреплением.

Классификация баз.

Базы делят на:

Конструкторские – используемые для определения положения детали, или сборочной единицы в изделии.

Они бывают:

• Основные – определяющие положение детали в изделии;

• Вспомогательные – определяющие положение присоединяемой детали.

Измерительные – базы, используемые для определения относительного положения заготовок и средств измерения

Технологические – базы, используемые для определения положения заготовок при изготовлении или ремонте.

К технологическим базам относятся:

• Установочная – база, лишающая заготовку 3-х степеней свободы;

• Направляющая – база, лишающая заготовку 2-х степеней свободы;

• Опорная – база, лишающая заготовку одной степени свободы;

Принципы базирования.

Механическую обработку обычно начинают с создания технологических баз. При этом в качестве баз выбирают поверхности, исходя из принципа совмещения баз и принципа постоянства баз.

Принцип совмещения баз – при обработке заготовок в качестве технологических баз следует выбирать поверхности, являющиеся конструкторскими или измерительными базами.

Принцип постоянства баз предусматривает использование одной и той же технологической базы на всех операциях.

Правила выбора баз:

1. На первой операции используют черновую базу. За черновую базу рекомендуется принимать поверхность, в дальнейшем не обрабатываемую или имеющую наименьшие припуски;

2. Базовые поверхности должны быть по возможности ровными, чистыми, точной формы и размеров, имеющими достаточную поверхность для установки;

3. Черновую базу нельзя использовать дважды;

4. Базирующие поверхности необходимо выбирать так, чтобы в процессе обработки усилия резания и зажатия не вызывали недопустимых деформаций детали;

5. Для достижения точности обработки необходимо соблюдать принципы совмещения и постоянства баз.

Контрольные вопросы

1. Что такое база.

2. Сколько степеней свободы имеет твердое тело.

3. Что вы понимаете под базированием.

4. Назовите основные принципы базирования.

5. Классификация баз.

Погрешность базирования.

Вследствие того, что при изготовлении деталей на различных операциях имеют место погрешности обработки, при установке этих деталей в приспособление на последующих операциях также будут возникать погрешности, называемые погрешностями базирования.

Погрешность базирования ( ) – отклонение фактического положения заготовки, достигнутого при несовмещении измерительной и технологической баз заготовки.

Погрешность базирования определяется расстоянием между двумя крайними положениями базы, измеренном в направлении обрабатываемого размера.

Расчет погрешности базирования рекомендуется проводить в следующем порядке:

1. Анализ баз;

2. Расчет погрешностей базирования

3. Сравнение погрешностей базирования с допуском на выполняемый размер.

4. Мероприятия, предлагаемые для выполнения размера (в случае невозможности его выполнения при заданных условиях).

Погрешность базирования при установке на призму.

Рассмотрим схему установки вала диаметром d в призме при фрезеровании паза, размер которого задан от различных конструкторских баз.

Во всех случаях вал устанавливают по вспомогательной базе и, таким образом, погрешность базирования неизбежна и зависит от допуска на диаметр вала d и угла призмы .

Для расчета погрешностей базирования предположим, что на призме установлен вал с наибольшим предельным диаметром d max и наименьшим предельным диаметром d min; тогда величина h1, h2; h3 из геометрических построений будет характеризовать величину погрешности базирования для каждой схемы соответственно.

Числовые значения коэффициентов в зависимости от угла призмы приведены в таблице.

Коэффициент	60°	90°	120°	180°
	1,5	1,21	1,07	1
	0,5	0,2	0,08	-
	1	0,7	0,58	0,5

Иногда для обработки применяют самоцентрирующиеся призмы. Основное преимущество их состоит в том, что при установке в них детали погрешность базирования равна 0.

Однако может возникнуть погрешность вследствие погрешностей изготовления элементов. Пример: Обработка вала на токарном станке в самоцентрирующемся патроне. (Биение).

Погрешность базирования при установке на плоскость.

Рассмотрим схему базирования обрабатываемой заготовки при фрезеровании с установкой на плоскость.

А) Б)

Первым этапом при расчете погрешности базирования является анализ баз. В случае совпадения конструкторской, технологической и измерительной баз погрешности базирования не возникает. При несовпадении баз производят расчет погрешности базирования.

А) Пов. 1 – технологическая, конструкторская и измерительная базы. В этом случае погрешность базирования равна нулю.

Б) Пов. 1 – технологическая база.

Пов. 2 – конструкторская и измерительная базы.

Базы не совпали, рассчитываем погрешность базирования.

Настройка фрезы на размер производится от поверхности 1. Размер конструкторской базы будет колебаться в пределах допуска на размер 50 - 0,14 мм, полученный при обработке на предыдущей операции.

Следовательно, погрешность базирования будет соответствовать величине допуска на размер.

Допуск выполняемого размера 20мм равен 0,20 мм.

0,20 мм < 0,28 мм.

Следовательно, размер 20мм с допуском 0,1 мм выполнить невозможно.

Для выполнения размера предлагаются следующие мероприятия;

1. Получение разрешения конструктора на увеличение допуска на размер 20мм ;

2. Изменение схемы базирования. В качестве технологической базы выбрать пов. 3.

3. Уменьшить допуск на размер 50.

Погрешность базирования при установке на оправку.

При установке обрабатываемых заготовок на оправку или палец с зазором возникают погрешности базирования вследствие зазора.

При установке обрабатываемых заготовок на оправку или палец с натягом погрешность базирования в радиальном направлении отсутствует.

На рисунке приведена схема установки на жесткую оправку заготовки для обработки наружных поверхностей. Конструкторской базой является ось отверстия заготовки, а установочной – ось оправки.

Конструкторская база (ось отверстия) при наличии зазора может смещаться относительно установочной базы (оси оправки) на величину эксцентриситета, ровную половине зазора.

В результате несовпадения конструкторской и установочной баз возникает биение наружной поверхности относительно внутренней, являющейся погрешностью базирования, величина которой равна удвоенной величине эксцентриситета.

Тогда

биение по диаметрам ступеней заготовки;

Smax – max зазор.

Погрешности базирования при получении линейных размеров a и b будут составлять

_баз = Smax = D_отв^max – d_опр^min

Погрешность базирования при установке на 2 фиксатора.

Для схемы установки детали по плоскости и двум базовым отверстиям характерны два вида погрешностей:

• Погрешность размера, вызванная смещением заготовки на пальцах в одну сторону.

_баз = Smax = D_отв^max – D_опр^min

• Поворот заготовки на пальцах.

_баз = tg ; tg = (S_max1-S_max2)/2L

Контрольные вопросы

1. Когда погрешность базирования равна 0.

2. В каком случае возникает погрешность базирования.