Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Базирование детали — это придание заготовке строго определённого положения относительно системы координат станка или приспособления. Без корректного базирования невозможно обеспечить заданные чертежом размеры и повторяемость геометрии в серийном производстве. Понимание принципов базирования — обязательная основа грамотного проектирования технологического процесса механической обработки.
Базирование заготовки на станке — процесс лишения заготовки подвижности в пространстве путём её контакта с опорными элементами приспособления или станочного стола. Без фиксированного положения инструмент будет обрабатывать деталь в произвольном месте, что неизбежно приводит к браку. Термин и вся сопутствующая классификация регламентированы ГОСТ 21495-76 «Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения» (действующий, с Изменением №1 от 01.07.1982).
Согласно ГОСТ 21495-76, база — это поверхность (или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей), ось или точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования. Стандарт обязателен к применению в документации всех видов, учебниках и технической литературе по машиностроению и приборостроению.
Базирование необходимо отличать от закрепления. Базирование — геометрическое ориентирование заготовки, придание ей требуемого положения. Закрепление — приложение сил зажима для удержания заготовки в найденном положении. Это два последовательных, но различных по природе действия. Погрешность базирования и погрешность закрепления являются самостоятельными составляющими суммарной погрешности установки.
Теория базирования, установленная ГОСТ 21495-76, распространяется на все стадии производственного процесса: механическую обработку, измерение, транспортирование и сборку. Это подчёркивает её универсальность для инженеров всех машиностроительных специализаций.
Свободное твёрдое тело в пространстве обладает шестью степенями свободы: тремя поступательными (вдоль осей X, Y, Z) и тремя вращательными (вокруг тех же осей). Для однозначной фиксации положения заготовки необходимо наложить на неё шесть двусторонних геометрических связей, лишив все шесть степеней свободы. Комплект баз, создающий эти связи, полностью определяет положение заготовки в системе координат.
Правило шести точек гласит: для полного базирования тела необходим комплект баз, материализующий шесть опорных точек. Каждая опорная точка символизирует одну наложенную связь и лишает заготовку одной степени свободы. Расположение точек не произвольно — оно определяется формой детали и требованиями точности.
Классическая схема базирования призматического тела описана в Приложении 2 ГОСТ 21495-76 и реализует схему 3+2+1:
Три точки установочной базы должны образовывать треугольник с максимально возможной площадью. Чем шире основание треугольника, тем устойчивее положение заготовки и тем меньше угловая погрешность при установке.
ГОСТ 21495-76 классифицирует базы по трём признакам: по назначению (конструкторские, технологические, измерительные), по числу лишаемых степеней свободы (пять видов) и по характеру проявления (явные и скрытые). Наиболее важным для практики является деление по числу лишаемых степеней свободы.
Установочная база содержит 3 опорные точки и является главной: она определяет ориентацию заготовки относительно рабочей плоскости станка. В качестве установочной базы выбирают поверхность наибольшей площади с наилучшим качеством отделки. Для корпусной детали это, как правило, обработанная плоскость основания; для тонкостенной — привалочный фланец.
Направляющая база содержит 2 опорные точки и фиксирует заготовку в двух дополнительных направлениях. Для вала, устанавливаемого в призму, роль направляющей базы играет ось цилиндрической поверхности. Точность её исполнения влияет на параллельность и перпендикулярность обрабатываемых поверхностей.
Двойная направляющая база образуется длинной цилиндрической поверхностью при условии L/D ≥ 1 (L — длина контактного участка, D — диаметр). Ось такой поверхности лишает 4 степеней свободы. При L/D < 1 та же поверхность работает как двойная опорная база, лишая лишь 2 поступательных степеней свободы. Различие между этими видами баз прямо установлено в схемах ГОСТ 21495-76, а практические значения L/D определяются по Справочнику технолога-машиностроителя (под ред. Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К.).
Явная база — реальная поверхность, разметочная риска или точка. Скрытая база — воображаемая плоскость симметрии, ось или точка. Ось вала, устанавливаемого в призму, является типичной скрытой базой: непосредственный контакт происходит по образующим цилиндра, тогда как базой служит ось. Скрытые базы широко применяются при базировании тел вращения и зубчатых колёс.
ГОСТ 21495-76 делит базы по назначению на три вида. Конструкторская база — поверхность или ось, от которой задаются размеры на чертеже. Конструкторские базы делятся на основные (определяют положение данной детали в изделии) и вспомогательные (определяют положение присоединяемых деталей). Недопустимые ранее синонимы — «сборочная база», «монтажная база» — стандартом запрещены.
Технологическая база — поверхность, используемая для определения положения заготовки при изготовлении или ремонте. В идеале технологическая и конструкторская базы совпадают. При несовпадении возникает погрешность несовмещения баз, численно равная допуску на размер, связывающий технологическую и измерительную базы.
Принцип единства (совмещения) баз: технологическую базу следует совмещать с конструкторской и измерительной везде, где это технически осуществимо. Соблюдение принципа позволяет исключить погрешность несовмещения из суммарной погрешности обработки.
Измерительная база — поверхность, от которой производится измерение готового размера. Совпадение измерительной базы с конструкторской упрощает контроль и повышает достоверность результатов. При их несовмещении погрешность измерения возрастает на величину допуска промежуточного размера.
ГОСТ 21495-76 (Приложения 2 и 3) и ГОСТ 3.1107-81 ЕСТД (графические обозначения опор, зажимов и установочных устройств, действующий) задают стандартные схемы для основных классов деталей. Схема базирования — условное изображение опорных точек на эскизе заготовки. Точки обозначают условными знаками и нумеруют арабскими цифрами от 1 до 6, начиная с базы, несущей наибольшее число точек.
Схема 3+2+1 — наиболее универсальная для корпусных деталей: три точки на нижней плоскости наибольшей площади, две — на длинной боковой грани, одна — на торце. Применяется при фрезеровании, сверлении, растачивании, шлифовании корпусов, плит, рычагов.
Длинный вал с L/D ≥ 1 устанавливают в две призмы или в патрон с поджимом центром задней бабки. Ось вала — двойная направляющая база (4 точки), торец — опорная база (1 точка), шпоночный паз или радиальное отверстие — опорная база против поворота (1 точка). Итого — полный комплект из 6 точек.
Деталь типа диска с L/D < 1 базируют по торцу — установочная база (3 точки) — и по наружному диаметру — двойная опорная база (2 точки). Угловая фиксация — по отверстию или шпоночному пазу (1 точка). Схема типична при обработке фланцев, крышек, дисков на токарных и координатно-расточных станках.
Погрешность базирования (εб) — отклонение фактически достигнутого положения измерительной базы заготовки от требуемого, отнесённое к выполняемому размеру. Она возникает при несовмещении измерительной и технологической баз: положение измерительной базы у разных заготовок партии оказывается различным относительно настроенного инструмента. Численно εб равна допуску на размер, соединяющий технологическую и измерительную базы.
Погрешность базирования входит в суммарную погрешность установки вместе с погрешностью закрепления (εз) и погрешностью положения заготовки от неточности приспособления (εпр):
εу = f(εб, εз, εпр)
Согласно рекомендациям учебников Маталина А.А. «Технология машиностроения» и Корсакова В.С. «Основы конструирования приспособлений», погрешность базирования не должна превышать треть допуска на выдерживаемый размер: εб ≤ T / 3. Это соотношение является инженерным правилом, обеспечивающим запас на две другие составляющие погрешности установки.
Погрешность базирования равна нулю при совмещении технологической и измерительной баз либо когда обе обрабатываемые поверхности формируются за одну установку — тогда их взаимное расположение не зависит от положения базы. Именно поэтому принцип единства баз является приоритетным при проектировании техпроцесса.
Принцип постоянства баз состоит в использовании одних и тех же технологических баз на всех операциях технологического процесса. Это исключает дополнительные погрешности от переустановки детали и повышает стабильность размерных цепей. На практике принцип реализуется путём обработки технологических баз на первых операциях с последующим неизменным их использованием: центровых отверстий вала, базовой плоскости и отверстий корпусной детали.
Смена баз в ходе техпроцесса допустима, но каждый такой переход требует пересчёта размерных цепей и анализа накопленной погрешности, что существенно усложняет разработку техпроцесса и контроль качества готовых деталей.
Базирование детали — фундаментальный раздел технологии машиностроения, определяющий точность всего производственного процесса. Правило шести точек задаёт теоретическую основу: каждая из шести степеней свободы должна быть устранена строго определённой опорной точкой. Установочная (3 точки), направляющая (2 точки) и опорная (1 точка) базы образуют комплект, обеспечивающий полное и однозначное положение заготовки.
Соблюдение принципов единства и постоянства баз, правильный выбор схемы базирования с расчётом условия εб ≤ T/3 позволяют проектировать технологические процессы с гарантированным качеством продукции. Схемы базирования по ГОСТ 21495-76 стандартизированы и служат обязательным инструментом взаимодействия технологов, конструкторов и операторов станков во всех отраслях машиностроения.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.