5 Базирование при обработке заготовок

Элементами детали являются ее поверхности, оси, линии и отдельные точки. На чертеже детали каждая из обрабатываемых поверхностей связана с другими элементами детали координирующими размерами и соотношениями (перпендикулярность, параллельность и т.п.).

Конструкторской базой обрабатываемой поверхности называют совокупность элементов детали, с которыми обрабатываемая поверхность или ее ось связана координирующими размерами. Так, например, у ступенчатых валиков обрабатывают две группы поверхностей: шейки и торцовые поверхности (уступы). Конструкторской базой цилиндрических шеек служит их ось.

Обработка детали обычно состоит из отдельных операций, выполняемых на различных станках. На каждой операции деталь предварительно базируют на станке, затем закрепляют и производят обработку одной или нескольких поверхностей.

Каждая обрабатываемая поверхность должна иметь свою установочную базу, с помощью которой ее правильно ориентируют относительно станка или режущего инструмента.

Установочной базой обрабатываемой поверхности называют совокупность элементов детали, с помощью которых обрабатываемую поверхность (ее ось) правильно ориентируют на станке относительно траектории режущего инструмента.

Установочная база может быть опорной или проверочной; соответственно применяют два метода базирования:

1) по опорным установочным базам;

2) по проверочным установочным базам.

Опорная установочная база – совокупность элементов детали, которыми она непосредственно соприкасается с установочными поверхностями приспособления при базировании.

При выборе опорной установочной базы и построении схемы базирования рекомендуется в качестве опорной базы использовать конструкторскую базу обрабатываемой поверхности, так как при этом исключается погрешность базирования.

5.1 Основные схемы базирования по опорным установочным базам

Большая часть деталей ограничена простейшими поверхностями – плоскими, цилиндрическими, коническими, которые и используются в качестве опорных установочных баз. Рассмотрим основные схемы базирования.

5.1.1 Схема базирования призматических деталей. Всякое твердое тело, рассматриваемое в системе трех взаимно перпендикулярных осей, может иметь шесть степеней свободы: перемещение вдоль осей ОХ, ОY и OZ (рис.5,а) и повороты относительно тех же осей. Если задать шесть координат, то можно точно определить положение детали в пространстве.

Рисунок 5 - Схема базирования призматических деталей

Три координаты, определяющие положение детали относительно плоскости XOY, лишают ее трех степеней свободы – возможности перемещаться в направлении оси OZ и вращаться вокруг осей OY и ОX. Две координаты, определяющие положение детали относительно плоскости ZOY, лишают ее двух степеней свободы – возможности перемещаться в направлении оси OX и вращаться вокруг оси OZ. Шестая координата, определяющая положение детали относительно плоскости XOZ, лишает ее последней степени свободы – возможности перемещаться в направлении оси OY.

Если координаты заменить опорными очками, получится схема базирования призматических деталей в приспособлении (рис.5,б); силы зажима W₁, W₂, W₃ совместно с опорными точками обеспечивают двусторонние связи – силовое замыкание всей системы.

Поверхность детали, несущая три опорные точки, называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с двумя точками – направляющей; торцовая поверхность с одной опорной точкой – упорной.

В качестве главной желательно выбирать базирующую поверхность, имеющую наибольшие размеры. В качестве направляющей – поверхность наибольшей протяженности.

5.1.2 Схема базирования цилиндрических деталей. Для того, чтобы точно определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять жестких связей – координат (рис.6,а), которые лишают валик пяти степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY, OZ и вращаться вокруг осей OX и OZ. Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается у валика координатой, проведенной от поверхности шпоночной канавки.

Если координаты заменить призмой, получим вторую схему базирования (рис.6,б) с зажимом детали силой W.

Цилиндрическая поверхность валика, несущая четыре опорные точки, называется двойной направляющей базирующей поверхностью; торцовая поверхность валика является упорной базой. Для ориентирования детали в угловом положении необходима вторая упорная база под шпонку или штифт.

При базировании по наружной цилиндрической поверхности или по отверстию в различных самоцентрирующих патронах и на оправках эти поверхности также являются двойными направляющими базами; торец или уступ детали используют в этом случае в качестве упорной базы.

Рисунок 6 - Схема базирования цилиндрических деталей

5.1.3 Схема базирования коротких цилиндрических деталей (диски, кольца). В этом случае торцовая поверхность детали, несущая три опорные точки (рис.7,а), является главной базирующей поверхностью.

Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей базой. Боковая поверхность шпоночной канавки эквивалентна одной опорной точке и является упорной базой.

На рис.7,б,в показаны примеры базирования по рассматриваемой схеме с применением короткой призмы и кулачков патрона.

Рисунок 7 - Схема базирования коротких цилиндрических деталей