Основные принципы выбора баз погрешности базирования

Способы установки и закрепления заготовки. Точность механической обработки детали зависит от способа установки (базирования и закрепления) заготовки. Под установкой понимается правильная ориентация заготовки относительно режущего инст­румента и надежная фиксация ее в данном положении. Правильность установки определяется характером и точностью базирования заготовки. В соответствии с ГОСТ 21495–76 под базированием понимают придание заготовке требуемого положения отно­сительно выбранной системы координат.

Базой называют исходную поверхность, определяющую положение заготовки в процессе обработки ее на станке или ориентирующую другие детали узла, агрегата при сборке. Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия.

По назначению различают конструкторские, технологические и измерительные базы.

Конструкторские базы – это поверхности, линии или точки на рабочем чертеже детали, относительно которых конструктор задает размеры и взаимное положение других поверхностей, линий или точек. Конструкторскими базами на рабочем чертеже служат оси отверстий и валов, оси симметрии и другие геометрические элементы. Важным вопросом при конструировании является правильная простановка размеров на чертеже, которая возможна цепным или координатным способом. При цепном способе суммирование ошибок отдельных звеньев размерной цепи неизбежно (рис. 3.1, а).

При координатном способе (от одной конструкторской базы) исключается суммирование ошибок отдельных размеров в процессе измерения детали (рис. 3.1, б).

Рис.3.1. Способы простановки размеров: а – цепной; б – координатный

 

Технологической базой называется поверхность, используемая для определения положения заготовки в процессе изготовления детали. Технологической базой может быть рабочая поверхность детали или специально созданная поверхность у заготовки для базирования при обработке, которая не выполняет служебного назначения у детали (например: центровые отверстия валов, приливы у деталей – корпусов).

Измерительной базой называется поверхность, которая используется для определения относительного положения заготовки и средств измерения, т.е. от которой производят отсчет размера обработки.

Базирование связано с частичным или полным лишением степеней свободы заготовки в выбранной системе координат. Поэтому установлены следующие разновидности технологических баз: установочная, направляющая (двойная направляющая), опорная (двойная опорная).

Установочной базой называют элементы детали, используемые в процессе обработки для установления взаимосвязи между расположением режущей кромки инструмента и обрабатываемой поверхностью и лишающие заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси у и поворотов вокруг осей х и z (поверхность I в плоскости хОz, рис. 3.2, а).

Направляющая база лишает заготовку двух степеней свободы: перемещения вдоль оси х и поворота вокруг оси у (поверхность II в плоскости уОz, рис. 3.2, а).

Двойная направляющая база лишает заготовку четырех степеней свободы: перемещений вдоль осей х и у и поворотов вокруг этих осей (рис. 3.2, б).

Опорная база лишает заготовку одной степени свободы: перемещения вдоль оси z (поверхность III в плоскости хОу на рис. 3.2, а).

Двойная опорная база лишает заготовку двух степеней свободы: перемещений вдоль координатных осей х и у (рис. 3.2, в).

 

Рис. 3.2. Схемы базирования деталей:

а – призматических; б – валов; в – дисков; 1–6 – опорные точки; 1' – 6' – проекции опорных точек на координатные плоскости; I–III – базы детали

 

При проектировании технологических процессов правильное назначение технологических баз способствует повышению точности обработки. Поэтому при выборе баз необходимо учитывать следующие положения:

♦ поверхность заготовки или сборочной единицы, принятая за технологическую базу, должна быть обработана с требуемой точностью и шероховатостью; при обработке такой поверхности заготовку базируют по черновым базам (т.е. необработанным по­верхностям);

♦ при обработке заготовок сложной конструкции (блок цилиндров) черновые базы должны быть гладкими и не иметь литейных и штамповочных уклонов;

♦ за черновые базы следует принимать поверхности, расположенные параллельно, перпендикулярно или концентрично технологической базе, так как при этом упрощается процесс базирования и повышается точность обработки технологической базы;

♦ за технологическую установочную базу принимается большая по площади поверхность заготовки, что позволяет дальше разнести три опорные точки и повышает устойчивость заготовки в процессе ее обработки;

♦ за направляющую технологическую базу принимается большая по длине и меньшая по ширине поверхность заготовки, что дает возможность расположить точки, определяющие направление заготовки, на одной прямой и повысить точность базирования;

♦ для достижения высокой точности обработки необходимо соблюдать принцип совмещения технологической, измерительной и конструкторской баз, поэтому при разработке конструкции детали необходимо предусматривать возможность использования конструкторской базы в качестве технологической и измерительной;

♦ при проектировании технологических процессов обработки деталей сложной конструкции с большим количеством точных взаимосвязанных поверхностей необходимо соблюдать принцип постоянства технологической базы, который заключается в использовании одной и той же технологической базы при выполнении всех основных операций обработки заготовки.

Пример. Поверхность обрабатывается с подрезкой торцов в размер и , заданных от поверхности вс упором на торец . (рис.3.3,а). Обратываемая заготовка закрепляется в цанговом патроне по поверхности с упором на торец . Принятая схема базирования обеспечивает совмещение технологической опорной базы с измерительной базой , что повышает точность обработки.

Рис. 3.3. Влияние на точность обработки совмещения баз:

а - совпадение технологической и измерительной баз;

б – несовпадение баз.

 

При обработке паза на глубину (рис.3.3, б) с отсчетом размера от измерительной базы детали, установленной на столе фрезерного станка базой Б (настройка фрезы выполнена по размеру Н), допуск замыкающего звена а будет равен алгебраической сумме допусков составляющих звеньев , так как техноло­гическая база В не совпадает с измерительной базой . В этом случае точность обработки снижается, так как на допуск размера а, кроме погрешности настройки, оказывает влияние и колебание размера В, связывающего установочную и измерительную базы. Следовательно, погрешность базирования представляет собой отклонение фактического положения заготовки при базировании от требуемого. Если технологическая база совпадает с измерительной, погрешность базирования равна нулю.

Погрешность базирования равна нулю для всех размеров, определяющих взаимное положение поверхностей, обработанных при данной установке заготовки.

При обработке поверхностей, которые одновременно служат направляющими технологическими базами, погрешность базирования также будет равна нулю. Например, при протягивании, развертывании, притирке отверстий, а также при бесцентровом шлифовании поверхность, подвергающаяся обработке, является направляющей для инструмента.

Таким образом, для снижения погрешностей базирования необходимо использовать постоянные базы для различных операций обработки. Каждая смена базы вносит новые погрешности, зависящие от неточности взаимного расположения баз.