Стандартные базы, классификация баз по ГОСТ 21495 - 76

Согласно ГОСТ 21495 - 76 классификация машиностроительных баз производится по трем признакам: по назначению, по лишаемым степеням свободы и по характеру проявления.

По назначению машиностроительные базы подразделяются на конструкторские, измерительные итехнологические базы.

Конструкторской называется база, которая используется для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Конструкторские базы подразделяются на основные и вспомогательныебазы.

Основной называется конструкторская база данной детали, которая определяет ее положение при присоединении к другой детали.

Вспомогательной называется конструкторская база данной детали, которая определяет положение другой, присоединяемой к ней детали.

Примеры основных и вспомогательных конструкторских баз показаны на рис.11.6.

В данном случае считается, что колесо при сборке присоединяется к валу и поверхности 1;2;3 зубчатого колеса считаются основными конструкторскими базами, а поверхности 4;5;6 вала вспомогательными конструкторскими базами. Очевидно, что выбор конструкторских баз в качестве основных или вспомогательных зависит от последовательности сборки, т.е. какая из деталей присоединяется к другой.

Технологической называется база, которая используется для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте. Иными словами это поверхности, которые определяют положение заготовки на станке при механической обработке.

Измерительной называется база, используемая для определения относительного положения изделия и средств измерения. Иными словами, измерительной базой называется элемент изделия, от которого производится отсчет размеров или отклонений размеров при измерительном контроле. Пример измерительной базы показан на рис.11.7. Здесь измерительная база определена нормированием отклонения от параллельности одной плоскости относительно другой. Для определения этого отклонения стойку 2 с индикатором 3 перемещают по базовой плоскости детали 1.

По лишаемым степеням свободы независимо от назначения базы делятся на установочные, направляющие, опорные, двойные направляющие, двойные опорные.

Установочнойназываетсябаза, которая используется для наложения на изделие связей, лишающих его трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Направляющей называется база, которая используется для наложения на изделие связей, лишающих его двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.

Опорной называется база, которая используется для наложения на изделие связей, лишающих его одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.

Двойной направляющей называется база, которая используется для наложения на изделие связей, лишающих его четырех степеней свободы перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Двойной опорной называется база, которая используется для наложения на изделие связей, лишающих его двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей.

Применим классификацию баз по лишаемым степеням свободы для вышерассмотренных примеров базирования тел. Для призматического тела, представленного на рис.11.1, плоскости с одной, двумя и тремя опорными точками, являются соответственно опорной, направляющей и установочной базами. Для длинного цилиндрического тела на рис.11.2 боковая поверхность является двойной направляющей базой, а торцевая поверхность, а также поверхность шипа являются опорными базами. Для диска на рис. 11.3 торцевая поверхность является установочной базой, боковая поверхность – двойной опорной базой, а поверхность шипа – опорной базой. Для длинного конического тела с малой конусностью (рис.11.4;а) коническая поверхность совмещает в себе функции двойной направляющей и опорной баз, которые использовались при базировании длинного цилиндрического тела. Такую коническую поверхность называют иногда опорно-направляющей базой. Аналогичные функции выполняют два центровых отверстия в детали на рис.11.4;б. В обоих случаях тела лишаются пяти степеней свободы.

По характеру проявления базы делятся на явные и скрытые.

Явной называется база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок. Все базы, рассмотренные выше, были представлены реальными поверхностями. Поэтому они относятся к явным базам.

Скрытой называется база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

Такие базы проявляет себя только при закреплении заготовок в самоцентрирующих зажимах. Самоцентрирующими зажимами называются приспособления, в которых при закреплении заготовок, оси симметрии зажимов и заготовок совмещаются. Это достигается за счет синхронного перемещения зажимных элементов в направлении осей симметрии приспособления или за счет центрирования заготовок в самих зажимных элементах (губках) приспособлений. Примеры скрытых технологических баз при установке деталей в самоцентрирующих зажимах представлены на рис.11.8.

В самоцентрирующием устройстве, представленном на рис. 11.8; а, совмещение осей симметрии заготовки и зажимного устройства достигается за счет синхронного перемещения навстречу друг другу зажимов в виде призм. Оси заготовки 1 и 2 после закрепления будут совмещены с осями симметрии приспособления и зажимов. Новая заготовка той же конфигурации, если не учитывать погрешностей ее размеров, формы и расположения поверхностей, займет положение предыдущей. Оси 1 и 2 будут также совпадать с вышеуказанными осями зажимного устройства. При установке цилиндрических заготовки в самоцентрирующем трехкулачковом патроне будут совмещаться оси заготовки и патрона (рис.11.8; б). Согласно ГОСТ 21495 - 76 такие оси при установке заготовок в самоцентрирующих устройствах следует принимать в качестве баз. Однако фактическое базирование осуществляется за счет контакта реальных поверхностей заготовок, которые имеют различного рода погрешности. Поэтому в реальных условиях оси заготовок с осями самоцентрирующих устройств не совпадают и скрытые базы таковыми не являются. Практическое значение скрытых баз заключается в том, что их обозначение в технологической документации указывает на необходимость закрепления заготовки в самоцентрирующем устройстве для повышения точности при механической обработке.

При образовании терминов баз (названий) признаки классификации должны располагаться в следующей последовательности: по назначению, по лишаемым степеням свободы и по характеру появления. Например: «Конструкторская основная установочная явная база», «Технологическая направляющая скрытая база», «Измерительная опорная явная база». Кроме того, в стандарте имеются следующие определения баз.

Проектная база - поверхность, выбранная при проектировании изделия, технологиче­ского процесса изготовления или ремонта этого изделия.

Действительная база - поверхность, фактическая используемая в конструкции, при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия.

В стандарте нет пояснений относительно этих определений. Поэтому можно предполагать, что проектная база используется при проектировании в конструкторской и технологической документации, от которой проставлены конструкторские или технологические размеры, а дей­ствительная является элементом, реального изделия.

Нестандартные базы

Рассмотренная классификация баз представлена в ГОСТ 21495 - 76. Однако в технической литературе используется еще ряд определений для баз. Часть из них уже устарела. Стандарт запрещает их использование. Например, нельзя называть конструкторскую базу сборочной, технологическую базу установочной, а измерительную базу контрольной. В то же время за рамками стандарта остались такие важные понятия как: черновая, чистовая, настроечная, проверочная и искусственная базы, которые используются в технологической практике и, следовательно, являются технологическими базами. Дополним классификацию баз ГОСТа этими понятиями.

Черновой базой называется необработанная поверхность заготовки. По ней заготовку базируют в начальной стадии обработки на первом установе или первой операции для обработки поверхностей, которые затем используются как базы на последующих операциях.

Чистовой базой называется обработанная поверхность. По ней базируют заготовку на последующих установах или операциях.

Настроечной базой называется поверхность заготовки, которая обрабатывается на данном установе. По этой базе производится настройка станка для обработки на том же установе других поверхностей, связанных размерами с настроечной базой.

Понятие настроечной базы используется при обработке заготовок партиями на предварительно настроенных станках. Такой вид обработки называется автоматическим получением размеров. Обработку по этому методу ведут на токарно-револьверных станках (ТРС). Общий вид этого станка показан на рис. 11.9.

Станок имеет два суппорта. Суппорт 1 такой же, как у обычного универсального токарно-винторезного станка (ТВС). Он может работать с продольной и поперечной подачами. Поэтому его называют крестовым. На этом суппорте установлен поворотный резцедержатель 2. Для закрепления заготовки используется патрон 3. Револьверная головка 4 размещена на суппорте 5. Поэтому этот суппорт называется револьверным. Он установлен вместо задней бабки на направляющих станины и работает только с продольной подачей. Револьверная головка представляет собой поворотное устройство на шесть позиций. Для установки режущего инструмента: резцов, сверл, зенкеров, сверл, метчиков используются оправки 6, которые закрепляются в гнездах револьверной головки. Крестовый и револьверный суппорты могут перемещаться независимо друг от друга. За счет установки на револьверной головке в одной позиции двух и более инструментов можно при обработке совмещать переходы. Например, одновременно обтачивать поверхность и сверлить отверстие.

Точность диаметральных и линейных размеров деталей при обработке на ТРС обеспечивается наладкой станка, т.е. оснащением станка необходимым режущим инструментом с установкой его в определенном положении. Точность диаметральных размеров обеспечивается мерным инструментом, сверлами, зенкерами, развертками, а также регулировкой вылета резцов, установленных на оправках. Точность линейных размеров обеспечивается ограничением хода суппортов упорами. Пример наладки токарно-револьверного станка при обработке втулки показан на рис. 11.10. Деталь зажимают в патроне 1 и обрабатывают инструментами, установленными в резцедержателе суппорта 2 и револьверной головки 3. Смена инструмента производится поворотом резцедержателя и револьверной головки.

Пример настроечной базы рассмотрен на рис.11.11. На данном рисунке представлен чертеж детали с линейными размерами. Диаметральные размеры на чертеже не указаны. Технологический процесс механической обработки этой детали состоит из двух операций. На первой операции от прутка отрезают заготовки длиною в количестве равном партии деталей. Здесь - припуск на подрезку торца при последующей обработке.

Вторую операцию выполняют на токарно-револьверном станке. Заготовку зажимают в самоцентрирующем трехкулачковом патроне с упором в кулачки, подрезают торец резцом, установленном в резцедержателе крестового суппорта. Остальные поверхности обрабатывают перемещением суппорта с револьверной головкой в осевом направлении, ограничивая это перемещение по упорам. В данном случае возможны два варианта настройки станка по упорам. В первом случае, для ограничения продольного хода револьверного суппорта, станок можно настроить по упорам относительно поверхности кулачка, контактирующей с установочной базой . При такой настройке, размеры , которые проставлены от поверхности , зависят от размера . Из-за рассеяния этого размера в пределах допуска, положение поверхности от заготовки к заготовке будет меняться, в то время как перемещения револьверного суппорта, будут всегда постоянными, т.к. они ограничены упорами. Поэтому размеры после обработки на данном установе у каждой детали будут разными. Чтобы обеспечить точность этих размеров, станок следует настраивать по упорам относительно поверхности . Однако, положение этой поверхности при закреплении детали в патроне с упором в поверхность , как было отмечено ранее, меняется от заготовки к заготовке. Чтобы положение поверхности стало вполне определенным, ее дополнительно подрезают на данном установе резцом, установленном в резцедержателе станка. Для получения размерам резец настраивают, т.е. устанавливают в определенном положении относительно технологической базы . Поверхность по данному выше определению является настроечной базой. Во-первых, она обрабатывается на данном установе. Во-вторых, относительно этой поверхности производится настройка станка для обработки других поверхностей, связанных с ней размерами. Строго говоря, настройка станка по упорам для получения линейных размеров производится относительно вершины резца, которым обрабатывается настроечная база. В свою очередь положение вершины резца определяется расстоянием до опорной поверхности кулачка.

Пример аналогичной настройки при фрезеровании ступенчатой детали блоком фрез представлен на рис.11.12. При обработке необходимо выдержать размеры и . Технологической установочной базой является поверхность . Положение фрезы меньшего диаметра относительно этой базы, контактирующей с поверхностью стола, определено размером . Чтобы получить размер при работе блоком фрез, необходимо использовать фрезу диаметром .

В этом случае режущая часть фрезы большего диаметра будет выставлена относительно режущей части фрезы меньшего диаметра на величину

.

Очевидно, что настроечными элементами будут режущие кромки фрезы меньшего диаметра, а также расстояние от этих кромок до поверхности стола . Тем не менее, за настроечный элемент принимается поверхность , которую в технологической практике называют настроечной базой.

Проверочной базой называется поверхность, линия или точка заготовки, по которым производится выверка положения заготовки на станке. Выверкой называется процесс установки заготовки на станке в определенном положении. Проверочные базы используются в условиях мелкосерийного и единичного производства. Рассмотрим пример использования проверочной базы при растачивании отверстий 1 в заготовке на горизонтально-расточном станке (рис.11.13). Согласно рисунку при обработке необходимо обеспечить параллельность плоскости общей оси отверстий. Пусть поверхность предварительно обработана, но установить на нее деталь при растачивании нельзя, т.к. минимальное расстояние от плоскости стола до оси вращения шпинделя станка 2 больше, чем расстояние от плоскости до оси отверстий, т.е. .

Опустить ниже шпиндель не позволяет конструкция станка. Установка заготовки на противоположную необработанную поверхность не обеспечивает горизонтального положения поверхности из-за погрешностей формы и размеров заготовки, в то время как горизонтальное положение общей оси отверстий при растачивании обеспечивается точностью станка. Таким образом, после обработки возникает отклонение от параллельности между плоскостью и общей осью отверстий. Поэтому заготовку устанавливают на необработанную поверхность фланца. В качестве опор используются домкраты 3, которыми можно поднимать и опускать заготовку, регулируя изменением высоты домкратов, положение плоскости . В процессе выверки на поверхность устанавливают приборы контроля горизонтального положения - уровни. Поэтому эта плоскость называется проверочной базой.

Искусственной базой называется поверхность, которая отсутствует у детали, но создается специально на заготовке, если нельзя или трудно использовать другие поверхности для ее надежного базирования и закрепления при обработке с заданной точностью. Пример заготовки с искусственными технологическими базами представлен на рис.8.8. В данном случае конструкция заготовки для повышения устойчивости дополнена элементами с опорными поверхностями. Искусственными технологическими базами являются центровые отверстия вала, которые при его эксплуатации не используются. Искусственные технологические базы затем могут быть удалены, если они мешают работе конструкции.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: