3. Элементы теории базирования

   1. Основные понятия» термины и определения

Для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий машиностроения установлены термины и определения основных понятий базирования и баз. При этом каждое понятие имеет согласно ГОСТ 21495-76* один стандартный термин. Наиболее полно теория базирования изложена в работах проф. А.А.Маталина, который утверждает, что "для правильной работы каждой машины необходимо обеспечить определённое взаимное расположение её деталей и узлов". При обработке деталей на станках заготовки также должны быть правильно ориентированы относи­тельно механизмов и узлов станков, определяющих траектории движения подачи обрабатывающих инструментов (направляющих суппортов, фрезер­ных и резцовых головок, упоров, копировальных устройств и др.). Задачи взаимной ориентировки деталей и сборочных единиц в машинах при их сборке и заготовок на станках при изготовлении деталей реша­ются их базированием [3].

В общем случае базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы коорди­нат. При проектировании или при сборке под базированием понимают придание детали или сборочной единице требуемого положения относи­тельно других деталей изделия. При механической обработке заготовок на станках базированием называет придание заготовке требуемого поло­жения относительно элементов станка, определяющих траектории движе­ния подачи обрабатывающего инструмента.

База – это поверхность или выполняющее ту же функцию сочета­ние поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Заготовка своими базами контактирует (соприкасается) с определён­ными элементами (опорами) станка или приспособления и получает при этом требуемое для обработки положение. Для сохранения этого положе­ния в процессе обработки заготовку прижимают к опорам – закрепляют.

Таким образом, процесс установки заготовки на станок или в при­способления складывается из двух этапов:

1. базирования, в результате чего осуществляется ориентация заго­товки относительно элементов станка (можно технологической системы);

2. закрепления, в результате которого обеспечивается неизменность положения заготовки, полученного при базировании, на весь период её обработки.

Согласно положениям теоретической механики ориентация твёрдого тела в пространстве или в заданной системе координат достигается наложением на него определённых связей. На абсолютно твердые (неформируемые) и абсолютно гладкие (без шероховатости поверхностей) тела налагают жёсткие двусторонние идеальные (т.е. без трения) связи, создаваемые силами и реакциями сил. Для реальных тел (на­пример, при установке заготовки в приспособление) характерно на­ложение идеальных связей в сочетании с фракционными, порождаемыми трением (касательным взаимодействием в точках контакта).

При ориентации деталей в узле машины или заготовок при обработ­ке, жёсткие двусторонние связи заменяются опорными точками. Под опорной точкой подразумевают идеальную точку контакта базы заготовки и опоры приспособления, лишающую заготовку одной степени свободы – возможности перемещения в направлении, перпенди­кулярном опорной поверхности вдоль оси z (рис. 7). В реальных ус­ловиях базирования опорная точка при­способления О в сочетании с приложен­ной к заготовке силой Q фактически ли­шает заготовку (после закрепления) трёх степеней свободы. Она не только ограничивает возможные перемещения за­готовки по нормали к опорной поверхно­сти (плоскости), но и воздействием сил трения исключает возможность пере­мещений заготовки вдоль осей ОХ и ОY (см. рис. 7 место 1 и вид в плане).

При разработке технологических про­цессов и проектировании технологиче­ской оснастки технологи и конструкторы руководствуются правилом шести точек, из которого следует, что для полного базирования заготовки в приспособлении (на станке) необходимо и достаточно создать в нём шесть опорных то­чек, расположенных определённым образом относительно баз заготовки. К этим точкам заготовка плотно прижимается своими базовыми поверх­ностями, чем надёжно имитируются жёсткие двусторонние связи. Прижим должен осуществляться внешними зажимающими устройствами, количество которых может быть неограниченным.

Для обозначения опор и зажимных устройств приспособлений на опе­рационных эскизах согласно правилам ЕСТД (ГОСТ 3.1107-81) применяют условные обозначения, приведённые в табл. 3 и на рис. 8, а для обо­значения технологических баз – символы , .

Таблица 3

У словные обозначения опор, зажимов и установочных устройств по ГОСТ 3.1107-81