Что такое опорная база
Что такое опорная база
Технологическая оснастка » Базы и базирование
Лекции: Технологическая оснастка
Глава 3. Базы и базирование в машиностроении (ГОСТ 21495-76)
Представленная глава основана на ГОСТ 21495-76 «Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения».
Рис. 3.1 Шесть степеней свободы твердого тела: три перемещения вдоль осей x, y, z и три поворота вокруг осей x, y, z
Для базирования заготовки или детали, её необходимо лишить 6-ти степеней свободы (см. рис. 3.1).
3.1 Классификация баз
1. По назначению базы могут быть:
— технологические;
— конструкторские;
— измерительные.
Положение всех рабочих исполнительных поверхностей и свпомогательных баз определяют относительно основных базовых поверхностей.
2. По характеру проявления базы могут быть:
— явные;
— скрытые.
3. По лишаемым степеням свободы базы могут быть:
— установочная;
— направляющая;
— опорная;
— двойная направляющая;
— двойная опорная.
Если заготовка или деталь неподвижна относительно своей системы координат, то для данной детали необходим полный комплект баз.
Если в связи со служебным назначением или во время обработки деталь может иметь определенное число степеней свободы, то часть связей образуют неполный комплект баз.
Деталь может содержать несколько комплектов баз, при этом один комплект содержит основные конструкторские базы, а все остальные содержат вспомогательные базы. При этом не всегда эти комплекты баз бывают полными.
3.3 Схема базирования
Схему расположения опорных точек на базах детали называется схемой базирования.
Все опорные точки на схеме базирования обозначаются условными знаками и порядковыми номерами.
При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, обозначается одна точка и около неё справа проставляются номера совмещённых точек.
Нумерация точек на схемах базирования начинается с главной базы (установочная или двойная направляющая). Затем нумеруются точки направляющей или двойной опорной базы и последней точка, принадлежащая опорной базе.
Явные точки нумеруются внутри одной базы в первую очередь.
Схема базирования (установки) является техническим заданием на проектирование приспособления для закрепления заготовки. При этом, на операционном эскизе на поверхностях заготовки могут указываться опорные точки по ГОСТ 21495-76 (схема базирования) «Базирование и базы в машиностроении» или условные обозначения по ГОСТ 3.1107-81 (схема установки) «ЕСТД Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения».
Что такое опорная база
Виды баз по назначению.
По лишаемым степеням свободы.
По характеру проявления
Большинство деталей машин ограничено простейшими поверхностями – плоскими, цилиндрическими, коническими, которые используются в качестве опорных установочных баз.
Существует пять классические схемы базирования: базирование призматических деталей, базирование длинных цилиндрических деталей, базирование коротких цилиндрических деталей, базирование по короткой конической поверхности(центровое отверстие), базирование по длинной конической поверхности (конус Морзе шпинделя станка).
Схема базирования призматических деталей.
| Всякое твердое тело, рассматриваемое в системе трех взаимно-перпендикулярных осей, может иметь шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей OX, OY, OZи повороты относительно тех же осей. |
Три координаты, определяющие положение детали относительно плоскости XOY, лишают трех степеней свободы – возможности перемещаться вдоль оси OZ и вращаться вокруг осей OY и OX.
Две координаты, определяющие положение детали относительно плоскости ZOY, лишают ее двух степеней свободы – возможности перемещаться в направлдении сои OX и вращаться вокруг оси OZ.
Шестая координата, определяющая положение детали относительно плоскости XOZ, лишаете последней степени свободы – возможности перемещаться в направлении оси OY.
Поверхность детали, несущая три опорные точки, называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с двумя точками – направляющей; торцовая поверхность с одной точкой – упорной.
В качестве главной базы желательно выбирать поверхность, имеющую наибольшие габариты. В качестве направляющей – поверхность наибольшей протяженности.
Схема базирования длинных цилиндрических деталей.
 | Чтобы точно определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять координат, которые лишают его пять степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY, OZ и вращаться относительно осей OX, OZ. |
Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:
1. если есть у валика шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;
2.е сли валик гладкий, то с помощью силового замыкания (силами трения).
Цилиндрическая поверхность вала, несущая четыре опорные точки, называется двойной направляющей. Торцовая поверхность – упорная база.
Схема базирования коротких цилиндрических деталей(диски, кольца).
| В этом случае торцовая поверхность детали, несущая три опорные точки является главной базирующей поверхностью. |
Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей базой.
Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:
1. если есть шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;
2. если этих элементов нет, то с помощью силового замыкания (силами трения).
Базирование по длинной конической поверхности.
При установке детали длинной конической поверхностью, например в отверстие шпинделя, она лишается пяти степеней свободы, так как длинная коническая поверхность является одновременно двойной направляющей и упорной базой.
Для ориентирования детали в угловом положении требуется еще одна упорная поверхность под штифт или шпонку.
Базирование по коротким цилиндрическим поверхностям (в центрах).
При установке в центрах используются короткие конические отверстия. Одно центровое отверстие является одновременно центрирующей и упорной базой(лишает трех степеней свободы).Второе- центрирующей(лишает двух степеней свободы).
Для задания углового положения используется вторая упорная база(штифт или шпонка).
Каждая опорная точка(основная база) лишает одной степени свободы. Излишни точки делают установку cтатически неопределенной (двойное базирование) и не только не повышают, наоборот понижают точность базирования.
Схемы базирования по плоскости и отверстиям.
Эти схемы можно разделить на две группы:
1.Базирование по плоскости и отверстию;
2.по плоскости, торцу и отверстию с осью, параллельной плоскости;
3.по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям.
Схема 1.
Возможны два случая:
| — основной базирующей поверхностью является отверстие; |  |
| — основной базирующей поверхностью является торец. |  |
Пример НЕправильного базирования:
Торец лишает три степени свободы(опорная база), высокий палец – четыре(двойная направляющая).
Для статической определенности установки торец и отверстие должны нести только пять опорных точек. Это обеспечивается установкой детали на низкий палец.
Схема 2.
Если зазор в сопряжении пальца с отверстием будет меньше допуска на размер L, то нижняя плоскость детали не будет прилегать к опорам приспособления. Поэтому палец делается высоким и срезанным (лишает две степени свободы).
Схема 3.
Для статической определенности установки используют низкие цилиндрический и срезанный пальцы.
Из рассмотренных схем видно, что
— высокий цилиндрический палец отнимает четыре степени свободы
опорная база
Смотреть что такое «опорная база» в других словарях:
опорная база — База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси. [ГОСТ 21495 76] Тематики базирование и базы в машиностроении Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика
двойная опорная база — База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы перемещений вдоль двух координатных осей. Пример I двойная опорная база детали, лишающая ее перемещений вдоль осей X и Y; 1 деталь. [ГОСТ 21495… … Справочник технического переводчика
БАЗА — (греч.). 1) основание, фундамент. 2) База операционная, тактическая. Ближайшая пограничная полоса в тылу армии, где собраны боевые и хозяйственные запасы. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАЗА базис … Словарь иностранных слов русского языка
база колонны — Нижняя уширенная опорная часть колонны, имеющая конструктивное или архитектурное назначение [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики архитектура, основные понятия Синонимы башмак колонны EN column… … Справочник технического переводчика
База колонны — – опорная часть колонны, предназначенная для передачи усилий с колонны на фундамент. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции, в трёх томах, Москва, Высшая школа, 1999 г.] Рубрика термина: Колонны Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
БАЗА — (франц. base, от греч. basis) 1) Б. в архитектуре основание (подножие), ниж. опорная часть (см. рис^) колонны или пилястры (см. Ордер архитектурный). 2) Б. в геодезии то же, что базис. 3) Б. в машиностроении совокупность поверхностей, линий или… … Большой энциклопедический политехнический словарь
База — в архитектуре, основание, подножие колонны или столба. Базы различаются по высоте и профилю. * * * опорная часть колонны, полуколонны, пилястры, пилона. (Архитектура: иллюстрированный справочник, 2005) * * * основание, подножие… … Архитектурный словарь
БАЗА КОЛОННЫ — [БАШМАК КОЛОННЫ] нижняя уширенная опорная часть колонны, имеющая конструктивное или архитектурное назначение (Болгарский язык; Български) основа на колона (Чешский язык; Čeština) patka sloupu (Немецкий язык; Deutsch) Basis; Säulenfuß; Stützenfuß… … Строительный словарь
установочная база — База, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей. Пример I установочная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль… … Справочник технического переводчика
скрытая база — База в виде воображаемой плоскости, оси или точки. Пример I установочная явная база заготовки; II направляющая скрытая база заготовки; III опорная скрытая база заготовки; 1 6 опорные точки; 7 заготовка; 8 губки самоцентрирующих тисков. [ГОСТ… … Справочник технического переводчика
Mass Effect 3 — Разработчик BioWare Издатель … Википедия
Базирование заготовок при обработке
Базирование заготовок – придание изделию необходимого положения относительно выбранной координатной системы. Требуемое местоположение достигается при помощи закрепления детали на столе токарного или фрезерного станка и других установочных приборах. После процедуры закрепления заготовка принимает устойчивое положение в трехмерном пространстве, лишаясь 3 степеней свободы: по осям абсцисса, ордината и аппликата. В результате она не сможет перемещаться в выбранной координатной системе.
Базирование осуществляется для повышения точности во время изготовления и обработки детали.
Для правильного определения местоположения изделия необходимо знать основные схемы, методы и особенности процедуры базирования.
Схемы базирования
Схемой базирования называется чертеж, где с помощью графического изображения указывается местоположение опорных точек устанавливаемого изделия на поверхностях базирования. Базы подразделяются на следующие подвиды:
База может лишать обрабатываемый объект от 1 до 3 степеней свободы, что исключает возможность его передвижения в координатной системе. На схемах она обозначается в виде мнимой или реальной плоскости. Базы выбираются во время проектирования изделия и используется при изготовлении и последующей обработке заготовки.
При выборе базовых поверхностей применяются принципы совмещения и постоянства базовых поверхностей. В виде технологических баз выступают одинаковые поверхности заготовки. Во время наложения баз возникает небольшое отклонение детали. Для поддержания данных принципов на изделиях образуют несколько вспомогательных поверхностей: отверстия в деталях корпуса и обработанные отверстия. Если принципы не соблюдаются, то берется обработанная поверхность, выступающая в качестве новой базы. Она улучшает точность и жесткость расположения детали.
На схеме базирования все точки имеют собственную нумерацию. Во время наложения геометрических поверхностей изображается точка, вокруг которой указываются номерные знаки совмещенных точек. Процесс нумерации осуществляется с основной базы, концентрирующей на себе наибольшее число точек опоры.
При нанесении графических обозначений на схему должно быть изображено наименьшее количество проекций детали, достаточных для изображения основных точек опоры. Также на ней необходимо изобразить установочные элементы, служащих для закрепления детали: зажимы и цанговые патроны.
Построение схемы базирования производится по правилу шести точек. Оно заключается в лишении заготовки 6 степеней свободы при помощи использования наборов из 3 баз с 6 точками опоры. С его помощью происходит одновременное наложение 6 двухсторонних геометрических связей, что обеспечивает полную неподвижность детали. Если осуществляется базирование конической заготовки, то для обеспечения ее устойчивого положения необходимо применять набор из 2 базовых поверхностей.
При базировании изделий в промышленности используется способ автоматического получения размерных характеристик заданной точности на станках с предварительно установленными настройками. Установка упоров осуществляется от технологических базовых поверхностей заготовки. Во время этой процедуры используется набор из 3 баз. При этом также применяют полную схему базирования, лишая изделие 6 степеней свободы.
Схемы для определения местоположения детали подразделяются на следующие категории:
Применение схем зависит от величины диаметра и местоположения отверстий, а также от расстояния между обрабатываемыми поверхностями.
Базирование призматической заготовки
Призмой является многогранник, у которого 2 грани являются равными многоугольниками. Она представляет собой установочное приспособление. Его поверхность является пазом и образована 2 наклонными плоскостями. Изготавливаются призматические фигуры с углом 90° и 120°. В промышленности призмы используются для нахождения расположения оси детали с неполной цилиндрической поверхностью. Эта фигура способна определять положение осей абсцисса, ордината и аппликата, поэтому она используется при базировании.
Во время базирования детали в призме опоры располагаются в координатных плоскостях. Призматическая заготовка базируется в координатный угол для выполнения принципа совмещения баз. При размещении заготовки в призме используются 3 поверхности. Под углом в 90° к изделию прикладывается сила. В результате возникновения трения между соприкоснувшимися поверхностями уменьшается величина смещения изделия в различных направлениях.
Если поменять направления вектора прикладываемой силы, то заготовка прижмется ко всем установочным базам одновременно. Если на установочной базе присутствует припуск, то его нужно удалить при помощи регулируемых опор. Заготовка не сможет двигаться вдоль координатных осей, потому что она лишена всех 6 степеней свободы. Установочной базой выступает плоскость с наибольшим размером. Направляющей базой считается поверхность с наибольшими показателями протяженности.
Для определения местоположения выбирается призма с неширокими установочными базами. Если деталь располагает обработанной базой, то используют призму с большой длиной. При базировании в призме возможно определить направление только в 1 координатной плоскости.
Базирование деталей цилиндрической формы
Фигура цилиндрической формой обладает 2 плоскостями симметрии. При пересечении они образуют ось, используемую при процедуре базирования. Во время определения местоположения цилиндрической заготовки применяются плоские поверхности, образующие вместе с осью набор баз. Они состоят из двойной направляющей и опорных базовых поверхностей. Они несут 4 точки опоры. Благодаря этой конструкции мастер сможет определить направление валика заготовки в 2 системах координат.
Чтобы указать правильное местоположение цилиндрической детали в пространстве, нужно найти 5 координатных точек. Они лишают изделие 5 степеней свободы. Последняя степень отнимается посредством следующих способов:
Во время установки детали цилиндрической формы в обоих случаях рекомендуется использовать 1 единственную базовую поверхность, чтобы избежать смещения изделия.
При расположении деталей в центрах применяются короткие цилиндрические отверстия. Одно из них выступает в роли упорной базовой поверхности, второе – в роли центрирующей базы. Каждая базовая поверхность лишает заготовку 3 степеней свободы.
Базирование деталей типа дисков
Заготовки в форме диска представляют собой предмет в виде круга или низкого цилиндра. Они обладают небольшой длиной и 2 плоскостями симметрии. Из-за необычного строения возникают сложности во время обработки торцов дисковых изделий. Торцовые поверхности являются параллельными, они пересекаются с осью отверстия под углом 90°. Производятся диски из листового проката при помощи отрезания или воздействия ацетилено-кислородного пламени.
Правильное местоположение деталей типа диск будет являться прочным и устойчивым, если оно расположено на торце, выступающем в роли установочной базы.
Центрирование производится при помощи самоцентрирующих кулачков. На ось с цилиндрической поверхностью накладываются 2 связи, что не позволяет заготовке свободно перемещаться по осям абсцисса и ордината. Чтобы лишить диск возможности перемещения по оси аппликата, необходимо наложить дополнительную геометрическую связи. В этом случае ось является опорной базой. Для деталей типа диск используется установочная, опорная и двойная опорная базы.
В начале процедуры базирование диск крепится на кулачках патрона. Торец детали обтачивают до кулачков. Внешнюю поверхность, оставшуюся необработанной, подрезают. Для достижения лучшей точности используется чистое обтачивание, во время которого заготовка крепится посредством прижима трения. Диск должен прижиматься либо к кулачкам патрона, либо к его оправе. Опорные базы детали размещаются максимально близко к обрабатываемой поверхности зубьев. Шестерни диска обрабатываются в сложенном состоянии на станках. При их базировании используются инструменты – монеты.
Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении
Погрешностью базирования называется отклонение конструкции заготовки относительно заданного местоположения. Она применяется во время обработки, эксплуатации и настройки детали на токарных или фрезерных станках. Выделяют следующие разновидности погрешности базирования заготовки:
На величину погрешности и точность обработки оказывают непосредственное влияние следующие факторы:
Расчет погрешности базирования проводится при помощи использования математической формулы: εБ.ДОП ≤δ — ∆. Во время определения величины отклонения важно учитывать, что действительная погрешность обязана быть меньше допустимых значений. Результат расчетов всегда является неточным.
Для расчета погрешности был разработан общий алгоритм вычисления:
Если отсутствуют общий базис и предельные значений погрешности, то необходимо найти исходную базовую поверхность. Если она не изменяет исходное местоположение, то значение погрешности равняется 0.
Базирование. Классификация баз.
Классификация баз по лишаемым степеням свободы.
Классификация баз по лишаемым степеням свободы делается на основе анализа способов базирования тел с учетом отличительных признаков геометрической характеристики их элементов (точек, линий, осей, поверхностей и их сочетаний), образующих материальные и геометрические тела, заготовки и изделия, базы и системы координат.
Введем несколько новых понятий, а затем рассмотрим каждое из них.
Установочная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.
Опорная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Для того чтобы полностью определить положение тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы: трех поступательных перемещений вдоль осей координат, и трех вращательных вокруг этих осей.
Если связать боковую поверхность призматического тела двумя жесткими двусторонними связями 4 и 5 с двумя точками плоскости XOZ, тело лишится еще двух степеней свободы. Оно не сможет перемещаться вдоль оси Y и вращаться вокруг оси Z. Такая база называется направляющей, смотри рисунок ниже.
Чтобы добиться полного базирования данного тела необходимо лишить его шестой степени свободы. Для этого соединяем вторую боковую поверхность одной жесткой двусторонней связью 6 с точкой плоскости YOZ, тем самым лишая тело возможности перемещения вдоль оси Х. Такая база называется опорной, смотри рисунок ниже.
Само собой обязательно наличие силового замыкания.
Базирование длинных цилиндрических тел (L>D).
Для базирования длинных цилиндрических тел используется двойная направляющая база. Цилиндрическая поверхность соединяется двумя связями 1, 2 с плоскостью XOZ и двумя связями 3, 4 с плоскостью XOY, тем самым лишая тело четырех степеней свободы – возможности перемещения вдоль осей Y и Z, а также поворотов вокруг этих осей.
Двойная направляющая база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.
Соединение торца двусторонней связью 5 с плоскостью YOZ, лишит тело возможности перемещения вдоль оси Х. Данная база, будет являться опорной.
Чтобы лишить цилиндрическое тело последней, шестой степени свободы, должна быть предусмотрена еще одна двухсторонняя связь. Шестую опорную точку нужно располагать на поверхности, например шпоночной канавки, данная база будет также опорной.
Ниже приведена схема базирования длинного цилиндрического тела
