Схемы базирования заготовок в приспособлениях

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.

Схема базирования призматических деталей.

Причины возникновения погрешностей

Погрешности неизбежно возникают в процессе изготовления деталей машин. Это обусловлено неточностями, сопровождающими любой производственный процесс.

В самом начале разработки конструкций машин и механизмов конструктор, учитывает будущие отклонения размеров деталей в процессе производства. Он назначает допуски на изготовление деталей, т.е. определяет верхние и нижние пределы размеров детали.

Влияние допусков деталей на точность машин можно уменьшить и не повышая точность деталей. Это достигается за счет применения селекционной сборки и введения в конструкцию механизма деталей-компенсаторов (прокладок, шайб, дистанционных колец и др.). Это позволяет компенсировать неточности размеров деталей в направлении осей или в направлениях, параллельных осям, но не компенсируют неточности размеров в радиальных направлениях.

В последние годы появились компенсаторы из пластмассы, которые позволяют компенсировать неточности и радиальных размеров. Однако и селекционная сборка, и применение компенсаторов увеличивают продолжительность сборочных операций, ограничивают взаимозаменяемость деталей и, следовательно, усложняют процесс производства и эксплуатации машин. Поэтому при массовом производстве изделий необходимо обеспечивать полную взаимозаменяемости деталей за счет уменьшения допусков на их изготовление.

Правильно выбрать степень точности изготовления деталей можно только при точном учете всех погрешностей, возникающих в процессе производства.

К ним относятся:

• погрешности, обусловленные выбранным способом базирования детали при обработке на станках;
• погрешности размещения (установки) детали в приспособлении;
• погрешности, обусловленные колебаниями сил резания;
• погрешности, обусловленные колебаниями сил закрепления детали в приспособлении;
• погрешности изготовления деталей самого приспособления;
• погрешности, связанные с износом инструментов;
• погрешности, вызываемые упругой деформацией системы станок—приспособление—инструмент—деталь (СПИД);
• и др.

Требуемое расположение поверхностей детали можно обеспечить только в следующих случаях:

• если заготовка занимает определенное положение в рабочей зоне станка;
• если положение заготовки в рабочей зоне определено до начала обработки, на основе этого можно корректировать движения формообразования.

Сумма возможных погрешностей, возникающих при обработке деталей, не должна превышать величину допуска, установленного на тот размер детали, который должен быть выдержан при выполнении данной операции.

Точное положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе установки ее в приспособлении. Процесс установки включает в себя:

• базирование (придание заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат);
• закрепление (приложение сил и пар сил к заготовке для обеспечения постоянства и неизменности ее положения, достигнутого при базировании).

Фактическое положение заготовки, установленной в рабочей зоне станка, отличается от требуемого.Это обусловливается отклонением положения заготовки (в направлении выдерживаемого размера) в процессе установки. Это отклонение называют погрешностью установки. Она в свою очередь состоит из

• погрешности базирования;
• погрешности закрепления.

Поверхности, принадлежащие заготовке и используемые при ее базировании, называют технологическими базами.

Поверхности, принадлежащие заготовке и используемые для ее измерений — измерительными базами.

Для установки заготовки в приспособлении обычно используют несколько баз. Упрощенно принято считать, что заготовка соприкасается с приспособлением в точках, называемых опорными.

Общие понятия.

Базирование – придание заготовке требуемое положение относительно системы координат.База – поверхность либо сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке и используемая для базирования.Проектная база – база, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления.Действительная база – база, фактически используемая в конструкции, при изготовлении.Комплект баз – совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.Опорная точка – точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат.Схема базирования – схема расположения опорных точек на базах.Погрешность базирования – отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого.Закрепление – приложение сил к заготовке для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании.Погрешность установки – отклонение от фактического достигнутого положения заготовки при базировании и закреплении от требуемого.

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:

Погрешность закрепления: возникает при зажатии детали на столе станка. Во время этого процесса происходит смещение установочных баз, лимитирующих движение заготовки. Погрешность закрепления обусловлена неправильным использованием установочных приборов и зажимов. Данные факторы приводят к деформации заготовленного материала. Погрешность установки: появляется после закрепления изделия на станковом оборудовании. Ее возникновение обусловлено несоответствие форм базовых поверхностей и наличие большого количества металлической стружки, образующейся во время нарезания детали. Происходит засорение обрабатываемой поверхности и последующее отклонение детали

Для минимизации погрешности заготовки важно следовать принципам постоянства и смещения базовых поверхностей. Систематическая погрешность: образуется из-за человеческого фактора —наблюдательности и аккуратности мастера, выполняющего настройку инструментов. Она возникает при нарушениях во время измерения размерных характеристик детали, написании неправильных чертежей и схем базирования и упрощении формул, необходимых для проведения расчетов

Она возникает при нарушениях во время измерения размерных характеристик детали, написании неправильных чертежей и схем базирования и упрощении формул, необходимых для проведения расчетов.

На величину погрешности и точность обработки оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

1. Разница между действительными и номинальными размерами заготовки.
2. Значение отклонения устанавливаемых конструкций относительно их взаимных расположений: перпендикулярности, концентричности и параллельности.
3. Поломка станков и иных приспособлений, использующихся во время базирования. Неисправность оборудования обусловлена несоблюдением правил эксплуатации или недочетами, возникшими во время производства несущих конструкций приборов. Эти факторы приводят к возникновению зазоров на винтах и шпинделях установочного оборудования.
4. Изменение формы заготовки, произошедшие до проведения процедуры обработки. Они обусловлены внешними повреждениями конструкции или неправильным местоположением изделия.

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:

Для расчета погрешности был разработан общий алгоритм вычисления:

1. Необходимо правильно определить местоположение базы на основе размеров устанавливаемой детали.
2. Найти расположение технологической базовой поверхности, что позволит мастеру правильно подобрать место размещения заготовки для проведения ее обработки.
3. Если технологическая база совмещается с измерительной, то погрешность базирования будет равняться 0.
4. В случае, когда базы различаются и не совмещаются при наложении, то осуществляются геометрические расчеты величины отклонения. Результаты измерения вычитаются из предельно допустимых значений погрешности. Разность показывает действительную величину отклонения изделия. Все расчеты производятся по общей формуле: = Т — ∆ж.

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 – заготовка

Для базирования заготовок по цилиндрическим поверхностям применяют призмы. При базировании в призмах ось цилиндрической поверхности детали независимо от отклонения в размерах ее диаметра устанавливается в плоскости симметрии призмы.  

Для базирования заготовок по обработанной плоскости и отверстиям применяют установочные пальцы.  

Почему базирование заготовки в приспособления производятся на дм вдв три базы.  

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следует принимать черные основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий.  

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следует принимать черновые основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий. В ряде случаев в качестве первичных баз предусматривают специальные приливы и бобышки.  

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следует принимать черные основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий.  

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следует принимать черновые основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий. В ряде случаев в качестве первичных баз предусматривают специальные приливы и бобышки.  

Изменение базирования заготовки при помощи обычных стальных клиньев, подбитых молотком или кувалдой, совершенно недопустимо, так как при этом повреждается рабочая поверхность плиты. Здесь при вращении винта верхний клин перемещается по нижнему и его верхняя поверхность смещается по высоте вместе с заготовкой, оставаясь параллельной основанию. Боковая шкала позволяет точно регулировать общую высоту сдвоенного клина. Высота подъема клина мала и поэтому на рабочем месте разметчика следует иметь набор сдвоенных клиньев разной высоты и с разной величиной подъема.  

Схема базирования заготовки на станке с ЧПУ должна обеспечивать достаточную устойчивость и жесткость установки заготовки, а также требуемую точность ориентации заготовки в приспособлении. Это достигается выбором соответствующих размеров и качеством базовых поверхностей, а также их относительным расположением. На станках токарной группы применяют традиционные схемы базирования заготовки в центрах или патроне, на фрезерных станках базируют по трем взаимно перпендикулярным плоскостям или по плоскости и двум отверстиям.  

Под базированием заготовки понимается придание ей определенного положения в приспособлении. Осуществив базирование, заготовку закрепляют, чтобы при обработке она сохраняла неподвижность относительно приспособления.  

При базировании заготовок на необработанные или грубо обработанные поверхности, а также при обработке недостаточно жестких заготовок установка на плоскость по трем точкам оказывается недостаточной. Кроме того, иногда опорные штифты сильно вдавливаются в заготовку вследствие большого удельного давления от ее веса.  

При базировании заготовки по плоскости и параллельному ей отверстию ( рис. 185) установочный палец также делают срезанным.  

При базировании заготовки по наружной поверхности вращения с установкой в патроне или цанге может возникнуть погрешность установки от смещения оси заготовки в радиальном направлении относительно оси вращения и от смещения заготовки вдоль оси. Однако и в этом случае погрешность установки не повлияет непосредственно на допуск по выдерживаемым диаметральным размерам, так как и обработка, и измерение обрабатываемой поверхности производится относительно оси вращения. Вместе с тем погрешность установки должна быть учтена при расчете припуска на обработку, так как в противном случае он окажется недостаточным в направлении, диаметрально противоположном смещению.  

Виды баз

Деление на классы осуществляется по установленным признакам:

• назначению и области применения;
• количеству фиксированных независимых координат в направлении которых осуществляется вращение или перемещение совокупности точек на поверхности (они именуются степенями свободы);
• по степени открытости;
• особенностям применения.

По назначению применяются четыре вида баз:

• конструкторские;
• технологические;
• настроечные;
• измерительные.

Первый тип позволяет задать трёхмерную систему координат и расположить в ней весь агрегат с подробным описанием всей конструкции. Поэтому её называют конструкторская база. Она делится на две основные категории. Первая называется основной, вторая — вспомогательной. Каждая из них указывает точное место расположения детали.

Для определения параметров каждой детали, входящей в конструкцию агрегата, составляется технологическая база. В теории машиностроения рассматривают следующие виды технологических баз:

• настроечные;
• проверочные.

Настроечные и проверочные технологические базы составляются на этапе проектирования и подготовки изделия к ремонту. В технологии машиностроения разработаны примеры составления технологических баз. Они включают технологическую последовательность обрабатывающих операций. Для проведения проверки параметров после изготовления деталей составляется измерительная база.

Не всегда в процессе производства необходимы все шесть степеней свободы. При технологической необходимости отдельные из них можно зафиксировать. С этой целью используются базы:

• установочная;
• направляющая (одинарная или двойная);
• опорная (одинарная или двойная);

По степени проявления: скрытая или явная.

Кроме перечисленной классификации в производстве применяют так называемые искусственные, черновые и чистовые системы. При составлении полного названия признаки, характеризующие принадлежность базы записываются в установленной последовательности. На первом месте располагается наименование (назначение). Вторым указывается название, уточняющее ограничение количества степеней свободы. На третьем записывается, как она проявляется. Например, можно встретить такие термины: «Технологическая направляющая скрытая база», «Измерительная опорная база».

Установочные элементы

Установочная база приспособлений, станков и сборка некоторых деталей включает в себя необходимость такой операции, как базирование и крепление. Для выполнения этих двух процедур используют принцип различных оснований.

Что касается необходимости крепления, то есть силового контакта с поверхностью станка, то ее необходимость, в принципе, очевидна. Для того чтобы работать с максимальной точностью, необходимо устанавливать заготовку так, чтобы ее расположение было правильным по отношению к рабочим деталям устройства. Кроме того, установочная технологическая база должна обеспечивать непрерывный контакт с опорами.

Еще одно важное требование – это обеспечение полной неподвижности изделия по отношению к приспособлениям на станке во время проведения работ. Для того чтобы выполнить это требование, нужно, чтобы деталь имела крепление со всеми основными опорами

Число таких опор зависит от числа степеней свободы, которых должна полностью лишиться заготовка. Так как во время работы допускается наличие вибраций, необходимо чтобы жесткость была максимальной, а также под рукой было устройство, которое будет повышать виброустойчивость материала. Для этого нужно использовать опоры вспомогательного и саморегулирующегося типа вместе с установочными базами.

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:

1. Конструкторские: определяют местоположение сборочного элемента, принадлежащего заготовке.
2. Технологические: указывают относительное местонахождение детали во время ее обработки, эксплуатации или ремонтирования.
3. Измерительные: находят месторасположение изделия и элементов измерения.

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:

1. Базирование детали по торцу и отверстию, образующими 5 точек опоры. Этот вид схемы базирования упрощает процесс определения местоположения заготовки. Он широко применяется при обработке моторов-редукторов и скоростных коробок.
2. Базирование изделия по плоскости, отверстию и торцу. В этом случае оси установочных элементов детали параллельны базовой поверхности. Посредством этой категории схем осуществляется полное базирование. Отличительной особенностью этого вида базирования является высокая точность размещения отверстий.
3. Базирование по 2 отверстиям, пересекающимся с плоскостью под углом в 90°. Данный вид схемы позволяет применять принцип постоянства во время производственных процессов и осуществлять закрепление заготовок на автоматических линиях.

Применение схем зависит от величины диаметра и местоположения отверстий, а также от расстояния между обрабатываемыми поверхностями.

1.doc

Основные положения теории базированияПонятие о базах в приборостроенииБазированиеБаза^ База — поверхность: 1 — база, 2 — деталь. База — сочетание поверхностей 1 : 2 — деталь.База — ось 1 : 2- заготовка, 3 — губки самоцентрирующих тисков.База — точка 1 : 2 — заготовка, 3 — подпружиненный центрирующий конус приспособления.Понятие о схемах базированияОпорная точка^ Условное изображение опорных точек:На виде спереди и сбоку На виде сверхуКомплект базСхема базирования^ Схема базирования призматической детали: I, II, III — базы детали; 1 — 6 — опорные точки.Общая классификация базПо назначениюПо лишаемым степенямПо характерусвободыпроявленияПо назначениюКонструкторская база Основная базаI, II, III — комплект основных баз шестерни. Вспомогательная базаI, II, III — комплект вспомогательных баз вала со шпонкой.Технологическая базаI — технологическая база вала1 — призма ( элемент приспособления к фрезерному станку);^ 2 — шпоночная фреза ;3 — заготовка вала со шпоночным пазом.Измерительная база^ 1 — индикаторная стойка 2 — изделие 3 — индикатор ( средство измерения)А — измерительная база детали.По лишаемым степеням свободыУстановочная базаНаправляющая базаОпорная базаI —установочная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль осиZ и поворотов вокруг осей Х и У; II — направляющая база заготовки ,лишающая ее перемещения вдоль оси У и поворота вокруг оси Z;III — опорная база заготовки,лишающая ее перемещения вдоль оси X;1 — заготовка;2 — опоры приспособления.Двойная направляющая база ^ I — двойная направляющая база детали, лишающая ее перемещений вдоль осей Y и Z и поворотов вокруг осей Y и Z.Двойная опорная база^ I — двойная опорная база заготовки, лишающая ее перемещений вдоль осей X и Y.1 — заготовка2 — элемент приспособленияПо характеру проявленияСкрытая базаЯвная базаПонятие о погрешностях базированияПогрешность базирования_{бб.действ бб}таблицэкономическойИсходной базой_{б.действ.}Фрезерование плоскости ( 1 — заготовка; 2 — фреза ). Фрезерование лыски на вале ( 1 — заготовка вала; 2 — фреза ).Общая методика расчета погрешности базирования

1. Найти вектор L , определяющий положение исходной базы относительно технологической базы.

_Х^ L_Х L_12n12n

1. Найти полный дифференциал выражения (2) и заменить в последнем дифференциалы конечными приращениями, т.е. найти

_{Х12nб.действ.12n12nб.действ.б.действ.б.действ.б.р.} Примеры расчета действительных погрешностей базированияУстановка по плоскости-0,15 Варианты простановки размеров на операционном чертеже._б.-0,15 _{б.действ.}+0,15 +0,15 -0,2_{50б.действ.50 б.б.действ. б.}

1. Изменить схему базирования. Если исходную базу(поверхность N) будем прижимать к неподвижному упору, то получим _{б.действ.} = 0 (рис. 4).

Схема усовершенствованного фрезерного приспособления: 1 — клин; 2 — неподвижный упор (элементы приспособления). Установка в призмеИсходные данные для расчета действительной погрешности базирования при установке заготовки в призме: 1 — заготовка; 2 — призма.

1. Требуется выдержать размер h.

^ ОСL_{б.действ, Dб.действб.действ б.действ б.действ}Случай =90 при базировании в призме._{б.действ}

1. Требуется выдержать размер m (рис. 7) .

ОА. Расчетная схема базирования в призме при выдерживании размера m._{б.действдействб.действ}

1. Требуется выдержать размер n( рис. 8).

ОВ Расчетная схема бази-рования в призме при выдерживании размера n._{б.действб.действ б.действ D} Сопоставление различных схем базированияВарианты конструкции сверлильного приспособления — кондуктора._{б.действ б.действ б.действ} Базирование по коническому отверстию Схема базирования заготовки по конусу : 1,2,3,5 — поверхности заготовки; 4 — элемент токарного приспособления._{б.действ} Схема усовершенствованного токарного приспособления с базированием заготовки по конусу._{б.действ Н}Распространенные схемы установки заготовок Схема установки Теоретическая схема базированияЗадание по вариантам.
Поиск по сайту:  

По лишаемым степеням свободы.

Установочная база — база, лишающая трех
степеней свободы — перемещение вдоль одной
координатной оси и поворотов вокруг двух других
осей.Направляющая база — база, лишающая двух
степеней свободы — перемещения вдоль одной
координатной оси и поворота вокруг другой оси.Опорная база — база, лишающая одну степень
свободы — перемещения вдоль одной координатной
оси или поворота вокруг оси.Двойная направляющая база — база, лишающая
четырех степеней свободы — перемещений вдоль
двух координатных осей и поворотов вокруг этих
осей.Двойная опорная база (центрирующая база) —
база, лишающая двух степеней свободы —
перемещения вдоль двух координатных осей.