Рекомендации к решению задач по базированию

Все конструкторские, технологические и метрологические задачи по базированию можно подразделить на два типа:

1) анализ принятой схемы базирования детали в конструкции изделия, технологическом процессе его изготовления или при измерении;

2) разработка схемы базирования в соответствии с возникшей зада­чей на каком-либо этапе создания машины.

При решении задач типа 1) необходимо:

- из условий задачи выявить назначение баз и систему координат, относительно которой осуществлено базирование;

- выявить состав поверхностей детали, заготовки и т.п., участвующих в базировании;

- проанализировать функции, выполняемые этими поверхностями в базировании, мысленно сопоставить найденные базы с типовыми комплектами и установить соответствие с одним из них;

- определить названия найденных баз, используя свои знания типовых комплектов баз и их классификации;

- показать теоретическую схему базирования на эскизе или чертеже.

При решении задач типа 2) необходимо:

- из условий задачи выяснить назначение комплекта баз и систе­му координат, относительно кото­рой необходимо придать детали, заготовке и т.п. требуемое поло­жение;

- выявить состав связей, которые необходимо создать в соответствии с условиями решаемой задачи;

- разработать конструктивные формы поверхностей баз (при кон­струировании) или выявить поверхности (при решении технологиче­ских или измерительных задач), позволяющие осуществить базирова­ние и решить поставленную задачу;

- определить состав комплекта баз и их название, обратившись к типовым комплектам и классификации баз;

- нанести теоретическую схему базирования на чертеж или эскиз.

Определенность и неопределенность базирования.

Силовое замыкание

После того как положение одной детали относительно другой (или других) определено с требуемой точностью, его необходимо сохранить или на все время работы детали в машине, или на время ее обработки или измерения.

В реальности же при соединении деталей положение базируемой детали может измениться, если возникнут силы и моменты сил, наруша­ющие контакт поверхностей детали с шестью опорными точками, определяющими ее положение.

Следовательно, для сохранения полученного при базировании правильного положения детали необходимо обеспечить непрерыв­ность контакта сопряженных баз деталей.

Под определенностью базирования детали понимается неизмен­ность ее положения относительно поверхностей другой детали, которая определяют ее положение при работе в машине или в процессе изго­товления.

Для обеспечения определенности базирования к детали прикладываются силы, создающие силовое замыкание между соеди­ненными деталями. Силы и их моменты, создающие силовое замы­кание и обеспечивающие непрерывность контакта, должны быть больше сил и их моментов, стремящихся нарушить этот контакт в процессе работы детали в машине или в процессе ее обработки.

Без соблюдения этого условия невозможно выполнение де­талью, а нередко и машиной, их служебного назначения и совершенно исключено достижение требуемой точности детали в процессе ее обработки.

Для создания силового замыкания используются:

1) упругие силы материала отдельных крепежных деталей или целых меха­низмов;

2) силы трения;

3) сила тяжести деталей;

4) магнитные и электромагнитные силы;

5) силы сжатого воздуха, жидкости и т. п.;

6) сочетания перечисленных сил.

Например, для обеспечения контакта между поверхностями ряда деталей машин используются упругие силы крепежных бол­тов. В результате затягивания крепежных болтов в их материале возникают внутренние упругие силы, стремящиеся восстановить первоначальную длину болтов. Этому препятствуют упругие силы материалов соединяемых деталей. Таким образом, упругие силы материалов болтов и соединяемых деталей создают силовое замы­кание, обеспечивая контакт между сопрягаемыми поверхностями соединяемых деталей.

Сила собственного веса деталей для обеспечения определенности их базирования нередко используется в процессе сборки машин при установке деталей на горизонтальные поверхности.

В технологии механической обработки сила собственного веса деталей используется для силового замыкания при обработке на станках тяжелых деталей, когда силы резания или создаваемые ими моменты значительно меньше силы веса детали и создаваемых ею моментов.

Другие из перечисленных сил используются главным образом для создания определенности базирования в процессе обработки на различных видах оборудования и рабочих местах.

При приведении в соприкосновение поверхностей соединяемых деталей действительные поверхности, по которым происходит кон­такт, составляют обычно некоторую часть номинальных или рас­четных размеров поверхностей. Объясняется это макро- и микро­погрешностями сопрягаемых поверхностей. Вследствие этого, при­ложение сил, необходимых для обеспечения контакта между сопря­гаемыми поверхностями, вызывает контактные деформации, вно­сящие добавочные погрешности в требуемое относительное положе­ние соединяемых деталей.

Таким образом, для соблюдения условия опреде­ленности базирования детали необходимы:

1) правильное создание или выбор надлежащих базирующих поверхностей детали;

2) создание правильного силового замыкания;

3) уменьшение контактной деформации путем расчета, уста­новления и выдерживания при обработке необходимых допусков на отклонения поверхностей от теоретически правильной геометри­ческой формы и класса чистоты;

4) выбор точек приложения сил, создающих контакт между сопрягаемыми поверхностями деталей, по возможности против опорных точек, для уменьшения собственных деформаций деталей;

5) установление последовательности приложения сил, чтобы не вызвать изменение положения детали во время ее закре­пления.

Некоторые детали отличаются недостаточной жесткостью в од­ной или двух координатных плоскостях. Например, валики боль­шой длины при малых диаметрах отличаются недостаточной жест­костью в двух перпендикулярных плоскостях. То же самое можно сказать о тонких дисках, кольцах, клиньях, различных планках, рычагах. Некоторые детали деформируются даже под влиянием собственного веса. При этом деформации нередко выходят за пре­делы поля допуска, установленного на отклонения детали от пра­вильной геометрической формы.

При установке такого рода деталей для обработки на станке в приспособлении или на рабочих местах приходится увеличивать жесткость детали созданием дополнительного числа опор в пло­скостях недостаточной жесткости детали. Например, при уста­новке для обработки тонких валиков к ним подводится необходимое количество дополнительных опор в виде люнетов.

Из приведенных рассуждений относительно реализации схем базирования можно сделать следующие важные выводы:

Весь процесс определения положения реальной детали в машине не может ограничиться только собственно базированием, но обязательно включает в себя и закрепление как процесс фиксации положения, достигнутого при базировании, путем приложения силового замыкания. Совокупность процессов базирования и закрепления принято называть установкой.

Необходимость силового замыкания приводит к усложнению конструкции машины за счет введения в них специальных деталей и механизмов, развивающих необходимые силы.

Силовое замыкание является источником погрешности достигнутого положения базируемой детали (заготовки).