Количество баз, необходимых для базирования, и их обозначения в технологической документации

Во всех рассмотренных выше примерах полной ориентировки заготовки в приспособлении или детали в сборочном элементе прибора использовался комплект из нескольких (в большинстве случаев из трех) баз, обеспечивающий лишение тела всех шести степеней свободы посредством введения баз в контакт с шестью опорными точками.
Необходимо отметить, что полная ориентировка детали бывает необходима только в неподвижных соединениях деталей сборочных единиц приборов. Во всех случаях подвижных соединений детали или сборочные единицы должны сохранять определенные степени свободы и создания в соединениях шести опорных точек не требуется. Например, шпиндели станков должны быть лишены пяти степеней свободы при сохранении возможности вращения вокруг своей оси; салазки суппорта станка также должны сохранять одну степень свободы, позволяющую их перемещение по направляющим, а шарик шарикоподшипника должен иметь четыре степени свободы - возможности вращения вокруг любой из трех осей координат и перемещения вдоль одной из осей, направленной по касательной к окружности беговой дорожки.
При обработке заготовок на станках и их установке в приспособлениях во многих случаях также нет необходимости в полной ориентировке заготовок с использованием всего комплекта из трех баз, контактирующих с шестью опорными точками приспособления или станка. Так, например, при обработке плоскости призматической заготовки (рис. 9.8, а) ориентировка заготовки на станке в направлении горизонтальных осей координат для получения требуемого размера а не имеет значения, поэтому боковые поверхности заготовки теряют значение баз. В данном случае требуемая ориентировка заготовки осуществляется только одной установочной базой А, а ее боковые поверхности используются только для закрепления и в базировании заготовки не участвуют.
Естественно, что для получения у заготовки двух размеров (например, а и b на рис. 9.8, б) возникает необходимость ее ориентировки не только с помощью установочной базы - поверхности А, но также и с помощью направляющей базы - поверхности В. В случае же, изображенном на рис. 9.8, в, когда требуется обеспечить выполнение трех размеров a, b и с, для ориентировки заготовки

Рис. 9.8 Обработка заготовок при использовании одной (а,г), двух (д, б, е) и трех (в) баз.

необходимо использование всего комплекта из трех баз, т. е. поверхностей А, В, С. При обработке цилиндрических заготовок для их базирования во многих случаях тоже нет необходимости в использовании комплекта всех трех баз.
Например, при сквозном сверлении и растачивании заготовки, закрепленной в патроне, используется только одна двойная направляющая база А, находящаяся в контакте с четырьмя опорными точками (рис. 9.8, г). При растачивании ступенчатого отверстия, когда выдерживается линейный размер а, необходимо использовать две базы: двойную направляющую А и опорную - С (рис. 9.8, д).
При установке валиков в центрах (для обточки на токарных станках или наружного шлифования) они базируются по коротким крутым конусам центровых отверстий и, как указывалось ранее, с помощью пяти опорных точек (рис. 9.8, е) лишаются пяти степеней свободы. При этом у валиков сохраняется шестая степень свободы- возможность вращения вокруг собственной оси, необходимая для осуществления обработки. При этом следует подчеркнуть, что обычно используемый в подобных случаях хомутик отнюдь не является шестой опорной точкой, так как он не участвует в базировании заготовки и не ориентирует ее положения созданием определенных углов ее поворота вокруг оси, а служит только для передачи заготовке вращения.
Таким образом, в зависимости от технологической задачи, решаемой при обработке заготовки, при ее базировании в приспособлении или на станке могут быть использованы один, два или три базовых элемента, несущие на себе в общей сложности три, четыре, пять или шесть опорных точек.
На рис. 9.8 цифрами в кружках показано число степеней свободы, отнимаемое у заготовки при базировании по разным схемам.
При проектировании технологических операций (после уточнения технологической задачи и количества необходимых для ее выполнения идеальных опорных точек) на операционном эскизе изображается так называемая "теоретическая схема базирования". Теоретическая схема базирования представляет собой схему расположения на базовых элементах заготовки идеальных опорных точек и условных точек, символизирующих позиционные связи заготовки с принятой системой координат (опорные поверхности приспособлений, координатные плоскости станка и т. п.). При этом на контурных линиях поверхностей заготовок, принятых в качестве базовых элементов, проставляются условные обозначения идеальных точек контакта заготовок и приспособлений, которые лишают заготовку соответствующего числа степеней свободы. Согласно ГОСТ 21495-76 идеальная опорная точка обозначается символами;

На невидимых базовых элементах заготовки (осевые линии, плоскости симметрии) наносятся аналогичные обозначения условных точек, выполненные штриховыми полями. В случае необходимости, когда направление и место приложения зажимного усилия принципиально важны для качественного выполнения проектируемой операции (например, осевой зажим тонкостенной втулки при ее расточке), на теоретических схемах могут быть показаны не только опорные точки на базах, но и места приложения и направления усилий зажимов.

СКРЫТЫЕ (УСЛОВНЫЕ) БАЗЫ

В большинстве случаев сборки и механической обработки определенность положения детали в собираемом узле или обрабатываемой заготовки в приспособлении, т. е. их базирование, осуществляется непосредственно контактом их базовых опорных поверхностей с соответствующими поверхностями других деталей узла или приспособления.
Однако, во многих случаях проектирования бывает удобно определить на чертежах взаимное расположение отдельных деталей в узлах и расположение отдельных поверхностей деталей и заготовок не по их поверхности, а по некоторым воображаемым плоскостям, линиям или точкам (плоскость симметрии, осевая линия, биссектриса угла, центровая точка), называемым в этом случае условными или скрытыми базами (ГОСТ 21496-76). Так, взаимное расположение зубчатых колес определяется расстоянием между их осями, расстояние между призматическими направляющими станины определяется расстоянием между биссектрисами углов призм, а расположение отверстий в заготовке - их межцентровыми расстояниями. Применение условных (скрытых) баз при проектировании тем более удобно, что позволяет исключить из расчетов неизбежные погрешности реальных поверхностей, снижающие точность базирования.
При базировании деталей собираемых узлов и обрабатываемых заготовок в подавляющем большинстве случаев используются материальные поверхности ("явные" базы по ГОСТ 21495-76), однако и в этом случае для повышения точности базирования иногда применяются условные (скрытые) базы, материализуемые различными устройствами (отвесы, коллиматоры, центрирующие устройства и т. п.). В этом случае на схемах базирования изображается не только расположение идеальных опорных точек на поверхностях материальных баз, но и расположение на скрытых базах (осях, плоскостях симметрии) условных точек, символизирующих связи заготовки с избранной системой координат.
Построение теоретических схем базирования бывает целесообразным при проектировании технологических операций обработки ответственных и точных заготовок для облегчения расчетов ожидаемых погрешностей взаимного расположения обработанных поверхностей. При этом схема базирования может служить определенной инструкцией - заданием для конструктора приспособления по созданию его целесообразной конструкции. Так, например, изображенная на рис. 9.9, а схема базирования втулки предполагает при обработке наружной поверхности использование в качестве технологической базы материальной поверхности отверстия.

Рис.9.9 Базирование втулки по материальной (явной)(а, б) и по условной (скрытой) (в, г) базам.

Эта схема может быть реализована созданием жесткой цилиндрической оправки с гайкой (рис. 9.9, б), однако при этом возникает погрешность базирования, равная величине зазора между базовым отвергшем втулки и жесткой оправкой. Эта погрешность, достигающая величины допуска на отверстие втулки, вызывает эксцентриситет и биение обработанной наружной поверхности.
Теоретическая схема базирования (рис. 9.9, в) показывает, что обрабатываемая поверхность должна точно ориентироваться относительно оси отверстия и появление ее эксцентриситета и биения - недопустимо. Для исключения погрешности базирования, вызывающей эксцентриситет, должна быть создана (рис 9.9, г) беззазорная оправка (разжимная, конусная оправка трения, цилиндрическая с прессовой посадкой и т. п.).
Приведенный на рис. 9.9 пример показывает, что в большинстве случаев применения условных (скрытых) баз базирование в конечном счете осуществляется материальными поверхностями (в примере на рис. 9.9 - поверхностью отверстия), которые обеспечивают правильное расположение (т. е. базирование) на станке самих скрытых баз. Однако указание этих баз на теоретической схеме базирования способствует созданию требуемой для данного случая конструкции приспособления. Особенно полезную роль играют условные (скрытые) базы при использовании центрирующих зажимов.
При регулировании и сборке узлов и механической обработке с выверкой положения заготовки на станке базирование может осуществляться и по самим условным базам, которые в этом случае материализуются с помощью различных специальных устройств.