Определение схемы базирования

Определение схемы базирования – это определение статуса каждой входящей в нее базы.

Для полной локализации детали (полного ограничения всех степеней подвижности) необходимо и достаточно три базы. Статусов базовых поверхностей – пять. Каждый из них кроме статуса «опорная» встречается в схеме только один раз. С статус определяет количество и качество ограничиваемых базой степеней свободы, суммарное количество которых должно быть 6 – 3 поступательных и 3 вращательных. Исходя из заданных ограничений, с учетом форм баз и соотношения их размеров определяются статусы.

В первую очередь рекомендуется определить наиболее развитую базу. Такая база обязательно присутствует в схеме, причем, только одна. Отличительная особенность наиболее развитой базы – габаритные размеры, превосходящие размеры других баз. Соответственно, задача выбора наиболее развитой базы – выбор наибольшей из трех поверхностей.

При выборе наиболее развитой базы важнейшее значение имеют два вопроса:

1) Выбор свойств грани, свидетельствующих о ее размерах.

2) Агрегирование значений этих свойств.

Грань – фрагмент математической поверхности. О ее размерах может свидетельствовать площадь. Однако площадь не дает представления о соотношении размеров. Она может быть одинаковой у вытянутой грани и у грани равноразмерной (квадратной или круглой, например. Более адекватно отражает размеры габаритный параллелепипед, но только в случае, когда грань параллельна координатной плоскости. Еще одной размерной характеристикой являются так называемые параметры U-V. Они характеризуют действительные габариты, однако их сложно использовать в случае, когда база представлена несколькими фрагментами.

Задача агрегирования возникает если объект характеризуется двумя и более свойствами.

Второй шаг - определение статуса наиболее развитой базы. Статус этот определяется формой: плоскость – база установочная, цилиндрическая – двойная направляющая.

Третий шаг – определение опорной базы. После определения наиболее развитой базы остаются неопределенными две базы. Возможных статусов ‑ три – направляющая, двойная опорная, опорная. При этом направляющая и двойная опорная не сочетаются: суммарное количество ограничиваемых степеней свободы вместе со степенями свободы наиболее развитой базы превысит 6. Поэтому, по крайней мере одна из оставшихся будет опорной. Ее и следует выбирать.

Опорная база – это минимальные размеры. Если в схеме есть установочная база, значение имеют только размеры проекций на нее остальных баз. Точнее, длины проекций.

После выбора опорной базы, статус последней базы определяется ее формой: плоская – направляющая, цилиндрическая – двойная опорная.

Схема установки

Схема установки – это часть структуры приспособления, включающая базовые поверхности и установочные элементы, а также сопряжения установочных элементов с базовыми поверхностями.

Для разработки программных средств синтеза структура объекта проектирования представляется совокупностью компонент. Компонент – это абстрактных элемент, обозначающий класс элемента и наделенный его интерфейсными свойствами.

Классов установочных элементов приспособлений можно выделить много. Основные классы ‑ опора, упор, палец, призма установочная. Этими классами можно ограничиться в рамках данного проекта.

Основное классовое свойство установочного элемента – установочная поверхность. Именно она сопрягается с базой объекта оснащения. Поэтому отношения сопряжения между установочными поверхностями элементами и базами определяют, в основном, структуру приспособления. Далее (Таблица 8.1) приведены основные классы установочных элементов.

Таблица 8.1 – Основные классы установочных элементов

Класс установочных элементов	Установочная поверхность	Внешний вид и установочные поверхности
опора	Плоскость, горизонтальная
Упор	Плоскость вертикальная
Палец	Цилиндр, внутренний (отверстие)
Призма установочная	Две сходящиеся плоскости

Статус базы и ее форма практически полностью определяют классы установочных элементов, которые следует применять для ее установки. Далее приведены правила, устанавливающие соответствия между статусом и формой базы и классами применяемых элементов, а также типовые схемы установки (Рисунок 8.1).

Установочная база – плоскость, ориентирована, как правило, горизонтально. Соответственно, необходимы элементы с горизонтальной установочной поверхностью. Таковыми являются элементы класса «опора» (Рисунок 8.1). Установочная база устанавливается на три опорных точки. Соответственно, необходимы три опоры (Рисунок 8.1а).

Двойная опорная база – цилиндрическая поверхность, две опорных точки. Если эта поверхность внешняя, для нее подойдет элемент класса «призма установочная». У каждой призмы две установочные плоскости. Контакт внешней цилиндрической поверхности с плоскостью – прямая. Если толщина призмы мала по сравнению с длинной базы, эти контакты можно считать точечными. Таким образом, призма установочная обеспечивает для внешней цилиндрической поверхности две опорные точки (Рисунок 8.1г).

Если двойной опорной базой является внутренняя цилиндрическая поверхность, установку следует производить на элемент класса «палец» (Рисунок 8.1а отверстие слева).

Двойная направляющая база может рассматриваться как две двойные опорные. Соответствующим образом следует планировать ее установку(Рисунок 8.1д).

Направляющая база – плоскость, возможна только в схемах базирования с установочной базой. Установочная база горизонтальна, тогда направляющая – вертикальна (или почти вертикальна). Для вертикальной плоскости следует применять упор – элемент с вертикальной установочной плоскостью (Таблица 8.1). Поскольку опорных точек на направляющей базе две, то и упоров должно быть два (Рисунок 8.1б, вертикальная плоскость справа).

Опорная база, плоская поверхность. Такая база, в некоторой степени, аналогична базе направляющей. Соответственно, для ее установки подходит элемент класса «упор». Однако, поскольку опорной базе соответствует только одна опорная точка, то и упор должен быть только один (Рисунок 8.1б, вертикальная плоскость слева).

Опорная база, цилиндрическая поверхность. Такая база аналогична двойной опорной базе. Соответствен, для ее установки также необходим палец. Однако опорная точка на опорной базе только одна. Соответственно, палец должен быть, так сказать, неполноценный. Таким неполноценным пальцем является «палец срезанный» (Рисунок 8.1а, отверстие справа).

При установке детали по отверстиям, возможна ситуация, когда установка на неподвижные пальцы невозможна физически. Например, если оси базовых отверстий непараллельны (Рисунок 8.1в). В такой ситуации один из пальцев должен быть подвижным (Рисунок 8.1, внизу справа).

а) б) в) г) д)

Рисунок 8.1

Используя предложенные правила можно разработать программные средства, которые для каждой базы выберут элементы определенного класса, вставят их геометрическую модель приспособления и сопрягут их установочные поверхности с базой.

Типовые схемы установки

Типовой является схема установки, сформированная с учетом геометрии детали, вида обработки и др. особенностей. Типовые схемы позволяют повысить уровень автоматизации проектирования.