На чем основана теория базирования

Основные понятия и определения теории базирования

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Теоретически базирование детали (изделия и т.п.) связано с лишением ее шести степеней свободы.

Базирование детали осуществляется с помощью нескольких ее поверхностей, которые выполняют функцию баз.

Базой называется поверхность, или заменяющее ее сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Для базирования детали обычно требуется несколько баз, образующих систему координат. Совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки (изделия, детали) называют комплектом баз.

На схемах двусторонние связи заменяются опорными точками. Опорная точка – символ связи, который изображается в виде «галочки» или «ромбика» .

Классификация баз:

1)Конструкторской базойназывается база, которая определяет положение детали или сборочной единицы (СЕ). Различают конструкторские базы основные и вспомогательные.

а) Основная база – база, принадлежащая детали и используемая для определения ее положения в изделие.

б) Вспомогательная база – база, принадлежащая детали используемая для определения положения присоединяемой к ней детали.

2)Технологическая база называется база, которая определяет положение заготовки или изделия в процессе изготовления и ремонта.

3)Измерительной базой называется база, которая определяет положение заготовки или изделия и средств измерения.

Б) По лишаемым степеням свободы:

1)Установочная база – лишает деталь трех степеней свободы.

2)Направляющая база— накладывает на деталь 2 двусторонние связи, лишает деталь 2 перемещений.

3)Опорная база накладывает одну двустороннюю связь и лишает деталь типа «диск» вращения вокруг своей оси..

4)Двойная направляющая база называется база, которая накладывает 4 двусторонние связи и лишает, тем самым, деталь 4-х перемещений.

5)Двойная опорная база- накладывает 2 двусторонние связи и лишает деталь 2 перемещений во взаимно перпендикулярных направлениях. Обе двусторонние связи накладываются на оси, но одна в горизонтальной, а другая в вертикальной плоскости симметрии.

В) по хар-ру проявления:

1)Явная база— реальная поверхность, разметочная риска или точка пересечения рисок. 2)Скрытая база— ось, воображаемая поверхность или точка.

Базирование призматической детали:

Базирование цилиндрической детали:

Базирование диска:

Основные понятия и определения теории РЦ.

Размерная цепь – совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита ( ) и строчными буквами греческого алфавита ( , …, кроме , , , , ).

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), а остальные – составляющие.

Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют звено, получающееся последним или первым (исходным) при ее построении. Замыкающее (исходное) звено отличается значком — .

Составляющимзвеном размерной цепи называют звено размерной цепи, функционально связаны с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено, бывают увеличивающие или уменьшающие:

Увеличивающимзвеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено увеличивается.Такоезвено обозначается стрелочкой слева направо над буквой— .

Компенсирующее звено – звено, за счет изменения величины которого, достигается требуемая точность замыкающее звено. Выделяется такое звено заключением его в квадрат.

Общее звено – звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используются столько букв, звеньями скольких цепей оно является – .

Конструкторская размерная цепь – размерная цепь, определяющая расстояние или относительный поворот поверхностей (осей) в деталях.

Технологические размерные цепи – размерные цепи, обеспечивающие требуемые расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления.

Измерительная размерная цепь – цепь, с помощью которой познается значение измеряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия.

Основная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является размер (расстояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной задачи.

Производная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является одно из составляющих звеньев основной размерной цепи.

Линейная размерная цепь – цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обозначаются прописными буквами русского алфавита ( ) и двусторонней стрелочкой.

Угловая размерная цепь – цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита ( ) и односторонней стрелочкой.

Плоская размерная цепь – цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь — цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

По виду связей размерные цепи бывают параллельные, последовательно и параллельно-последовательно связанные.

Параллельно связанные цепи – цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев.

Последовательно связанные цепи – цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис.8.7 б).

Параллельно последовательно связанные цепи (комбинированные) – цепи, имеющие оба вида связей.

Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 1174 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Основные положения теории базирования

ТЕМА 5. ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

Для правильной работы каждой машины необходимо обеспечить определенное взаимное расположение ее деталей и сборочных единиц. При изготовлении деталей на станках заготовки должны быть правильно ориентированы относительно механизмов и узлов станка, которые определяют траекторию перемещения режущего инструмента относительно заготовки. Задачи взаимной ориентации деталей и сборочных единиц в машинах при их сборке и заготовок на станках при изготовлении деталей решаются посредством базирования.

Базированием называется придание изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Применительно к проектированию или сборке под базированием понимают придание детали или сборочной единице требуемого положения относительно других составных частей изделия. При механической обработке на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траекторию перемещения обрабатывающего инструмента.

Положения теории базирования, основные термины и определения приведены в ГОСТ 21495-82.

Основные положения теории базирования

Положение любого тела в пространстве (в том числе и заготовки при обработке) характеризуется шестью степенями свободы, определяющими возможность его перемещения и поворота относительно трех координатных осей (перемещения вдоль осей ОХ, ОУ, OZ и поворот вокруг этих осей). Согласно теоретической механике требуемое положение твердого тела относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей. При наложении геометрических связей тело лишается определенного количества степеней свободы и, если оно лишено 6-ти степеней свободы, тело становится неподвижным в системе ОХУZ.

Наложение геометрических связей достигается через соприкосновение поверхностей тела с поверхностями других тел, к которым оно присоединятся и через приложение сил (или пар сил) для обеспечения контакта между ними.

Поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для их базирования, называют базой или базирующей поверхностью.

В практических условиях тело может контактировать с поверхностями других тел, определяющими его положение, лишь по определенным площадкам, которые условно можно считать точками контакта. Поэтому шесть геометрических связей, лишающих тело возможности двигаться в шести направлениях, могут быть созданы контактом соединяемых тел в шести точках. Это определяет правило шести точек в технологии машиностроения. Эти точки расположены на 3х координатных плоскостях, 3х базах.

Опорная точка-точка, символизирующая одну из связей заготовки изделия с выбранной системой координат.

Рис.5.1. I … III – базы детали; 1…6 – опорные точки на базах

Схемой базирования называют расположение опорных точек на выбранных базах. Все опорные точки на схеме изображают условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее число опорных точек (см.рис.).

По ГОСТ 21495-76 опорные точки на схеме базирования обозначаются условными знаками:

Невидимые опорные точки обозначаются пунктирным условным знаком. При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна точка и около нее проставляются номера совмещенных точек.

Число проекций заготовки или детали на схеме должно быть достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.

Источник

Основы теории базирования.

Вопросы определения положения одной детали относительно другой (или других) приходится решать на всех этапах процесса создания машины. При проектировании конструктор задает в сбо­рочных чертежах требуемое положение каждой детали. При изготов­лении машины технологу приходится задавать и достигать с опреде­ленной точностью положение соединяемых деталей при сборке, опре­делять положение заготовок в технологических системах относительно инструментов. При контроле готовых деталей и машины в целом возникает необходимость определять взаимное положение измерительного устройства и объекта измерения. Все это входит в задачи базирования.

Большой вклад в разработку теории базирования внесен учеными Б.С. Балакшиным, А.И. Кашириным, В.М. Кованом, А.А. Маталиным, А.П. Соколовским, В.П. Фираго и многими другими.

Теорию базирования разрабатывали в двух направлениях.

Первое из них преследовало цель обобщения опыта машиностроения и классификации баз в соответствии с терминологией, порожденной практикой. Результатом этого направления явилась обширная и недостаточно строгая терминология, пользоваться которой было трудно.

Основу второго научного направления составила теоретическая механика, ее раздел об опреде­лении положения твердого тела в пространстве. Основоположником этого направления был Б.С. Балакшин, разработавший в 40-х годах теорию базирования, положенную в основу ГОСТ 21495—76 «Базиро­вание и базы в машиностроении», созданного под его руководством. Надежная теоретическая основа позволила существенно ограничить терминологию в теории базирования.

Рассмотрим положения теоре­тической механики, на которые опирается теория базирования.

Теоретическая механика рассматривает два состояния твердого тела: покоя и движения. Понятия «покоя» и «движения» являются относительными и имеют смысл только тогда, когда указана система отсчета. Если положение тела относительно выбранной системы отсчета со временем не изменяется, то считается, что это тело поко­ится относительно данной системы отсчета. Если же во времени тело изменяет свое положение относительно избранной системы отсчета, это означает, что тело находится в состоянии движения относительно данной системы отсчета.

Требуемое положение твердого тела относительно выбранной системы отсчета достигается наложением геометрических или кинематических связей.

Связями в теоретической механике называют условия, которые налагают ограничения

-только на положение тела (геометричес­кая связь),

— на положение тела и на скорость движения точек тела (кинематическая связь).

Связи обычно осуществляются в виде различных тел, стесняющих свободу движения данного тела. Эффект действия связей такой же, как и действие сил, вследствие чего действие связей можно заменить соответствующими силами, называемыми реакциями связей. Направ­ление реакции связи совпадает с тем направлением, в котором связь препятствует перемещению тела.

Независимые перемещения, которые может иметь тело, называют степенями свободы. Абсолютно твердое тело имеет шесть степеней свободы. Для того чтобы придать телу необходимое положение и состояние покоя относительно выбранной системы координат, его надо лишить шести степеней свободы, наложив на него шесть двухсторонних геометрических связей. В механике эта теорема известна под названием «Правило шести точек».

Согласно ГОСТ 21495-76 базированием называется придание изделию или заготовке требуемого положения относительно выбран­ной системы координат.

Применительно к проектированию или сборке под базированием понимают придание детали или сбороч­ной единице требуемого положения относительно других деталей изделия.

При механической обработке заготовок на станках бази­рованием принято считать придание заготовке требуемого положе­ния относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего инструмента.

Для выполнения технологической операции требуется не только осуществить базирование обрабатываемой заготовки, но также не­обходимо обеспечить ее неподвижность относительно приспособления на весь период обработки, гарантирующую сохранение неизменной ориентировки заготовки и нормальное протекание процесса обра­ботки. В связи с этим при установке заготовок в приспособлениях решаются две различные задачи: ориентировка, осуществляемая базированием, и создание неподвижности, достигаемое закреплением заготовок. Несмотря на различие этих задач, они решаются теорети­чески одинаковыми методами, т. е. посредством наложения опреде­ленных ограничений (связей) на возможные перемещения заготовки в пространстве.

Рассмотрим схему позиционирования призматической детали относительно выбранной системы координат ХОУZ (рис.1).

Рис.1.Схема позиционирования призматической детали

Для ориентировки призматического тела в пространстве необ­ходимо соединить три точки (1,2,3) его нижней поверхности, не лежащие на общей прямой, двусторонними позиционными связями с плоскостью XOY прямоугольной системы координат (рис. 1). При этом двусторонние связи, симво­лизируемые координатами 1,2 и 3, могут быть представлены в виде недефор­мируемых стержней, сохраня­ющих, однако, способность сколь­зить по плоскости XOYвдоль осей ОХ и OY,не отрываясь от нее и от нижней плоскости Апризмати­ческого тела. В результате этого призматическое тело лишается трех степеней свободы, т. е., в частно­сти, оно теряет возможность посту­пательного движения вдоль оси OZ (точка 1)и вращательного движения во­круг осей ОХ (точка 3)и OY (точка 2).Для лишения тела еще двух степеней свободы, т. е. лишения возможности перемещений вдоль оси ОХ и поворотов вокруг оси OZ, необходимо соединить его боковую поверхность Вдвумя двусторонними связями (координатами 4,5) сплоскостью YOZ. Для полной ориентировки тела в пространстве необходимо лишить его шестой степени свободы, т. е. возможности перемещения вдоль оси OY; для этого следует соединить поверхность с одной двусторон­ней связью 6 с плоскостью XOZ.

В рассмотренном случае недеформируемые стержни представляют собой двусторонние связи, число которых (шесть) соответствует числу степеней свободы, отби­раемых у тела при наложении связей. Шесть наложенных двусторон­них позиционных связей обеспечивают заданную ориентировку тела относительно системы координат OXYZ и фиксирование тела в дан­ном положении.

Изображенное на рис. 1 призматическое тело с наложенными на него двусторонними связями представляет собой по терминологии теоретической механики несвободную механическую систему.

В точках 1-6, расположенных на плоскостях детали, к ней приложены координатные связи, лишающие деталь всех шести воз­можных перемещений. Такие точки принято называть опорными. Под «опорной точкой» подразумевается идеальная точка контакта поверхностей заготовки и приспособления, лишающая заготовку одной степени свободы, делая невозможным её перемещение в направлении, перпендикулярном опорной поверхности. На рис. 1 номера опорных точек и приложенных к ним координатных связей соответствуют номерам лишаемых степеней свободы (переме­щений), показанных стрелками около координатных осей.

Рис.2. Схема базирования призматической детали

На базах детали всегда можно построить жестко связанную с ней систему координат, которую приня­то называть собственной системой координат базируемой детали, что позволяет рассматривать базирование детали как определение положения ее собственной системы координат относительно выбранной.

В этом случае координатные связи 1-6 выступают как связи между соответствующими координатными плоскостями. В технике этот подход позволяет сфор­мулировать в каждом конкретном случае требования к относительному положению баз, входящих в состав комплекта, исходя из требований к относительному положению координатных плоскостей (их взаимной перпендикулярности).

Классификация баз

Несмотря на разнообразие задач по базированию, оказалось возможным ограничиться при классификации баз всего тремя признаками и классифицировать базы

— по числу отнимаемых степеней свободы

— по конструктивному оформлению.

Рис. 3 Классификация баз

Конструкторской называют базу, используе­мую для определения положения детали (сборочной единицы) в изделии или положения отдельной поверхности на детали. Конструкторские базы могут быть трех разновидностей:

Вспомогательной называют конструкторскую базу, принадлежа­щую данной детали (сборочной единице) и используемую для оп­ределений положения присоединяемого к ней изделия.

Из определений основной и вспомогательной баз видно различие их функций. С помощью комплекта основных баз определяют положение самой детали в машине или в СЕ. С помощью комплекта вспомогательных баз определяют положение относительно данной детали присоединяемой к ней детали или СЕ. Любая деталь может иметь только один комплект основных баз и столько комплектов вспомогательных баз, сколько деталей или СЕ к ней присоединяются.

Технологической называют базу, использу­емую для определения положения заготовки или изделия в процес­се их изготовления или ремонта. Очевидно, что все поверхности (или другие элементы), составляющие технологическую базу, при­надлежат базируемой; детали, сборочной единице или изделию.

Измерительной называют базу, используемую для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

Законы базирования являются общими для всех стадий изготовле­ния машины, поэтому вне зависимости от назначения базы классифицируют по числу отнимаемых степеней свободы. Если вспомнить, что лишение каждой из возможных степеней свободы на схе­мах базирования обеспечивается од­ной опорной точкой, можно говорить также о различении баз но числу расположенных на ней опорных точек. По этому классификационному призна­ку различают 7 разновидностей баз:

Установочной называют базу, лишающую деталь (заготовку, изделие) трех степеней свободы: перемещения вдоль одной координатной оси и вращений вокруг двух других осей.

Из теоретической механики известно, что твердое тело, уста­новленное на три точки, приобре­тает тем большую устойчивость и точность положения, чем дальше опорные точки расположены одна от другой. В связи с этим при конструировании детали необхо­димо создавать, а при изготов­лении и измерении использовать в качестве установочной базы поверхность с наибольшими габаритными размерами.

Направляющейназывают базу, лишающую деталь (заготовку, изделие) двух степеней свободы: перемещения вдоль одной координатной оси и вращения вокруг другой оси. В качестве направляющей базы используют поверхность протяженную в одном направлении.

Опорной называют базу, лишающую деталь (заготов­ку, изделие) одной степени свободы: перемещения вдоль одной координатной оси или вращения вокруг оси. Очевидно что, одну опорную точку можно разместить на по­верхности любых размеров, поэтому обычно в качестве опорной базы используют поверхность наименьшего габаритного размера.

Двойной направляющей называют базу, лишающую деталь (заготовку, изделие) четырех степеней свободы: перемещений вдоль двух координатных осей и вращений вокруг этих же осей.

Двойной опорной называют базу, лишающую деталь (заготовку, изделие) двух степеней свободы: перемещений вдоль двух координатных осей. В двойную опорную превращается двой­ная направляющая база в том случае, когда соотношение длины и диаметра меньше или равно 1. Теоретически на оси или образующих » короткого» цилиндра всегда можно мысленно разместить пару точек.

Тройной опорной будем называть базу, отни­мающую у детали (заготовки, изделия) три степени свободы: переме­щения вдоль трех координатных осей. По аналогии с двойной опорной такая база получается из опорно-направляющей при резком уменьше­нии длины конуса и увеличении его угла.

Явной называют базу детали (заготовки, изделия) в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересе­чения рисок.

Скрытой называют базу детали (заготовки, изделия) в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

К скрытым базам прибегают, когда требуется определить положе­ние детали или заготовки с использованием плоскостей симметрии, оси или пересечения осей. В роли скрытых баз выступают плоскости, оси, пересечения осей координатной системы, связываемой с деталью.

Наложение связей на скрытые базы может быть осуществлено либо на глаз, либо с помощью специальных технических средств. В первом случае человек, оценивая положение воображаемых коор­динатных плоскостей относительно системы отсчета, придает нужное положение детали или заготовке. Таким примером может служить установка заготовки (плитки) на магнитной плите плоскошлифоваль­ного станка, производимая «на глаз». Для повышения точности базиро­вания могут быть применены измерительные приборы или инстру­менты.

В других случаях базирование по скрытым базам с надлежащей точностью может быть выполнено лишь с помощью специальных средств (центров на токарном станке, самоцентрирующих патрона и тисков и т.д.).

Роль баз, как координатных систем, чрезвычайно важна в обеспечении качества создаваемой машины, поэтому очень важно правильно построить и увязать базы.

Источник