Базы. 
Классификация баз. 
Базирование. 
Погрешность установки

В случае короткого конуса (L< D) центрирование определяет базой точку на оси, которая является двойной опорной базой, а плоский торец, перпендикулярный к оси, служит установочной базой. Для придания требуемого положения и исключения поворота вокруг оси конус должен иметь дополнительный элемент, как и цилиндр (например, риску, стопорное отверстие или шпоночный паз).Если для базирования заготовки или изделия используется сочетание двух коротких конусов (аналогично двум коротким цилиндрам), например при базировании валов с использованием центровых конических отверстий, то в этом случае могут быть различные варианты. В одном случае конусы (конические поверхности и их оси) могут использоваться только для центрирования тел; тогда общая ось конусов служит двойной направляющей базой (состоящей из сочетания двух двойных опорных баз каждого конуса).В другом случае, например при базировании с использованием одного опорного (жесткого, неподвижного) конуса, дополнительно появляется опорная точка — опорная база на оси соответствующего конуса, определяющая наложение связи и лишение степени свободы вдоль оси. Сферическое тело в виде шара может базироваться с использованием сферической поверхности, его центра и осей симметрии. Иными словами, требуемое положение может быть задано и реализовано с использованием координат точек поверхности, осей и центра шара. При базировании шара в прямоугольной системе координат его устойчивое и определенное положение может быть обеспечено наложением трех связей на три точки сферической поверхности, например базированием в упор с плоскостями выбранной системы координат. В этом случае три точки, лежащие в-трех координатных плоскостях, являются тремя опорными базами, лишая шар трех степеней свободы — перемещений вдоль координатных осей. При базировании шара с использованием его центра, например в самоцентрирующем приспособлении с двумя обратными конусами (коническими отверстиями), шар также лишается трех степеней свободы. Однако функции опорных баз в этом случае выполняет центр шара. Для полного базирования шара и по угловому положению необходимы дополнительные элементы (явные точки, метки, риски или пазы) аналогично базированию цилиндра вокруг оси. Дополнительному элементу могут быть заданы еще три координаты требуемого положения, и наложением соответствующих связей шар лишается трех поворотов вокруг координатных осей. Используя базы, выявленные при базировании простых геометрических тел, можно дать аналогичный анализ базирования сложных тел, заготовок или изделий, имеющих сложную форму, включая сочетания различных геометрических элементов (точек, линий, поверхностей тел и их сочетаний).Например, тор базируется так же, как и короткие цилиндры (диски, кольца) — торцевая линия выполняет функции установочной базы, а точка центрирования с использованием внешней или внутренней образующей тора (аналогично конусу) является двойной опорной базой. Любое фасонное тело (сборочная единица, корпусная деталь, рычаг и т. д.) может быть представлено сочетанием рассмотренных геометрических элементов, выполняющих функции баз и в комплекте образующих системы координат, используемые для базирования заготовок или изделий.

2.3. Классификация баз по способу их проявления.

По характеру проявления базы делят на явные и скрытые. Скрытая база — база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки. Для повышения точности установки скрытые базы часто выявляют, используя риски, отвесы, лучи и другие способы. Явная база — база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок. Согласно стандарту, полные и краткие наименования баз по нескольким классификационным признакам должны состоять из частей стандартизованных терминов видов баз, соответствующих отдельным классификационным признакам и располагаемых в следующем порядке: по назначению; по лишаемым степеням свободы; по характеру проявления. Например, полное наименование базы — «основная установочная явная база», «технологическая направляющая скрытая база». Могут использоваться и краткие наименования баз: «основная база», «измерительная явная база». 1]3. Погрешности установки.

Точность машин и технологических систем в определяющей степени зависит от погрешностей базирования и деформаций при установке заготовок или изделий. Фактическое положение, достигнутое при установке, всегда отличается от требуемого, и отклонения определяют соответствующую погрешность установки. Погрешность установки — отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого. Следовательно, погрешности базирования и закрепления выражают в конечном итоге погрешность установки:

где— погрешность базирования и закрепления соответственно. Погрешность базирования — отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого. Погрешность закрепления — отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при закреплении от требуемого. Очевидно, если последовательно устанавливается множество тел относительно систем координат каждого последующего тела, то в результате образуется цепь координатных размеров и погрешность установки последнего тела относительно исходной системы координат определяет погрешность замыкающего размерного звена. Поскольку требуемое положение элементов механической системы относительно выбранных систем координат определяется наложением геометрических связей, выраженных координатными размерами (1,1), значений погрешности базирования определяется отклонением наложенных размерных связей от требуемых — нормированных значений. Соответственно требуемые значения координирующих размеров определяются нормированными значениями и допустимыми их отклонениями (допусками), указанными в конструкторской и технологической документации. Отсюда следует, что суммарная погрешность установки относительно выбранной системы координат определяется характеристикой соответствующей размерной цепи установленных элементов— заготовок или изделий. При этом погрешности закрепления и базирования, определяющие погрешность установки, возникают в связи со следующими фактическими причинами:

1) Теория базирования относится к твердым телам. Реальные заготовки или изделия не являются абсолютно твердыми. Контактные и объемные деформации, изменяющие положение базируемых тел под действием сил и моментов сил закрепления, определяют соответствующую погрешность. Очевидно, что контактные деформации обратно пропорциональны площади контакта опор, зажимов и установочных элементов. При данной силе закрепления уменьшение площади контакта приводит к росту давлений и соответственно к увеличению деформаций и погрешности закрепления. Обычно погрешность закрепления рассчитывают по эмпирической зависимости деформации от сил с учетом действующих сил, твердости и размеров контактирующих тел (опор, зажимов и установочных элементов).

2) При базировании требуемое положение баз, образующих системы координат, определяется геометрическими связями (координатными размерами), наложенными на точки, которые принадлежат идеальным линиям или поверхностям, указанным в конструкторской или технологической документации. Детали машин, заготовки или изделия ограничены реальными поверхностями и линиями, имеющими определенный рельеф и профиль, которые не учитываются при идеализированном представлении тел. Наличие у реальной базы точек, не лежащих на идеальной линии или разноудаленных от идеальной поверхности, приводит при базировании и наложении реальной физической связи к-появлению соответствующей погрешности базирования. Если базирование осуществляется не по опорным точкам, а по поверхности, то погрешность базирования будет тем больше, чем больше отклонения размеров и формыконструктивных элементов, выполняющих функции баз. Как следствие, базирование посредством точечных опор предпочтительнее поверхностного сопряжения. По той же причине погрешность базирования будет тем меньше, чем больше направляющие базы приближаются к прямой линии, а опорные к точкам. Однако при этом следует учитывать, что точность положения заготовок или изделий при их установке зависит не только от погрешности базирования, но и от деформаций закрепления, указанных выше, которые обратно пропорциональны площади контакта. В технологических системах при несовпадении технологических и измерительных или конструкторских баз, от которых задается требуемое положение, в цепь элементов технологической системы включаются дополнительные системы координат, образуя размерные цепи. Результирующая погрешность определяется соответствующей суммой отклонений размеров, погрешностей форм и закреплений.

3) Наличие зазоров в сопряжениях или посадках реализуемой установки заготовок или изделий определяет отклонение фактического положения от требуемого и характеризует соответствующую составляющую погрешности базирования. Для исключения влияния зазоров и погрешности баз на точность установки используют скрытые базы центрированием заготовок и изделий по плоскостям, осям и точкам симметрии. Погрешность базирования в этом случае связана только с точностью центрирования и соответствующей характеристикой размерной цепи, в которую входит рассматриваемый размер. Различают три способа центрирования: одно-, двухи трехстепенное. Одностепенное центрирование имеет место в том случае, если одна из плоскостей симметрии совмещается с плоскостью выбранной системы координат, относительно которой осуществляется базирование. Типичный пример одностепенного центрирования — базирование цилиндрических тел в призме. В большинстве случаев для центрирования деталей с координированием их положения по скрытым базам применяются направленные зажимы. В этих случаях исключается погрешность базирования от колебания размеров базовых поверхностей и от зазоров между базами, однако, могут появиться погрешности от неточности центрирующих механизмов. Двухстепенное центрирование реализуется совмещением двух плоскостей базируемого тела с двумя плоскостями выбранной системы координат.

Подобное базирование осуществляется, например, при центрировании деталей типа дисков в симметрично сходящихся призмах. Двухстепенное центрирование имеет место также при установке заготовок в трех кулачковом патроне с равномерным схождением кулачков или в центрах по центровым отверстиям, В последнем случае погрешность базирования зависит от точности зацентровки отверстий. Трехстепенное центрирование определяется совмещением трех базовых плоскостей симметрии с плоскостями выбранной системы координат, относительно которой выполняется базирование. Примером такого центрирования может служить базирование шара равномерно сходящимися обратными конусами, которые обеспечивают направленное центрирование и зажим. 5]При использовании несвободных, жестконаправленных зажимов могут появиться избыточные геометрические связи, которые обусловливают неопределенность базирования и определяют соответствующую погрешность установки.

Заключение

.

Таким образом, одна из важных задач, возникающих на различных этапах производства, — выбор баз для формирования систем координат заготовок и изделий и придания им требуемых положений. Чтобы решить эту задачу, необходимы знания теоретических принципов и практических способов выбора баз и базирования. Список используемой литературы1. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения.— М.: Машиностроение, 1969.— 559 с.

2. ГОСТ 21 495–76. Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения.— Введ. 01.

01.77. — М.: Изд-во стандартов, 1987.— 35 с.

3. ГОСТ 3.1107—81 (СТ СЭВ 1803—79). ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения.— Введ. с 01.

07.82. —М.: Изд-во стандартов, 1983.— 11 с.

4. ГОСТ 3.1109—82 (СТ СЭВ 2064—79, СТ СЭВ 2522—80, СТ СЭВ 2523—80). ЕСТД. Термины и определения основных понятий.— Введ. 01.

01.83. — М.: Изд-во стандартов, 1985.— 19 с.

5. Маталин А. А. Технология машиностроения.— Л.: Машиностроение. Ленингр, отд-ние, 1985.— 496 с.