какая база лишает заготовку трех степеней свободы

Какая база лишает заготовку трех степеней свободы

Виды баз по назначению.

По лишаемым степеням свободы.

По характеру проявления

Большинство деталей машин ограничено простейшими поверхностями – плоскими, цилиндрическими, коническими, которые используются в качестве опорных установочных баз.

Существует пять классические схемы базирования: базирование призматических деталей, базирование длинных цилиндрических деталей, базирование коротких цилиндрических деталей, базирование по короткой конической поверхности(центровое отверстие), базирование по длинной конической поверхности (конус Морзе шпинделя станка).

Схема базирования призматических деталей.

Три координаты, определяющие положение детали относительно плоскости XOY, лишают трех степеней свободы – возможности перемещаться вдоль оси OZ и вращаться вокруг осей OY и OX.

Две координаты, определяющие положение детали относительно плоскости ZOY, лишают ее двух степеней свободы – возможности перемещаться в направлдении сои OX и вращаться вокруг оси OZ.

Шестая координата, определяющая положение детали относительно плоскости XOZ, лишаете последней степени свободы – возможности перемещаться в направлении оси OY.

Поверхность детали, несущая три опорные точки, называется главной базирующей поверхностью; боковая поверхность с двумя точками – направляющей; торцовая поверхность с одной точкой – упорной.

В качестве главной базы желательно выбирать поверхность, имеющую наибольшие габариты. В качестве направляющей – поверхность наибольшей протяженности.

Схема базирования длинных цилиндрических деталей.

Чтобы точно определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять координат, которые лишают его пять степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY, OZ и вращаться относительно осей OX, OZ.

Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:

1. если есть у валика шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;

2.е сли валик гладкий, то с помощью силового замыкания (силами трения).Если координаты заменим призмой, то получим вторую схему базирования.

Цилиндрическая поверхность вала, несущая четыре опорные точки, называется двойной направляющей. Торцовая поверхность – упорная база.

Схема базирования коротких цилиндрических деталей(диски, кольца).

Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей базой.

Шестая степень свободы – вращение вокруг собственной оси – отнимается несколькими способами:

1. если есть шпоночный паз, лыска и т.д. то ориентировка происходит по ним;

2. если этих элементов нет, то с помощью силового замыкания (силами трения).

Базирование по длинной конической поверхности.

При установке детали длинной конической поверхностью, например в отверстие шпинделя, она лишается пяти степеней свободы, так как длинная коническая поверхность является одновременно двойной направляющей и упорной базой.

Для ориентирования детали в угловом положении требуется еще одна упорная поверхность под штифт или шпонку.

Базирование по коротким цилиндрическим поверхностям (в центрах).

При установке в центрах используются короткие конические отверстия. Одно центровое отверстие является одновременно центрирующей и упорной базой(лишает трех степеней свободы).Второе- центрирующей(лишает двух степеней свободы).

Для задания углового положения используется вторая упорная база(штифт или шпонка).

Каждая опорная точка(основная база) лишает одной степени свободы. Излишни точки делают установку cтатически неопределенной (двойное базирование) и не только не повышают, наоборот понижают точность базирования.

Схемы базирования по плоскости и отверстиям.

Эти схемы можно разделить на две группы:

1.Базирование по плоскости и отверстию;

2.по плоскости, торцу и отверстию с осью, параллельной плоскости;

3.по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям.

Схема 1.

Возможны два случая:

— основной базирующей поверхностью является отверстие;
— основной базирующей поверхностью является торец.

Пример НЕправильного базирования:

Торец лишает три степени свободы(опорная база), высокий палец – четыре(двойная направляющая).

Для статической определенности установки торец и отверстие должны нести только пять опорных точек. Это обеспечивается установкой детали на низкий палец.

Схема 2.

Если зазор в сопряжении пальца с отверстием будет меньше допуска на размер L, то нижняя плоскость детали не будет прилегать к опорам приспособления. Поэтому палец делается высоким и срезанным (лишает две степени свободы).

Схема 3.

Для статической определенности установки используют низкие цилиндрический и срезанный пальцы.

Из рассмотренных схем видно, что

— высокий цилиндрический палец отнимает четыре степени свободы

Источник

Какая база лишает заготовку трех степеней свободы

Технологическая оснастка » Базы и базирование

Лекции: Технологическая оснастка

Глава 3. Базы и базирование в машиностроении (ГОСТ 21495-76)

Представленная глава основана на ГОСТ 21495-76 «Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения».

Рис. 3.1 Шесть степеней свободы твердого тела: три перемещения вдоль осей x, y, z и три поворота вокруг осей x, y, z

Для базирования заготовки или детали, её необходимо лишить 6-ти степеней свободы (см. рис. 3.1).

3.1 Классификация баз

1. По назначению базы могут быть:
— технологические;
— конструкторские;
— измерительные.

Положение всех рабочих исполнительных поверхностей и свпомогательных баз определяют относительно основных базовых поверхностей.

2. По характеру проявления базы могут быть:
— явные;
— скрытые.

3. По лишаемым степеням свободы базы могут быть:
— установочная;
— направляющая;
— опорная;
— двойная направляющая;
— двойная опорная.

Если заготовка или деталь неподвижна относительно своей системы координат, то для данной детали необходим полный комплект баз.
Если в связи со служебным назначением или во время обработки деталь может иметь определенное число степеней свободы, то часть связей образуют неполный комплект баз.

Деталь может содержать несколько комплектов баз, при этом один комплект содержит основные конструкторские базы, а все остальные содержат вспомогательные базы. При этом не всегда эти комплекты баз бывают полными.

3.3 Схема базирования

Схему расположения опорных точек на базах детали называется схемой базирования.

Все опорные точки на схеме базирования обозначаются условными знаками и порядковыми номерами.
При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, обозначается одна точка и около неё справа проставляются номера совмещённых точек.
Нумерация точек на схемах базирования начинается с главной базы (установочная или двойная направляющая). Затем нумеруются точки направляющей или двойной опорной базы и последней точка, принадлежащая опорной базе.
Явные точки нумеруются внутри одной базы в первую очередь.

Схема базирования (установки) является техническим заданием на проектирование приспособления для закрепления заготовки. При этом, на операционном эскизе на поверхностях заготовки могут указываться опорные точки по ГОСТ 21495-76 (схема базирования) «Базирование и базы в машиностроении» или условные обозначения по ГОСТ 3.1107-81 (схема установки) «ЕСТД Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения».

Источник

Какая база лишает заготовку трех степеней свободы

По лишаемым степеням свободы

По характеру проявления

4.2.Способы базирования заготовок с главной базой, имеющей форму плоскости и опорные элементы
Установка заготовки на плоскость широко распространена в машиностроении. Опорные элементы приспособления выбираются в зависимости от состояния базовой поверхности заготовки.

А). При установке заготовки на необработанную базовую плоскость используют постоянные опоры со сферической (рис.1а) или рифленой (рис.1б) головками. При этом опоры с рифленой головкой служат для установки заготовок необработанными боковыми плоскостями. Диаметр сферической опоры выбирается в зависимости от нагрузки, действующий на нее (см. табл.4.2).
Таблица 4.2. Диаметр сферической опоры в зависимости от нагрузки, действующий на нее

Данные относятся к заготовкам из стали и чугуна. При обработке заготовок их цветных металлов и сплавов предельную нагрузку уменьшают на 30…40%. Допустимая нагрузка на одну рифленую опору в 2 раза больше, чем для опор со сферической головкой того же диаметра.
Б). При установке заготовок небольших размеров на обработанные базовые плоскости используют постоянные опоры с плоской головкой (рис.1в). Допустимое давление на опору 40 кг/см2 (40Мпа).
В). При установке заготовок средних и больших размеров на обработанные базовые плоскости рекомендуется использовать опорные пластины, что по сравнению с постоянными опорами позволяет уменьшить погрешность обработки на 20…30%. Это объясняется следующим. При изготовлении заготовок больших размеров отклонение формы технологических баз обработанных чистовым фрезерованием достигает 0,05…0,1 мм. При установке такими базами на постоянные опоры с плоской головкой погрешность базирования составляет 50…70% допуска плоскостности базы, а при установке на опорные пластины – до 30%. Это объясняется наличием зазоров в стыке между опорной пластиной и технологической базой заготовки, форма которой характеризуется отклонением от плоскостности. Величина таких зазоров достигает 0,1…0,2 мм. Их наличие дает возможность отдельным участкам базы заготовки перемещаться под действием сил закрепления, причем эти перемещения много больше контактных.
Опорные пластины бывают двух исполнений: с пазами (применяются в качестве нижних опор) (рис. 1д) и без пазов (рис. 1г) применяются в качестве боковых и верхних опор. Допустимое давление на опору 40 МПа (40 кг/см2)

4.3.Способы базирования заготовок с главной базой, имеющей форму наружной цилиндрической поверхности и опорные элементы.
Установку заготовок наружной цилиндрической поверхностью производят в патроны, а также в призмы, во втулки и др.

4.3.1. Базирование на призму
Призма представляет собой деталь с двумя опорными поверхностями, расположенными под углом γ, равным 60°, 90° и 120°. Чаще γ = 90°. Погрешность базирования оси базы зависит от направления: в направлении перпендикулярном плоскости симметрии призмы δб = 0; по оси симметрии погрешность базирования определяется по формуле:
δб = а / Sin(γ /2)
где: а – допуск диаметра базы.
Конструкции призм разнообразны. Некоторые из них стандартизованы. При большой длине базы на корпусе приспособления устанавливают две стандартные призмы, располагая их, на некотором расстоянии друг от друга.
Для базирования заготовок необработанной базой применяют призмы с узкими участками установочных поверхностей (2…5 мм).
Для точной установки призмы в приспособлении она штифтуется двумя штифтами.

4.3.4.Базирование с помощью самоцентрирующих устройств
Самоцентрирующим называется устройство, опорные поверхности которого (кулачки) подвижны и связаны между собой так, что могут одновременно и с равным перемещением сближаться к оси устройства или удаляться от нее, при этом кулачки надежно центрируют закрепляемую заготовку.
Опорные поверхности самоцентрирующих устройств могут быть выполнены либо на кулачках, либо в виде сплошной цилиндрической поверхности тонкостенной втулки, упругодеформируемой при действии сил зажима.
Для перемещения опорных поверхностей в радиальном направлении служат различные механизмы, среди которых наибольшее распространение получили спирально-реечные, рычажные, клиновые, мембранные и т.п. На основе этих механизмов созданы различные варианты самоцентрирующих патронов: кулачковые, цанговые, мембранные и др.
Основное преимущество самоцентрирующих устройств состоит в том, что при установке в них заготовки погрешность базирования оси базы равна нулю. Эти устройства могут быть использованы для базирования заготовок как с обработанной, так и с необработанной базами. При необработанной базе может иметь место погрешность базирования из-за погрешности формы базы (овальность).
Тем не менее, необходимо иметь в виду, что в самоцентрирующих устройствах точность обработки зависит от исходной точности центрирующего механизма, от состояния направляющих корпуса и кулачков.

4.4.Способы базирования заготовок с главной базой, имеющей форму внутренней цилиндрической поверхности
и опорные элементы
Цилиндрические отверстия весьма часто принимаются за главную базу. Осуществить базирование заготовки отверстием – это, значит, совместить его ось с какой-то заданной линией в приспособлении. Применяется несколько способов базирования. Наибольшее распространение получили: с помощью наружной цилиндрической поверхности; конической поверхностью с малой конусностью; с помощью самоцентрирующих устройств.
4.4.1.Базирование с помощью наружной цилиндрической поверхности
При этом способе заготовка надевается отверстием на цилиндрическую оправку (палец), выполненную с такими отклонениями, чтобы в соединении заготовка-оправка обеспечивалась подвижная посадка 7-9 квалитетов.
Погрешность базирования оси базы определяется по формуле:
δб = Тотв. +Т п. +∆
где: Тотв. – допуск отверстия базы;
Тп. – допуск опорного пальца;
∆ = 0,02мм – гарантированный зазор в соединении отверстие – палец.

4.4.2.Базирование с помощью конической поверхности с малой конусностью
При этом способе заготовка главной базой – отверстием надевается на оправку с малой конусностью 1:К. В зависимости от действительного диаметра базы заготовка занимает соответствующее положение по длине оправки, при этом у каждой заготовки кромка отверстия всегда контактирует с поверхностью оправки, благодаря чему одна из точек оси базы совмещается с осью оправки. Т.о. при данном способе ось базы совмещается с осью оправки без погрешности, т.е. δб = 0.
Величина конусности 1:К в пределах 1:3000 …1:1000. С уменьшением 1:К в указанных пределах увеличивается длина контакта, однако одновременно возрастает и длина смещения и общая длина оправки, что нежелательно.
Данный способ базирования применяется только для заготовок с базами, обработанными не грубее 7 квалитета, иначе оправки получаются недопустимо длинными. Благодаря простоте конструкции опорного элемента и высокой точности базирования оси базы он используется в инструментальном производстве при шлифовании наружных поверхностей деталей.
Из-за разницы в положениях заготовок по длине оправки этот способ базирования не применяется при обработке на настроенных станках.

4.4.3.Базирование с помощью самоцентрирующих устройств
Этот метод аналогичен рассмотренному методу базирования заготовок наружной цилиндрической поверхностью в самоцентрирующем устройстве. Разница заключается лишь в том, что при базировании заготовки отверстием опорные поверхности удаляются от оси.
При данном способе погрешность базирования оси базы равна нулю, т.е. δб= 0.
При данном способе базирования заготовки она лишается 4-х степеней свободы. У нее остаются две степени свободы: возможность перемещаться вдоль оси и вращаться относительно оси базы.

4.5. Правило базирования заготовок группой баз
При базировании заготовки группой баз ни один опорный элемент не должен лишать ее тех степеней свободы, которых она уже лишена с помощью других опорных элементов.
Пользуясь этим правилом разработку способа базирования заготовки группой баз необходимо вести в следующей последовательности:
1.Из группы баз выбрать главную.
2.Определить способ базирования главной базы.
3.Установить каких степеней свободы будет лишена заготовка с помощью опорного элемента для базирования главной базы и какие степени свободы у нее останутся.
4.Выбрать способ базирования дополнительной базы, при этом нельзя допускать, чтобы опорный элемент для базирования дополнительной базы дублировал функции, выполняемые элементом для базирования главной базы.
5.При базировании заготовки тремя базами определить способ базирования второй дополнительной базы, при этом элемент для ее базирования не должен дублировать функции опорных элементов для базирования главной и дополнительной баз.

4.6. Способы базирования заготовок дополнительными базами и опорные элементы
При базировании заготовок группой баз в качестве дополнительных баз используются те же (по форме) поверхности: плоскость, цилиндрическое отверстие, наружная цилиндрическая поверхность. Рассмотрим несколько способов базирования заготовок этими базами.

© 2014. ООО «Технические Системы». All Rights Reserved.

Источник

Классификация баз по лишаемым степеням свободы

Классификация баз по лишаемым степеням свободы делается на основе анализа способов базирования тел с учетом отличительных признаков геометрической характеристики их элементов (точек, линий, осей, поверхностей и их сочетаний), образующих материальные и геометрические тела, заготовки и изделия, базы и системы координат.

Введем несколько новых понятий, а затем рассмотрим каждое из них.

Установочная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Опорная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.

Для того чтобы полностью определить положение тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы: трех поступательных перемещений вдоль осей координат, и трех вращательных вокруг этих осей.

Если связать боковую поверхность призматического тела двумя жесткими двусторонними связями 4 и 5 с двумя точками плоскости XOZ, тело лишится еще двух степеней свободы. Оно не сможет перемещаться вдоль оси Y и вращаться вокруг оси Z. Такая база называется направляющей, смотри рисунок ниже.

Чтобы добиться полного базирования данного тела необходимо лишить его шестой степени свободы. Для этого соединяем вторую боковую поверхность одной жесткой двусторонней связью 6 с точкой плоскости YOZ, тем самым лишая тело возможности перемещения вдоль оси Х. Такая база называется опорной, смотри рисунок ниже.

Само собой обязательно наличие силового замыкания.

Базирование длинных цилиндрических тел (L>D).

Для базирования длинных цилиндрических тел используется двойная направляющая база. Цилиндрическая поверхность соединяется двумя связями 1, 2 с плоскостью XOZ и двумя связями 3, 4 с плоскостью XOY, тем самым лишая тело четырех степеней свободы – возможности перемещения вдоль осей Y и Z, а также поворотов вокруг этих осей.

Двойная направляющая база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы – перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Соединение торца двусторонней связью 5 с плоскостью YOZ, лишит тело возможности перемещения вдоль оси Х. Данная база, будет являться опорной.

Чтобы лишить цилиндрическое тело последней, шестой степени свободы, должна быть предусмотрена еще одна двухсторонняя связь. Шестую опорную точку нужно располагать на поверхности, например шпоночной канавки, данная база будет также опорной.

Ниже приведена схема базирования длинного цилиндрического тела

Базирование коротких цилиндрических тел (L

Комплект баз определяющих положение коротких цилиндрических тел включает в себя установочную двойную опорную и опорную базы.

Источник

Классификация баз по ГОСТ 21495-76

Согласно ГОСТ 21495 – 76 классификация машиностроительных баз производится по: назначению, лишаемым степеням и характеру проявления. Все эти признаки являются самостоятельными. По назначению машиностроительные базы подразделяются на конструкторские, измерительныеитехнологические.

Конструкторскойназывается база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. Конструкторские базы подразделяются на основныеивспомогательные.

Основной называется конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения их положения в изделии.

Вспомогательной называется конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используется для определения положения присоединяемого к ним изделия. При-меры основных и вспомогательных конструкторских баз показаны на рис.12. В данном случае считается, что колесо при сборке присоединяется к валу. Поэтому базы 1; 2; 3 зубчатого колеса считаются основными, а базы 4; 5; 6 вспомогательными базами. Очевидно, что выбор баз в качестве основных или вспомогательных зависит от последовательности сборки, т.е. какая из деталей является базовой.

Рис. 12 Конструкторские базы

Измерительной называется база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения. Иными словами, измерительной базой называется элемент изделия, от которого производится отчет размеров. Пример измерительной базы показан на рис.13. Здесь измерительная база определена нормированием отклонения от параллельности одной плоскости относительно другой.

Рис.13 А-измерительная база

Технологической называется база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте.

По лишаемым степеням свободы базы делятся на установочные, направляющие, опорные, двойные направляющие, двойные опорные.

Установочнойназывается база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг других осей.

Направляющей называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.

Опорной называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг оси.

Двойной направляющей называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Двойной опорной называется база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей.

Применим классификацию баз по лишаемым степеням свободы для вышерассмотренных примеров базирования тел.

Для призматического тела на рис.7 поверхности, контактирующие с координатными плоскостями, несущие одну, две и три опорные точки являются соответственно опорной, направляющей и установочной базами.

Рис. 8 Базирование и закрепление длинного цилиндрического тела.

Для длинного цилиндрического тела на рис.8 боковая поверхность является двойной направляющей базой, а торцевая поверхность, а также поверхность шипа являются опорными базами.

Для диска на рис.9 торцевая поверхность является установочной базой, боковая поверхность – двойной опорной базой, а поверхность шипа – опорной базой.

Рис. 9 Базирование и закрепление короткого цилиндрического тела.

Для длинного конического тела с малой конусностью коническая поверхность совмещает в себе функции двойной направляющей и опорной поверхности, которые использовались при базировании длинного цилиндрического тела. Такую коническую поверхность можно назвать опорно-направляющей базой. По характеру проявления: Явной называется база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок. Вне базы, рассмотренные выше, были представлены реальными поверхностями. Поэтому они относятся к явным базам.

Скрытой называется база в виде воображаемой плоскости, оси или точки. Понятие скрытой базы используется при установке заготовок в самоцентрирующих зажимах. Самоцентрирующими зажимами называются приспособления, в которых зажимные элементы (кулачки, губки и пр.) перемещаются синхронно, т.е. с одинаковой скоростью, в направлении некоторой точки, линии или поверхности. При установке в самоцентрирующих зажимах ось заготовки совмещается с осью приспособления, относительно которой синхронно перемещаются зажимы. Указанная ось заготовки является скрытой технологической базой. Такие базы проявляют себя только при установке в самоцентрирующих зажимах. Кроме того, в стандарте имеются следующие определения баз. Проектная база – база, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления или ремонта этого изделия. Действительная база – база, фактическая используемая в конструкции, при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия.

Проектная база используется в конструкторской и технологической документации, а действительная является элементом, реального изделия. На чертеже вала, представленного на рис.14 проектными базами являются: левый торец вала, который выбран в качестве базы для указания размеров вала по длине и ось вала – для указания его размеров по диаметру. Для реальной детали эти элементы могут являться действительными базами.

Рис.14 1,2 – проектные базы

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 12 ; Нарушение авторских прав

Источник