Лекция 4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ БАЗИРОВАНИЯ

1. Координирование деталей. Правило шести точек.

2. Виды баз.

В большинстве случаев деталь, будучи установленной на столе станка в приспособлении, должна быть лишена всех шести степеней свободы.

Из механики известно, что каждое свободное абсолютно твердое имеет шесть степеней свободы и что его положение вполне определяется шестью координатами относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей.

На рис. 3.1 показана деталь, которая располагается в координатном пространстве таким образом, что нижняя плоскость детали параллельна координатной плоскости ZOX, а задняя боковая плоскость параллельна координатной плоскости ZOX.

Расположим на нижней плоскости детали три произвольные точки (1, 2, 3). Расстояние их до координатной плоскости ZOX при принятом условии параллельности плоскостей – одинаково. Таким образом, три координаты предопределяют расположение детали призматической формы на плоскости, параллельной координатной плоскости ZOX и, отдельно, лишают деталь трех степеней свободы: перемещения вдоль оси Y и поворота относительно координатных осей Z и X. Поясним это, рассмотрев последовательное приложение этих связей к детали. Первая связь, приложенная к точке 1, лишает заготовку возможности перемещаться вдоль оси Y, приложение второй связи к точке 2 лишает заготовку возможности поворота вокруг оси Z, а третья связь – вокруг оси X.

Призматическая деталь в координатной системе	Призматическая деталь на столе станка.
Рис. 3.1. Координирование призматической детали

Связи, приложенные к точкам 4 и 5, расположенным на задней боковой плоскости, лишают деталь еще двух степеней свободы: перемещения вдоль оси X и поворот относительно оси Y. Последней шестой степени свободы – перемещения вдоль оси Z деталь будет лишена, если приложить связь к точке 6, расположенной на левой торцовой.

Допустим, что координатные плоскости представляют собой поверхности, принадлежащие приспособлению. Если провести в соприкосновение с этими поверхностями соответствующие поверхности детали, то шесть координат, определяющих ее положение в пространстве, превращаются в шесть опорных точек (рис. 3.1,б и 3.2,а). Отсюда формулируется правило шести точек: для обеспечения определенности положения заготовки в избранной системе координат на нее необходимо наложить шесть связей.

Каждая связь может быть заменена на неподвижный опорный элемент приспособления (опорную точку) (рис. 3.2,а).

Для определения положения изделия необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек, большее их число приведет к неопределенностибази­рования и внесет дополнительные погрешности в определение положения изделия.

На рис. 3.2,б приведена схема базирования для рассмотренного примера, где каждая базовая точка изображается по правилам ГОСТ 21495-76 (рис. 3.2,в)

Рис. 3.2. Схема базирования детали призматической формы

Далее разберем, как составляются схемы базирования цилиндрических заготовок в самоцентрирующие приспособления (трехкулачковые патроны, цанговые патроны, центра и др.). Сначала рассмотрим базирование длинной цилиндрической заготовки в трехкулачковом патроне с длинными кулачками. Казалось бы, что следует проставить 4 базовые точки, ориентирующие заготовку вдоль оси патрона, на образующие цилиндра (рис. 3.3). Однако, такая схема базирования будет правильной для приспособления типа прямоугольная призма, но не для самоцентрирующего приспособления. Дело в том, что базовые точки неподвижны в системе координат станка и любое изменение диаметра заготовки в обрабатываемой партии вызовет смещение оси заготовки (рис. 3.4,а). Но в самоцентрирующем приспособлении этого не происходит, здесь ось заготовки всегда совмещается с осью патрона (рис. 3.4,б). Значит именно ось заготовки, а не наружная цилиндрическая поверхность будет являться базой. В данном случае она называется скрытой базой. Таким образом, базовые точки следует прикладывать к оси заготовки, и схема базирования будет выглядеть так, как показано на рис. 3.4,б. Базовая точка 6 здесь предотвращает проворот заготовки вокруг своей продольной оси и образуется за счет сил трения между заготовкой и рабочими поверхностями кулачков. Эта точка изображается приложенной к условному рычагу, жестко связанному с поверхностью заготовки. Зачернение базовой точки на половину высоты означает, что она образуется после приложения направленного зажима.

Рис. 3.3. Схема базирования длинной цилиндрической заготовки в прямоугольную призму

Рис. 3.4. Отличия схемы базирования цилиндрической заготовки в прямоугольную призму (а) от схемы базирования в трехкулачковый самоцентрирующий патрон (б). При разных диаметрах заготовки на рис а) положения осей всех заготовок различно. На рис б) оси всех заготовок совпадают, поэтому ось заготовки можно считать скрытой базой

Иногда для упрощения изображения схемы базовые точки 2 и 4 на рис. 3.4,б разворачивают (рис. 3.5). Однако, рекомендуется придерживаться более корректной, с методической точки зрения, схемы базирования на рис. 3.4,б.

Рис. 3.5. Допускается упрощенное изображение схемы базирования, когда базовые точки 2 и 4 развернуты (а). Тонкими линиями с засечками на концах обозначают, по какой реальной поверхности происходит базирование (б)

На рис. 3.6 приведены примеры других наиболее распространенных схем базирования.

а)	б)
в)
г)

Рис. 3.6. Схемы базирования: а) – в трехкулачковом патроне для дисковой заготовки; б) – в центрах; в) – в призме; г) – корпусную деталь по плоскости и двум пальцам, один из которых срезан для облегчения установки детали