Понятие о базировании и базе, основной принцип базирования и закрепления изделий при механической обработке (правило шести точек), примеры базирования и закрепления твердых тел.

Основной настоящего раздела являются материалы ГОСТ 21495 – 75 и ГОСТ 3.1107 – 81.

Понятие о базировании и базе

При механической обработке на металлорежущих станках деталь определенным образом ориентируется в пространстве. В машине после сборки детали также некоторым образом ориентированы относительно друг друга.

Базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. База – это поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащих заготовке или изделию и используемая для базирования. Иными словами базой является элемент или элементы изделия, положение которых относительно выбранной системы координат, определенным образом ориентируют данное изделие в пространстве.

Основной принцип базирования и закрепления изделий при механической обработке (правило шести точек).

При механической обработке заготовка должна быть не только ориентирована определенным образом в пространстве, но и надежно закреплена. Согласно ГОСТ 21495 – 76 базирование и закрепление заготовки или изделия называется установкой.

Закреплением по ГОСТ 21495 – 76 называется приложение сил и пар сил к заготовке или изделию для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании. Существует общее правило установки заготовок при механической обработке, которое называется правилом шести точек. Рассмотрим это правило. Из теоретической механики известно, что твердое тело в пространстве имеет шесть степеней свободы, т.е. возможность перемещение вдоль координатных осей, а также вращение вокруг них. Накладывая на тело связи, его лишают степеней свободы. Число связей для абсолютно неподвижного тела равна числу степеней свободы т.е. шести. Необходимо, чтобы эти связи были двухсторонними, т.е. исключали перемещение детали вдоль связи. Такие связи создаются базированием и закреплением заготовки и называются опорными точками.

Итак, чтобы осуществить базирование и закрепление заготовки при механической обработке необходимо создать систему из шести двухсторонних связей. Это положение называется правилом шести точек. Опорные точки изображаются в виде и пронумерованы. Покажем применение правила шести точек на некоторых примерах установки твердых тел.

Призматическое тело. Прижмем призматическое тело к одной опоре на плоскости XOY декартовой системы координат, тем самым создадим одну двухстороннюю связь (опорную точку), лишив возможности перемещения тела вдоль оси Z (рис.7).

Положение тела при контакте с плоскостью в одной точке является неустойчивым. Устойчивое положение будет достигнуто, при размещении тела на трех опорах. Если увеличить число опор, то из-за отклонений от плоскостности опорной грани параллелепипеда, он будет по-прежнему контактировать только с тремя опорами. Поэтому увеличение количества опор лишено смысла. Прижимая тело к трем опорам на плоскости XOY, создаем три опорные точки 1; 2; 3, тем самым лишаем тело трех степеней свободы. Теперь прижмем тело к плоскости YOZ. Для устойчивого положения необходимо иметь на этой плоскости две опоры. В этом случае дополнительно образуются еще две двусторонних связи 4; 5 и число опорных точек станет равным пяти. Чтобы лишить тело шестой степени свободы, его необходимо прижать к еще одной опоре, расположенной на плоскости XOZ. Таким образом, возникает шестая двусторонняя связь 6, что лишает тело всех степеней свободы.

Замечание. Целесообразно, чтобы силы резания, действующие на деталь при механической обработке, приводили к усилению связей. Поэтому детали при механической обработке следует устанавливать так, чтобы силы закрепления и резания действовали в одном направлении. Если эти силы действуют в противоположном направлении, то связи ослабляются. Разрыв связей приводит к смещению заготовки, что может привести к аварийной ситуации (порче изделия, поломке инструмента, травмам).