Выбор установочной базы

Общие условия выбора. Установочная база – самая важная из технологических баз в том смысле, что требования к ней самые сложные. Поэтому ее выбирают раньше других – самой первой.

В общем виде можно так сформулировать условия, которыми руководствуются при выборе установочной базы.

1. Установочной базой должна служить та поверхность детали, относительно которой в чертеже детали координирована обрабатываемая поверхность (совмещение установочной базы с базой конструкторской).

2. Точность, форма и размеры установочной базы должны обеспечивать хорошую устойчивость детали на установочных элементах приспособления и простоту закрепления детали.

Таким образом, выбирая установочную базу, прежде всего выясняют, пригодна ли для такой роли конструкторская база. Положительный ответ означает то, что задача решена – установочная база выбрана. Остается указать эту базу в операционной карте и проставить от нее исходный размер, т.е. совместить с ней базу исходную (рис. 4.7).

Однако такое наилучшее и простое решение возможно не всегда, так как конструкторская база не всегда пригодна для выполнения функций установочной базы. В качестве примера можно привести вариант обработки детали типа вилка (рис. 4.8).

		а

Рис. 4.7. К вопросу выбора установочной базы(пояснения в тексте)

а – чертеж (эскиз) детали, б – операционный эскиз

		а

Рис. 4.8. К вопросу выбора установочной базы(пояснения в тексте)

На рис. 4.8, а показан чертеж (схема) детали. Соблюдая принцип совмещения баз, технолог совмещал УБ с КБ и ИБ (рис. 4.8, б). Погрешности от несовмещения избежать удалось; однако верхний торец детали мало пригоден для роли установочной базы, тем более деталь при зажиме как бы «висит», подпирается снизу вверх, что не практикуется. Второй вариант (рис. 4.8, в) более приемлем, но УБ не совмещается с базой конструкторской, что заведомо ведет к погрешности от несовмещения баз; в нашем случае эта погрешность равна точности размера Б, равная 0,2 мм. Как видно, и этот вариант обладает недостатками.

Выбор варианта обработки при несовмещении баз. В таких условиях погрешность от несовмещения баз становится неизбежной. Выбирая базу, всегда руководствуются одной и той же целью: установить вредные последствия от несовмещения баз. Ниже приводятся некоторые правила и общие положения, относящиеся к решению таких задач.

1. Правило первоочередной обработки лучшей из двух установочных баз. Оно заключается в том, что из двух взаимных поверхностей детали (две поверхности, связанные чертежным размером) должна быть в первую очередь обработана та, которая более пригодна для роли установочной базы.

Правило основано на том, что последующая операция всегда точнее и ответственнее и нуждается в лучшей установочной базе. Иллюстрация этого правила приведена на рис. 4.9. На рис. 4.9, а и 4.9, б приведены чертеж (схема) и эскиз заготовки соответственно. По первому варианту технологии принято решение жестко следовать принципу совмещения баз (рис. 4.9, в, г). Однако на финишном этапе (рис. 4.9, г) получить достаточно точно чертежный размер А не удастся, так как известно, что отверстие – достаточно плохая (неточная) установочная база.

По второму варианту первоначально (рис. 4.9, д) не выдерживался принцип совмещения баз, но в соответствии с вышеприведенным правилом была в первую очередь обработана плоская поверхность и на последующем этапе (рис. 4.9, е) в полном соответствии с принципом совмещения баз и на хорошей установочной базе получен чертежный размер А (L_исх).

а

II вариант технологии

Рис. 4.9. К вопросу выбора установочной базы:

УЭП – установочный элемент приспособления (другие пояснения в тексте)

		а

Рис. 4.10. К вопросу выбора установочной базы(пояснения в тексте)

2. Условие наименьшей погрешности от несовмещения баз. Если по обстоятельствам УБ¹КБ, то нужно использовать в качестве УБ ту из поверхностей, которая наиболее точно расположена относительно КБ. Это условие проиллюстрировано на рис. 4.10. На рис. 4.10, а, б показаны геометрические параметры заготовки: все поверхности обработаны на предыдущих этапах, и требуется получить отверстие, выдерживая размер А.

Первоначально, поскольку внутренняя поверхность К мало пригодна для роли установочной базы, технолог принимает решение за установочную базу принять поверхность N (рис. 4.10, в), т.е. УБ не совмещается с базой конструкторской. Какова же погрешность в исходном размере L_исх будет от этого несовмещения? Эта погрешность численно равна точности размера D, или по-другому можно сказать, точности расположения двух поверхностей – установочной базы и исходной базы (это размер D). Точность (допуск) на размер D находится из размерной цепи

В + D – С= 0,

где размер D есть замыкающее звено.

Известно, что допуск замыкающего звена TD равен сумме допусков составляющих звеньев, тогда

ТD = ТВ + ТС = 0,2 + 0,2 = 0,4 мм.

Как видим, при выбранной схеме базирования (рис. 4.10, в) погрешность от несовмещения баз D₁ составит 0,4 мм.

Вместе с тем, если обратиться к условию о наименьшей погрешности от несовмещения баз, проанализировать конструкцию заготовки, то возможно обнаружение другой поверхности, более пригодной (с точки зрения величины погрешности) для роли установочной базы. Такой вариант приведен на рис. 4.10, г. Видно, что УБ (поверхность М) более точно расположена по отношению к ИБ. Погрешность в исходном размере L_исх от несовмещения баз (УБ ¹КБ) составит 0,2 мм (D₂); это точность размера В. Таким образом, не меняя каких-либо технологических условий, во втором случае погрешность от несовмещения баз в два раза меньше, чем в первом. Обусловлено это тем, что поверхность М в два раза точнее расположена по отношению к исходной (конструкторской) базе, чем поверхность N.

3. Правило единой установочной базы. Оно состоит в том, что две поверхности, «связанные» конструкторским размером, обрабатывают, пользуясь единой (третьей) поверхностью, используемой в качестве установочной базы. Правило учитывает одну из общих закономерностей образования погрешностей в условиях несовмещения баз. Особенность состоит в том, что в случае обработки двух любых поверхностей детали на разных установочных базах погрешность взаимного положения обработанных поверхностей получится бóльшей, чем после обработки их при одной базе, на величину погрешности взаимного расположения установочных баз. Отсюда следует, что для получения наименьшей погрешности от несовмещения баз в размере, связывающем поверхности, необходимо их обрабатывать относительно единой базы (третьей поверхности). Сказанное отражено на рис. 4.11. На рис. 4.11, а показан эскиз детали; предполагается в технологии выдержать размер А – т.е. получить отверстие и обработать плоскость 4. Учитывая последнее правило, технолог решил обе эти поверхности получить, базируя деталь третьей поверхностью (1). Таким образом, не совмещая конструкторскую и установочную базы, при получении отверстия (рис. 4.11, б) и при обработке поверхности 4 используется одна и та же установочная база – поверхность 1 (рис. 4.11, в). В обоих случаях, и при обработке отверстия и обработке плоскости, будут иметь место погрешности методов – D₁ и D₂. На контрольной операции (рис. 4.11, г) точность размера А₁ и будет определяться суммой этих погрешностей. Как таковые погрешности от несовмещения баз отсутствуют.

Если бы не последняя рекомендация (правило), технолог мог бы поступить иначе. Например, отверстие получить, как это показано на рис. 4.11, б, а поверхность 4 обработать, используя в качестве установочной базы поверхность 5; таким образом, две поверхности были бы получены от двух установочных баз. Естественно, на контрольной операции в размере А₁ появилась бы погрешность от «непостоянства» установочной базы. Величина этой погрешности численно равна точности расположения этих двух установочных баз. Из рис. 4.11,а видно, что это точность размера В, равная 0,2 мм.

Рис. 4.11. К вопросу выбора установочных баз(пояснения в тексте)

4. Принцип постоянства УБ. Он состоит в том, обработку «всех» поверхностей детали выполняют, пользуясь на всех операциях одной и той же УБ (поверхностью детали).

Принцип эффективен, если УБ обеспечивает высокую точность установки. Практически этот принцип применяют для нескольких отдельных групп поверхностей. Выше было показано, что погрешность установки состоит из двух составляющих: погрешности от несовмещения баз и погрешности, зависящей от точности и качества самой базы. Так вот принцип постоянства установочной базы уменьшает лишь первую составляющую, вторая же составляющая определяется качеством постоянной базы. В этой связи принцип эффективен при высоком качестве выбранной постоянной базы.

Рис. 4.12. К вопросу о постоянстве установочной базы(пояснения в тексте)

На рис. 4.12 условно показана деталь, имеющая поверхности 1 ¸ 4, между которыми обозначены размеры. В соответствии с принципом постоянства установочной базы поверхности 2, 3 и 4 обрабатывают от постоянной УБ – поверхности 1. Итоговый результат будет такой, что точность чертежных размеров А_i будет зависеть от применяемых методов (точности операционных размеров L), но никак не от погрешностей, связанных с несовмещением баз.