Базирование

Требуемое относительное расположение вновь образуемых поверхностей может достигаться только благодаря определенному положению заготовки относительно режущего инструмента, формирующего эти поверхности. Процесс определенного ориентирования положения заготовки при формировании новых поверхностей называется базированием. Базирование заготовок достигается определенным расположением их на предназначенных для этой цели поверхностях станка.

Процесс базирования связан с лишением свободы перемещения заготовок в пространстве. Как известно, твердое тело в пространстве имеет шесть степеней свободы перемещения. Полная определенность положения твердого тела в пространстве может быть достигнута лишением его всех шести степеней свободы перемещения. Укладывая заготовку на плоскую поверхность стола станка, лишаем ее трех степеней свободы перемещения. При этом заготовка, базируемая на плоской поверхности стола, может перемешаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях и вращаться вокруг оси, образующей нормаль к плоскости стола.

Действие стола станка на заготовку равносильно действию трех точек ее опор а, б, в на плоской поверхности стола. Установив на плоскости стола линейку и прижимая к ней одну из сторон заготовки, лишаем ее еще двух степеней свободы перемещения (возможности перемещения перпендикулярно линейке и вращения вокруг нормали к плоскости стола). Действие линейки при этом равносильно действию двух опорных точек г, д. При таком положении заготовка будет иметь только одну степень свободы перемещения вдоль прямой линии, проходящей через точки ее касания с линейкой. Если лишить заготовку и этой степени свободы путем установки опорной точки е, то заготовка будет определенно ориентирована в пространстве шестью своими опорными точками. Показано базирование заготовки путем ограничения свободы перемещения ее в пространстве плоской поверхностью, направляющей линейкой и упором. Как видно, при базировании заготовки используются некоторые ее поверхности, контактирующие с опорными точками. Эти поверхности заготовки называют базисными, а их совокупность обобщают понятием - установочная база.

Поверхность, определяющую положение заготовки по трем точкам опоры, называют опорной. Она выбирается по максимальным габаритам заготовки, чтобы обеспечить ее устойчивость на трех точках опоры. Поверхность заготовки, определяющую ее положение по двум точкам опоры, называют направляющей. Она позволяет перемещать заготовку в определенном направлении, вдоль линии, проходящей через эти две точки опоры. Точность направления перемещения заготовки при этом будет зависеть от расстояния между этими точками опор. Поэтому в качестве направляющей поверхности заготовки необходимо использовать наиболее длинные и вогнутые ее поверхности. Поверхность заготовки, ограничивающая ее перемещение одной опорной точкой, называют установочной. Как ясно из сказанного, процесс базирования заготовок заключается в совмещении ее базируемых поверхностей с базирующими опорными точками станка (столом, линейкой, упором). При базировании заготовок происходит совмещение двух координатных систем: системы заготовка - деталь и системы координат опорных точек станка и инструмента. В деревообработке в качестве базируемых поверхностей чаще используют реальные поверхности заготовок, которые обобщают одним названием - установочные базы. В некоторых случаях для этой цели могут использоваться частично реальные поверхности и образуемые ось вращения заготовки, определяемые центрами двух опорных точек. В таком случае происходит базирование по центрам. Установочные, направляющие и опорные поверхности заготовки могут быть черновыми, необработанными, со значительными отступлениями от правильной формы, и чистыми, обработанными, с незначительными отступлениями от правильной геометрической формы. Если при базировании заготовок используют черновые поверхности, в таком случае возможно неточное называемое черновым базирование. При использовании чистых поверхностей- точное чистовое базирование.

Базирование используется не только при механической обработке заготовок на станках. При формировании сборочных единиц к сборке изделий также необходимо определенное взаимное расположение деталей относительно друг друга или относительно общих для них поверхностей. Для этой цели используют сборочные базы. Сборочной базой называют совокупность поверхностей детали, которые определяют положение ее в изделии по отношению к другим деталям. Сборочные базы используют при формировании изделия. Показана рамка, собранная на плоских цельных шипах. При сборке такой рамки в брусках, имеющих плоские шипы, сборочными базами будут боковые поверхности шипов и заплечики, указанные стрелками. Эти поверхности будут определять положение брусков в рамке по отношению к другим брускам. Точность получаемого при сборке изделия зависит от точности обработки сборочных баз деталей. Расстояние между заплечиками противоположных шипов бруска - это сборочная база: она оказывает прямое влияние на размер рамки. В то же время - точность расстояния между торцовыми гранями шипа не будет влиять на точность размера рамки.

При контроле размеров детали измерением используют измерительные базы - поверхности, от которых отсчитывают размер. В процессе получения изделия из заготовок используют установочные, сборочные и измерительные базы, которые обобщают понятием - технологические базы. При конструировании изделий, разработке чертежей на детали и указании их размеров используют конструктивные базы. Под конструктивными базами понимают совокупность поверхностей, линий и точек, по отношению к которым определяют положение рассматриваемой на чертеже детали поверхности, линии или точки. В качестве конструктивных баз могут использоваться оси и плоскости симметрии и воображаемые линии и оси. В качестве технологических баз могут быть только реальные поверхности, линии и точки на этих поверхностях. Конструктивные и технологические базы могут совпадать и не совпадать. При перемене базы погрешности обработки возрастают. Необходимо исключать возможности неорганизованной смены баз. При необходимости замены баз в процессе выполнения технологических операций следует установить связь между поверхностями прежней и новой базы, а также формируемой при обработке новой поверхности. Для этого необходимо рассчитать номинальные значения размеров, связывающих все указанные поверхности, величины полей допусков и координаты их середин, установить предельные отклонения по каждому виду связи между поверхностями на основе положений расчета размерных цепей. Все расчеты необходимо вести в координатных плоскостях, в которых предусматривается смена баз. Чтобы исключить отклонения в процессе обработки за границы установленных допусков, необходимо при перемене базы уточнить допуски в сторону увеличения точности.

Установочные базы по возможности надо выбирать совпадающими со сборочными базами. Базировать заготовку на станке нужно так, чтобы размеры ее от базовых поверхностей до формируемых поверхностей обработки являлись основными размерами детали, определяющими ее положение в изделии.

Технологический процесс обработки заготовок должен предусматривать проверку чистовых баз после длительных выдержек и операций, которые могут вызвать изменения в размерах и форме базовых поверхностей. При склеивании, увлажнении и последующих выдержках может произойти коробление ранее обработанных чистых базовых поверхностей. В таком случае потребуется дополнительная обработка для выравнивания этих поверхностей. Практика показывает, что хранение обработанных заготовок в условиях цеха в течение более 8 ч приводит к заметному изменению формы их базовых поверхностей из-за коробления.