ГОСТ 21495-76. Базирование и базы в машиностроении.

Общие понятия.

Базирование - придание заготовке требуемое положение относительно системы координат.
База - поверхность либо сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке и используемая для базирования.
Проектная база - база, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления.
Действительная база - база, фактически используемая в конструкции, при изготовлении.
Комплект баз - совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.
Опорная точка - точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат.
Схема базирования - схема расположения опорных точек на базах.
Погрешность базирования - отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого.
Закрепление - приложение сил к заготовке для обеспечения постоянства их положения, достигнутого при базировании.
Погрешность установки - отклонение от фактического достигнутого положения заготовки при базировании и закреплении от требуемого.

Виды баз по назначению.

Основная конструкторская база - база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.
Вспомогательная конструкторская база - база детали (сборочной единицы), используемая для определения положения присоединяемых изделий.
Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки при изготовлении.
Измерительная база - база, используемая для определения относительного положения детали и средств измерения.

По лишаемым степеням свободы.

Установочная база - база, лишающая трех степеней свободы - перемещение вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.
Направляющая база - база, лишающая двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси.
Опорная база - база, лишающая одну степень свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.
Двойная направляющая база - база, лишающая четырех степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.
Двойная опорная база (центрирующая база) - база, лишающая двух степеней свободы - перемещения вдоль двух координатных осей.

По характеру проявления

Скрытая база - база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.
Явная база - база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

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.

Всякое твердое тело, рассматриваемое в системе трех взаимно-перпендикулярных осей, может иметь шесть степеней свободы: три перемещения вдоль осей OX, OY, OZи повороты относительно тех же осей. 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).

В этом случае торцовая поверхность детали, несущая три опорные точки является главной базирующей поверхностью. 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.

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

- низкий цилиндрический – две.

- высокий срезанный – две.

- низкий срезанный – одну.