В общем случае, согласно ГОСТ 21495-76, базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению практической работы №1

«Разработка теоретической схемы базирования»

по дисциплине " Станочные приспособления"

для студентов специальности 7.05050201 и 8.05050201

«Технология машиностроения»

дневной и заочной форм обучения

Методические указания утверждены

на заседании кафедры 04.10.10, протокол №3

Мариуполь

Методические указания к выполнению практической работы № 1

«Разработка теоретической схемы базирования» по дисциплине " Станочные приспособления» для студентов специальности 7.05050201 и 8.05050201

«Технология машиностроения» дневной и заочной формы обучения /

М.Н. Норец, А.В. Радионенко – Мариуполь: ПГТУ, 2010 – 12 с.

Содержат краткие теоретические сведения по работе, порядок выполнения работы, форму и пример отчёта по практической работе.

Составили: М.Н. Норец, А.В. Радионенко

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой «Технология машиностроения», доцент, к.т.н. А.А. Андилахай

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЦЕЈІЬ РАБОТЫ………………………………………………..........…4 стр.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАБОТЕ …......….4

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ………………………….……8

4. ФОРМА И ПРИМЕР ОТЧЁТА ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ.....10

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………............12

1. ЦЕЈІЬ РАБОТЫ

Приобрести практические навыки в определении перемещений (степеней свободы), подлежащих лишению у заготовки для придания ей требуемого положения (базирования) в приспособлении, в выборе баз для базирования заготовки, в изображении теоретической схемы базирования заготовки в приспособлении.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАБОТЕ

Приспособления применяют при механической обработке деталей на станках, сборке механизмов и машин, контроле. Наиболее обширной группой являются станочные приспособления, составляющие в общем парке приспособлений примерно 80%.

Станочными приспособлениями называют дополнительные устройства к станкам, служащие для правильного расположения и закрепления обрабатываемых заготовок. В зависимости от вида механической обработки различают сверлильные, токарные, фрезерные, расточные, шлифовальные и другие станочные приспособления.

Основное требование, предъявляемое к станочным приспособлениям - обеспечить получение заданной точности обработки изготовляемых деталей.

Точность обработки деталей на станках в наибольшей степени зависит от правильности и стабильности положения заготовки относительно режущего инструмента и траектории его движения на протяжении выполнения операции технологического процесса.

Требуемое положение заготовки при обработке обеспечивается установкой её в приспособлении до начала выполнения операции. Под установкой заготовки, согласно ГОСТ 2І495-76 (Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения), понимается процесс её базирования и за­крепления. По очередности выполнения первым должно осуществляться базирование, а затем закрепление.

Для удобства описания базирования заготовки в приспособлении пользуются системой трёх взаимно-перпендикулярных осей координат OXYZ (puc.1).

Рис.1. Степени свободы твёрдого тела (заготовки).

В общем случае, согласно ГОСТ 21495-76, базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Каким образом это можно осуществить?

Если обрабатываемую заготовку рассматривать как свободное твёрдое тело, то для придания ей требуемого положения относительно выбранной системы координат, т.е. для базирования, можно использовать положения теоретической механики по ориентировке твёрдого тела в пространстве.

Согласно теоретической механике, любое твёрдое тело (в том числе и обрабатываемая заготовка) относительно выбранной системы координат ОХУZ имеет шесть степеней свободы: три перемещения вдоль трёх координатных осей OX, OY, OZ и три поворота вокруг этих осей (в ту и другую сторону), показанных на рис.1 стрелками. Поэтому оно может занимать любое (произвольное) положение. Чтобы придать твёрдому телу вполне определённое положение, необходимо лишить его всех указанных шести степеней свободы.

В соответствии с теоретической механикой, это может быть достигнуто наложением на твёрдое тело двухсторонних геометрических связей с выбранной системой координат, удерживающих его от возможных перемещений в пространстве.

Правила ориентировки твёрдого тела в пространстве используются и для базирования заготовок в приспособлениях. Но при этом выбранную систему координат для базирования строят не произвольно, а относительно установочных элементов (опор) приспособления, условно принимая поверхности этих деталей за координатные плоскости.

а) заготовка б) приспособление

Рис.2. Базирование призматической заготовки в приспособлении.

Если положение заготовки в этом приспособлении надо определить относительно его деталей I, II и III, то система координат для её базирования должна строиться на этих деталях. Для этого в рассматриваемом примере поверхности деталей приспособления I, II и III можно условно принять за координатные плоскости, а линии их пересечения за оси координат OX, OY и OZ. Получится система трёх взаимно-перпендикулярных координатных осей OXYZ, у которой роль координатных плоскостей XOY, YOZ и XOZ выполняют реальные поверхности деталей I, II и III приспособления.

По основным положениям теории базирования придание заготовке, как твёрдому телу, требуемого положения относительно системы координат, построенной на реальных деталях приспособления, достигается соприкосновением поверхностей заготовки с поверхностями деталей, на которых построена выбранная система координат и приложением сил для обеспечения контакта между ними. В рассматриваемом примере (рис.2) это можно осуществить соприкосновением поверхностей А, Б и В заготовки соответственно с поверхностями деталей I, II и III приспособления. Тогда заготовка расположится так, как изображено на рис.2, б. Если к ней приложить силы Р₁, Р₂ и Р₃, обеспечивающие контакт поверхностей заготовки с поверхностями деталей приспособления, то заготовка лишится всех шести степеней свободы и будет занимать вполне определённое и единственно возможное положение относительно поверхностей деталей I, II и III приспособления, т.е. относительно системы координат OXYZ, построенной на этих деталях (рис.2, б).

По положениям теории базирования заготовка, как твёрдое тело, ограниченное реальными поверхностями, из-за погрешности их формы, может контактировать с деталями приспособления, определяющими её положение, не по всей сопрягающейся поверхности, а лишь по отдельным элементарным площадкам, условно считаемым точками контакта или опорными точками.

Опорной точкой, согласно ГОСТ 21495-76, называется точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с избранной системой координат для определения их положения. В приспособлении под " опорной точкой" подразумевается идеальная точка контакта поверхностей устанавливаемой заготовки и деталей приспособления. Она символизирует связь заготовки с приспособлением, которая лишает её одной степени свободы - перемещения в направлении, перпендикулярном опорной поверхности. Следовательно, для базирования заготовки с лишением всех шести степеней свободы в приспособлении необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек. *

Базирование заготовки по шести опорным точкам получило название " правила шести точек ". Оно формулируется так:

Чтобы придать заготовке вполне определённое положение в приспособлении необходимо и достаточно создать в нём шесть опорных точек, расположенных определённым образом относительно базовых поверхностей заготовки.

Расположение опорных точек для базирования заготовки призматической формы базами А, Б и В показано на рис.2, б жирными точками 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Правило шести точек является основным правилом, обеспечивающим придание заготовке того положения в приспособлении, которое необходимо для её обработки с заданной точностью. Поэтому соблюдение этого правила при проектировании приспособлений является обязательным. Обеспечивается это выполнением в приспособлении установочных элементов, т.е. деталей, поверхности которых материализуют (заменяют) опорные точки, служащие для базирования заготовки по правилу шести точек. Выбор соответствующих установочных элементов, их количества и расположения производится по теоретической схеме базирования заготовки в приспособлении, с учётом характеристики её базовых поверхностей.

Теоретической схемой базирования, согласно ГОСТ 21495-76, называется схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия. Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек.

Теоретическая схема базирования призматической заготовки по трём базам показана на рис.З.

УБ - установочная база заготовки; НБ - направляющая база заготовки;

ОБ - опорная база заготовки; 1-6 - опорные точки.

Рис.3 Теоретическая схема базирования призматической заготовки.

Теоретическая схема базирования устанавливает соответствующие базовые поверхности заготовки, а также изображает систему удержи­вающих связей, символизируемых опорными точками, которые необходи­мо и достаточно наложить на заготовку для придания ей требуемого положения в приспособлении.

Исходя из схемы базирования обрабатываемой заготовки, точности и шероховатости базовых поверхностей определяют тип и размер установочных элементов, их количество и взаимное расположение, обеспечивающие заготовке положение, потребное для её обработки с заданной точностью.

Поэтому разработка теоретической схемы базирования является первым и наиболее ответственным этапом проектирования станочных приспособлений.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Подготовить форму отчёта по практической работе (см. форму с примером заполнения в разд.4). В графе “задание”, по выданному преподавателем варианту, записать его содержание и изобразить заготовку в 2^Х - 3^Х проек­циях с указанием размеров и технических требований, выдерживаемых при её обработке

3.2. Внимательно изучить операционный эскиз заготовки и требования к её обработке, а также условия выполнения операции. В графе “операционный эскиз” применительно к главному виду заготовки изобразить систему координат ОХУZ и определить каких степеней свободы необходимо лишить заготовку при базировании.

В каждом конкретном случае при базировании заготовку необходимо лишать всех тех степеней свободы, от которых зависит обеспечение требуемой точности обработки. Недопускаемые перемещения и повороты заготовки при базировании на системе координат ОХУZ показать стрелками (см. пример отчёта по практической работе).

3.3. Определить количество опорных точек, потребное для базирования заготовки.

Необходимо помнить – поворота лишают две опорные точки.

3.4. Выбрать технологические базы заготовки.

При базировании заготовки на шесть опорных точек надо три технологических базы; на пять опорных точек - две; на четыре - одну цилиндрическую поверхность при L ³ d; на три - одну плоскую поверхность.

В целях устранения погрешности базирования, за технологическую базу следует принимать поверхность заготовки, от которой заданы выдерживаемые размеры или заданы требования к расположению обрабатываемых поверхностей и их осей (параллельность, перпендикулярность, соосность и др.). Необходимо также учитывать удобство базирования и закрепления заготовки.

3.5. Из выбранных технологических баз заготовки выделить базы по лишаемым степеням свободы: установочную, направляющую, опорную, двойную направляющую, двойную опорную.

Если у заготовки одна технологическая база, то она может быть или установочной (плоскость), или двойной направляющей (наружная или внутренняя цилиндрическая поверхность при L ³ d.

Направляющей базой может служить поверхность наибольшей длины (плоская или цилиндрическая).

В качестве опорной базы можно использовать поверхность любой формы и размеров, а двойной опорной - цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю).

3.6. Изобразить теоретическую схему базирования заготовки. Заготовка показывается в том же положении, как и при обработке на станке. Пользуясь операционным эскизом, начертить заготовку с таким же числом проекций и обозначить её технологические базы по лишаемым степеням свободы, а также изобразить выбранную систему координат ОХУZ с указанием стрелками подлежащих лишению у заготовки степеней свободы при базировании. Затем на каждой базе заготовки изобразить столько опорных точек, скольких степеней свободы она лишает заготовку. Все опорные точки на схеме базирования, согласно ГОСТ 21495-76, изображают условными знаками:

на виде спереди и сбоку

на виде сверху

Опорные точки изображают на видимой базе сплошными линиями, а на невидимой - штриховыми линиями.

Располагаются опорные точки так, чтобы одна точка лишала заготовку только одной степени свободы, не лишённой с помощью других опорных точек.

Пронумеровать порядковыми номерами на базах заготовки все опорные точки, а на системе координат ОХУZ соответственно лишаемые ими степени свободы. Нумерацию опорных точек надо начинать с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек.

При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, изображается одна точка и около неё проставляют номера совмещённых точек.

4. ФОРМА И ПРИМЕР ОТЧЁТА ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Отчёт по практической работе " Разработка теоретической схемы базирования заготовки в приспособлении"	Группа
Фамилия студента
I. Задание
№ вар.	Содержание	Операционный эскиз
	Разработать теоретическую схему базирования заготовки диска в приспособлении для обработки отверстия Æ 10Н12, выдерживая размеры и технические требования, указанные на операционном эскизе.
II. Определение степеней свободы, подлежащих лишению у заготовки.
Заготовку необходимо лишить	Цель
1. Перемещения вдоль оси OX; 2. Перемещения вдоль оси OY; 3. Перемещения вдоль оси OZ   4. Поворотов вокруг осей OX и OY.	- выдержать размер 15 мм;   - выдержать размер 10 мм;   - обеспечить величины врезания и перебега сверла; - обеспечить перпендикулярность оси отв. Æ 10Н12 относительно поверхности А.

III. Определение количества опорных точек для базирования заготовки.
Решение	Обоснование решения
Для базирования заготовки необходимо 5 опорных точек	Так как заготовку надо лишить пяти степеней свободы
IV. Выбор технологических баз
Решение	Обоснование решения
Для базирования заготовки надо две технологические базы. За технологические базы заготовки принимают: - поверхность А;     - поверхность Б.	Так как заготовка базируется на пять опорных точек.   Так как относительно неё задан допуск перпендикулярности оси обрабатываемого отв. Æ 10Н12. Так как от её оси заданы размеры 15 и 10 мм.
V. Выделение баз по лишаемым степеням свободы
Поверхность А - установочная база заготовки, лишающая её перемещения вдоль оси OZ и поворотов вокруг осей OX и OY. Поверхность Б - двойная опорная база заготовки, лишающая её перемещений вдоль осей OX и OY.
VI. Изображение теоретической схемы базирования заготовки
Подпись исполнителя	Работу проверил	Дата

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. –

М.: Машиностроение, 1983. - 277 с.

2. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

3. ГОСТ 21495-76. Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения.

4. Терликова Т.Ф., Мельников А.С., Баталов В.И. Основы конструирования приспособлений. – М.: Машиностроение, 1980. – 119 с.

5. Андреев Г.Н., Новиков В.Ю., Схиртладзе А.Г. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/ Под ред. Ю.М. Соломенцева. – М.: Высш. шк., 1999 – 415 с.

* Для лишения поворота вокруг какой либо оси необходимы две опорные точки.