Технологические процессы машиностроительных производств

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Конспект лекций

Красноярск 2017

Изложены теоретические основы технологии машиностроения и их использование при проектировании технологических процессов изготовления машин. Закономерности производственных процессов рассматриваются на основе анализа множества размерных, временных и информационных связей, формирующихся в процессе изготовления машин. Рассмотрены основные направления повышения экономической эффективности машиностроительного производства. В качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Конспект лекций составили: В.Б. Ясинский, Е.Г. Зеленкова, Я.Ю. Пикалов, М.В. Брунгард, А.В. Суровцев
П р е д и с л о в и е

Процесс создания машины от формулировки ее служебного назначения и до получения в готовом виде четко подразделяют на два этапа: проектирование и изготовление. Первый этап завершается разработкой конструкции машины и представлением ее в чертежах, второй – реализацией конструкции с помощью производственного процесса. Построение и осуществление второго этапа составляет основную задачу технологии машиностроения.

Слово технология (образованное из двух греческих слов techne - мастерство, умение и logos - учение, наука) означает науку, систематизирующую совокупность приемов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в целях получения готовой продукции.

Основы технологии машиностроения были заложены и получили развитие в мастерских и на заводах, где изготовлялось оружие в больших количествах. Значительный вклад в отечественную технологию машиностроения в эпоху Петра I был внесен А.Нартовым и Я.Батищевым, которые разработали технологию производства оружия и создали оригинальные металлорежущие станки и инструменты.

Обобщение накопленного в этой отрасли опыта было впервые сделано профессором Московского университета И.А.Двигубским, издавшим в 1807 году книгу “Начальные основания технологии, или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых”.

Основоположником технологии машиностроения, в широком значении этого понятия, является профессор И.А.Тиме, который создал первый капитальный труд “Основы машиностроения, организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ”, вышедший в 1885 году в трех томах.

Учение о технологии машиностроения прошло путь от простой систематизации производственного опыта механической обработки деталей и сборки машин до создания научно обоснованных положений, разработанных на базе теоретических исследований, научно-производственных экспериментов и обобщения передового опыта.

Технология машиностроения - это наука, которая опирается на общенаучные, общеинженерные науки, тесно связанные со специальными дисциплинами. Она является как бы результирующей дисциплиной, формирующей инженера-механика, технолога машиностроительного производства, и создана в основном русскими и советскими учеными И.А.Двигубским, И.А.Тиме, А.П.Гавриленко, А.П.Соколовским, А.И.Кашировым, В.М.Кованом, Б.С.Балакшиным, А.А.Маталиным и другими.

В современном представлении, технология машиностроения –это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда, т. е. при наибольшей экономической эффективности.

Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на обработку, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей - валов, корпусов, зубчатых колес и др.; процессы сборки; конструирование приспособлений.

Интеграция науки, техники и производства - одно из решающих условий научно-технического прогресса, интенсификации экономики. Это в свою очередь отвечает интересам всемерного развития нефтегазового комплекса, позволяет обеспечивать его новой техникой, изготавливаемой на уровне современных требований.

Основное направление развития современной технологии общего и нефтегазового машиностроения - переход от прерывистых дискретных технологических процессов к непрерывным, автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции, эффективное использование машин, оборудования, сырьевых и энергетических ресурсов; внедрение безотходных и экологически чистых безопасных технологий; повышение производительности труда; создание условий для развития гибкого многономенклатурного производства.

Технология машиностроения является комплексным курсом. В технологии машиностроения комплексно изучаются:

¨ вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали как технологической системы;

¨ пути построения наиболее рациональных, т.е. наиболее производительных и экономичных технологических процессов изготовления деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки;

¨ методы рационального построения технологических процессов сборки машин.

В процессе изучения дисциплины необходимо усвоить:

¨ основные положения и понятия технологии машиностроения;

¨ теорию базирования и теорию размерных цепей;

¨ закономерности, проявляющиеся в процессе создания машины и определяющие ее качество, себестоимость и уровень производительности труда;

¨ методы разработки технологического процесса изготовления машин;

¨ сущность и принципиальные положения, лежащие в основе создания качественной и экономичной машины, логические связи между закономерностями функционирования технологических систем материалообработки.

Дисциплина “Технологические процессы машиностроительных производств” в свою очередь базируется на знании следующих дисциплин:

* Технология конструкционных материалов.

* Материаловедение.

* Метрология, стандартизация и взаимозаменяемость.

* Нормирование точности.

* Процессы формообразования и инструменты.

* Проектирование и производство заготовок.

Данная дисциплина, на которой базируется курсовое и дипломное проектирование, является основой цикла технологических дисциплин и допущено учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Основные понятия об изделиях и ТЕХНОЛОГИИ

Машиностроения

Машины, механизмы и устройства, используемые в нефтяной и газовой промышленности, производятся на предприятиях машиностроения и по своим эксплуатационным параметрам должны соответствовать требованиям, предъявляемым к современному оборудованию и технологии добычи, к транспортированию и переработке нефти и газа [3, 5, 10, 16, 17, 22, 28, 32, 33, 36].

1.1. Объекты производства, производственный и технологический

Обрабатываемых поверхностей

Метод обработки	Квалитет точности	Ra, мкм
Точение: предварительное чистовое тонкое	5-6	12.5 2.5-12.5 0.63-0.32
Фрезерование предварительное чистовое тонкое	5-6	12.5 2.5-12.5 0.63-0.32
Развертывание: предварительное окончательное тонкое	6-7	2.5 1.25-0.63 0.32

пленка удерживается на металле даже при тщательной очистке и обезжиривании поверхности. Толщина этого слоя составляет 2-3 А . Слой2 толщиной до 80 представляет собой частицы окислов, нитридов и обезуглероженных частиц металла, относительно слабо соединенных между собой, возникших при больших скоростях шлифования под воздействием высоких температур резания .

Слой состоит из деформированных зерен металла. Его толщина составляет около 50000 . Здесь наблюдаются сильно деформированные зерна металла, а также карбиды, выделяющиеся в структуре металла под действием высоких температур, возникающих при шлифовании. Эти карбиды располагаются по граням деформированных зерен. Далее располагается первоначальная (глубинная) кристаллическая структура металла (слой ).

Изменение структурных поверхностных свойств металлов оказывает существенное влияние на важнейшие эксплутационные свойства деталей и их соединений.

Большие высота и шаг микронеровностей увеличивают величину приработочного износа, вследствие этого уменьшается время работы сопряжения. На интенсивность износа влияют форма микронеровностей и их направление. Островершинные микронеровности изнашиваются быстрее плосковершинных. Следует иметь в виду, что шероховатость целесообразно снижать до определенного предела, так как должно обеспечиваться удержание слоя смазки между трущимися поверхностями.

При увеличении шероховатости снижается прочность деталей, особенно работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, так как впадины микропрофиля влияют на концентрацию напряжений и образование в них усталостных трещин.

Увеличение высоты, шага и заостренности неровностей приводит к уменьшению контактной жесткости и герметичности соединения из-за уменьшения фактической площади контакта. Так, при Rz=2,5...8мкм (развертывание, шлифование) она составляет только 10% от всей площади соединения; при Rz=0,8...2,5 мкм (те же методы) она повышается до 40%, а после притирки или суперфиниша увеличивается до 80...90%.

При запрессовке деталей микронеровности сминаются и сдвигаются, ослабляя натяг в соединении и надежность его работы. Это значительно менее заметно при сборке соединения с тепловым воздействием.

Коррозия деталей в атмосферных условиях возникает легче и идет быстрее на грубо обработанных поверхностях. Коррозионная стойкость несколько выше при закругленных впадинах микронеровностей.

Шероховатость также влияет на теплопроводность стыков, отражательную и поглощательную способность поверхностей, их загрязненность, на сопротивление протеканию жидкостей и газов, на сопротивление кавитационному разрушению, на величину КПД передачи и на другие характеристики.

При назначении шероховатости конструктор стремится к выбору ее оптимальных значений, т.е. к наименьшим комплексным затратам, связанным с изготовлением деталей машины и ее эксплуатацией. При этом часто пользуются нормативами, выработанными в течение длительного времени в различных областях машиностроения. Так, например, среднее значение шероховатости по параметру Ra составляет:

¨ для дорожек качения роликовых конических подшипников - 0,16мкм;

¨ желобов шариковых подшипников - 0,08 мкм;

¨ шеек коленчатых валов автомобильных двигателей - 0,2 мкм;

¨ отверстий шатунов двигателей внутреннего сгорания - 0,5 мкм;

¨ шеек и кулачков распределительных валов - 0,4 мкм.

Точностью их изготовления

Важнейшие показатели качества изделий в значительной степени определяются точностью их изготовления. Не случайно поэтому точность является одной из определяющих характеристик современного машиностроения. Повышение нагрузок и скоростей машин, а также возрастание требований к их надежности заставляют уделять все больше внимания обеспечению точности изготовления машин, механизмов, сборочных единиц и отдельных деталей.

Под точностью детали или машины понимают степень ее приближения к геометрически правильному ее прототипу. Изготовить любую деталь абсолютно точно, т. е. в полном соответствии с ее геометрическим представлением, практически невозможно, поэтому за меру точности принимают величины отклонений от теоретических значений. Эти отклонения после их измерения сопоставляют с отклонениями, допускаемыми служебным назначением детали в машине.

Первым показателем точности детали является точность расстояния между какими-либо двумя ее поверхностями или точность размеров поверхности детали, придающих ей те или иные геометрические формы.

Точность поворота одной поверхности относительно другой, выбранной за базу, служит вторым показателем точности детали. Так как деталь представляет собой пространственное тело, то точность поворота одной поверхности относительно другой обычно рассматривают в двух взаимноперпендикулярных координатных плоскостях.

Третьим показателем точности служит точность геометрических форм поверхностей детали или правильность геометрических форм - наибольшее приближение каждой из поверхностей детали к ее геометрическому представлению.

Различают три вида отклонений поверхностей деталей от их форм:

1. Макрогеометрические отклонения, под которыми понимают отклонения реальной поверхности от правильной геометрической формы в пределах габаритных размеров этой поверхности; например, отклонение плоской поверхности от плоскостности, поверхности кругового цилиндра, конуса, шара от их геометрических представлений.

2. Волнистость, представляющая собой периодические неровности поверхности, встречающиеся на участках протяженностью до 10 мм.

3. Микрогеометрические отклонения (микронеровности), под которыми понимают отклонения реальной поверхности в пределах небольших ее участков.

Микрогеометрические отклонения называют шероховатостью поверхности. Выбирая тот или иной параметр шероховатости поверхностей детали, тем самым устанавливают допуск на микроотклонения поверхностей от геометрически правильной формы.

Между всеми перечисленными выше показателями точности детали существуют качественные и количественные взаимосвязи. Пока можно говорить только о качественных связях, так как функциональных зависимостей, существующих между перечисленными показателями точности детали, до сих пор в общем виде не установлено. Действительно, если не знать микроотклонений, трудно говорить о точности формы (в смысле макрогеометрических отклонений), так как при измерении макроотклонений в измеренную величину в качестве одного из слагаемых войдут и микронеровности, если не будет предпринято специальных мер для исключения их влияния.

Аналогично, если не знать макроотклонений поверхности, трудно судить об отклонениях от требуемого поворота одной поверхности относительно другой, так как при измерении этого отклонения макроотклонения будут влиять на величину измеренного отклонения.

Только при установке по краям измеряемой поверхности детали двух калиброванных плиток с наложением уровня на поставленную на них линейку можно условно говорить об отклонении этой поверхности от параллельности второй поверхности, деталь которой установлена на контрольной плите.

Трудно также говорить о точности расстояния между двумя поверхностями, так как на измеренное отклонение окажут влияние отклонения поворота поверхности, макро- и микроотклонения.

Из изложенного следует, что:

¨ измерение точности нужно начинать с измерения микронеровностей, затем нужно измерять макронеровности, отклонения от требуемого поворота и, наконец, точность расстояния или размера (если не предпринимать особых мер для исключения влияния соответствующих отклонений);

¨ допуски на расстояния и размеры поверхностей детали должны быть больше допусков на величину отклонений от требуемого поворота поверхностей, которые в свою очередь должны быть больше допусков на макрогеометрические отклонения, а последние – больше допусков на микрогеометрические отклонения, зависящие от назначаемого параметра шероховатости поверхности.

Рассмотренные выше показатели, характеризующие точность детали, целиком используются и для характеристики точности машины. Различие заключается только в том, что у детали все показатели точности относятся к поверхностям одной данной детали, у машины же они относятся к исполнительным поверхностям, принадлежащим различным связанным одна с другой деталям машины.

Поскольку исполнительные поверхности машины должны осуществлять относительное движение, необходимое для выполнения машиной ее служебного назначения, то одним из основных показателей, характеризующих точность машины, является точность относительного движения исполнительных поверхностей.

Под точностью относительного движения понимается максимальное приближение действительного характера движения исполнительных поверхностей к теоретическому закону движения, выбранному с учетом служебного назначения машины.

Точность относительного движения характеризуется величиной соответствующего отклонения, на которое должен устанавливаться (как и на другие показатели точности) допуск.

С учетом изложенного выше точность машины характеризуется следующими основными показателями:

¨ точностью относительного движения исполнительных поверхностей машины;

¨ точностью расстояний между исполнительными поверхностями или заменяющими их сочетаниями поверхностей и их размеров;

¨ точностью относительных поворотов исполнительных поверхностей;

¨ точностью геометрических форм исполнительных поверхностей (включая макрогеометрию и волнистость);

¨ шероховатостью исполнительных поверхностей.

Точность изготовления изделий обеспечивается ограничением соответствующими допусками.

Оптимальная точность изготовления деталей обеспечивается ограничением указанных погрешностей их предельными значениями, т.е. соответствующими допусками. Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических параметров поверхностей детали, должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются соответствующими стандартами.

Стандарты единой системы допусков и посадок (ЕСДП) распространяются на гладкие сопрягаемые и несопрягаемые элементы дета-

лей с номинальными размерами до 10 000 мм (ГОСТ 25346-82, ГОСТ 25347-82, ГОСТ 25348-82).

Баз в машиностроении

Из теоретической механики известно, что каждое свободное твердое тело имеет шесть степеней свободы относительно трех координатных перпендикулярных осей X, Y, Z. Оно может перемещаться параллельно трем координатным осям и вращаться вокруг каждой из них. Положение такого тела относительно выбранной системы координат вполне определяется шестью независимыми величинами, например, шестью координатами, т.е. для полного исключения подвижности твердого тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы: трех поступательных перемещений вдоль осей координат и трех вращений вокруг указанных осей (см. рис.2.1). Это достигается наложением связей. Под связями подразумеваются ограничения позиционного (геометрического) или кинематического характера, накладываемые на движения точек рассматриваемого тела.

В рассматриваемом случае недеформируемые стержни (координаты X, Y, Z) представляют собой двухсторонние “идеальные связи” (идеализированные связи без трения), число которых (шесть) соответствует числу степеней свободы, отбираемых у тела при наложении связей.

Рис.2.1. Связи и ориентирование тела в пространстве

Рис.2.2. Связи и ориентирование призматического тела в

пространстве

Призматическое тело с наложенными на него двухсторонними связями представляет собой по терминологии теоретической механики несвободную механическую систему. Несвободной называется механическая система (твердое тело), на движения точек которой наложены геометрические (позиционные) связи. Позиционные связи в этом случае являются идеальными, т.е. связями без трения.

В реальных условиях базирования двухсторонние позиционные связи, представленные на рис.2.2, заменяются непосредственным контактом (односторонней связью) соответствующих поверхностей или опорных точек, обеспечивающих базирование твердому телу (рис.2.3). Возникающие при этом позиционные связи являются односторонними связями. Неподвижность и определенность положения твердого тела обеспечивается условием, что . При базировании точки контакта возникнут только при приложении силы (силы тяжести или прижима). Реальная связь всегда является неидеальной, т.е. связь с кулоновым трением, и условно представляет собой состоящую по характеру ограничений идеальную связь и так называемую фрикционную связь, порождаемую трением с касательным взаимодействием в точке контакта (рис.2.4).

В отличие от идеальных опорных точек, которые предполагаются на идеальных поверхностях абсолютно твердого тела, в реальных условиях базирования материальная опорная точка в сочетании с приложенной к изделию силой лишает изделие не одной, а всех шести степеней свободы, так как не только ограничивает возможные перемещения изделия по нормали к опорной плоскости, но и воздействием сил и моментов трения исключает возможность перемещения изделия вдоль осей OX, OY и вращения вокруг осей OX, OY и OZ (рис.2.5).

Материальная опорная точка представляет собой некоторую площадку. За счет того, что поверхности изделия в действительности отличаются от идеальных, изделие не является абсолютно твердым и под действием сил деформируется.

На рис.2.4 условие неподвижности детали относительно системы отсчета обеспечивается при Z₁, Z₂, Z₃=const, F₂>P_2, F₃>P_3, и M_тр>M_вр. Условие определения положения детали обеспечивается за счет трех опорных точек, расположенных на плоскости XOY, и воображаемых плоскостей симметрии (скрытых баз), мысленно проводимых перпендикулярно имеющимся у детали базирующим поверхностям относительно плоскостей системы отсчета XOZ и YOZ.

В любом изделии для выполнения заданных функций и служебного назначения в целом необходимо обеспечить определенное взаим-

Рис.2.3. Схема установки призматического тела на шесть

опорных точек

Рис.2.4. Схема установки призматического тела на три опорные

точки, имеющие фрикционные связи.

ное расположение сборочных единиц, деталей и поверхностей деталей. Равным образом при обработке заготовок на станках они должны быть правильно ориентированы относительно рабочих узлов (деталей или их поверхностей) станка, определяющих траектории перемещений режущих инструментов (направляющих суппортов, фрезерных и резцовых головок, упоров, копировальных устройств и т.д.).

Задачи взаимной ориентации и определенности положения деталей и сборочных единиц в машинах, а также ориентации заготовок на станках при их изготовлении решаются за счёт назначения соответствующих систем координат в пределах всей машины, в пределах сборочных единиц (основа - базовая деталь) и в пределах детали (определяющая положение поверхностей детали), т.е. назначением соответствующих баз.

ГОСТ 21495-76 устанавливает термины и определения основных понятий систематики базирования и баз при проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте изделий машиностроения.

Базирование - это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

База(недопустимо - базирующая поверхность) - это поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Различают проектную и действительную базы.

Проектная -база, выбранная при проектировании изделия, технологического процесса изготовления или ремонта этого изделия.

Действительная -база, фактически используемая в конструкции при изготовлении, эксплуатации или ремонте изделия.

Каждая из баз может иметь одну, две или три опорные точки. Опорная точка - точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с избранной системой координат.

Для обеспечения неподвижности и ориентации заготовки или изделия в избранной системе координат необходим комплект баз.

Комплект баз - совокупность трёх баз, образующих систему координат заготовки или изделия.

Схемой базирования называют схему расположения опорных точек на базах заготовки или изделия (см. рис.2.6). Все опорные точки на схеме изображают условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее число опорных точек.

Рис.2.5. Базирование шара в реальных условиях

Рис.2.6. Схема расположения опорных точек на базах заготовки

Классификация баз

Теория базирования является общей и распространяется на все тела, которые могут рассматриваться как твердые, в том числе и на изделия машиностроения в сборе и на всех стадиях производственного процесса - при механической обработке, транспортировании, измерениях, сборке и т.д.

Классификация баз основывается на следующих положениях. Всё многообразие поверхностей изделий машиностроения сводится к четырём видам:

– исполнительные поверхности - поверхности, при помощи

которых деталь выполняет свое служебное назначение;

– основные базы - поверхности, при помощи которых определя-

ется положение присоединяемых деталей относительно

данной;

– вспомогательные базы - поверхности, при помощи которых

определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;

– свободные поверхности - поверхности, не соприкасающиеся с

поверхностями других деталей.

Базирование необходимо для всех стадий создания изделия: конструирования, изготовления, измерения, а также при рассмотрении изделия в сборе. Отсюда вытекает необходимость разделения баз по назначению на три вида: конструкторские, технологические и измерительные.

Конструкторская база (недопустимо - сборочная) - база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы. Это подразделение конструкторских баз действительно как для изображения изделия на чертеже, так и для изготовленного изделия. Необходимость такого подразделения вытекает из различия роли основных и вспомогательных баз и важности учёта этого при конструировании (выборе конструктивных форм поверхностей деталей, задании их относительного положения, простановке размеров, разработке норм точности и т.д.), разработке и осуществлении технологических процессов.

Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.

Измерительная база (недопустимо - контрольная) - база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

БАЗЫ

Назначение базы

Конструкторская - основная - вспомогательная

Технологическая

Измерительная

Лишаемые степени свободы

		Характер проявления

Явная

Скрытая

Рис. 2.7 Схема классификации баз

Законы базирования являются общими для всех стадий создания изделия. Поэтому, независимо от назначения, базы могут быть различными лишь по отнимаемым от базируемой заготовки, детали или сборочной единицы степеням свободы и по характеру проявления.

Схематично классификация баз представлена на рис. 2.7.

В зависимости от числа опорных точек, с которыми база находится в контакте, и следовательно, в зависимости от числа отнимаемых при этом степеней свободы у деталей, базы подразделяются на установочную, направляющую, опорную, двойную направляющую, двойную опорную, опорно-направляющую (схемы базирования различных по форме деталей представлены на рис.2.8).

Как показано на рис.2.8.а, нижняя наибольшая плоскость призматической детали имеет три опорные точки. Следовательно, плоскость XOY лишает призматическую деталь трёх степеней свободы (П_z; В_x; В_y). База, лишающая заготовку или изделие трёх степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей, называется установочной базой.

Плоскость XOZ лишает деталь двух степеней свободы (П_y; В_z).

База, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси, называется направляющей базой.

Плоскость YOZ лишает призматическую деталь одной степени свободы (П_x).

База, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси, называется опорной базой.

Следовательно, комплектом баз призматической детали являются: установочная, направляющая и опорная.

Под комплектом баз понимается совокупность трёх баз, образующих систему координат заготовки или изделия.

Для ориентировки цилиндрического валика (рис.2.8.б) необходимо наложить на его цилиндрическую поверхность две связи с плоскостью XOY (П_z; В_y) и две с плоскостью XOZ (П_y; В_z).

База, лишающая заготовку или изделие четырёх степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей, называется двойной направляющейбазой.

Плоскость YOZ лишает цилиндрическое тело одной степени свободы (опорная база).

Рис.2.8. Схемы определения положения деталей в пространстве:

а-призма; б-валик; в-диск; г-шар

Рис.2.9. Базирование по конической поверхности

Еще одна опорная точка накладывается (например, по поверхности шпоночной канавки) на одну из плоскостей XOY или XOZ. Для случая на рис.2.8.б на плоскость XOY.

Для дисковых деталей (рис.2.8.в) высота цилиндра значительно меньше диаметра. Очевидно, что в этом случае цилиндрическая поверхность не может уже выполнить функции двойной направляющей базы и нести на себе четыре опорные точки. С другой стороны, относительно большие размеры торцовой поверхности (плоскость YOZ) делают возможным наложение на неё трёх связей: П_z; В_x; В_y (установочная база).

На цилиндрическую поверхность накладываются две связи (П_y; П_z): одна опорная точка на плоскость XOY и одна на XOZ.

База, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей, называется двойной опорной базой.

Ещё одна связь накладывается на одну из плоскостей XOY или XOZ (например, по поверхности шпоночной канавки). Для случая на рис.2.8.в на плоскость XOY.

Некоторые особенности имеет базирование деталей по конической поверхности с небольшой конусностью (отверстия в шпинделях станков, конические хвостовики режущих инструментов и др.).В данном случае коническая поверхность лишает деталь пяти степеней свободы (рис.2.9). Эта поверхность выполняет функции двойной направляющей и опорной поверхностей и поэтому называется опорно-направляющей базой.

Из рассмотренных схем видно, что для определения положения любой детали относительно выбранной системы координат необходимо иметь шесть связей между координатной системой детали и выбранной.

Для определения положения детали, рассматриваемой как абсолютно жёсткое тело, необходимо и достаточно шести опорных точек. Это значит, что добавление количества точек сверх шести не только не нужно, но и вредно, т.к. вносит добавочные погрешности в определение положения детали.

Для размещения шести опорных точек всегда необходимо наличие у детали трёх поверхностей или заменяющих их сочетаний поверхностей (комплекта баз), т.е., другими словами, необходимо наличие координатной системы.

По характеру проявления базы по ГОСТу 21496-76 подразделяются на явные и скрытые (условные).

В большинстве случаев сборки и материалообработки определённость положения детали в изделии или обрабатываемой заготовки в приспособлении, т.е. их базирование, осуществляется непосредственно контактом поверхностей с соответствующими поверхностями других деталей сборочной единицы или приспособления. Материальные поверхности, используемые для базирования, принято называть явными.

База заготовки или изделия в виде реальной повер