что такое база на чертеже и для чего она нужна
Что такое база на чертеже и для чего она нужна
6.1. Понятие о базах, их классификация и назначение
Базой называют исходную поверхность, определяющую положение заготовки в процессе обработки её на станке или готовой детали в собранном узле или машине.
При конструировании, изготовлении и сборке механизмов и машин принято различать следующие разновидности баз:
Конструктивными и сборочными базами называют поверхности, линии или точки детали, с помощью которых определяют её положение относительно других деталей на сборочном чертеже (конструктивные базы) или при сборке (сборочные базы). В качестве конструктивных баз используют также линии симметрии: оси валов и отверстий, биссектрисы углов и т. п. Для всех деталей вращения одной из конструктивных баз всегда является ось вращения.
Сборочными базами детали могут быть только материальные поверхности, то есть поверхности, выполняющие служебное назначение.
Как правило, положение детали относительно других деталей определяется комплектом из двух или трёх баз.
Конструктивной базой элемента детали называется любой её элемент, связанный с координирующим размером, то есть с размером, определяющим взаимное положение элементов детали.
Размеры, влияющие на взаимозаменяемость, как правило, указывают от конструктивных баз.
В зависимости от служебного назначения все поверхности детали подразделяют на:
Присоединительными называют поверхности детали, определяющие положение всех присоединяемых к ней других деталей.
Исполнительные поверхности – поверхности, выполняющие служебное назначение, например, профиль зубчатого колеса, неподвижно закреплённого на валу.
Свободной поверхностью называется поверхность, предназначенная для соединения основных и присоединительных баз и исполнительной поверхности между собой с образованием совместно необходимой конструктивной формы детали.
Элементы детали, образующие комплекты основных и присоединительных поверхностей, обрабатывают с повышенной точностью и чистотой и, как правило, используют как технологические базы.
Таким образом, технологической базой называют элементы детали, используемые в процессе обработки для установления взаимосвязи между расположением режущей кромки инструмента и обрабатываемой поверхностью.
Технологические базы подразделяются на основные и вспомогательные, установочные, измерительные и контрольные.
Основными установочными базами называют элементы обрабатываемой заготовки, используемые для установки на станке (в приспособлении) перед обработкой. Различают проверочные и опорные установочные базы.
Вспомогательными установочными базами называют поверхности элементов обрабатываемой детали, используемые только для облегчения установки её в приспособлении или на станке и не нуждающиеся в обработке по условиям чертежа.
Проверочной установочной базой называется поверхность обрабатываемой заготовки, по которой происходит выверка положения этой заготовки на станке или установка режущего инструмента.
Опорной установочной базой называется поверхность, расположение которой относительно обрабатываемой поверхности имеет существенное значение с точки зрения работы детали в собранном узле или механизме.
На рисунке 6.1 приведён простейший случай сверления отверстия А в заготовке на заданном расстоянии l от ранее обработанного отверстия Б.
Обработку производят в приспособлении, состоящем из корпуса 3, в нижней части которого расположен установочный палец 1, а в верхней – кондукторная втулка 2, служащая для направления сверла при обработке.
В этом случае поверхность Б будет являться установочной базой, определяющей как положение обрабатываемой заготовки относительно режущего инструмента, так и исполнение заданного межцентрового расстояния.
Измерительными базами называют элементы обрабатываемой заготовки детали, используемые в процессе обработки для непосредственного отсчёта размера.
На рабочем чертеже размеры следует проставлять так, чтобы их удобно было измерять при изготовлении детали. Кроме того, важно, чтобы допуск одних размеров не влиял на точность других.
Расположение размеров на чертеже возможно тремя методами – цепным, координатным и комбинированным (рисунок 6.2).
Цепной метод применяют при необходимости получить точные размеры отдельных ступеней или межцентровых расстояний на детали. Но в этом случае расстояние каждой ступени от базы будет зависеть от суммы ошибок предыдущих размеров и может значительно колебаться. При этом методе рационально применять одновременную обработку ступеней многорезцовой головкой.
Координатный метод применяют при необходимости вести отсчёт всех размеров от одной выбранной базы. При этом на размеры не влияют отклонения других размеров при обработке. Но зато точность каждой обработанной ступени детали зависит от колебаний двух размеров, обозначающих соседние ступени.
Простановка размеров от конструктивных баз даёт возможность получать на чертеже короткие размерные цепи, что повышает точность и качество изделия, кроме того, позволяет легко производить проверку, расчёт и увязку размеров, как в самой детали, так и в узле. Недостатки этой системы – отсутствие учёта технологических требований в чертежах. Из-за этого технологи вынуждены составлять на сложные детали технологические чертежи со своими размерами и допусками. Увеличивается количество необходимого измерительного инструмента, т. к. заказчик производит приёмку изделий по конструкторским чертежам. Эти недостатки увеличивают сроки освоения изделия и его себестоимость.
В случае простановки размеров от технологических баз конструктор связывает размеры со способами изготовления детали. Положительная сторона этой системы – ускоряется и облегчается изготовление детали, т. к. отпадает необходимость в пересчёте размеров и допусков. Приёмка изделий отделом технологического контроля и заказчиком производится по одним и тем же чертежам. Упрощается оснастка и уменьшается количество технической документации. Но по мере изменения технологии приходится часто корректировать чертежи, отчего сокращается срок их службы. И, основное, конструктивные требования находят меньшее отражение в чертеже, чем технологические. Эти недостатки системы простановки размеров только от технологических баз.
В комбинированном методе часть размеров выставляется от конструктивных баз, а часть – от технологических. От конструктивных баз проставляют те размеры, которые входят в расчёт размерных цепей.
Размеры относительно низкой точности целесообразно наносить от технологических баз. В этом случае обработка ведётся непосредственно по размерам, проставленным на чертеже.
Деталь может иметь несколько конструктивных баз, связанных друг с другом размерами. В этом случае каждый функциональный размер задаётся от той конструктивной базы, с которой он связан в собранном изделии.
Если непосредственный контроль функционального размера невозможен, то такой размер должен быть заменён другими размерами на чертеже. Эти размеры будут иметь более жёсткие допуски. При возможности косвенно (через другие размеры) контролировать функциональный размер, эти размеры, как технологические, проставляются в технологических картах вместо функциональных.
Контрольными базами называют элементы детали, которыми пользуются при проверке готовой детали.
Для наибольшей точности изготовления деталей, а следовательно, и лучших эксплуатационных результатов необходимо стремиться к тому, чтобы конструктивные и технологические (контрольные) базы представляли собой одну и ту же поверхность, иными словами, чтобы по возможности осуществлять установку заготовки при обработке и измерении её от той же поверхности, которая будет определять положение детали в собранном узле или машине.
Во всех случаях, когда технологические или контрольные и конструктивные базы не совпадают, возникают погрешности базирования (измерения), что приводит к перерасчёту допусков.
Базы в машиностроении
Установление конструкторских и технологических баз
Базой называют поверхность, совокупность поверхностей, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые или собираемые на данной операции.
По своему назначению базы подразделяются на: конструкторские, технологические и измерительные.
Конструкторской базой называют поверхность детали, относительно которой конструктором задаются расстояния до других поверхностей. Эти базы подразделяют на основные и вспомогательные.
Основной называется база относительно которой конструктором задаётся расположение поверхностей, определяющих положение самой детали в изделии, вспомогательной — положение присоединяемой детали относительно данной. Вспомогательных баз может быть несколько.
Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали в приспособлении в процессе её изготовления.
Измерительной базой называют поверхность детали, относительно которой производится контроль полученных размеров, которой определяется положение детали в измерительном приспособлении.
Определение этих баз необходимо для того, чтобы в дальнейшем, при проектировании технологической оснастки соблюсти главный принцип ориентации заготовки в приспособлении — совмещение конструкторской и технологической баз.
Что такое база на чертеже и для чего она нужна
6.1. Понятие о базах, их классификация и назначение
Базой называют исходную поверхность, определяющую положение заготовки в процессе обработки её на станке или готовой детали в собранном узле или машине.
При конструировании, изготовлении и сборке механизмов и машин принято различать следующие разновидности баз:
Конструктивными и сборочными базами называют поверхности, линии или точки детали, с помощью которых определяют её положение относительно других деталей на сборочном чертеже (конструктивные базы) или при сборке (сборочные базы). В качестве конструктивных баз используют также линии симметрии: оси валов и отверстий, биссектрисы углов и т. п. Для всех деталей вращения одной из конструктивных баз всегда является ось вращения.
Сборочными базами детали могут быть только материальные поверхности, то есть поверхности, выполняющие служебное назначение.
Как правило, положение детали относительно других деталей определяется комплектом из двух или трёх баз.
Конструктивной базой элемента детали называется любой её элемент, связанный с координирующим размером, то есть с размером, определяющим взаимное положение элементов детали.
Размеры, влияющие на взаимозаменяемость, как правило, указывают от конструктивных баз.
В зависимости от служебного назначения все поверхности детали подразделяют на:
Присоединительными называют поверхности детали, определяющие положение всех присоединяемых к ней других деталей.
Исполнительные поверхности – поверхности, выполняющие служебное назначение, например, профиль зубчатого колеса, неподвижно закреплённого на валу.
Свободной поверхностью называется поверхность, предназначенная для соединения основных и присоединительных баз и исполнительной поверхности между собой с образованием совместно необходимой конструктивной формы детали.
Элементы детали, образующие комплекты основных и присоединительных поверхностей, обрабатывают с повышенной точностью и чистотой и, как правило, используют как технологические базы.
Таким образом, технологической базой называют элементы детали, используемые в процессе обработки для установления взаимосвязи между расположением режущей кромки инструмента и обрабатываемой поверхностью.
Технологические базы подразделяются на основные и вспомогательные, установочные, измерительные и контрольные.
Основными установочными базами называют элементы обрабатываемой заготовки, используемые для установки на станке (в приспособлении) перед обработкой. Различают проверочные и опорные установочные базы.
Вспомогательными установочными базами называют поверхности элементов обрабатываемой детали, используемые только для облегчения установки её в приспособлении или на станке и не нуждающиеся в обработке по условиям чертежа.
Проверочной установочной базой называется поверхность обрабатываемой заготовки, по которой происходит выверка положения этой заготовки на станке или установка режущего инструмента.
Опорной установочной базой называется поверхность, расположение которой относительно обрабатываемой поверхности имеет существенное значение с точки зрения работы детали в собранном узле или механизме.
На рисунке 6.1 приведён простейший случай сверления отверстия А в заготовке на заданном расстоянии l от ранее обработанного отверстия Б.
Обработку производят в приспособлении, состоящем из корпуса 3, в нижней части которого расположен установочный палец 1, а в верхней – кондукторная втулка 2, служащая для направления сверла при обработке.
В этом случае поверхность Б будет являться установочной базой, определяющей как положение обрабатываемой заготовки относительно режущего инструмента, так и исполнение заданного межцентрового расстояния.
Измерительными базами называют элементы обрабатываемой заготовки детали, используемые в процессе обработки для непосредственного отсчёта размера.
На рабочем чертеже размеры следует проставлять так, чтобы их удобно было измерять при изготовлении детали. Кроме того, важно, чтобы допуск одних размеров не влиял на точность других.
Расположение размеров на чертеже возможно тремя методами – цепным, координатным и комбинированным (рисунок 6.2).
Цепной метод применяют при необходимости получить точные размеры отдельных ступеней или межцентровых расстояний на детали. Но в этом случае расстояние каждой ступени от базы будет зависеть от суммы ошибок предыдущих размеров и может значительно колебаться. При этом методе рационально применять одновременную обработку ступеней многорезцовой головкой.
Координатный метод применяют при необходимости вести отсчёт всех размеров от одной выбранной базы. При этом на размеры не влияют отклонения других размеров при обработке. Но зато точность каждой обработанной ступени детали зависит от колебаний двух размеров, обозначающих соседние ступени.
Простановка размеров от конструктивных баз даёт возможность получать на чертеже короткие размерные цепи, что повышает точность и качество изделия, кроме того, позволяет легко производить проверку, расчёт и увязку размеров, как в самой детали, так и в узле. Недостатки этой системы – отсутствие учёта технологических требований в чертежах. Из-за этого технологи вынуждены составлять на сложные детали технологические чертежи со своими размерами и допусками. Увеличивается количество необходимого измерительного инструмента, т. к. заказчик производит приёмку изделий по конструкторским чертежам. Эти недостатки увеличивают сроки освоения изделия и его себестоимость.
В случае простановки размеров от технологических баз конструктор связывает размеры со способами изготовления детали. Положительная сторона этой системы – ускоряется и облегчается изготовление детали, т. к. отпадает необходимость в пересчёте размеров и допусков. Приёмка изделий отделом технологического контроля и заказчиком производится по одним и тем же чертежам. Упрощается оснастка и уменьшается количество технической документации. Но по мере изменения технологии приходится часто корректировать чертежи, отчего сокращается срок их службы. И, основное, конструктивные требования находят меньшее отражение в чертеже, чем технологические. Эти недостатки системы простановки размеров только от технологических баз.
В комбинированном методе часть размеров выставляется от конструктивных баз, а часть – от технологических. От конструктивных баз проставляют те размеры, которые входят в расчёт размерных цепей.
Размеры относительно низкой точности целесообразно наносить от технологических баз. В этом случае обработка ведётся непосредственно по размерам, проставленным на чертеже.
Деталь может иметь несколько конструктивных баз, связанных друг с другом размерами. В этом случае каждый функциональный размер задаётся от той конструктивной базы, с которой он связан в собранном изделии.
Если непосредственный контроль функционального размера невозможен, то такой размер должен быть заменён другими размерами на чертеже. Эти размеры будут иметь более жёсткие допуски. При возможности косвенно (через другие размеры) контролировать функциональный размер, эти размеры, как технологические, проставляются в технологических картах вместо функциональных.
Контрольными базами называют элементы детали, которыми пользуются при проверке готовой детали.
Для наибольшей точности изготовления деталей, а следовательно, и лучших эксплуатационных результатов необходимо стремиться к тому, чтобы конструктивные и технологические (контрольные) базы представляли собой одну и ту же поверхность, иными словами, чтобы по возможности осуществлять установку заготовки при обработке и измерении её от той же поверхности, которая будет определять положение детали в собранном узле или машине.
Во всех случаях, когда технологические или контрольные и конструктивные базы не совпадают, возникают погрешности базирования (измерения), что приводит к перерасчёту допусков.
3.3.2 Понятия о базах и некоторые сведения по нанесению размеров
Базы. Базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат (ГОСТ 21495-76). Поверхности заготовок или деталей, используемые при базировании, называют базами.
Базы разделяются на конструкторские, измерительные и технологические (рисунок 3.7). Конструкторскими базами (смотри КБ) называют поверхности, линии или точки деталей, по отношению к которым ориентируют другие элементы детали или другие элементы изделия при конструировании.
Измерительная база определяет относительное положение заготовки или изделия и средств измерения.
Технологическими базами (смотри ТБ) называют поверхности, линии или точки заготовки, относительно которых удобно определять положение других ее поверхностей при обработке на данном установе.
Оформление и нанесение размеров. Нанесение размеров на чертеже является наиболее ответственной операцией, требующей опыта и знания технологии изготовления детали. ГОСТом 2.307-68 установлены правила нанесения размеров и предельных отклонений на чертежах.
В этих правилах нашли отражение основы технологии современного машиностроения и, главным образом, геометрическая сторона оформления, размещения, нанесения размерных чисел и условности, применяемые при простановке размеров. При выполнении эскизов и рабочих чертежей деталей необходимо решить основные вопросы, какие размеры необходимы и как их нанести на чертеже.
Общие правила простановки размеров не зависят от технологии изготовления деталей. Они определяют технику нанесения размеров, т.е. как наиболее рационально и графически грамотно расположить на чертеже размерные и выносные линии, размерные числа и т.п. в соответствии с требованиями ГОСТа 2.307-68.
Специальные правила и приемы простановки размеров обусловлены производственными требованиями, т.е. технологией изготовления детали и условиями ее работы.
На чертеже изделия или детали должны быть указаны габаритные размеры – наибольшие размеры по трем взаимно перпендикулярным осям. Они необходимы для увязки размеров составных частей, подсчета объема изделия и определения размеров заготовок. На рабочих чертежах должны быть указаны все размеры, полностью определяющие геометрические данные всех элементов детали. От правильности расстановки размеров зависит удобство чтения чертежа, разметки детали и производительности при обработке. При оразмеривании чертежа, прежде всего, следует решить вопрос о способе нанесения размеров.
Существуют три основных способа:
Цепной – когда размеры одного направления указываются один за другим – цепочкой. Сумма размеров цепочки называется размерной цепью и должна равняться габаритному размеру. Один, менее ответственный, размер в цепочке не указывается, его можно высчитать (рисунок 3.8).
К
оординатный – когда размеры проставляются от одной заранее выбранной базы. Этот метод используется для фиксирования серии размеров от общей базы (рисунок 3.9).
Рисунок 3.8 Рисунок 3.9
Комбинированный способ простановки размеров представляет собой сочетание цепного и координатного. Применяется при нанесении размеров наиболее ответственных элементов детали.
В зависимости от выбора размерных баз существуют также три системы простановки размеров:
от конструкторских баз;
от технологических баз;
Первая характеризуется тем, что все размеры на чертеже проставляют от конструкторских баз, т.е. поверхностей, которые определяют положение детали в узле.
Вторая характеризуется тем, что все размеры на чертеже проставляются от технологических баз, т.е. от поверхностей, которые определяют положение детали при обработке.
Третья характеризуется тем, что одна часть размеров проставляется от конструкторских баз, а другая – от технологических.
В данном задании, когда мы не можем однозначно сказать о том положении, которое занимает данная деталь в сборочной единице, более приемлема вторая система простановки размеров, так как студент в состоянии определить способы получения той или иной поверхности.
При нанесении размеров рекомендуем руководствоваться следующими условностями:
все размеры по возможности равномерно распределяются по всем изображениям детали;
размеры, характеризующие отдельные геометрические формы или элементы детали (усеченный конус, цилиндрический прилив, паз, выточка и т.п.), желательно располагать на одной проекции;
с целью уменьшения количества размерных чисел применяются условные группировки для характеристики одинаковых контуров (например, 5, h7 относятся и к другому отверстию А на рисунке 3.10); надпись «12 отв. 10» на этом же рисунке означает, что по окружности 72 равномерно располагаются 12 одинаковых отверстий диаметром 10 и т.д.;
значительное уменьшение количества размеров дает учет симметрии форм. Размеры, симметричные относительно общей оси, указываются сдвоенными (по типу диаметра). Например, отверстия А (рисунок 3.10);
следует помнить, что отверстия всегда координируются по центрам и никогда не указываются размеры от какого-либо контура до края отверстия. Точно так же на чертежах не указывается разность диаметров;
от линий невидимого контура выносные и размерные линии не проводят. Для указания размеров и выявления внутренних форм выполняются разрезы и сечения;
от криволинейных поверхностей размеры не указываются;
если радиусы скруглений, сгибов и т.п. на всем чертеже одинаковы или какой-либо радиус является преобладающим, то вместо нанесения размеров этих радиусов непосредственно на изображении рекомендуется в технических требованиях, которые располагаются над основной надписью, делать запись типа: «Неуказанные радиусы 4 мм», «Внутренние радиусы сгибов 10 мм» и т.д.
Измерение линейных размеров с точностью 0,1-0,05 мм проводится штангенциркулем. На рисунке 3.11 показано измерение указанным инструментом наружного и внутреннего диаметров и глубины отверстия.
Определение радиусов закруглений удобно производить радиусомером с набором шаблонов (рисунок 3.12).
Определение параметров стандартных резьб. Как известно, к основным параметрам любой резьбы относятся: профиль, наружный (или внутренний) диаметр, шаг, направление, число заходов и длина резьбы с полным профилем.
Р
исунок 3.12 Рисунок 3.13
В современном машиностроении назначению шероховатости поверхности уделяется большое внимание, так как из практики эксплуатации механизмов известно, что характер шероховатости поверхности влияет на качественные и прочностные характеристики детали, на точность работы всего механизма. Требования к шероховатости поверхностей должны быть обоснованными и устанавливаются в зависимости от функционального назначения поверхности. В учебном процессе при выполнении рабочих чертежей и эскизов деталей студент может не знать требования к поверхности по условиям эксплуатации. В этом случае рассматривают технологию изготовления детали, то есть определяют, каким из способов механической обработки ее можно получить.
Шероховатостью поверхности называют совокупность микронеровностей, образующих рельеф поверхности. Параметры шероховатости и ее характеристики устанавливает ГОСТ 2789-73, а обозначение шероховатости на чертеже – ГОСТ 2.309-73 (с учетом изменения №3 от 28.05.2002г.).
Из номенклатуры параметров, установленных ГОСТом 2789-73, выделим следующие:
Rа – среднее арифметическое отклонение точек профиля от средней линии в пределах базовой длины, мкм;
Базовая длина – размер участка, на котором надежно определяются параметры шероховатости.
Структура обозначения шероховатости приведена на рисунке 3.14 При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.
В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунке 3.15. Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1,5…5)h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже. При обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктор не устанавливает, применяют знак по рисунку 3.15 а. Если поверхность получена удалением слоя материала, например, точением, сверлением, шлифованием и т.д., применяют знак по рисунку 3.15 б. В обозначении шероховатости поверхности, образованной без удаления слоя материала (ковкой, штамповкой, литьем и т.д.), а также поверхностей, не обрабатываемых по данному чертежу (сохраняемых в состоянии поставки) применяют знак по рисунку 3.15 в с указанием параметра шероховатости, либо без указания.
Знаки шероховатости поверхностей на изображении детали располагают на линиях контура, выносных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий-выносок. Допускается при недостатке места располагать обозначение шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, а также разрывать выносную линию (рисунок 3.16).
Рисунок 3.16 Рисунок 3.17
Острие знака всегда должно направляться «из пустоты к металлу». В зависимости от расположения поверхности знаки наносят так, как показано на рисунке 3.17.
Если все поверхности детали имеют одинаковую шероховатость, то знак с указанием параметра помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображении не наносят (рисунок 3.18). Обозначение шероховатости, одинаковой для части поверхностей изделия, также может быть помещено в правом верхнем углу чертежа (рисунок 3.19). При этом знак по величине приблизительно в 1,5 раза больше, чем в обозначениях, нанесенных на чертеже.
Рисунок 3.18 Рисунок 3.19
Обозначение шероховатости рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес, эвольвентных шлицев и т.д. условно наносят на линии делительной поверхности (рисунок 3.20).
Рисунок 3.20 Рисунок 3.21
Примеры обозначения шероховатости резьбовой поверхности показаны на рисунке 3.21.
При назначении величины параметра шероховатости на учебных чертежах можно использовать рекомендации, приведенные в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Выбор параметров шероховатости