СТУПІНЬ СВОБОДИ ПРИ БАЗУВАННІ

У розробку теорії базування великий внесок внесли вчені Б. С. Балакшин, А. І. Каширін, В. М. Кован, І. М. Колесов, А. А. Маталін,

А. П. Соколовський, В. П. Фіраго і інші. Теорія базування розроблялася в двох напрямках. Основу першого напряму склало узагальнення практичного досвіду і розробка термінології. Основу другого напрямку, основоположником якого був Б. С. Балакшин, склала теоретична механіка, зокрема її розділ про визначення положення твердого тіла в просторі.

Теоретична механіка, як відомо, розглядає тіла, що знаходяться в спокої і в русі щодо деякої системи координат (відліку). Необхідне положення або рух твердого тіла при цьому досягається накладенням геометричних зв'язків, що накладають обмеження лише на його положення, або кінематичних зв'язків, що накладають обмеження також і на швидкість тіла. Зв'язки зазвичай здійснюються у вигляді різних тіл, обмежувальних свободу руху даного тіла.

Незалежні переміщення, які може мати тіло, називають ступенями свободи. Абсолютно тверде тіло має шість ступенів свободи. Для того щоб тілу надати необхідне положення щодо обраної системи координат, його необхідно позбавити шести ступенів свободи (трьох переміщень уздовж осей х , у і z в декартовій системі координат і трьох поворотів навколо осей, паралельних їм).

На нашу думку, поняття ступеня свободи, як це прийнято в теоретичної механіки, стосовно базування виробів в машинобудуванні є некоректним, оскільки в цьому випадку невірно сбазірованние деталі при складанні або заготівлі, механічній обробці і контролі, закріпленні позбавляються всіх шести ступенів свободи.

Для розуміння процесу базування в зв'язку з цим доцільно ввести поняття "ступінь свободи при базуванні" , під якою розуміють невизначеність положення заготовки (або вироби при складанні) в обраній системі координат по переміщенню в напрямку однієї з координатних осей або по куту повороту навколо неї (рис. 3.1, 3.2).

Така невизначеність положення заготовки виникає через відсутність обмежень їх положення (зв'язків) по переміщенню і куту повороту щодо відповідних осей за допомогою інших деталей (наприклад, упорів). Тому для забезпечення визначеності положення заготовки (або вироби при складанні) в прийнятій системі координат на них необхідно накласти шість геометричних зв'язків, для створення яких необхідний комплект баз. Це правило називають правилом шести точок , посколь-

Невизначеність 1, 2 положення заготовки, що має шпонковий паз, в трикулачні патроні по переміщенню по осі X (в) і по куту повороту (а, б) навколо неї

Мал. 3.1. Невизначеність 1, 2 положення заготовки, що має шпонковий паз, в трикулачні патроні по переміщенню по осі X (в) і по куту повороту (а, б) навколо неї

Невизначеність 1, 2 положення заготовки на столі верстата по переміщенню уздовж осей Х, Y і по куту повороту навколо осі Z

Мал. 3.2. Невизначеність 1, 2 положення заготовки на столі верстата по переміщенню уздовж осей Х, Y і по куту повороту навколо осі Z

ку точку, що символізує один із зв'язків заготовки або виробу в прийнятій системі координат, називають опорною точкою .

Таким чином, для повної орієнтації заготовки в прийнятій системі координат вона не повинна переміщатися і повертатися щодо трьох координатних осей, тобто повинна бути позбавлена шести ступенів свободи, при цьому число опорних точок має дорівнювати шести, а їх взаємне розташування повинне забезпечувати достатню стійкість положення, досягнутого при базуванні.

Слід зауважити, що ефект дії зв'язків такий же, як і ефект дії сил. Тому дії зв'язків можна замінити дією відповідних сил, які називаються реакціями зв'язків . При цьому напрямок реакції зв'язку збігається з напрямком, в якому зв'язок обмежує переміщення або поворот заготовки (або вироби при складанні).

Додаток сил і (або) пар сил до заготівлі (або виробу при складанні) для забезпечення сталості їх положення, досягнутого при базуванні, називають закріпленням. Закріплення, таким чином, фіксує орієнтацію заготовки в обраній системі координат. Але при цьому також виникають зв'язку, що обмежують переміщення і поворот виробів щодо осей Х, Y і Z

Базування циліндричної заготовки в трикулачні призмах

Мал. 3.3. Базування циліндричної заготовки в трикулачні призмах

Такі зв'язку лише фіксують положення заготовки (або вироби при складанні), забезпечують її нерухомість в обраній системі координат і не позбавляють заготовку будь-яких ступенів свободи (як це передбачено ГОСТом 21495-76 "Базування та бази в машинобудуванні. Терміни та визначення"), за винятком випадків, коли затискні елементи верстатних пристосувань виконують функції базирующих елементів (рис. 3.3).

Поверхня або виконує ту ж функцію поєднання поверхонь, вісь, точка, що належить заготівлі (або виробу при складанні) і використовувана для базування, називаються базою . Сукупність трьох баз, що утворюють систему координат заготовки (або вироби при складанні), називають комплектом баз .

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >