Что называется измерительной базой
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.
Конструкторские, измерительные и технологические базы
В общем случае базой называется поверхность, линия или точка детали, по отношению к которой ориентируются другие детали изделия или другие поверхности данной заготовки при их конструировании, сборке, механической обработке или измерении. По своему назначению и области применения в машиностроении базы подразделяются на:
Конструкторские базы подразделяются на:
• основные базы (определяют положение самой детали относительно других),
• вспомогательные базы (определяют положение других деталей относительно данной).
Торец 1 является конструкторской базой для торца 3. Основанием для этого утверждения служит размер А (см. слева направо). А торец 3 в свою очередь является конструкторской базой для торца 2.
Любая из поверхностей связанных с размерами является конструкторской базой для других. Конструкторская база может быть и реальной поверхностью и каким-то геометрическим элементом (ось детали).
Измерительной базой называется поверхность, линия или точка, от которых производится отсчет выполняемых размеров при обработке или измерении заготовок, а также при проверке взаимного расположения поверхностей деталей или элементов изделия (параллельности, перпендикулярности, соосности и др.). Измерительная база должна совпадать с конструкторской.
Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или точка заготовки, которая определяет положение детали или поверхностей ее при сборке или обработке.
Сборочные технологические базы определяют положение поверхностей при сборке.
Классификация баз
Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия: конструирование, изготовление и измерение. Различают базы: конструкторская, технологическая, измерительная.
Конструкторская база, база используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии при конструировании. Она может быть основной и вспомогательной.
 |
Технологической базой при сборке называется поверхность, линия или точка детали или сборочной единицы, относительно которых ориентируются другие детали или сборочные единицы.
Технологической базой при обработке заготовок на станках называется поверхность, линия или точка заготовки, относительно которых ориентируются другие ее поверхности, обрабатываемы при данной установке. Технологические базы подразделяются на контактные, настроечные, проверочные.
Контактными базами называются технологические базы, непосредственно соприкасающиеся с установочными поверхностями станка или приспособления.
По месту в техпроцессе технологические базы делятся на черновые, промежуточные, чистовые. Технологическая база используемая при первом установке заготовки, называется черновой.
Рекомендации по выбору черновых баз:
— Поверхности, которые по чертежу остаются не обработанными.
— Если по чертежу все поверхности обрабатываются, то за черновую базу берут поверхность, имеющую наименьший припуск на обработку.
— Черновые базы должны быть чистыми и ровными, без уклонов, шлака, окалины и т.д.
— Черновые базы используются только для первой установки заготовки в станке. Повторная установка заготовки должна осуществляться уже по чистовым базам. Повторная установка по черновым базам недопустима. После черновой операции обработка заготовки производится от промежуточных или чистовых баз.
Помежуточная технологическая база получается при обработке заготовки по черновой базе и служит для получения чистовой базы.
Рекомендации по выбору чистовых баз:
— За чистовую базу выбирают поверхности, являющиеся одновременно конструкторскими и технологическими базами (принцип единства баз).
— Принимать ту поверхность, у которой задан более точный размер.
— Принятая база должна обеспечивать простую и надежную конструкцию приспособления.
Независимо от назначения конструкторские, технологические и измерительные базы могут быть: установочные; направляющие; опорные; двойные направляющие; двойные опорные.
По характеру проявления базы делятся:
Вопросы теории базирования играют ведущую роль в технологии автомобилестроения. Правильный выбор баз и схем базирования определяют:
— Оптимальную последовательность обработки заготовок.
— Выбор рациональной конструкции приспособлений.
— Достижимые качество и точность обрабатываемой поверхности.
— Производительность и себестоимость мехобработки и сборки деталей машин.
Конструкторские и технологические базы
На этапе проектирования и разработки технического процесса производства отдельных деталей и устройства в целом создают так называемые базы. В теории под базой понимают некоторую поверхность, или группу поверхностей которые позволяют провести строгую ориентацию выбранной заготовки относительно других объектов (элементов) конструкции.
Технологическая база применяется на этапе изготовления отдельной детали. Она позволяет задать проекции всех сторон изготавливаемой детали. Определение всех степеней свободы (их у детали шесть) позволяет составить карту техпроцесса.
Конструкторские и технологические базы разрабатываются для изготовления всех элементов конструкции и последующей сборки агрегата.
К каждой из них предъявляются требования, установленные соответствующими стандартами. Полная информация по всем базам способствует соблюдению необходимых этапов обработки, последующей правильной сборке, проведению проверочных испытаний собранного агрегата.
Виды баз
Деление на классы осуществляется по установленным признакам:
По назначению применяются четыре вида баз:
Первый тип позволяет задать трёхмерную систему координат и расположить в ней весь агрегат с подробным описанием всей конструкции. Поэтому её называют конструкторская база. Она делится на две основные категории. Первая называется основной, вторая — вспомогательной. Каждая из них указывает точное место расположения детали.
Для определения параметров каждой детали, входящей в конструкцию агрегата, составляется технологическая база. В теории машиностроения рассматривают следующие виды технологических баз:
Настроечные и проверочные технологические базы составляются на этапе проектирования и подготовки изделия к ремонту. В технологии машиностроения разработаны примеры составления технологических баз. Они включают технологическую последовательность обрабатывающих операций. Для проведения проверки параметров после изготовления деталей составляется измерительная база.
Не всегда в процессе производства необходимы все шесть степеней свободы. При технологической необходимости отдельные из них можно зафиксировать. С этой целью используются базы:
По степени проявления: скрытая или явная.
Кроме перечисленной классификации в производстве применяют так называемые искусственные, черновые и чистовые системы. При составлении полного названия признаки, характеризующие принадлежность базы записываются в установленной последовательности. На первом месте располагается наименование (назначение). Вторым указывается название, уточняющее ограничение количества степеней свободы. На третьем записывается, как она проявляется. Например, можно встретить такие термины: «Технологическая направляющая скрытая база», «Измерительная опорная база».
Назначение баз
Подробная классификация, применяемая терминология, назначение и области применения определяются основными положениями действующего стандарта ГОСТ 21495-76.
В основу построения положены принципы классической и начертательной геометрии. В машиностроении установлено действие правила шести контрольных точек. С его помощью удаётся провести точное ориентирование каждой поверхности изделия, которая подвергается механической обработке.
Три основные базы, указанные в стандарте, имеют следующие назначения:
Установочная база применяется для описания поверхностей будущих изделий. Например, дисков, различных призм, деталей эллиптической формы. В ней применяется метод фиксации вращений заготовки одновременно в 3-х координатных плоскостях.
Фиксация вращения заготовки вокруг основной оси осуществляется в опорной базе. Одновременная фиксация 2-х вращений осуществляется в двойной опорной базе. Чаще всего она применяется в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для жесткой фиксации заготовки применяется направляющая база, называемая двойной.
Относительное расположение изготавливаемого элемента и применяемых измерительных приборов, инструментов задаются в специальной базе. Она называется измерительной.
В ней определяют необходимые точки, в которых следует производить измерение параметров изделия. Там указывают с какой точностью и каким измерительным инструментом проводят замеры.
Обычно составляют схему базирования. С её помощью можно подробно рассмотреть все особенности конструкции и технологии создаваемого элемента или всего агрегата. Например, можно подробно описать каждое отверстие в корпусе.
Методы выбора необходимой схемы базирования определяются конструктивными особенностями изделия, способами обработки, последовательностью сборки.
При их составлении учитывают особенности геометрической формы каждого участка поверхности. Наиболее распространёнными признаны три вида: плоские, цилиндрические и конические. На основе параметров этих поверхностей составляют следующие схемы базирования:
Их различие заключается в количестве выбранных основных точек. Для первых двух создают схему, позволяющую зафиксировать 5 степеней свободы. Это означает, что деталь зафиксирована в трёх координатах. Она не способна перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости. Выбранные опорные точки (их количество равно четырём) включены в двойную направляющую базу.
Цилиндрические изделия, обладающие небольшой площадью поверхности, включаются в установочную базу. В ней используют только 3 точки, выступающие в роли опорных. На внешней поверхности располагают две таких точки и одну с торца.
Изделия у которых внешние и внутренние поверхности обладают формой призмы, располагают в схеме базирования с фиксацией 6 степеней свободы. Она применяется в производстве различных крышек, картеров, втулок. Такие детали ограничены в перемещении по всем трём координатным плоскостям и направлениям возможного вращения. Это ограничение называется правилом 6 точек.
Применение всех методик в построении проекций заготовок называется создание схем полного базирования. Заготовка лишается всех степеней свободы. Это позволяет получить наиболее точную информацию о размерах детали, местах специальной обработки, расположении отверстий, форме внешней и внутренней поверхности, точках в которых необходимо производить измерение параметров. Включение конструкторской базой формирует схему полного базирования. Это упрощают процесс конечной сборки и подготовки агрегата к проведению ремонтных работ.
При изготовлении деталей не сложной конструкции применяют упрощённые схемы базирования. В этом случае при простой технологии не требуется ограничения свободы во всех трёх плоскостях и направлениях движения.
Для соблюдения порядка сборки готового агрегата и проверки его работоспособности составляется настроечная база. Она позволяет производить окончательную проверку и настройку всех технических параметров собранного устройства, отвечающих за его работоспособность и выполнение предназначенных функций.
В зависимости от назначения каждой из баз их используют на различных этапах производства, измерения параметров, окончательной сборке. Наиболее подробными они составляются с учётом особенностей окончательной обработки (чистовой) обработки. К ним предъявляются следующие требования:
Независимо от сложности конструкции, применяемых способов обработки, других технологических особенностей, любая система баз должна соответствовать принятым стандартам и выполняться на основе ЕСКД.
Технологические базы и их выбор
В значительной степени маршрут операций технологического процесса предопределяется выбором и назначением комплектов технологических баз.
Комплект баз для деталей, не являющихся телами вращения, определяется, как правило, тремя базами: установочной, лишающей деталь трех степеней свободы; направляющей, лишающей деталь двух степеней свободы; и опорной, лишающей деталь одной степени свободы.
Двойная направляющая, лишающая деталь четырех степеней свободы, и двойная опорная, лишающая деталь двух степеней свободы в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Установочных элементов, приводятся на операционных эскизах операционных карт технологических процессов, а также на сборочном чертеже оснастки.
Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических и измерительных баз. От правильного выбора технологических баз в значительной степени зависят:
· фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором;
· правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей;
· степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов;
· общая производительность обработки заготовок.
Основные положения, касающиеся терминологии, классификации и теории 
базирования, изложены в ГОСТ 21495 – 76.
Для целей проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий машиностроения установлены термины и определения основных понятий базирования и баз. Причем каждое понятие имеет один стандартизованный термин. Придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат называется базированием.
База – это поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.
Для обеспечения неподвижности заготовки или изделия в избранной системе координат на них необходимо наложить шесть двусторонних геометрических связей, для создания которых необходим комплект баз (рис. 2.8).
Точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с избранной системой координат, называется опорной точкой. Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (рис. 2.9) и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее число опорных точек. При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую изображается одна точка, около которой проставляются номера совмещенных точек (рис. 2.10).
Преднамеренная или случайная замена одних баз другими с сохранением их принадлежности к конструкторским, технологическим или измерительным 
базам ведет к смене баз.
База, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта (рис. 2.11), называется технологической базой.
База, используемая для определения положения заготовки или изделия относительно средств измерения (рис. 2.12), называется измерительной базой.
База, лишающая заготовку или изделие трех степеней свободы, – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других (рис. 2.13), называется установочной базой(наибольшая по площади поверхность детали).
База, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы, – перемещение вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой (рис. 2.13), называется направляющей базой (наибольшая по протяженности).
База, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы, – перемещения вдоль одной координатной оси (рис. 2.13), называется опорной базой.
Отклонение фактического положения заготовки или изделия от требуемого называется погрешностью базирования.
Погрешность установки – это отклонение фактического положения заготовки или изделия от требуемого.
Конструкторские базы назначаются конструктором изделия при простановке размеров на рабочем чертеже. На выбор той или иной схемы при простановке размеров влияют как конструкторские, так и технологические требования. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, выбор баз, конструкцию приспособления и т.д.
Выбирая схему простановки размеров, конструктор должен исходить из обеспечения принципа технологичности конструкции. Более технологичной является та конструкция, на изготовление которой затрачивается меньше времени, требуется более простое приспособление, а заданная точность достигается просто и надежно.
При разработке технологического процесса для каждой операции выбирают исходные базы и проставляют исходные размеры, а также базы для ориентирования заготовки. При неправильном выборе баз заметно увеличивается вспомогательное время на установку и снятие заготовки, усложняется конструкция приспособления. В качестве исходных следует принимать только конструкторские размеры, которые проставлены на чертеже детали.
Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, вид заготовки и состояние ее поверхностей, желаемая степень автоматизации обработки. Перед выбором баз для конкретной операции необходимо четко сформулировать задачи, которые должны быть решены в результате выполнения данной операции. Эти задачи вытекают из требований чертежа и технических условий на изготовление детали. Примеры разработки схем базирования приведены в таблице 2.3.
Задачи, решаемые на первой операции, сводятся к следующему:
1) установить связи, определяющие расстояния и повороты поверхностей, получающиеся при обработке, относительно поверхностей, остающихся необработанными;
2) равномерно распределить фактически имеющиеся припуски между обрабатываемыми поверхностями.
Выбору баз на первой операции предшествует определение поверхностей, которые будут использоваться в качестве баз на последующих операциях.
Такими поверхностями обычно бывают основные базы, от которых, как правило, задано большинство размеров, координирующих расположение других ответственных поверхностей детали. Отступление от этого правила возможно тогда, когда основная база не обладает протяженностью, достаточной для надежного базирования детали, или если обработку производят при использовании приспособления – спутника.
Определив технологические базы для последующих операций, выбирают технологические базы для первой операции. В большинстве случаев можно реализовать несколько вариантов базирования. Готовых рецептов на этот случай не существует, так как каждый из вариантов может иметь свои положительные и отрицательные стороны. 2. Правила выбора баз
При выборе и назначении технологических баз необходимо соблюдать
следующие основные правила.
I. Поверхность, принимаемая за технологическую базу, должна по
возможности являться одновременно и конструкторской (основной или
вспомогательной) базой, т.е. технологическая база должна совпадать с
конструкторской (правило совмещения баз).
Конструкторской называется база, используемая для определения положения детали в изделия. В случае невозможности определения конструкторской базы по этому признаку (т.е. при отсутствии сборочного чертежа) за конструкторскую базу следует принимать поверхность, определяемую размером до обрабатываемой поверхности.
3. В качестве установочной технологической базы применять по возможностинаиболее протяженные и наиболее точно и чисто обработанные поверхности.
4. Необработанные поверхности применять в качестве технологических
установочных (черновых) баз только для первых операций технологического процесса.
5. При использовании черновых баз не допускать на их поверхности наличия следов литников, выпоров, облоя и других следов.
6. При выборе черновых баз для первой операции желательно использование таких поверхностей заготовки, которые будут оставаться необработанными после окончательной обработки детали.
Приведем лишь некоторые рекомендации:
1) Базы должны обладать достаточной протяженностью.
2) Заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственного веса, а не в результате приложения зажимных усилий.
3) Базовые поверхности должны быть чистыми для обеспечения однозначности базирования. Не допускается использовать поверхности со следами разъема штампов, литейных форм, остатками литниковой системы и другими дефектами.
4) С точки зрения эксплуатации детали базовые поверхности должны быть наиболее ответственными. В этом случае при их обработке на последующих операциях обеспечивается равномерность припусков и однородная поверхность.
5) С целью обеспечения правильного взаимного расположения обрабатываемых поверхностей по отношению к необработанным базами для первой операции выбирают те поверхности, которые в готовой детали должны оставаться необработанными.
6) Базы должны обеспечивать возможность обработки с одной установки максимального количества поверхностей. Это требование особенно важно при обработке деталей на станках с ЧПУ, продольно-строгальных и продольно-фрезерных станках.
1) После первой операции технологические базы должны быть заменены, т.е. дважды использовать одни и те же черновые базы крайне нежелательно, а в большинстве случаев недопустимо.
Примеры разработки схем базирования
| Требования чертежа | Схема базирования | Схема установки |
| Фрезерование паза | ||
При фрезеровании паза шириной h выдержать размеры а и б и обеспечить параллельность оси паза относительно поверхности Б, а для паза – относительно основания А  |  |  |
| Обработка поверхностий на токарном станке | ||
При обтачивании поверхностей диаметром d1 и d2 обеспечить их соосность с отверстием d и выдержать размер а.  |  | На цилиндрической оправке с беззазорной (прессованной) посадкой  |
| Растачивание отверстий | ||
При растачивании отверстия d выдержать размер а, обеспечить параллельность оси отверстия к плоскости А, перпендикулярность оси отверстия к плоскости Б в сечении I – I и симметричность отверстия относительно наружного контура В  | Схема базирования  | Схема установки  |
Одновременно реализовать перечисленные рекомендации практически невозможно. Так, например, рекомендации 4 и 5 явно противоречат друг другу. Поэтому перед технологом всегда стоит задача отыскать наиболее приемлемый вариант, что достигается анализом достоинств и недостатков каждого из возможных вариантов базирования.