7.2 Классификация баз в машиностроении

Различают
три вида баз: конструкторские,
технологические и сборочные (рис. 7.3).

Конструкторской
базой называются поверхности, оси
или точки, которые определяют положение
детали относительно других при работе
ее в машине или узле. В качестве
конструкторских баз, чаще всего,
принимаются геометрические элементы
деталей такие как: осевая линия отверстия
или вала, ось симметрии и т. д. Рассмотрим
пример, показанный на рис. 7.4.

Рис.
7.3. Классификационная схема баз в
машиностроении

Рис.
7.4. Рычаг и схема его базирования при
обработке

Поверхность А для поверхности Б является
конструкторской базой и наоборот. Осевая
линия О₁О₁ является
конструкторской базой отверстия I,
а ось О₂О₂ служит конструкторской
базой отверстия II. Размеры,
связывающие конструкторские базы с
рассматриваемыми поверхностями, линиями
или точками называются конструкторскими.
На рис. 7.4 это размеры H,
L, L₁.

Технологической базой называют
поверхности, используемые для определения
положения заготовки в процессе
изготовления детали. При использовании
приспособлений в качестве технологических
баз используются реальные поверхности,
контактирующие с установочными элементами
приспособлений. Технологические базы
подразделяются на исходные, установочные
и измерительные.

Исходная база представляет собой
поверхность, линию или точку, относительно
которой на операционном эскизе
координируется положение обрабатываемой
поверхности. Размер, определяющий это
положение называется исходным.

При обработке поверхности Б (рис. 7.4)
исходной базой является поверхность
А, а выдерживаемый размер Н, заданный
от плоскости А является исходным. При
обработке отверстия II
ось О₁О₁ является исходной
базой, а выдерживаемый размер L
– исходным.

Установочная база. Поверхность,
которой заготовка (деталь) устанавливается
для обработки, в заданном положении
относительно приспособления (станка)
и режущего инструмента. Установочными
базами считаются все поверхности,
контактирующие с установочными
элементами. Установочными базами могут
быть только реальные поверхности. Линии
или точки установочными базами быть не
могут. В качестве установочных баз могут
использоваться как обработанные, так
и необработанные поверхности заготовки.
Если за установочную базу принимается
необработанная поверхность, то она
называется черновой. Однако пользоваться
черновыми базами можно только в начальной
стадии обработки.

На рис.7.4 при обработке плоскости Б в
качестве установочной базы используется
поверхность А. При обработке отверстия
II рычаг устанавливается
— плоскостью А, отверстием I
и наружной поверхностью В, т. е. Тремя
установочными базами. Следовательно,
при обработке заготовка может
устанавливаться одно, двумя и более
базами.

Установочные
базы бывают основными и вспомогательными.

Основная установочная база – это
поверхность, которая при обработке
детали используется для ее базирования,
а после обработки в собранной машине
выполняет определенные функции с другой,
сопрягаемой с ней деталью. Примером
может служить центральное отверстие
зубчатого колеса. При нарезании зубьев
центральное отверстие зубчатого колеса
является основной установочной базой,
После обработки это отверстие сопрягается
с валом, оказывая влияние на работу
зубчатого колеса, т. к. при работе зубчатой
передачи существенное значение имеет
взаимное расположение оси центрального
отверстия и оси основной окружности
зубчатого колеса.

Вспомогательная установочная база
— это поверхность, используемая только
для установки детали в процессе обработки.
В собранной сборочной единице или машине
эти поверхности не выполняют никаких
функций или не используются вообще.
Примером вспомогательной установочной
базы являются центровые отверстия
валов, используемые при их обработке в
центрах.

По
месту положения в маршруте механической
обработки технологические базы
подразделяют на: черновые, промежуточные
и окончательные.

Черновые (предварительные) базы
используют на первых операциях обработки,
когда на заготовке еще нет обработанных
поверхностей. Эти базы служат для
создания промежуточных баз, а зачастую
и сразу окончательных, используемых
для окончательной обработки деталей.
В процессе обработки последовательно
применяют все три вида баз, а иногда и
только два (черновые и окончательные).
При обработке деталей на автоматических
линиях с применением приспособлений-спутников
вся обработка ведется с одной установки,
причем очень часто для этих целей
используются только черновые базы.
Такие же варианты базирования используются
при обработке на агрегатных станках,
станках с программным управлением,
токарных многошпиндельных автоматах
и полуавтоматах.

Измерительная база представляет
собой поверхность, линию или точку
поверхности, относительно которой
проверяют (измеряют) положение обработанной
поверхности. Чаще всего, измерительную
базу совмещают с исходной.

При обработке поверхности Б (рис. 7.4)
измерение размера Н ведется от плоскости
А, которая одновременно является и
установочной, и измерительной. На
операции обработки отверстия II
исходной базой служит ось О₁О₁
, от которой задан размер L.
Следовательно, размер L
можно проверить косвенно, измерив размер
L₁, т. е. размер между
материальными поверхностями отверстий
I и II. В
данном случае установочная и измерительная
базы совпадают.

Сборочные базы – обработанные
поверхности, которыми деталь присоединяется
к другим, определяющим ее положение в
узле или машине. Сборочными базами,
например, при сборке конической зубчатой
передачи являются отверстия, которыми
они сопрягаются с валами и торцы, которыми
шестерни упираются в буртики валов для
предотвращения осевого перемещения.

Сборочные
базы бывают опорные и проверочные.

Опорная база. Сборочная
база называется опорной, когда ее
базирующие поверхности служат для
проверки положения детали относительно
других, составляющих изделие.

Проверочная сборочная база может
быть реальной и условной. Она может
состоять из материальных поверхностей
и геометрических элементов (осевые
линии, биссектрисы углов и т. д.).

По
способу проявления все базы
подразделяются на явные и скрытые. Явные
базы – это реальные поверхности,
разметочные риски и т. д. Скрытые базы
представляют собой воображаемую
поверхность, линию или точку на заготовке
(геометрическая ось, ось вращения и т.
д.).

Технологическая оснастка, базы и базирование в машиностроении, ГОСТ 21495-76

Технологическая оснастка » Базы и базирование

Лекции: Технологическая оснастка

Глава 3. Базы и базирование в машиностроении (ГОСТ 21495-76)

Представленная глава основана на ГОСТ 21495-76 «Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения».

База — поверхность или сочетание поверхностей, ось, линия, точка, принадлежащие заготовке или детали и используемые для базирования.

Базирование — придание заготовке соответствующего положения в системе координат металлорежущего станка, необходимого для выполнения заданной части технологического процесса (операции).

Рис. 3.1 Шесть степеней свободы твердого тела: три перемещения вдоль осей x, y, z и три поворота вокруг осей x, y, z

Для базирования заготовки или детали, её необходимо лишить 6-ти степеней свободы (см. рис. 3.1).

3.1 Классификация баз

1. По назначению базы могут быть:
    — технологические;
    — конструкторские;
    — измерительные.

Конструкторские (сборочные) базы — базы, используемые для определения положения детали или сборочной единицы в изделии. Они подразделяются на основные и вспомогательные.

Основные конструкторские базы — поверхности, или заменяющие их сочетания поверхностей, при помощи которых деталь присоединяется к другим деталям и занимает в отношении их требуемое положение.

Вспомогательные конструкторские базы — поверхности или заменяющие их сочетания поверхностей, при помощи которых деталь определяет положения всех других присоединяемых к ней деталей относительно своих основных баз.

Положение всех рабочих исполнительных поверхностей и свпомогательных баз определяют относительно основных базовых поверхностей.

2. По характеру проявления базы могут быть:
    — явные;
    — скрытые.

Явная база — база или базовая поверхность заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок (риски применяют в крупногабаритных деталях).

Скрытая база — база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

3. По лишаемым степеням свободы базы могут быть:
    — установочная;
    — направляющая;
    — опорная;
    — двойная направляющая;
    — двойная опорная.

Установочная база — поверхность, или заменяющее её сочетание поверхностей, определяющая положение детали при помощи трёх опорных точек, лишающих деталь трёх степеней свободы: одного перемещения вдоль оси (z) и двух поворотов вокруг двух других осей, параллельных осям x и y.
Как правило, это плоскость детали, причём, имеющая наибольшую площадь.

Направляющая база — поверхность, или заменяющее её сочетание поверхностей, определяющая положение детали при помощи двух опорных точек, лишающих деталь двух степеней свободы: одного перемещения вдоль оси (x) и одного поворота вокруг другой оси (y или z).
Обычно, это поверхность наибольшей протяженности при наименьшей ширине.

Опорная база — поверхность, определяющая положение детали при помощи одной точки, лищающей одной степени свободы: перемещение вдоль оси (x, y, x) или поворот вокруг оси (x, y, x).
Как правило, это поверхность с наименьшими габаритными размерами.

Двойная направляющая база — поверхность, определяющая положение детали при помощи четырёх опорных точек, лишающих деталь четырёх степеней свободы: двух перемещений вдоль осей (x и y) и двух поворотов вокруг осей, параллельных осям x и y.
Обычно, это длинная цилиндрическая поверхность с отношением длины цилиндрической поверхности к её диаметру: l/d > 0,8.

Двойная опорная база — поверхность, определяющая положение детали при помощи двух опорных точек, лишающих деталь двух степеней свободы: два перемещения вдоль осей (x и y).
Как правило, это короткая цилиндрическая поверхность с отношением l/d < 0,8.

3.2 Комплект баз

Если заготовка или деталь неподвижна относительно своей системы координат, то для данной детали необходим полный комплект баз.
Если в связи со служебным назначением или во время обработки деталь может иметь определенное число степеней свободы, то часть связей образуют неполный комплект баз.

Комплект баз — совокупность баз, образующая систему координат (прямоугольную или полярную цилиндрическую) для правильной и однозначной оценки точности расположения отдельных элементов детали или сборочной единицы в изделии.

Комплект баз — совокупность трёх баз, образующих систему координат заготовки или изделия (по ГОСТ 21495).

Деталь может содержать несколько комплектов баз, при этом один комплект содержит основные конструкторские базы, а все остальные содержат вспомогательные базы. При этом не всегда эти комплекты баз бывают полными.

Главная база в комплекте баз — база, для которой одновременно выполняются два условия:
1. Главная база в комплекте придает заготовке наиболее ориентированное, устойчивое положение в приспособлении даже при базировании этой базой;
2. Главная база лишает изделие или заготовку наибольшего числа степеней свободы.

3.3 Схема базирования

Схему расположения опорных точек на базах детали называется схемой базирования.

Опорная точка — точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с выбранной системой координат.

Все опорные точки на схеме базирования обозначаются условными знаками и порядковыми номерами.
При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, обозначается одна точка и около неё справа проставляются номера совмещённых точек.
Нумерация точек на схемах базирования начинается с главной базы (установочная или двойная направляющая). Затем нумеруются точки направляющей или двойной опорной базы и последней точка, принадлежащая опорной базе.
Явные точки нумеруются внутри одной базы в первую очередь.

Схема базирования (установки) является техническим заданием на проектирование приспособления для закрепления заготовки. При этом, на операционном эскизе на поверхностях заготовки могут указываться опорные точки по ГОСТ 21495-76 (схема базирования) «Базирование и базы в машиностроении» или условные обозначения по ГОСТ 3.1107-81 (схема установки) «ЕСТД Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения».

Что такое машиностроение и каковы его отрасли?

Найти школы

Выберите свою текущую степень в средней школе / некоторый диплом HS HS Некоторый диплом бакалавра колледжа Требуется текущая степень

Выберите специализациюБиомедицинская инженерияГражданское строительствоКомпьютерная инженерияИнформатикаИнформатикаКибербезопасностьОбработка и анализ данныхЭлектротехникаИнженерный менеджментИнженерные технологииИнженерная экологияПромышленная инженерияИнженерная механикаПрограммная инженерияСистемная инженерияТребуется специализация

Выберите свой штат за пределами США АлабамаАляскаАризонаАрканзасКалифорнияКолорадоКоннектикутДелавэрокруг КолумбияФлоридаГрузияГавайиАйдахоИллинойсИндианаАйоваКанзасКентуккиЛуизианаМэнМэрилендМассачусетсМичиганМиннесотаМиссисипиМиссуриМонтанаНебраскаНевадаНью-Хэмп ШирНью-ДжерсиНью-МексикоНью-ЙоркСеверная КаролинаСеверная ДакотаОгайоОклахомаОрегонПенсильванияПуэрто-РикоРод-АйлендЮжная КаролинаЮжная ДакотаТеннессиТехасЮтаВермонтВирджинияВашингтонЗападная ВирджинияВисконсинВайомингУкажите штат

* спонсируется

Фраза «не изобретайте велосипед» приходит на ум, когда речь идет о машиностроении. Эта дисциплина существует для улучшения продуктов, созданных на основе базовых знаний прикладной физики. Современный мир состоит из множества движущихся частей. От того, как настенные часы отсчитывают время, до вращения автомобильных колес на своих осях, требуется множество точных деталей и движений, чтобы машины работали бесперебойно.

Хотя для сборки чего-то столь сложного, как автомобиль, требуется много людей и машин, каждый шаг рассматривается через призму инженера-механика. Короче говоря: если машина движется, значит, ее сделал инженер-механик.

Огромная дисциплина машиностроения включает проектирование и производство движущихся частей. В результате инженеры-механики работают в различных отраслях, разрабатывая концепции, проектируя и создавая машины и их компоненты. Некоторые из ключевых секторов — автомобилестроение, здравоохранение, энергетика и, конечно же, строительство.

Хотя это одна из старейших инженерных дисциплин, она также продолжает меняться и развиваться с развитием технологий, что делает ее динамичной и захватывающей карьерой по сей день. Американское общество инженеров-механиков (ASME), основанное в 1880 году, насчитывает более 85 000 членов в более чем 135 странах и «содействует развитию искусства, науки и практики междисциплинарной инженерии и смежных наук по всему миру». ASME устанавливает глобальные стандарты производства и предлагает программы сертификации и аккредитации в таких областях, как котлы и сосуды под давлением, обеспечение качества атомной энергии и биотехнологическое оборудование.

Читайте дальше, чтобы узнать больше об истории машиностроения, его отраслях и приложениях.

Зачем миру машиностроение?

Хотя многие люди думают, что это не инженерная дисциплина, машиностроение имеет решающее значение для многих аспектов повседневной жизни, от современных удобств до фундаментального понимания науки. Действительно, машиностроение — одна из старейших научных дисциплин, история которой восходит к великим мыслителям Древней Греции, таким как Архимед. Вклад этих древних инженеров включает колесницы с дифференциальными передачами, водяные часы и даже примитивный паровой двигатель.

В 1206 году мусульманским изобретателем и инженером Аль-Джазари была написана одна из основополагающих книг по машиностроению, названная Книга знаний об изобретательных механических устройствах , в которую вошли основы таких важных современных конструкций, как коленчатый вал.

По мере развития научного мышления машиностроение расширялось и включало более аналитическое мышление, особенно законы движения сэра Исаака Ньютона, которые были неотъемлемой частью непрерывного инженерного прогресса. Первые три школы машиностроения в США включали Военную академию США, Нориджский университет и Политехнический институт Ренсселера, которые к 1825 г. полностью заработали.0006

В конечном счете, большинство вещей, которые мы используем сегодня и включают в себя любые движущиеся части, пришли, по крайней мере частично, к мысли инженеров-механиков, и это, вероятно, останется неизменным какое-то время. Даже разработка более сложной электроники и других технологий будет зависеть, по крайней мере частично, от инженеров-механиков. Вот почему машиностроение является захватывающей и важной областью концентрации.

Что изучают в программе машиностроения?

Программы машиностроения довольно стандартизированы в США, отчасти благодаря Совету по аккредитации инженеров и технологий (ABET). В результате степень бакалавра в области машиностроения обычно начинается с некоторых базовых курсов, применимых ко всему спектру инженерных программ, включая математический анализ, физику и базовые вводные инженерные курсы.

После того, как инженеры-механики сосредоточатся на своей специальности, они могут рассчитывать на курсы по проектированию, производству, механике, термодинамике и материалам. Таким образом, выпускники программы магистра инженерных наук (ME) должны иметь академический и лабораторный опыт в различных дисциплинах, которые непосредственно относятся к машиностроению.

Примечательно, что степень инженера-механика предлагает широкий спектр знаний, что делает ее привлекательной для тех студентов, которые знают, что хотят изучать инженерное дело, но нуждаются в помощи, чтобы понять, на чем сосредоточиться.

Инженеры-механики могут начать свою профессиональную карьеру со степенью бакалавра наук, но некоторые студенты продолжают обучение на уровне магистра или доктора наук. Инженеры обычно получают некоторый опыт со степенью бакалавра, а затем продолжают свое формальное образование, чтобы двигаться вперед в своей карьере.

Отрасли машиностроения

Поскольку машиностроение является широкой темой, многие инженерные специальности могут входить в его сферу охвата. Некоторые из наиболее распространенных отраслей машиностроения, в которых выпускники могут найти работу, включают:

• Акустическая инженерия: манипулирование и контроль вибрации для снижения нежелательного шума
• Производство: оптимизация производственных технологий, разработка процессов, а также машин, инструментов и оборудования для производства товаров
• Теплотехника: создание и поддержание комфортной и безопасной среды посредством управления системами отопления и охлаждения
• Транспортная техника: проектирование и производство всех видов транспортных средств
• Аэрокосмическая техника: транспортная техника для воздушных и космических путешествий

В некоторых случаях к машиностроению относятся и другие специальности. Например, Стэнфордская магистерская программа по машиностроению является одним из лучших учебных заведений в мире и включает следующие специальности:

• Автоматическое управление
• Биомеханическая инженерия
• Методология проектирования
• Динамика
• Энергетические системы
• Гидромеханика
• Тепломассообмен
• Производство и реализация продукции
• Материалы и анализ напряжений
• Мехатроника
• МЭМС
• Динамика реактивного газа
• Робототехника и кинематика
• Механика твердого тела

Студенты бакалавриата в основном не должны выбирать специальность. Тем не менее, те, кто решит поступить в аспирантуру, должны быть готовы сосредоточиться на конкретной области машиностроения.

Чтобы узнать больше о программах в области машиностроения, посетите нашу онлайн-страницу программ получения степени в области машиностроения.

Настоящее и будущее машиностроения

Хотя будущее никогда не бывает определенным, в машиностроении существуют некоторые новые отраслевые тенденции. Например, согласно одному опросу инженеров-механиков, работающих в своей области, наиболее востребованными для инженеров-механиков будут должности в области энергетики, биомедицины, компьютеров, электроники, воды и нанотехнологий. Такая широта тем предполагает, что рабочих мест будет достаточно много для знающих, опытных и сертифицированных инженеров-механиков.

Однако из-за стремительного развития технологий начинающие инженеры не могут окончить академическую программу и получить все передовые знания и опыт, необходимые для их будущего. Чтобы добиться успеха, инженеры-механики должны найти способ продолжить свое образование и оставаться в курсе технологических разработок на протяжении всей своей карьеры.

Мэтт Зброг — писатель

Мэтт Зброг — писатель и фрилансер, живущий за границей с 2016 года. Его научно-популярную литературу публикуют Euromaidan Press, Cirrus Gallery и «Наш четверг». И его писательство, и его опыт за границей сформированы поиском альтернативного образа жизни и движений контркультуры.

Статьи по Теме

25 Лучшие профессора машиностроения

Как и другие инженерные дисциплины, машиностроение является сложным, и успех проекта машиностроения часто может иметь решающее значение. Учитывая это, важно учиться у лучших, и эти профессора представляют собой наиболее опытных и вовлеченных в эту область специалистов, готовых вдохновлять и передавать свои знания новому поколению инженеров.

Онлайн-степени магистра в области машиностроения

Курсовая работа по машиностроению изучает анализ производственных систем, проектирование производства, производственные системы и анализ, металлы и сплавы, анализ данных и механику биологических жидкостей, а также другие темы.

Типы посадок: как выбрать правильную посадку в технике

Большинство инженерных изделий синхронизированы между двумя или более компонентами, которые подходят или надеваются друг на друга для выполнения своих основных функций. Однако для достижения этого необходимо понимать посадки и различные типы посадок, используемые в машиностроении.

В этой статье будут рассмотрены различные типы посадок. Это будет с точки зрения различных типов подгонки, которые вы можете использовать на этапе проектирования ваших продуктов. Он также познакомит вас с тем, как выбрать правильный. Давайте начнем.

Что такое Fit?

Инженерные продукты иногда представляют собой компоненты, которые должны скользить или прижиматься друг к другу для выполнения своих функций. Поэтому подгонка используется для описания этих размерных отношений между компонентами. Он используется для определения того, ослаблены ли компоненты или затянуты, что способствует проскальзыванию или сжатию. Понимание того, что подходит, приходит с пониманием определенных терминов, которые объясняются ниже.

Система отверстия и основания вала

Посадки бывают либо на вал, либо на отверстие. Отверстие — это внутренний элемент компонента, который может быть цилиндрическим или нет, а вал — это внешний элемент компонента, который может быть цилиндрическим или нет.

Размер отверстия остается постоянным для системы «отверстие-основа», в то время как вал изменяется для определения посадки. Обратное относится к системам с основанием вала, где размер вала является постоянным, а размер отверстия изменяется для определения посадки.

Обратите внимание, что услуги токарной обработки с ЧПУ — это метод точной обработки, при котором можно изготавливать валы с определенными размерами, что упрощает получение желаемых посадок.

Посадки и допуски

Посадки и допуски вместе определяют сборку компонентов продукта. Поэтому понимание обеих концепций сыграет огромную роль в успешной сборке. Допуск — это разница между максимальным размером и пределом мини-размера. Он имеет положительное значение и представлен числом без знака.

Как называть различные типы посадок в машиностроении

Понимание того, как они называют различные типы посадок, очень важно, поскольку это помогает выбрать правильные типы посадок для сборки изделия.

Согласно Международной организации по стандартизации, буквенно-цифровой код обозначает конкретную посадку и обозначает допуск на посадку. Алфавитная часть кода предназначена для отверстия или вала.

Код с заглавной буквой соответствует отверстию, а код со строчной буквой — к валу. Например, исходя из используемой буквы, H7/h6 — это диапазон допуска для отверстия (H7) и вала (h6) соответственно. Этот код также позволит инженерам определить верхний и нижний предел размера отверстия и вала.

Типы посадок

В машиностроении существуют различные типы посадок, каждая из которых предназначена для различных условий. Согласно ISO, в производстве продукции используются три различных типа посадок.