机械制造加工中定位基准的正确理解
管理学家2014.03
机械制造加工中定位基准的正确理解
王海燕/河北省涿州市高级技工学校
【摘要】工件在夹具中的定位实际上是以工件上的某些基准面与夹具上定位元件保持接触的, 从而限制工件的自由度。选择工件上, 哪些面与夹具的定位元件相接触, 这就是定位基准的选择问题。定位基准分粗基准和精基准, 起始工序中, 选择未经加工过的毛坯表面作为定位基准, 则这个毛坯面称为粗基准; 之后, 用已加工过的表面进行定位, 这个加工过的表面称为精基准。【关键词】定位基准;粗基准;精基准
基准分类定位基准的选择在工艺上是一个十分重要的问题, 它不仅影响零件表面间的位置尺寸和位置精度, 而且还影响整个工艺过程的安排和夹具的结构, 必须十分重视。
基准的广义含义就是“依据”的意思。机械制造中所说的基准是指用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据作用和应用场合的不同, 基准可分为设计基准和工艺基准两大类。
设计基准是指设计图样上所采用的基准。如轴、孔的中心线、对称零件的中心平面常作为设计基准。工艺基准是指在工艺过程中采用的基准, 有定位基准、测量基准和装配基准等。在选择各类工艺基准时, 首先要选择定位基准中的粗基准。
一、粗基准选择原则
零件开始加工时, 所有的面均未加工, 只能以毛坯面作定位基准, 这种以毛坯面为定位基准的, 称为粗基准。选择粗基准时, 主要考虑两个问题:一是保证所有加工表面都有足够的加工余量; 二是保证工件加工表面和不加工表面之间具有一定的位置精度。
(一)当加工表面与不加工表面有位置精度要求时,应选择不加工表面为粗基准
如果工件上有一个不需要加工的重要表面, 则考虑选择这个不需要加工的表面作为粗基准, 这样可以保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置和尺寸要求。
如果工件上有好几个不需要加工的表面, 则粗基准选择其中有位置精度要求(或位置精度较高) 的那个不加工表面为粗基准
(二)对所有表面都需要加工的文件,应该根据加工余量最小的表面找正,这样不会因位置的偏移而造成余量太少的部位加工不出来。
(三)粗基准只能使用一次
由于粗基准是起始加工工序中选择的未加工表面进行定位的, 定位精度低, 所以同一方向上, 粗基准只允许使用一次, 以免定位误差太大。
另外, 用作粗基准的表面尽可能光洁、平整、有足够的面积, 以减少定位误差, 使工件装夹稳定。接下来的加工工序中, 则是考虑精基准的选择了。
(四)应选用工件上强度、刚性好的表面作为粗基准,否则会将工件夹坏或松动。
(五)粗基准应选择平整光滑的表面,铸件装夹时应让开浇冒口部分。
二、精基准选择
在加工工序中, 采用已加工的表面作为定位基准, 称为精基准。精基准的选择主要从保证零件加工精度出发, 同时考虑装夹方便、夹具结构简单。一般考虑以下原则:
(一)基准重合原则
以设计基准作为精基准, 称为基准重合原则。基准重合原则可以避免因基准不重合引起的误差, 特别是对于零件的最后精加工工序, 更应遵循这一原则。常见的是机床主轴锥孔的最后精磨加工工序, 应选择支
的发展空间的。
(二)延长了资源枯竭矿井的服务年限,取得了显著经济效益和社会效益,缓解了矿山接替资源紧张的矛盾。
(三)维持了矿区和社会的稳定。西安煤业公司的服务年限得以延长,对地政府的税收起到了支撑作用。
(四)增加了煤炭资源总量。原有开采中的设计损失率为25%,其正常损失量在矿井报废时一同灭失。残煤资源开采已具有
承轴颈来定位。
(二)基准统一原则
选择统一的定位基准加工工件上的各个加工表面, 避免基准转换带来的误差, 称为基准统一原则。采用统一基准原则加工工件各表面, 有利于保证各加工表面间的相互位置精度, 避免或减少因基准转换而引起的误差,而且还能简化夹具的设计和制造工作, 降低了成本,缩短了生产准备周期。
典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体零件的加工。轴的精基准通常是两端的中心孔; 齿轮是典型的盘类零件, 精基准通常是中心孔及一个端面; 箱体零件一般以一个平面及平面上的两个定位工艺孔为精基准。这些都是基准统一的实例。
(三)自为基准原则
对于研磨、铰孔等精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,选择加工表面本身作为定位基准,称为自为基准原则。采用自为基准原则时,只能提高加工表面本身的尺寸精度、形状精度,而不能提高加工表面的位置精度,加工表面的位置精度应由前道工序保证。在导轨磨床上磨削床身导轨, 安装后用百分表找正工件导轨表面本身, 床脚仅起支承作用。
(四)互为基准原则
为使各加工表面之间具有较高的位置精度,或为使加工表面具有均匀的加工余量,可采用两个加工表面互为基准反复加工的方法,称为互为基准原则。互为基准原则主要用于精密零件的加工, 提高重要表面间的相互位置精度。
例如精密齿轮, 在齿圈高频淬火后, 淬火变形可能造成齿圈对内孔不同轴误差。若直接以内孔定位进行磨齿, 齿面磨削余量不均匀, 淬硬层又较薄, 可能将某处的淬硬层全部磨去或有些地方磨不出, 从而影响质量; 要使磨削余量小而均匀, 应先以齿圈为基准磨内孔, 再以内孔为基准磨齿圈, 齿圈与内孔互为基准, 反复加工。
三、辅助基准
实际生产中, 有时工件上找不到合适的表面作为定位基准, 为了便于安装、定位稳定, 或易于实现基准统一, 可以在工件上人为地造成一种定位基准, 如工艺凸台、中心孔等, 这种定位基准称为辅助基准。辅助基准在零件的加工中不起作用, 只是为了加工的需要而设置的。在零件全部加工后, 一般将其切除。
四、结语
在零件的加工工艺中, 不管是起始程序中使用的粗基准, 还是之后工序中使用的精基准, 都应保证定位基准的稳定性和可靠性; 尽可能从相互间有直接位置要求的表面中选择定位基准, 减小因基准不重合引起的误差; 同时兼顾使定位基准的夹具结构简单, 工件装卸和夹紧方便。
其实在对零件加工工艺过程设计时, 应当是先根据零件图选择精基准、后选择粗基准, 再结合整个工艺过程进行统一考虑, 先行的工序要为后续工序创造条件。在上述粗、精基准的选择原则中, 常常是不能全部满足的, 实际应用时往往会出现相互矛盾的情况, 要求综合考虑, 分清主次, 着重解决主要矛盾。
了可能性,这部分残煤资源的开采,就相当于又获得了至少15%以上的煤炭资源的新区,况且现有生产系统可以利用,减少了建井投资费用和建井期。
(五)与北京煤科院特采所合作,解决了地面影响问题,既保证了开采安全,又保护好人们赖以生存的环境、追求开采煤炭资源与环境保护的完美、和谐的统一。
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