淺談機械設(shè)計與制造中的基準(zhǔn)選擇與應(yīng)用
一、基準(zhǔn)的概念和分類
1,、基準(zhǔn)的概念
在零件圖,、工藝文件或?qū)嶋H零件上，根據(jù)一些指定的點,、線或面來確定另一些點,、線或面的位置，這些作為依據(jù)的點,、線,、面就稱為基準(zhǔn)。
2,、基準(zhǔn)分類
根據(jù)基準(zhǔn)用途不同基準(zhǔn)分為：
(1)設(shè)計基準(zhǔn),。設(shè)計基準(zhǔn)是 確定零件在機器中位置的一些點、線或面,。
(2)工藝基準(zhǔn),。工藝基準(zhǔn)是 確定零件在加工或測量時的位置的一些點、線或面,；工藝基準(zhǔn)包括定位基準(zhǔn),、測量基準(zhǔn)及裝配基準(zhǔn)。一般裝配時均以 鑄鐵平臺作為操作基準(zhǔn)面,。
二,、設(shè)計基準(zhǔn)的選擇與應(yīng)用
設(shè)計基準(zhǔn)就是 在標(biāo)注尺寸時所依據(jù)的點、線和面,，從設(shè)計角度標(biāo)注尺寸應(yīng)能夠反映所設(shè)計的零件在機器中的工作情況,；而從工藝基準(zhǔn)角度出發(fā)標(biāo)注尺寸要能夠把尺寸的標(biāo)注與零件的加工聯(lián)系起來反映工藝要求便于零件加工和測量。所以標(biāo)注尺寸時盡可能把設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一起來,，從而既能滿足設(shè)計要求又能滿足工藝要求,。
1,、考慮設(shè)計要求基準(zhǔn)選擇必須注意的問題
(1)任何一臺機器都是 由許多零件裝配而成。因此一臺機器中各零件之間總有一個或幾個表面相聯(lián)系,，常見的聯(lián)系有軸向聯(lián)系的直線配合尺寸,；徑向聯(lián)系的軸和孔配合尺寸；一般聯(lián)系的確定零件位置的定位尺寸,。
(2)零件的主要尺寸要在圖樣上直接標(biāo)注,。零件上的主要尺寸一定要直接在圖樣標(biāo)注出來，這樣可以直接提出尺寸精度,、形位公差的要求,，避免加工誤差的積累這樣來保證設(shè)計要求。
(3)標(biāo)注尺寸不能標(biāo)注成封閉尺寸鏈,。標(biāo)注尺寸時一定不能標(biāo)注成封閉尺寸鏈,，尺寸鏈中任一環(huán)的尺寸精度都是 各環(huán)尺寸誤差之和。因此這樣標(biāo)注尺寸不能保證設(shè)計要求,。標(biāo)注劃線等工作使用的工具(如 劃線平臺)的精度要符合零件精度要求,。
2、考慮工藝要求基準(zhǔn)選擇必須注意的問題
(1)鑄件,、鍛件按形體標(biāo)注尺寸,，這樣制作模型和鍛模比較方便。
(2)毛坯面尺寸與機加工的尺寸按兩組尺寸分別標(biāo)注,，但各個方向要有一個尺寸把毛坯面與加工面聯(lián)系起來,。
(3)圖紙上標(biāo)注的尺寸應(yīng)有利于零件加工時的測量。
(4)標(biāo)注的尺寸應(yīng)按零件加工順序來標(biāo)注尺寸,，標(biāo)注的尺寸符合加工過程,，同時便于工人看圖、加工和測量,。
(5)如果一個零件用一種加工方法不能夠加工完成,，這樣的零件在標(biāo)注尺寸時最好將不同加工方法的有關(guān)尺寸集中標(biāo)注。
三,、工藝基準(zhǔn)的選擇與應(yīng)用
在機加工,、測量及裝配過程中所使用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)選擇正確與否將直接影響零件的加工精度與機器的裝配質(zhì)量,，因此在加工過程中要正確選擇滿足工藝要求保證加工精度的工藝基準(zhǔn),。
1、定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇它是 用以確定加工表面對刀具切削位置之間相互關(guān)系所采用的基準(zhǔn),。設(shè)計基準(zhǔn)己經(jīng)由零件圖給定,，而定位基準(zhǔn)可以有多種不同方案，一般從多種方案中選擇最合理的一種方案,。零件進入加工之前沒有任何一個表面被加工過,，所以在第一道工序中選用零件的毛坯面作為定位基準(zhǔn)的稱為粗基準(zhǔn),；零件在以后各道工序中，采用己經(jīng)加工過的表面作為定位基準(zhǔn),，稱為精基準(zhǔn),。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇所需加工的各表面保證都能夠有足夠的余量，這樣就可以保證不加工表面尺寸和位置符合圖紙要求,。粗基準(zhǔn)的選擇原則是 ：①工件的重要表面必須保證余量均勻,，如床身導(dǎo)軌面、機床工作臺及鉗工平板等這些工件表面要求硬度高且均勻,。所以在毛坯制造時重要表面向下,，表層金屬細致均勻沒有氣孔、夾砂等缺陷,，加工時常只要切除一層較小而均勻的余量,，保留組織緊密耐磨的表層，從而延長使用壽命,。②零件每個表面都需要加工的,，應(yīng)選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準(zhǔn)，這樣能夠保證不會因某一加工表面余量不夠而造成廢品,。③對于零件不加工表面與加工表面有相對位置要求的，應(yīng)選不加工表面作為粗基準(zhǔn),。④選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整,，沒有飛刺、澆冒口的殘渣,，這樣不但減小了定位誤差,，又能保證零件是 夾緊的。⑤所選擇的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次,。因為粗基準(zhǔn)粗糙度高低不均勻,，如果重復(fù)使用會產(chǎn)生較大的定位誤差。
(2)精基準(zhǔn)的選擇主要是 從如何保證加工面的位置精度和安裝及加工方便出發(fā),。選擇精基準(zhǔn)的原則是 ：①盡可能采用定位基準(zhǔn),、設(shè)計基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合的基準(zhǔn)重合原則,，最容易保證加工表面對設(shè)計基準(zhǔn)的相對位置精度,。如果根據(jù)基準(zhǔn)重合原則選擇定位基準(zhǔn)，使定位和裝夾不便,，并且夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，就必須另外選擇定位基準(zhǔn)，這樣雖然由于基準(zhǔn)不重合會產(chǎn)生誤差,，但夾具簡化反而可減小部分誤差,。②選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)該注意到定位和裝夾方便,，夾具結(jié)構(gòu)簡單及加工方便等。如果工件幾個加工面之間有位置精度要求,，應(yīng)該首先選擇加工面積較大,、較適合作為精基準(zhǔn)的表面，然后以此表面作為精基準(zhǔn)加工-表面,。這是 因為大表面定位誤差較小,，并且便于裝夾。對于零件沒有較大的定位性能好的表面適合作為精基準(zhǔn),，可專門作為定位輔助基準(zhǔn),。③選擇定位基準(zhǔn)盡可能采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，所謂基準(zhǔn)統(tǒng)一就是 在多道工序中采用同一精基準(zhǔn)定位,，這樣可以保證各表面的位置精度,。所謂基準(zhǔn)統(tǒng)一原則就是 在多個工序中采用同一個精基準(zhǔn)定位。一般盤類零件都先以外圓定位加工內(nèi)孔及端面,，然后以后工序始終以內(nèi)孔表面和一個端面為定位基準(zhǔn),；箱體零件以裝配用的大平面及其上兩個距離較遠的孔作為精基準(zhǔn)。軸類零件加工所有工序都是 以中心孔作為定位基準(zhǔn)實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,。④有些精加工或光整加工應(yīng)遵循自為基準(zhǔn)原則,，工序因為為保證表面加工的質(zhì)量并且提高生產(chǎn)率，這些工序要求余量小而均勻,，此時應(yīng)選擇加工表面本身為精基準(zhǔn),，該加工表面與-表面之間的位置精度則有先行工序保證。如研磨,、鉸孔及浮動鎖孔等都是 自為基準(zhǔn),。
2、測量基準(zhǔn)與注意點
測量基準(zhǔn)就是 在測量工件時用來確定被測量零件在測量工具(例如 檢驗平臺)上位置的表面,。因此在設(shè)計過程中標(biāo)注尺寸和加工過程中測量尺寸需注意幾點：(1)標(biāo)注零件尺寸時所標(biāo)注的尺寸要便于測量,，避免標(biāo)注的尺寸是 不容易被量出其尺寸的或量出的尺寸需要進行計算的。這樣就會因為測量造成誤差,，影響工件的加工精度,。(2)在工件進行測量過程中，首先選擇正確的測量基準(zhǔn),，其次要保證工件測量工具與測量基準(zhǔn)的正確定位,，保證測量數(shù)值的準(zhǔn)確性。
3,、裝配基準(zhǔn)
裝配基準(zhǔn)就是 裝配時用來確定零件或部件在機器上的位置的基準(zhǔn),。
(1)當(dāng)零件的外形有平面也有曲面時應(yīng)該選擇平面作為裝配基準(zhǔn)面。(2)在零件上有若干平面的情況下應(yīng)該選擇較大的平面作為裝配基準(zhǔn)面,。(3)根據(jù)零件的用途選擇最重要的面作為裝配基準(zhǔn)面,。(4)選擇的裝配基準(zhǔn)面要便于-零件的定位和夾緊,。
各種基準(zhǔn)應(yīng)盡量使之重合，在設(shè)計機械零件時應(yīng)盡量選用裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計基準(zhǔn),，在編制零件的加工工藝規(guī)程時應(yīng)盡量選用設(shè)計基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn),，在加工及測量工件時在條件許可情況下，盡可能選擇工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)及測量基準(zhǔn),，這樣就可以消除或減小因為基準(zhǔn)不重合而引起的誤差,。
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