有關(guān)精基準(zhǔn)知識(shí)

1、精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則： 1 “基準(zhǔn)重合”原則 為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。如果加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會(huì)增大定位誤差，其產(chǎn)生的原因及計(jì)算方法在下節(jié)討論。 2 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。例如軸類零件大多數(shù)工序都以中心孔為定位基準(zhǔn)；齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)。 采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可

2、減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。 3 “自為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，這就是“自為基準(zhǔn)”原則。例如磨削床身導(dǎo)軌面時(shí)，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。如圖 3-38 所示。此時(shí)床腳平面只是起一個(gè)支承平面的作用，它并非是定位基準(zhǔn)面。此外，用浮動(dòng)鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、用無心磨床磨外圓等，均為自為基準(zhǔn)的實(shí)例。 4 “互為基準(zhǔn)”原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則。例如加工精密齒輪時(shí)，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進(jìn)行磨齒。因齒面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小

3、而均勻。此時(shí)可用齒面為定位基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)磨齒面，從而保證齒面的磨削余量均勻，且與齒面的相互位置精度又較易得到保證。 5 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。如圖 3-39b ，當(dāng)加工 C 面時(shí)，如果采用“基準(zhǔn)重合”原則，則選擇 B 面作為定位基準(zhǔn)，工件裝夾如圖 3-40 所示。這樣不但工件裝夾不便，夾具結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜；但如果采用圖 3 -39a 所示的以 A 面定位，雖然夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝夾方便，但基準(zhǔn)不重合，定位誤差較大。 應(yīng)該指出，上述基準(zhǔn)選擇原則，常常不能全部滿足，實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求綜合考慮，分清主次，著重解決主要矛盾。在制訂工藝規(guī)程時(shí)

4、，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對(duì)能否保證零件的尺寸精度和相互位置 精度要求，以及對(duì)零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時(shí)，定位  基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問  題。 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇    精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則如下：(1) 基準(zhǔn)重合原則  即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。圖4-22所示的零件

5、，設(shè)計(jì)尺寸為a和c，設(shè)頂面B和底面A已加工好(即尺寸a已經(jīng)保證)，現(xiàn)在用調(diào)整法銑削一批零件的C面。為保證設(shè)計(jì)尺寸c，以A面定位，則定位基準(zhǔn)A與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B不重合，見圖(b)。由于銑刀是相對(duì)于夾具定位面(或機(jī)床工作臺(tái)面)調(diào)整的，對(duì)于一批零件來說，刀具調(diào)整好后位置不再變動(dòng)。加工后尺寸c的大小除受本工序加工誤差(j)的影響外，還與上道工序的加工誤差(Ta)有關(guān)。這一誤差是由于所選的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的，這種定位誤差稱為基準(zhǔn)不重合誤差。它的大小等于設(shè)計(jì)(工序)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。從圖(c)中可看出，欲加工尺寸c的誤差包括j和Ta，為了保證尺寸c的精度，應(yīng)使：

6、jTaTc    顯然，采用基準(zhǔn)不重合的定位方案，必須控制該工序的加工誤差和基準(zhǔn)不重合誤差的總和不超過尺寸c公差Tc。這樣既縮小了本道工序的加工允差，又對(duì)前面工序提出了較高的要求，使加工成本提高，當(dāng)然是應(yīng)當(dāng)避免的。所以，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。    如圖4-23所示，以B面定位加工C面，使得基準(zhǔn)重合，此時(shí)尺寸a的誤差對(duì)加工尺寸c無影響，本工序的加工誤差只需滿足：jTc 即可。            (a)

7、                        (b)                       (c)    

8、60;                圖4-22  基準(zhǔn)不重合誤差示例                               

9、0;    (a) 工序簡(jiǎn)圖    (b) 加工示意圖    (c) 加工誤差 圖4-23  基準(zhǔn)重合安裝示意圖    顯然，這種基準(zhǔn)重合的情況能使本工序允許出現(xiàn)的誤差加大，使加工更容易達(dá)到精度要求，經(jīng)濟(jì)性更好。但是，這樣往往會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加操作的困難。而為了保證加工精度，有時(shí)不得不采取這種方案。(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則  應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)

10、、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時(shí)，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。(3) 自為基準(zhǔn)原則           圖4-24  自為基準(zhǔn)實(shí)例某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。如圖4-24所示，磨削車床導(dǎo)軌面，用可調(diào)支承支承床身零件，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表

11、找正導(dǎo)軌面相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向的正確位置，然后加工導(dǎo)軌面以保證其余量均勻，滿足對(duì)導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。還有浮動(dòng)鏜刀鏜孔、珩磨孔、拉孔、無 心磨外圓等也都是自為基準(zhǔn)的實(shí)例。(4) 互為基準(zhǔn)原則  當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動(dòng)精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。再如車床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴(yán)格的同軸度要求，加工時(shí)就是先以軸頸外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，再以錐孔為定位基準(zhǔn)加工外圓，如此反復(fù)多次，最終達(dá)到加工要求。這都是互為基準(zhǔn)的

12、典型實(shí)例。(5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便?；鶞?zhǔn)重合原則，是工序基準(zhǔn)要與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，是各個(gè)加工項(xiàng)目都使用同一個(gè)基準(zhǔn)（并不一定工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合）自為基準(zhǔn)原則，是用該加工項(xiàng)目本身做為定位基準(zhǔn)（是自己跟自己）互為基準(zhǔn)原則，是幾個(gè)重要項(xiàng)目之間相互反復(fù)做基準(zhǔn)（是自己跟別人在制訂工藝規(guī)程時(shí)，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對(duì)能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對(duì)零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問題。 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工

13、精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則如下：(1) 基準(zhǔn)重合原則  即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。圖4-22所示的零件，設(shè)計(jì)尺寸為a和c，設(shè)頂面B和底面A已加工好(即尺寸a已經(jīng)保證)，現(xiàn)在用調(diào)整法銑削一批零件的C面。為保證設(shè)計(jì)尺寸c，以A面定位，則定位基準(zhǔn)A與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B不重合，見圖(b)。由于銑刀是相對(duì)于夾具定位面(或機(jī)床工作臺(tái)面)調(diào)整的，對(duì)于一批零件來說，刀具調(diào)整好后位置不再變動(dòng)。加工后尺寸c的大小除受本工序加工誤差(j)的影響外，還與上

14、道工序的加工誤差(Ta)有關(guān)。這一誤差是由于所選的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的，這種定位誤差稱為基準(zhǔn)不重合誤差。它的大小等于設(shè)計(jì)(工序)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。從圖(c)中可看出，欲加工尺寸c的誤差包括j和Ta，為了保證尺寸c的精度，應(yīng)使：jTaTc    顯然，采用基準(zhǔn)不重合的定位方案，必須控制該工序的加工誤差和基準(zhǔn)不重合誤差的總和不超過尺寸c公差Tc。這樣既縮小了本道工序的加工允差，又對(duì)前面工序提出了較高的要求，使加工成本提高，當(dāng)然是應(yīng)當(dāng)避免的。所以，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。  

15、;  如圖4-23所示，以B面定位加工C面，使得基準(zhǔn)重合，此時(shí)尺寸a的誤差對(duì)加工尺寸c無影響，本工序的加工誤差只需滿足：jTc 即可。圖4-23  基準(zhǔn)重合安裝示意圖    顯然，這種基準(zhǔn)重合的情況能使本工序允許出現(xiàn)的誤差加大，使加工更容易達(dá)到精度要求，經(jīng)濟(jì)性更好。但是，這樣往往會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加操作的困難。而為了保證加工精度，有時(shí)不得不采取這種方案。(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則  應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少

16、了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時(shí)，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。(3) 自為基準(zhǔn)原則  圖4-24  自為基準(zhǔn)實(shí)例某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。如圖4-24所示，磨削車床導(dǎo)軌面，用可調(diào)支承支承床身零件，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表找正導(dǎo)軌面相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向的正確位置，然后加工導(dǎo)軌面以保證其余量均勻，滿足對(duì)導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。還有浮動(dòng)鏜刀鏜孔、珩磨孔、拉孔、無 心磨

17、外圓等也都是自為基準(zhǔn)的實(shí)例。(4) 互為基準(zhǔn)原則  當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動(dòng)精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。再如車床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴(yán)格的同軸度要求，加工時(shí)就是先以軸頸外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，再以錐孔為定位基準(zhǔn)加工外圓，如此反復(fù)多次，最終達(dá)到加工要求。這都是互為基準(zhǔn)的典型實(shí)例。(5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。六點(diǎn)定位如圖 3-33 所示是齒坯定位的示例。其中圖 a

18、是短銷和大平面定位，大平面限制了 、 、 三個(gè)自由度，短銷限制了 、 二個(gè)自由度，無過定位；圖 b 是長(zhǎng)銷和小平面 定位 ，長(zhǎng)銷限制了 、 、 、 四個(gè)自由度，小平面限制了 一個(gè)自由度，因此也無過定位；圖 c 是長(zhǎng)銷和大平面定位，長(zhǎng)銷限制 、 、 、 四個(gè)自由度，大平面限制 、 、 三個(gè)自由度，其中 、 為兩個(gè)定位元件所限制，所以產(chǎn)生了過定位。  由于過定位的影響，可能會(huì)發(fā)生工件不能裝入、工件或夾具變形等后果，破壞工件的正確定位。因此當(dāng)出現(xiàn)過定位時(shí)，應(yīng)采取有效的措施消除或減小過定位的不良影響。 消除或減小過定位的不良影響一般有如下兩種措施： 1改變定位裝置結(jié)構(gòu)如圖 3-34 所示，使

19、用球面墊圈，消除 、 兩個(gè)自由度的重復(fù)限制，避免了過定位的不良影響。2提高工作和夾具有關(guān)表面的位置精度如圖 3-33d 、 e 中，如能提高工工件內(nèi)孔與端正面的垂直度和提高定位銷與定位平面的垂直度，也能減小過定位的不良影響。 三、定位基準(zhǔn)的選擇當(dāng)根據(jù)工件加工要求確定工件應(yīng)限制的自由度數(shù)后，某一方向自由度的限制往往會(huì)有幾個(gè)定位基準(zhǔn)可選擇，此時(shí)提出了如何正確選擇定位基準(zhǔn)的問題。 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。利用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。 （一）粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)。主要考慮兩個(gè)問題：一是保證加工面

20、與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具體選擇時(shí)參考下列原則： 1 對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3 -35a 所示。如果零件上有多個(gè)不加工表面，則以其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3-35b ，該零件有三個(gè)不加工表面，若要求表面 4 與表面 2 所組成的壁厚均勻，則應(yīng)選擇不加工表面 2 作為粗基準(zhǔn)來加工臺(tái)階孔。  2 對(duì)于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下兩點(diǎn)： （ 1 ）應(yīng)保證

21、各主要表面都有足夠的加工余量。為滿足這個(gè)要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，如圖 3 -35c 所示的階梯軸，應(yīng)選擇 55mm 外圓表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 2 ）對(duì)于工件上的某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使其表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3-36 所示的床身導(dǎo)軌表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整個(gè)導(dǎo)軌面內(nèi)具有大體一致的力學(xué)性能。因此，在加工導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)選擇導(dǎo)軌表面作為粗基準(zhǔn)加工床身底面（圖 3 -36a ），然后以底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面（圖 3-36b ）。  3 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的定

22、位誤差。如圖 3-37 所示的小軸加工，如重復(fù)使用 B 面加工 A 面、 C 面、則 A 面和 C 面的軸線將產(chǎn)生較大的同軸度誤差。 4 選作粗基準(zhǔn)的平面應(yīng)平整，沒有澆冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 （二）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則： 1 “基準(zhǔn)重合”原則 為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。如果加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會(huì)增大定位誤差，其產(chǎn)生的原因及計(jì)算方法在下節(jié)討論。 2 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。例如軸類零件大多數(shù)工序都以中心孔為定位基準(zhǔn)；齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)。 采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。 3 “自為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，這就是“自為基準(zhǔn)”原則。例如磨削床身導(dǎo)軌面時(shí)，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。如圖 3-38 所示。此時(shí)床腳平面只是起一個(gè)支承平面的作用，它并非是定位基準(zhǔn)面。此外，用浮動(dòng)鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、