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【浅析机械加工中定位基准的选择和运用】 运用定位基准选择的基本原理

时间:2019-02-11 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  [摘要]机械加工中需对工件进行装夹定位,用于确定工件在加工中位置的点线面称作定位基准,有粗基准与精基准,必须根据一定的原则选择正确选择基准,才能够保证满足加工的精度要求。分析定位基准选择的原则,以便能透彻理解这些原则,并学会在实践中熟练运用它们对工件进行定位。
  [关键词]设计基准;定位基准;粗基准
  中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2011)10-058-01
  一、基本概念
  我们知道,工件的加工分为粗加工和精加工。粗加工时的定位基准叫做粗基准,精加工时的定位基准为精基准。一般来说,粗加工时工件还是毛坯,它的点线面是未经加工过的,所以粗基准通常是未加工点线面。精加工时的点线面一般都要选择已经过加工的,所以精基准通常是已加工点线面。
  由此,我们就可以得到定位基准选择的基本方法。
  二、粗基准选择的方法和运用
  粗基准的选择粗加工的目的是去除大部分加工余量,以便保证在以后的半精加工和精加工中有比较小的加工余量,粗基准的选择既要保证留给精加工的余量既不能太大,也不能太小。这就应该考虑两个问题:一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求。二是合理分配各加工表面的加工余量,既不要使有点表面粗加工后留下的余量太多,也不能太少。选择时可采用下列方法:
  1.首先看是否有不加工面。如果有,那么要保证加工面与不加工面间的位置精度要求,应选择不加工面作为粗基准。由于加工面经过加工后的位置会发生改变,如果以加工面为基准,既无法保证它与不加工面的位置精度,也无法保证与其他加工面的位置精度。
  但是,如果有多个不加工面时,应选择哪个面作为定位基准呢?首先,要根据实际加工条件,在现有加工设备上以哪个面作为定位装夹基准较现实方便。其次,要考虑当以选定的面作为定位基准,不致对其他所有加工面造成太大的误差。具体应怎样选择定位基准,要看加工的实际情况,以保证不会造成太大变形为条件。
  当然,还要正确理解不加工面。所谓的不加工面,并非说它一定是毛坯面,在整个加工过程中都不会加工,而是对本道工序而言的,是指在本道工序中不会加工的面。这样的面也可能在前面的工序中已经加工过了,也可能在本道工序中先行加工,以后再不会加工了。
  2.如果在所有的面均须加工或根据装夹条件必须选择要加工面作为粗基准的情况下,那么在选择粗基准时首先要考虑能够保证各主要加工表面有足够的加工余量。为满足这个要求,应选择粗加工余量最小的面作为粗基准。
  同时,如果工件有重要表面,由于重要表面决定了工件在机械中的安装位置和工作精度,应选择重要表面作为粗基准。如车床床身加工,导轨面是床身的重要表面,不但精度要求高,而且要求材料的组织致密,金相组织均匀。为此在铸造时,置导轨面于下方,并采取激冷措施。先以导轨面为粗基准加工底面,就可使底面与导轨面平行,再以底面为基准加工导轨面时,即可保证其余量均匀。
  3.选毛坯面作为粗基准时,由于毛坯面误差较大,表面质量不好,在同一尺寸方向上应避免重复选用同一毛坯面作为粗基准。粗基准的选择有上述几条原则,在实际加工中选择何种原则则要根据实际情况来确定,没有一个固定的模式可供操作。
  三、精基准选择的方法与运用
  精加工的特点是加工余量较小,加工精度要求较高,所以精基准的选择必须尽可能使其对精加工产生较小的误差。
  1.基准重合的原则。所谓基准重合,是指加工时定位工件的基准应与产品图样中的设计基准重合,以避免由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中,特别是当位置公差要求较严时,一般不应违反这一原则。否则,将由于存在基准不重合误差,而增大加工难度。
  2.基准统一的原则。当以一个表面为基准能加工一系列具有相互位置要求的表面时,应先将该表面精加工出来,然后以它为精基准加工其余的一系列表面,可以保证它们的位置精度。这就是基准统一原则。例如,对于孔系的加工,就采用这一原则,选定一个面作为精基准,在一次装夹中加工这些孔,就能使孔间距满足精度要求。
  在实际生产中,经常使用的统一基准形式有:
  (1)轴类零件常使用外圆面或两顶尖孔作统一精基准。
  (2)箱体类零件常使用一面两孔(一个较大的平面和两个距离较远的销孔)作统一精基准。
  (3)盘套类零件常使用止口面作统一精基准。活塞零件,采用裙部止口面定位可以方便地加工活塞的其他表面,故选其为统一精基准。实际上,活塞止口面的圆孔并无功能要求,之所以对其进行加工,完全是为了作定位基准使用。
  (4)套类零件用一长孔和一止推面作统―精基准。
  需要指出,采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时,需针对具体问题进行具体分析,根据实际情况选挥精基准。
  3.互为基准的原则。当加工相互位置精度要求较高的面时,为保证它们的位置精度,常常相互选择对方作为精基准,反复加工,直至达到精度要求。
  4.自为基准的原则。当工件已经过精加工,其表面精度较高,如需对其进一步超精加工或光整加工,为使加工余量尽可能小而且均匀,从而不破坏已加工精度,可以其自身表面作为定位基准。如无心磨削是对外圆表面的光整加工,其定位基准就是要进行光整加工的外圆面。
  此外,用浮动铰刀绞孔、用拉刀拉孔,均为自为基准定位的实例。
  5.精基准的选择除了要遵循以上原则之外,与粗基准的选择类似,也必须考虑加工的实际情况,应保证装夹方便、可靠,定位准确。工件的某些表面,虽然设计精度要求较高,但由于这些表面外形过于复杂,用现有的工艺设备无法装夹,或装夹后在加工时不能保证其稳定可靠,那就必须放弃将其作为定位基准。

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