论文导读:由定位原理可知,定位实际上是以工件的基准面与夹具的定位基准相接触,限制了工件的自由度。如何选择与夹具定位基准相接触的工件的基准面呢?这就是定位基准选择的问题,这不仅对零件的表面的位置的尺寸与位置的精度有着影响,还对整个工艺的安排与夹具的构造有着影响。
关键词:设计基准,工艺基准,工装
在零件加工的工艺规程的制作时,正确的选择工件的定位基准十分重要。选择定位基准的好坏,对零件加工的位置精度有影响,而且对零件表面的加工顺序有影响。
一、基准的概念
零件都是有很多表面组成的,各个表面之间对尺寸和相互位置有着要求。模具表面之间的相对位置的要求有两方面:表面间的距离尺寸精度与相对位置精度要求。研究零件表面间的相对位置关系离不开基准,不明确基准就无法确定零件表面的位置。基准就一般意义来讲,就是零件上用来以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。科技论文,工艺基准。基准按其作用可分为设计基准与工艺基准两大类。
1.设计基准
设计基准就是在零件图上用以确定其他的点、线、面的基准。它是标注设计尺寸的依据。如图1所示零件,平面2、3的设计基准是平面1,平面5、6的设计基准是平面4。
2、工艺基准
零件在加工和装配的过程中使用的基准,叫工艺基准。工艺基准按用途不同分为定位基准,测量基准和装配基准。
(1)定位基准 加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准称为定位基准。
(2)测量基准 零件检验时,用以测量已加工表面尺寸及位置的基准称为测量基准。
(3)装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准称为装配基准。
图1
二、工件安装方式
为了某一部分加工出符合规定技术的要求的表面,在加工之前,必须使工件在机床占据一个正确的位置。这个过程称为工件的“定位”。工件定位之后,由于工件受到切削力、重力等的影响,应采用一定的机构将工件“夹紧”,使工件的位置保持一定的稳定,这个从“定位”到“夹紧”的过程称为“安装”。
工件安装的好坏是加工中的重要问题,它直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性,还影响生产率的高低。科技论文,工艺基准。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置的精度,工件安装时应使加工表面的设计基准相对于机床占据一正确的位置。
在各种不同的机床上加工零件时,有各种不同的安装方法:
1.直接找正法 这种方式通过将工件直接安装在机床上,用百分表的划针,以目测法的方式校正工件,可使工件在机床上占有正确的位置。直接找正法的定位精度和找正的快慢是由与找正精度、找正方法、找正工具和工人的技术水平的影响。但由于时间花费多、生产率低,且对工人的技术要求高,所以只能用于单件、小批量生产。
2.划线找正法 这个方法是通过在机床上用划针对毛坯或半成品上的线找正工件,使工件得到正确位置。由于划出的线本身有宽度,在划线时又有划线误差,此法复杂,多用于生产批量较小、精度低等一些不宜使用夹具的粗加工。
3.采用夹具安装法 夹具是机床上的附加装置,其精度对于刀具已调整好,在加工工件时不必逐个找正定位,所以能保证加工的技术要求。此方法既省工又省事,是一种高效的方法,得到广泛的使用。
三、定位基准的选择
正确的选择定位基准是制定机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。
设计基准是由零件图来确定,而定位基准可有多种不同的方式。一般刚开始时选毛坯表面来确定定位,之后工序中采用已加工的表面来定位。有时会有有一种复杂的情况:工件上没有可以选取作为定位基准适合表面,此时就必须在工件上专门的设置或加工出定位的基面,这种面称为辅助基准。辅助基准在零件中并无用途,只是作为工艺要求而做出来的。
定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中,只能选用未经加工过的毛坯表面作为定位基准,这种基准称为粗基准;用加工过的表面所作的定位基准称为精基准。在设计工艺规程的过程中,应当根据零件工作图选择粗、精基准。
1.粗基准的选择
粗基准的选择影响以后各加工表面的加工余量的分配。所以粗基准的选择是极其重要的。选择粗基准时要为后续的步骤安排好必要的基准基面。其选择原则:
(1)为保证其重要加工面余量的均匀,而选择该表面作为粗基准。科技论文,工艺基准。
(2)为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,而选择不加工表面作为粗基准。
(3)选择的粗基准的表面要尽量光滑平整,没有表面的缺陷,使工件定位准确,操作方便。
(4)一般情况下,粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次。不重复使用,否则会产生定位误差。
2.精基准的选择
精基准的选择既影响着工件的加工质量,又影响工件安装是否方便可靠。其选择原则:
(1)基准重合原则
①尽可能的选用设计基准为作为定位基准,避免基准不重合误差。
②使用调整法加工零件时,如果基准不重合将出现基准不重合误差。所谓调整法,就是在预先调整好刀具与机床的相对位置,并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置的加工方法。此相对应的方法是试切削法加工。
(2)基准统一原则
①选择用统一的定位基准来加工工件上的各个加工表面,以避免基准的转换带来的误差,利于保证各基准表面的位置精度,简化工艺规程,夹具设计和制造,大大的缩短了生产准备周期。
②典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体零件。科技论文,工艺基准。
(3)自为基准原则
当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时,可选择该加工表面本身作为定位基准。
(4)互为基准原则
能够提高重要表面间的相互位置精度,或使加工余量小儿均匀。
四、实例
如图2 所示的零件,在加工中心上加工Φ80H7的孔和4×Φ25H7的孔,其中4×Φ25H7的孔都以Φ80H7的孔为基准,编程原点P选择在Φ80H7的孔的中心线上。
加工该板类零件,采用台虎钳来装夹毛坯,夹持平面2、3,限制工件的前后方向的自由度。利用标准垫块垫住工件,使工件底平面与机床工作台平行。工件定位好之后,采用百分表对刀,已知P点在Φ80H7孔X轴和Y轴方向的距离为150+0.05mm,所以以P点为基准得到Φ80H7孔的位置。加工好Φ80H7孔之后,以Φ80H7孔为基准划一圆为Φ200+0.02mm。科技论文,工艺基准。以Φ80H7孔作为中心基准,以Φ200+0.02mm孔为侧基准加工出4×Φ25H7的孔。科技论文,工艺基准。

图2
结束语
定位基准的选择是加工工件的基础,如何选择定位基准主要根据所加工零件的结构特点而定的。定位基准的选择应尽量遵循基准统一、基准不重合、互为基准等原则,制定好合理的加工工艺路线才能加工出合格的零件。
参考文献
[1]《数控铣床加工工艺》刘光机械工业出版社1996年
[2]《模具制造工艺学》郭铁良主编北京:高等教育出版社2002.7
[3]王爱玲《数控机床加工工艺》机械工业出版社2007
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