虛擬基準及虛擬基準在零件裝夾找正中的應用

李志貞,裴翠翠

（1.煙臺艾迪精密機械股份有限公司,山東 煙臺 264006；2.煙臺博昌汽車標準件有限公司,山東 煙臺 265500）

虛擬基準及虛擬基準在零件裝夾找正中的應用

李志貞1,裴翠翠2

（1.煙臺艾迪精密機械股份有限公司,山東 煙臺 264006；2.煙臺博昌汽車標準件有限公司,山東 煙臺 265500）

作為基準的點、線、面在工件上沒有具體存在而又不能通過某些具體具體的表面體現，這樣的基準稱為虛擬基準。虛擬基準有兩個特點：第一，作為基準的點、線、面在工件上沒有具體存在而又不能通過某些具體具體的表面體現。第二，虛擬基準可以通過成品零部件的加工成型特征進行確定。使用虛擬基準裝夾找正可以有效解決某些不規則毛坯加工問題。

虛擬基準；基面；裝夾找正；毛坯件檢驗；尺寸失效判定

0 前言

零件的機械加工藝的制定過程需要考慮的問題很多，涉及面也很廣，基準的選擇是零件機械加工工藝制定的重要環節。基準的選擇有以下幾個原則：基準重合原則、基準統一原則、互為基準原則、自為基準原則。作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心、軸心、對稱面）等，而常由某些具體的表面來表現。這些表面可稱為基面。例如，在車床上用三爪卡盤夾持一根短圓軸，實際定位表面（基面）是外圓柱面，而它所體現的定位基準是這根圓軸的軸心線。[1]（機械制造工藝學 第三版 陜西科技出版社 顧崇銜等著）

但是，在某些情況下作為基準的點、線、面在工件上不存在，而又沒有具體表面能夠體現出這些基準。這種情況下，如果我們繼續按照零部件某一具體表面作為基準進行裝夾找正就會造成加工困難甚至大量的廢品產生。

1 以具體存在表面為基準裝夾找正在實際生產過程中遇到的問題

圖1為所示為某型連桿圖紙，該型連桿圖紙為面對稱零部件，機械加工過程中我們選擇對稱面為加工基準。由于對稱面通過距離為300mm的兩個平面來體現，因此我們可以使用這兩個面作為基面。在實際生產過程中，由于焊接工序焊接應力的作用，兩側連接板極易發生傾斜。此時，繼續使用距離為300mm的平面作為基準面就會導致孔壁厚部分過薄、軸套端面加工余量不夠等情況出現。最終導致廢品率過高。為解決以上問題，我們在實際生產過程中，使用了虛擬基準作為基面來定位、裝夾此類零部件，有效解決了毛坯件廢品率過高的問題。

圖1

2 虛擬基準法裝夾找正

2.1 虛擬基準定義及定位

以上述某型連桿為例，這種連桿是中心面對稱零件。兩側機加工表面以中心面為對稱面，兩側對稱。我們在實際生產過程的裝夾找正工序中，所找正的基準面正式這個中心對稱面。由于虛擬基準在實際零部件上是不存在的，而又不能通過某一零部件表面體現出來。因此虛擬基準的定位比較困難。我們在實際工作中使用的是逆向找正方法，即首先虛擬出毛坯件加工成成品工件的狀態和特點并找出虛擬成品工件的對稱中心面，然后確定虛擬成品工件中心面與工件毛坯已存在表面位置關系，通過這個位置關系來確定工件虛擬基準的位置。從而完成工件毛坯的裝夾找正工作。

圖2

在實際裝夾找正過程中，我們首先通過對毛坯件的整體測量確定其虛擬基準面的位置，然后通過虛擬基準面距離一側連接板的定位尺寸B和定位尺寸A確定工件在機床上的正確裝夾位置。

虛擬基準的選擇和定位尺寸的選擇不是一成不變的，需要根據零部件的具體形狀特征來選擇。總的來說，虛擬基準找正方法描述的是虛擬成型零件與毛坯件的位置關系確定的問題。

2.2 毛坯件檢驗及尺寸公差控制

2.2.1 毛坯件的檢驗及判定

同樣以圖2所示情況為例，虛線為零件加工完成后加工表面的輪廓線，實線為毛坯面輪廓線。

首先，設定零部件尺寸失效判定條件，并根據零件加工完成后加工表面的輪廓和毛坯面輪廓之間的幾何關系確定零部件失效判定條件的計算公式。

根據圖2所示連桿的具體使用條件，我們設定了以下三個限制：

其中：T1為連接板厚度，T2為圓套厚度，α為毛坯件毛坯面與實際加工成型表面的夾角（夾角根據具體變形情況確定，本文中假定兩側板變形角度、方向一致故使用同一角度α表示）。

根據限制條件和限制條件計算公式判定毛坯件是否合格。

2.2.2 注意事項

第一，失效條件及失效條件判定公式描述的是機械加工成型表面與毛坯件表面的位置關系。失效條件及失效條件判定公式不是一成不變的，應根據加工零件的具體情況進行具體分析。

第二，列舉限制條件時應注意所限制條件的列舉應該全面包含零件的質量要素，防止因為要素列舉不全導致檢驗計算出錯。

3 總結

虛擬基準有兩個特點：第一，作為基準的點、線、面在工件上沒有具體存在而又不能通過某些具體具體的表面體現。第二，虛擬基準可以通過成品零部件的加工成型特征進行確定。

虛擬基準裝夾找正的方法可以解決在某些情況下作為基準的點、線、面在工件上不存在，而又沒有具體表面能夠體現出這些基準的問題。但是，由于虛擬基準裝夾找正所耗用的輔助工時較長，因此這種裝夾找正方式比較適合應用在大型工件單件小批量生產場合。

[1]顧崇銜等.機械制造工藝學第三版[M].陜西科技出版社.