機(jī)械加工中如何選擇定位基準(zhǔn)

朱曉萍

摘要：在工藝編制過(guò)程中不管是粗基準(zhǔn)還是精基準(zhǔn)的選擇，定位基準(zhǔn)的選擇原則一般不可能同時(shí)滿足，有時(shí)還是互相矛盾的。因此，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，權(quán)衡利弊，在保證零件加工技術(shù)要求的前提下，力求工藝過(guò)程簡(jiǎn)單易行、裝夾方便可靠、降低工藝成本等等。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;基準(zhǔn);設(shè)計(jì)基準(zhǔn);工藝基準(zhǔn)中圖分類號(hào)：G718文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2014）18-0279-02將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程稱為生產(chǎn)過(guò)程。它包括原材料的運(yùn)輸和保管、生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工、零件的熱處理、部件和產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)、油漆和包裝等。各種機(jī)械產(chǎn)品的具體制造方法和過(guò)程是不相同的，但生產(chǎn)過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，即毛坯制造、零件加工和產(chǎn)品裝配。機(jī)械加工工藝過(guò)程是利用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^(guò)程。

本文從機(jī)械加工的角度探討零件的整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程，在工藝編制中怎樣選擇定位基準(zhǔn)，通過(guò)具體的工藝實(shí)例說(shuō)明在機(jī)械加工中選擇好定位基準(zhǔn)的重要性。

1.機(jī)械加工過(guò)程中定位基準(zhǔn)的不同選擇對(duì)工藝難度的影響

在工藝編制過(guò)程中，應(yīng)力求做到工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合這一基本原則是大家所熟知的，但在機(jī)械加工中也常碰到工藝基準(zhǔn)不便或不能實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的情況。

圖一

如（圖一）所示，a為某零件工序10車外圓及端面的加工工序簡(jiǎn)圖，b為工序15鉆孔的加工工序簡(jiǎn)圖，c、d、e是鉆孔工序的三種軸向定位基準(zhǔn)選擇的方案。

方案1（圖c）：本方案定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒(méi)有定位誤差。

方案2（圖d）：本方案定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，兩者之間的位置尺寸是 ，在鉆孔時(shí)，工件以A面在夾具中定位，就一批工件而言，定位基準(zhǔn)是變動(dòng)的，變動(dòng)量（0.09）將造成工藝尺寸的變化。出現(xiàn)了一個(gè)尺寸鏈換算，由尺寸10±0.11及 可以計(jì)算出定位基準(zhǔn)到小孔中心線的距離是 ，也就是說(shuō)公差縮小了0.09mm。因此，雖然本工序的設(shè)計(jì)尺寸為10±0.11，但由于存在定位誤差0.09mm，在鉆孔時(shí)，孔軸心線位置尺寸的加工誤差就不能超過(guò)0.13mm。

方案3（圖e）：本方案用C面作定位基準(zhǔn)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，所以也存在定位誤差，其值為B、C面之間的位置精度公差值，即0.16mm，比方案2還要大些。

通過(guò)以上分析可知，定位基準(zhǔn)選擇的不同，定位誤差的大小也隨之而異。定位誤差與選擇定位基準(zhǔn)有關(guān)，和加工方法無(wú)關(guān)。在很多情況下，定位誤差要占去設(shè)計(jì)尺寸公差中相當(dāng)大的一部分，這就人為的增加了加工難度，降低了生產(chǎn)率，提高了生產(chǎn)成本。

在多年的工藝編制實(shí)踐中，本人印象最深的就是對(duì)高壓汽發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤在制造過(guò)程中的感受。

2.高壓汽發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤的工藝過(guò)程分析

2.1零件結(jié)構(gòu)工藝分析。該零件為高壓汽發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤，是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件。該零件的最大外徑為φ426.3mm（見(jiàn)圖二），壁厚最小處為2.5mm，是一集薄壁盤、鼓筒為一體的環(huán)筒體。外輪緣處是一環(huán)形榫槽，在外緣與輪轂中間有幅板連接。前面安裝邊的端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B，與安裝邊相鄰的外圓為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A，零件后面有 止口與其它零件組合焊接，并在焊接止口處增加一焊接收縮量，零件尺寸精度要求較高。徑向尺寸公差均為0.1mm及0.1mm以下，相當(dāng)于IT5 ~ 6級(jí)公差，幅板深度尺寸公差很小，只有0.05mm，該尺寸靠?jī)纱渭庸けＷC，給機(jī)械加工帶來(lái)了很大困難；零件表面質(zhì)量要求很高，沿輪轂及幅板形面表面粗糙度為Ra0.8，其余為Ra1.6，必須經(jīng)過(guò)精加工才能達(dá)到；零件形位公差要求很高，圓跳動(dòng)公差為0.03mm，精度要求相當(dāng)于5~6級(jí)精度，如果定位基準(zhǔn)選擇不合適，這么高的形位公差要求是很難保證的。該零件屬于薄壁環(huán)筒形件，徑向裝夾特別容易變形；在加工過(guò)程中，不同的表面選擇不同的加工方法，根據(jù)零件表面粗糙度要求采用粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，通過(guò)精加工來(lái)保證尺寸精度和表面粗糙度要求，通過(guò)選擇合理的定位基準(zhǔn)來(lái)保證形位公差要求。

圖二

2.2工藝編制過(guò)程中定位基準(zhǔn)的選擇。

2.2.1內(nèi)型面加工全部采用靠模加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加工的能力，特將零件的精車型面階段分為三個(gè)工序：精車幅板工序；精車前面內(nèi)型面工序；精車后面內(nèi)型面工序。

2.2.2該零件的形位公差要求很高，工藝基準(zhǔn)不便實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，需變換定位基準(zhǔn)調(diào)頭加工，壁厚最薄的地方僅為2.5mm，徑向裝夾受力特別容易變形。

該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為（見(jiàn)圖三）：軸向定位基準(zhǔn)是B，徑向定位基準(zhǔn)是A，如果按照習(xí)慣上的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的原則，也不是不可以，但因?yàn)樵摿慵捎贏面夾持位置尺寸小，屬于薄壁環(huán)形件，壁厚最小的地方僅為2.5mm，如果按照習(xí)慣上的定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的定位方式加工，那樣的話就只有采用徑向夾緊的夾緊方式，夾緊力小，夾緊不可靠，不能上大刀，施加較大夾緊力則零件就特別容易變形。還可以用一種比較簡(jiǎn)單的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換方法，先利用徑向夾緊表面G，軸向端面D的定位方式加工完一端，然后調(diào)頭加工另一端，加工時(shí)的定位基準(zhǔn)徑向