定位基准的选择

4 定位基准的选择 拟订加工路线的第一步是选择定位基准 定位基准的选择合理与否 将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量 基准选择不当 往往会增加工序 或使工艺路线不合理 或使夹具设计困难 甚至达不到零件的加工精度 特别是位置精度 要求 4 定位基准的选择 定位基准的选择依据 零件图的技术要求 4 1粗基准的选择 粗基准选择影响 加工余量的均匀分配 加工面与非加工面 作为粗基准的非加工面 的位置关系 4 1粗基准的选择 以不加工外圆表面1作为粗基准定位 加工后内孔2与外圆1同轴 以毛坯孔作为粗基准定位 则可以保证余量均匀 但加工后内孔2与外圆1不同轴 即壁厚不均匀 1 保证相互位置要求原则2 余量均匀分配原则3 便于工件装夹原则4 粗基准在一个定位方向上只允许使用一次原则 4 1粗基准的选择 保证相互位置要求原则 如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求 则应以不加工面作为粗基准 以外圆面作为加工内孔时的粗基准 余量均匀分配原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时 应选择该表面的毛坯面作为粗基准 具体说明 在床身零件中 导轨面是最重要的表面 它不仅精度要求高 而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性 由于在铸造床身时 导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的 导轨面材料质地致密 砂眼 气孔相对较少 因此要求加工床身时 导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀 故应选导轨面作粗基准加工床身底面 然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面 此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀 粗基准在一个定位方向上只允许使用一次例如下图所示零件 如第一道工序以不加工外圆表面1定位 加工内孔2 若第二道工序仍以外圆表面定位加工均布孔4 如图a所示 则孔4将与孔2产生较大的同轴度误差 正确的工艺方案应以已加工过的内孔2定位加工均布孔4 如图b所示 a b 便于工件装夹原则 选择粗基准应使定位准确 夹紧可靠 夹具结构简单 操作方便 为此要求选用的粗基准面尽可能平整 光洁 且有足够大的尺寸 不允许有锻造飞边 铸造浇 冒口或其它缺陷 也不宜选用铸造分型面作粗基准 若无法避免 则应在使用前对其修整 实际上 进行粗基准的选择时 上述原则不可能同时满足 有时还是互相矛盾的 因此 在选择时应根据具体情况进行分析 权衡利弊 保证其主要的要求 4 2精基准的选择 选择精基准时 应重点考虑如何减少工件的定位误差 保证加工精度 并使夹具结构简单 工件装夹方便 具体选择原则为 1 基准重合 原则2 基准统一 原则3 互为基准 的原则4 自为基准 的原则5 便于装夹的原则 基准重合 原则的含义 应尽量选择加工表面的设计基准作为定位精基准 基准统一 原则的含义 若工件以某一组表面作为精基准定位 可以比较方便地在各工序中加工出大多数 或所有 其它表面 则应尽早地把这一组基准表面加工出来 并达到一定精度 在后续工序中均以其作为精基准加工其它表面 A C X62W铣床立柱简图 铣床立柱选择立导轨A C面为统一精基准 在最初的加工中首先将立导轨加工好 以后的各工序均以此为精基准定位 依次加工厂出底面1 悬梁2 侧面4以及孔系3 轴孔 以保证主轴孔 悬梁导轨及底面与立导轨的垂直度 侧面与轴孔间的平行度 在实际生产中 常用的统一基准形式有 1 轴类零件常使用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 一端面和一短圆孔 作统一精基准 4 套类零件用一长孔和一止推面作统一精基准 b 液塑心轴定心精度可达 0 005 0 01mm c 波纹套定心夹紧机构 定心精度可达 0 005 0 01mm 互为基准 的原则的含义是 对某些位置精度要求高的表面 可以采用互为基准 反复加工的方法来保证其位置精度 铣床主轴简图 例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度在齿面淬硬后 先以齿面定位磨内孔 再以内孔定位磨齿面 从而保证位置精度 1 卡盘2 滚柱3 齿轮 自为基准 的原则的含义 对一些精度要求很高的表面 在精密加工时 为了保证加工精度 要求加工余量小而且均匀 这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准 床身导轨面自为基准定位 自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工或光整加工工序 选择加工表面本身作为定位基准 称为自为基准原则 如图所示 磨削车床导轨面 用可调支承支承床身零件 在导轨磨床上 用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置 然后加工导轨面以保证其余量均匀 满足对导轨面的质量要求 还有浮动镗刀镗孔 珩磨孔 拉孔 无心磨外圆等也都是自为基准的实例 便于装夹的原则的含义 所选的精基准 尤其是主要定位面 应有足够大的面积和精度 以保证定位准确可靠 同时还应使夹紧机构简单 操作方便 锻压机立柱精基准的选择 在实际生产中 精基准的选择要完全符合上述原则 有时很难做到 必须根据具体的加工对象和加工条件 从保证主要技术要求出发 灵活选用有利的精基准 达到定位精度高 夹紧可靠 夹具结构简单 操作方便的要求 3 辅助基准的选择辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准 如图所示为车床小刀架的形状及加工底面时采用辅助基准定位的情况 加工底面用上表面定位 但上表面太小 工件成悬臂状态 受力后会有一定的变形 为此 在毛坯上专门铸出了工艺搭子 工艺凸台 和原来的基准齐平 工艺凸台上用作定位的表面即是辅助基准面 加工完毕后应将其从零件上切除 见图2 10 辅助基准典型实例 定位基准选择实例如图所示为车床进刀轴架零件 若已知其工艺过程为 1 划线 2 粗精刨底面和凸台 3 粗精镗 32H7孔 4 钻 扩 铰 l6H9孔 试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度 车床进刀轴架 定位基准选择实例第一道工序划线 当毛坯误差较大时 采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加工面的位置要求 选择不加工面R22 外圆和R15 外圆为粗基准 同时兼顾不加工的上平面与底面距离18 的要求 划出底面和凸台的加工线 第二道工序按划线找正 刨底面和凸台 第三道工序粗精镗 32H7孔 加工要求为尺寸32 0 1 6 0 1 及凸台侧面K的平行度0 03 根据基准重合的原则选择底面和凸台为定位基准 底面限制三个自由度 凸台限制两个自由度 无基准不重合误差 车床进刀轴架 定位基准选择实例第四道工序钻 扩 铰 16H9孔 除孔本身的精度要求外 本工序应保证的位置要求为尺寸4 0 1 51 0 1 及两孔的平行度要求0 02 根据精基准选择原则 可以有三种不同的方案 1 底面限制三个自由度 K面限制两个自由度此方案加工两孔采用了基准统一原则 夹具比较简单 设计尺寸4 0 1 基准重合 尺寸51 0 1 的工序基准是孔 32H7的中心线 而定位基准是K面 定位尺寸为6 0 1 存在基准不重合误差 其大小等于0 2 两孔平行度0 02 也有基准不重合误差 其大小等于0 03 可见 此方案基准不重合误差已经超过了允许的范围 不可行 车床进刀轴架 定位基准选择实例 2 32H7孔限制四个自由度 底面限制一个自由度此方案对尺寸4 0 1 有基准不重合误差 且定位销细长 刚性较差 所以也不好 3 底面限制三个自由度 32H7孔限制两个自由度此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现 对