浅析机械制造加工中定位基准
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如何在机械加工中正确理解定位基准摘?要在机械加工中,我们在加工工件的时候,要明确定位基准。
工件在进行机械加工的时候,需要将工件定位。
而这种定位不仅仅是将工件夹住这么简单,而是工件在夹具上要找到加工的基准面。
通常在机械加工设备中,都有定位元件。
我们在对工件进行机械加工之前,首先要面对的就是定位基准选择问题,只有正确选择了定位基准,才能保证工件加工之后在尺寸和精度上能够充分满足要求。
从目前的机械加工常识中可以知道,机械加工的定位基准主要分为粗基准和精基准,我们在机械加工中要正确利用定位基准,保证工件加工达到图纸要求。
1机械加工中基准的分类在机械加工中,定位基准是一个重要的技术指标。
如果不能正确选择定位基准,工件不但无法保证表面尺寸,其整个加工精度也将出现较大偏差。
此外,定位基准还关系到机械加工过程的工艺安排和夹具结构的调整。
所以,我们在机械加工的过程中,必须明确定位基准的分类及选择方法。
在对定位基准的理解中,机械加工中所说的定位基准主要是指工件的几何尺寸加点、线、面等几何数据。
从目前机械加工基准的使用来看,基准主要分为设计基准和工艺基准这两个类型。
其中设计基准主要是指图纸上所表述的基准,例如工件中轴和孔的中心线等。
工艺基准主要是指在机械加工工艺过程中所使用的基准。
主要有定位基准、测量基准和装配基准等几种类型。
其中定位基准是最基础的基准,对工件的加工精度有着重要影响。
2粗基准的选择原则工件在进行机械加工之前,所有的面都处于毛坯状态,在这种状态下,要想实现对工件的准确定位并确定加工面,就要以工件的某一毛坯面为定位基准。
通常我们称这种方式确定的定位基准为粗基准。
我们在选择确定粗基准的时候,要想使粗基准达到要求,就要做好两方面的工作,一方面是要使工件的加工面和不加工面之间的位置和精度达到要求,另一方面是要确定合理的加工余量,保证加工精度达到要求。
在工件机械加工粗基准的选择中,主要应遵循以下原则。
2.1以工件不加工的表面作为粗基准在工件上选择粗基准的时候,通常我们会选择不加工的表面作为粗基准,这主要是因为工件有时并不是所有的面都需要加工,总有一到两个面不需要加工,我们选择不加工的表面作为粗基准的时候,可以保证定位基准的有效性。
机械加工过程中定位基准的选择原则在机械加工过程中,定位基准的选择对零件的加工精度和生产效率具有重要影响。
本文将探讨机械加工过程中定位基准的选择原则,主要包括以下方面:1.基准重合原则基准重合原则是指在机械加工过程中,选择合适的基准,以减少装夹次数,提高加工效率。
通过基准重合,可以减少工件的重复装夹和调整时间,从而有效提高生产效率。
同时,减少装夹次数也可以降低误差累积,提高加工精度。
2.便于装夹原则便于装夹原则是指在机械加工过程中,应选择容易装夹的基准,以方便工件的定位和夹紧。
这可以减少装夹时间,提高加工效率。
例如,选择面积较大、形状规则的表面作为基准,可以简化定位和夹紧机构的设计,方便工件的装夹。
3.基准统一原则基准统一原则是指在机械加工过程中,应尽量选择相同的定位基准来加工同一类零件。
这有助于统一管理和提高加工效率。
同时,采用相同的基准进行多道工序的加工还可以降低误差累积,提高零件的互换性。
4.互为基准原则互为基准原则是指在机械加工过程中,不同类零件之间可以互相作为基准进行加工。
例如,一个复杂的零件可以以其简单部分的表面作为定位基准进行加工,而该简单部分又可以以其自身的孔作为定位基准进行加工。
这种互为基准的方法有助于简化工艺流程,提高生产效率。
5.自为基准原则自为基准原则是指每个零件都应有一个自己的基准,以方便进行追踪和管理。
每个零件的基准应该是在整个制造过程中相对稳定的特征,不会因为其他工序的影响而发生改变。
自为基准原则的应用可以提高制造过程的可追溯性,有助于质量管理和问题排查。
6.便于测量原则便于测量原则是指在机械加工过程中,应选择合适的测量基准,以提高测量精度和效率。
测量基准的选择应与设计基准保持一致,以避免因基准不同而导致的测量误差。
同时,选择的测量基准应易于达到,以方便测量工具的安装和操作。
7.零件变形小原则零件变形小原则是指在机械加工过程中,应尽量避免选择容易使零件变形的基准。
如果选择的基准会使零件在加工过程中产生较大的变形,那么将会影响到零件的精度和质量。
机械加工定位基准的选择原则根据基准的作用,可分为:设计基准,测量基准,工艺基准等。
如果设计基准与测量基准,或工艺基准选择的相同,测量或加工时就可以直接利用设计基准作为测量或加工的基准,以方便后续加工。
当设计基准与测量基准或工艺基准不一致时,在测量或加工时就要用尺寸链换算,来得到与测量基准或加工基准一致的尺寸,然后才能进行测量或加工。
机械加工过程中,定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求,以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响,当用夹具安装工件时,定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。
因此,定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。
定位基准有粗基准和精基准之分。
零件开始加工时,所有的面均未加工,只能以毛坯面作定位基准,这种以毛坯面为定位基准的,称为粗基准;以后的加工,必须以加工过的表面做定位基准,以加工过的表面作为定位基准的称精基准。
在加工中,首先使用的是粗基准,但在选择定位基准时,为了保证零件的加工精度,首先考虑的是选择精基准,精基准选定以后,再考虑合理地选择粗基准。
一、精基准的选择原则选择精基准时,重点考虑是如何减少工件的定位偏差,保证工件的加工精度,同时也要考虑工件装卸方便,夹具结构简单,一般应遵循下列原则:(1) 基准重合原则即选用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合偏差。
(2) 基准统一原则当零件上有许多表面需要进行多道工序加工时,尽可能在各工序的加工中选用同一组基准定位,称为基准统一原则。
基准统一可较好地保证各个加工面的位置精度, 同时各工序所用夹具定位方式统一,夹具结构相似,可减少夹具的设计、制造工作量和成本,简化工艺规程的制订工作,缩短生产准备周期;由于减少了基准转换,便于保证各加工表面的相互位置精度。
例如加工阶梯轴类零件时,大多采用两中心孔定位加工各外圆表面,就符合基准统一原则。
箱体零件采用一面两孔定位,齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准,均属于基准统一原则。
在机械加工的过程中,零件的质量好坏是衡量一批产品是否合格的标准,而生产中,定位基准的选择会直接影响到零件质量。
当用夹具安装工件时,定位基准的选择还会对夹具结构的复杂度造成影响。
那么,机械加工中定位基准的选择原则有哪些呢?一、粗基准的选择原则在选择粗加工的基准时,要保证各加工面有足够的余量,让加工面与不加工面之间的位置符合图样要求,在具体的选择时应该注意这些原则:1、选择重要表面为粗基准为了保证工件上重要表面的加工余量小而均匀,应该选择该表面作为粗基准。
重要表面在生产中一般是指工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面,例如,床身的导轨面、车床主轴箱的株洲空等等,因此这两个位置都可以当做粗加工的基准。
2、选择不加工表面为粗基准为了保证加工面与不加工面的位置要求,一般选择不加工面作为基准。
如果工件上有很多不加工面,那么,应该选择其中加工面位置要求较高的不加工面作为粗基准,达到保证要求,让外形对称的要求。
3、选择加工余量最小的表面为粗基准如果没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,零件上每个表面都要加工,则应选择加工余量最小的表面来作为粗基准,避免表面加工由于余量不足留下毛坯面,造成废品出现。
4、选择表面光洁、面积较大的表面为粗基准选择表面光洁、面积较大的表面为粗基准,这样选择的好处是工件定位可靠、夹紧方便。
5、粗基准统一尺寸方向上只能用一次粗基准大多是未经机械加工的毛坯面,表面粗糙度较低,所以只能使用一次,多次使用会造成一定误差。
二、精基准的选择原则1、基准重合原则基准重合是说设计基准与定位基准使用的是同一个,避免定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差。
2、基准统一原则基准统一原则是指采用同一基准定位加工零件上尽可能多的表面,这样做的好处是简化了工艺规程的制订工作,可以减少装夹设计、制造工作量以及成本,对于缩短生产准备周期也有很大帮助,还提高了各加工表面的相互位置精度。
浅析机械制造加工中定位基准
【摘要】本文主要讨论了基准的选择对零件加工的重要性,以及基准的分类和选用原则。
【关键词】定位基准,粗基准,精基准
基准理论是机械制造工艺的基本理论之一。
任何零件都是由一些简单而具有一定形状、位置和尺寸等要求的表面(如平面、曲面、球面等)组成的。
由于零件上各表面都有一定的位置和尺寸要求,所以在零件设计和零件加工中,应以某些表面为依据来设计和加工其他表面,以保证图纸上的设计和加工要求。
那些作为设计、加工、装配和检验依据的点、线、面称为基准。
基准也就是“根据”之意。
在设计和加工时,弄清面与面之间的这种相互依赖的关系,正确地分析和选择基准,是进行设计和加工的必要前提。
因此,无论是在零件的设计方面,还是在零件的加工方面,基准的选择和确定,是设计和加工工艺过程中首先要解决的问题。
1、基准分类。
定位基准的选择在工艺上是一个十分重要的问题,它不仅影响零件表面间的位置尺寸和位置精度,而且还影响整个工艺过程的安排和夹具的结构,必须十分重视。
基准的广义含义就是“依据”的意思。
机械制造中所说的基准是指用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
根据作用和应用场合的不同,基准可分为设计基准和工艺基准两大类。
设计基准是指设计图样上所采用的基准。
如轴、孔的中心线、对称零件的中心平面常作为设计基准。
工艺基准是指在工艺过程中采用的基准,有定位基准、测量基准和装配基准等。
在选择各类工艺基准时,首先要选择定位基准中的粗基准。
2、粗基准选择原则。
零件开始加工时,所有的面均未加工,只能以毛坯面作定位基准,这种以毛坯面为定位基准的,称为粗基准。
选择粗基准时,主要考虑两个问题: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面的加工余量。
2.1选择不需要加工的表面作为粗基准。
如果工件上有一个不需要加工的重要表面,则考虑选择这个不需要加工的表面作为粗基准,这样可以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。
如果工件上有好几个不需要加工的表面,则粗基准选择其中有位置精度要求(或位置精度较高)的那个不加工表面为粗基准。
作为粗基准来加工台阶孔。
如果工件上每个表面都要加工,则应
以余量最小的表面作为粗基准,以保证各加工表面有足够余量。
2.2选取加工余量,要求以均匀的重要表面作为粗基准。
选取加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准可以保证该重要加工表面余量均匀,为后续工序的加工作准备。
如机床床身的加工:机床床身导轨面是最重要的表面,要求硬度高而均匀。
铸造毛坯时,导轨面需向下放置,使导轨表面层的金相组织细密均匀,没有气孔、夹砂等缺陷。
加工时,希望只切出一层较薄的金属层,使表面层保留细密均匀的金组织和均匀一致的物理力学性能,所以先以导轨面为粗基准,加工床腿平面,再以床腿平面为基准加工导轨面。
3、精基准选择
在加工工序中,采用已加工的表面作为定位基准,称为精基准。
精基准的选择主要从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便、夹具结构简单。
一般考虑以下原则:
3.1基准重合原则。
以设计基准作为精基准,称为基准重合原则。
基准重合原则可以避免因基准不重合引起的误差,特别是对于零件的最后精加工工序,更应遵循这一原则。
常见的是机床主轴锥孔的最后精磨加工工序,应选择支承轴颈来定位。
3.2基准统一原则。
选择统一的定位基准加工工件上的各个加工表面,避免基准转换带来的误差,称为基准统一原则。
采用统一基准原则加工工件各表面,有利于保证各表面的相互位置要求,而且还能简化夹具设计和制造,缩短生产准备周期。
典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体零件的加工。
轴的精基准通常是两端的中心孔;齿轮是典型的盘类零件,精基准通常是中心孔及一个端面;箱体零件一般以一个平面及平面上的两个定位工艺孔为精基准。
这些都是基准统一的实例。
3.3自为基准原则。
选择加工表面本身作为精基准进行定位,称为自为基准原则。
通常这样的加工表面精加工要求余量小而均匀。
自为基准可提高加工面本身的精度和表面质量。
3.4 互为基准原则。
以零件上重要表面互为基准反复进行加工,称为互为基准原则。
互为基准原则主要用于精密零件的加工,提高重要表面间的相互位置精度。
例如精密齿轮,在齿圈高频淬火后,淬火变形可能造成齿圈对内孔不同轴误差。
若直接以内孔定位进行磨齿,齿面磨削余量不均匀,淬硬层又较薄,可能将某处的淬硬层全部磨去或有些地方磨不出,从而影响质量;要使磨削余量小而均匀,应先以齿圈为基准磨内孔,再以内孔为基准磨齿圈,齿圈与内孔互为基准,反复加工。
4、辅助基准
实际生产中,有时工件上找不到合适的表面作为定位基准,为了便于安装、定位稳定,或易于实现基准统一,可以在工件上人为地造成一种定位基准,如工艺凸台、中心孔等,这种定位基准称为辅助基准。
5、结束语
在零件的加工工艺中,不管是起始程序中使用的粗基准,还是之后工序中使用的精基准,都应保证定位基准的稳定性和可靠性;尽可能从相互间有直接位置要求的表面中选择定位基准,减小因基准不重合引起的误差;同时兼顾使定位基准的夹具结构简单,工件装卸和夹紧方便。
其实在对零件加工工艺过程设计时,应当是先根据零件图选择精基准、后选择粗基准,再结合整个工艺过程进行统一考虑,先行的工序要为后续工序创造条件。
在上述粗、精基准的选择原则中,常常是不能全部满足的,实际应用时往往会出现相互矛盾的情况,要求综合考虑,分清主次,着重解决主要矛盾。