19-2毛坯选择、工件的定位及定位基准的选择

为保证某重要表 面加工余量小且 均匀并与其它表 面之间的位置精 度,应采用互为基 准反复加工的原 则进行加工。

如精密齿轮的加工淬火后需磨
齿面,为保证齿面与内孔之间的
位置精度及从齿面上去除一层 小且均匀的加工余量,须先依齿 面为基准磨内孔,然后再依磨过 的内孔为基准磨齿面,这样互为
基准反复加工,既去除一层小且
（3）测量基准
用以检验已加工表面 的尺寸及各 表面之间位置精度的基准，称为测量 基准。齿轮内孔轴线是检验各项尺寸 形位精度的基准.即为测量基准。
（4）装配基准:在机器装配中，用以确定零件或部件
在机器中正确位置的基准，称为装配基准。
齿轮在装配时，是以内孔和端面确定 在轴部件上的位置。因此，齿轮的内孔 和端面是装配基准。

二、 定位基准的选择原则

定位基准可根据使用的是工件的毛坯面还是已加工表 面又分为定位粗基准和定位精基准。

定位粗基准：选择工件的毛坯面作为定位基准，这
个毛坯面就是粗基准。


定位精基准：选择被加工工件的已加工面作为定位
基准，这一基准称为定位精基准。 定位基准选择的正确与否，对于保证加工精度、机械 加工顺序安排有着很大的影响，加工前必须正确的选 择定位基准。
2) 工艺基准:在零件的加工和产品的装配过程中使用
的基准。

（1ห้องสมุดไป่ตู้定位基准:
在工件的加工过程中，用作定位的 基准，称为定位基准。工件与工 作台的装夹面相贴合的面即为定 位基准。

（2）工序基准
用以确定本工序加工表面加工 以后的尺寸、 形状和位置所使 用的基准，称为工序基准。
简言之，工序图上使用的基准，称为工序基准。 如右工序图所示:F平面 是孔Ⅰ,Ⅱ的工序基准；
均匀的加工余量,又保证了齿面 与内孔之间的位置精度。

5) 便于装夹，并使夹具的结构简单


2. 定位粗基准的选择原则 1) 为保证某重要表面加工余量均匀,应选此重要 表面作为粗基准。(此原则简称：余量均匀原则)
如机床导轨面的加工，要在导轨 面上去除一层均匀的余量，先以导 轨面为基准刨削床腿，然后再依刨 过的床腿为基准刨削导轨面，由于 先以导轨面为基准刨削床腿，床腿 面与导轨面平行，因此，就可以从 导轨面上,去除一层均匀的余量。
3) 自为基准原则

为保证某重要表面加工余量均匀,应选择加工 表面自身作为定位基准,这一原则称为自为基 准原则。
如图所示：机床导轨面是重要表面为保证导轨面加工 余量小且均匀，选导轨面自身作为定位基准，加工前 用千分表找正导轨面，这样就可以从导轨面上去除一 层小且均匀的加工余量。

4) 互为基准



2 ) 金属模砂型机器造型
铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高，加 工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。


3 ) 金属型浇铸法
铸件重量小于100 Kg，毛坯的尺寸精度高，机械性 能好，多用于大批大量生产。


4 ) 离心浇铸法
铸件重量达200 Kg，效率高，材料消耗低，多用于 大批大量生产。


2 ) 模锻
可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高， 加工余量小。


3 ) 精密模锻
锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。


3.型材
如钢板，管材，圆钢等，便于实现自动上料。


4. 组合毛坯
将型材、锻件等经一定的加工在组合在一起。

5. 冲压挤压件、焊接件



(二) 选择毛坯应考虑的因素
对铸件来讲,单件小批生产选择木模砂型手工造型 方法制造的毛坯;大批大量生产则选择:金属砂型机 器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。




4. 对材料机械性能的要求
对材料有强度要求的应选择锻件;对材料没有强度 要求的可不选择锻件。


5. 现有生产条件
选择毛坯时,应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条 件,工艺水平及外部协作的可能性和经济性。
三、工件的定位

一、 基准的概念及分类


1. 基准的概念
用以确定零件上点、线、面的位置所依据的点、 线、面。



2. 基准的分类 1) 设计基准
零件的设计图样上使用的基准，称为设计基准。 如图所示:齿轮内孔
Φ35H7的轴线是小外圆
直径Φ50,齿顶圆直径
Φ88h10及两端面跳动,
径向跳动的设计基准。
图1-10
如果连杆小头孔轴线与端面不垂直，夹紧后会造成连杆体的 弯曲或定位长销被拉弯，引起较大的加工误差，因此，过定 位一般情况下是不允许的，只有因过定位引起的加工误差 比不采用过定位引起的加工误差小时，过定位才是允许的。 如：加工细长轴时，径向切削力会引起轴的弯曲变形，一般 采用加中心架或跟刀架的方法来减小因径向切削力引起的轴 的弯曲变形，加中心架或跟刀架属于过定位，但产生的加工 误差小，因此，是允许的。 4. 欠定位 当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数目，工件不能 正确定位，不能满足加工要求。这种定位方式，称为欠定位。 如图1-11所示，为一欠定位的实例。在长V形块上定位，加 工轴上距一端为尺寸a的槽。
一、 结构工艺性分析


1. 结构工艺性概念
设计零件的结构, 在一定的生产规模,和生产条件下,能 够高效,低耗的制造出来,并便于装配和维修。则可以说, 设计零件的结构具有良好的结构工艺性。

2. 零件的切削加工工艺性 1) 应使用标准化参数。如采用标准配合、标准尺
寸等。
2) 便于在机床上安装。
3) 便于加工

避免内表面的加工

应有退刀槽
减少安装次数
减少机床调整次数
减少加工面积
提高工件加工时的刚度
减少加工困难
二. 毛坯的选择



(一) 常用毛坯种类 1. 铸件:结构复杂零件的毛坯
1) 木模砂型手工造型 铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量 大，生产效率低，多用于单件小批生产。
图1-6
要想使工件在机床上有完全确定的位置，必 须分布合适的六个支承点，分别限制工件的六 个自由度，使工件有完全确定的位置。这一法 则，称为六点定位原理（六点定则）。
如图所示，在处在空间直角坐标系中的六方体的三个相
互垂直的平面上，分布有六个定位支承点。现试分析各 定位支承点，限制自由度的情况。如图1-7所示： 在XOY平面有定位支承点 1，2，3；限制了 三个自由度； 在XOZ平面有4，5两个 定位支承点，限制了


5 ) 熔模铸造
多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高，无 需或少许机械加工，生产周期长，成本高。


6 ) 压力铸造
采用专用设备把液态或半液态的金属压入金属型腔 而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。



2.锻件
对强度有一定要求,结构较简单零件的毛坯 1) 自由锻 锻件的形状简单，尺寸精度低，加 工余量大。
Z , X ,Y ;
Z, Y 两个自由度；
在YOZ平面有6一个定位
图1-7
支承点，限制了
X
一个自由度。恰好六个定位支承点，分别限制了六个自由度， 使六方体在空间直角坐标系中有完全确定的位置。 （二）几种定位情况 1. 完全定位 工件六个自由度被分别完全限制的定位，称为完全定位。 如图1-8所示，在长圆柱体工件上，钻一个与已加工的键槽 对称且与端面的距离为a的小孔。夹具上的定位元件有：两 个V形块，一个定位支承，一个定位销。
1. 毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。


2.零件的结构类型及尺寸大小
1） 光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。 台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应 选择铸件。 2） 小型盘套零件的毛坯选择型材;大小型盘套零 件的毛坯选择铸件。


3） 支架,箱体零件由于结构复杂,一般都选 择铸件。 3. 生产纲领

如图所示阶梯轴的加工：毛坯面的定位精度较低，两 次使用必然造成两端加工后的外圆较大的同轴度误差。
5) 作为定位粗基准的表面上不应有、飞边、分型 面、浇冒口等缺陷，应定位准确、夹紧可靠, 并使夹具的结构简单。 (此原则简称：光滑平整原则)
三、 工件的装夹及装夹方法
(一) 装夹的概念 1. 定位：为保证加工精度，在加工前，工件在 机床的装夹面上或夹具中，必须相对刀具及其切 削成形运动，占据一正确位置。这一过程就称为 定位。 2. 夹紧：加工过程中，为避免在各种力的作用 下，使工件偏离已经确定的正确位置，还必须把 它压紧，夹牢。这一过程称为夹紧。 3. 装夹：工件从定位到夹紧的全过程，称为装 夹。 （二）装夹方法 1.直接装夹

图1-1
图1-2


2）划线找正装夹
按照工件上划好的线，找正工件在机床上的正确位置，然 后再夹紧。这种方法称为划线找正装夹。如图1-3所示。
3. 专用夹具装夹
专用夹具是根据加工 某一零件的某一工序 的具体加工要求而设 计的。其上有专用的 定位夹紧装置，可迅 速的装夹工件。多用 于大批大量生产，如 图1-4所示。
图1-8
两个V形块相当于四个定位支承点，限制了 X , Z ; X , Z . 四个自由度，定位销相当于一个定位支承点，限制了 Y 一个自由度，定位支承相当于一个定位支承点，限制了 Y 一个自由度。这种用相当于六个定位支承点的定位元件 完全限制工件六个自由度的定位，称为完全定位。
2. 不完全定位 根据具体的加工方法，在满足加工要求的前提下，把限 制工件少于六个自由度的定位，称为不完全定位。 如图1-9（a）所示， 为保证加工尺寸 H ±TH

选择定位基准要依据以下原则: 1.定位精基准的选择原则 1) 基准重合原则
选择被加工零件的设计基准（工序基准）作为定位 基准，这一原则称为基准重合原则，可避免基准不重 合误差。
如下图所示：支架零件孔的设计基准是1平面，定位基 准则是底平面，定位基准与设计基准不重合，存在基 准不重合误差δB 采用1平面定位 则定位基准与设计 基准重合，消除了 基准不重合误差δB.
图1-4
图1-3
四、 工件定位的基本原理
一个尚未定位的工件，其空间位置 是不确定的。可沿X、Y、Z轴移动 和绕X、Y、Z轴转动。沿三坐标轴 的移动记作： 绕三坐标轴的 转动记作： X , Y , Z 如图1-6所示： ;
X ,Y , Z. （一）. 六点定则 要想使工件在某一方向上有确定的 位置，必须在某一方向上分布一个 支承点，来限制该方向上的自由度。

3)在工件上有多个表面需要加工,为保证各表 面均具有足够的加工余量,应选择加工余量最 小的那个表面作为粗基准。
如图所示：阶梯轴的加工，由于大小圆柱面之间有同 轴度误差，较小的圆柱面加 工余量小，如果依大圆柱面 作为粗基准加工，那么小圆 柱面会因加工余量不足，产 生废品。

4) 粗基准在同一尺寸方向只能使用一次(此 原则简称：一次使用原则)
2
及上下平面的平行度， 限制 Z , X ,Y
图1-9
三个自由度即可。 3. 过定位 几个定位支承点，同时限 制同一个自由度的定位， 称为过定位。 如图1-10所示，加工连杆大头孔 的定位。大平面相当于三个定 位支承点，限制了 Z , X , Y 三个 自由度；长圆柱销相当于四个 定位支承点，限制了 X , Y , X , Y 四个自由度，定位销3相当于一 个定位支承点，限制了 Z 一个自由度。 很显然 X , Y 被重复限制了。
2) 基准统一原则
如零件上有多个表面需要加工，为保证各表面之间 的位置精度，应选择统一的定位基准进行加工，这一 原则，称为基准统一原则。
如阶梯轴的加工,为保证各表面之间的位置 精度应选择两端的中心孔作为统一的定位基准, 进行加工。

如箱体的加工,为保证各表面之间的位置精度, 应选择一面两孔作为统一的定位基准。

(此原则简称：相互位置原则) 如图所示：加工的套筒，要求加工的内孔与不 加工的外圆有同轴度要求，那么就以不加工的 外圆为粗基准，由于三爪卡 盘的定心作用，其加工时的 回转中心，就是毛坯外圆的 轴心，加工后的内孔就与不 加工的外圆同心，从而保证 了加工表面与不加工表面之 间的位置精度。
2) 为保证加工表面与不加工表面之间的 位置精度,应以不加工表面作为粗基准。

把工件的定位面，直接靠紧在机床的装夹面上，并密切 贴合，然后夹紧工件。这种方法称为直接装夹。 如工件在三爪卡盘或平面工作台上的装夹。如图1-1所示。

2. 找正装夹


1）直接找正装夹
用划针，百分表或目测直接找正工件在机床或夹具中的正确 位置，然后再夹紧。这种方法称为直接找正装夹。 如工件在四爪卡盘上装夹，通过采用测量工具找正工件在机 床上的正确位置，然后再夹紧。如图1-2所示。