工艺路线的制定_42762

图1 图2 第二节 工艺路线的制定

一、 定位基准的选择

1． 一般原则

（1） 选最大尺寸的表面为安装面（主要定位面，限制三个自由度），选最长距离的表面为

导向定位面（限制二个自由度），选最小尺寸的表面为支承面（限制一个自由度）。 如下图1所示，如果要求所加工的孔与端面M 垂直，显然用N 1面定位时加工精度最高。

（2） 首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。因为在加工中保证空间位置精度

有时要比尺寸精度困难得多。

如上图2所示的主轴箱零件，其主轴孔要求与M 面的距离为z ，与N 面的距离为x 。由于主轴孔在箱体两壁上都有，并且要求与M 面及N 面平行，因此要以M 面为安装面，限

制Z Y X r ))、、三个自由度，

以N 面为导向面，限制X r 和Z )两个自由度。要保证这些空间位置，M 面与N 面必须有较高的加工精度。（位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。位置公差又分为定向公差（平行度、垂直度、倾斜度）、定位公差（同轴度、对程度、位置度）、跳动公差（圆跳动、全跳动））

（3） 应尽量选择零件的主要表面为定位基准，因为主要表面是决定该零件其他表面的基

准，也就是主要的设计基准。如上例中的主轴箱零件，M 面和N 面就是主要表面，许多表面的位置都是由这两个表面来决定的，因此选主要表面为定位基准，可使设计基准与定位基准重合。

（4） 定位基准应便于夹紧，在加工过程中稳定可靠。

2． 粗基准选择原则

（1） 保证相互位置要求的原则

（2） 保证加工表面加工余量合理分配的原则

（3） 便于工件的装夹原则

（4） 粗基准一般只能使用一次，应尽量避免重复使用

图6 (a) (b)

图7 （a ） （b ）

图8 基准不重合误差 （a ）工件的设计基准 （b ）基准不重合误差 （5） 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应

以加工余量最小的表面最为粗基准。

图6（a ）为一阶梯轴零件图，（b ）图为该零件的现有毛坯图。由图（b ）所示，Φ100mm ，外圆的余量为14mm ，Φ50mm 外圆的余量为8mm ，毛坯两个外圆之间由5mm 的偏心。根据零件的技术要求，应首先选Φ58mm 为粗基准面，先加工Φ114mm 外圆到Φ100mm ，然后再以车过的外圆为精基准面，加工Φ58mm 外圆到Φ50mm ，这样可以保证Φ50mm 外圆有足够的余量；反之，若以Φ114mm 外圆为粗基准面，加工Φ58mm 外圆时，有可能会因余量不够而产生废品。

3． 精基准选择原则

（1） 基准重合原则

尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。

如图7（a ）所示的工件，其

大孔和底面已加工好，现需用钻

模在工件上钻两个与大孔对称

的小孔。若用图（b ）的定位方

式，即用底面和大孔中的菱形销

定位，这时尺寸A 不受尺寸H

的偏差影响，就没有因基准不重

合而引起的误差。

遵循基准重合原则容易保

证加工表面的位置精度。例如，

图9 （a ） （b ）

图8（a ）所示工件台阶面2的设计基准是顶面3，顶面3的设计基准是底面1。

先加工底面，然后以底面为精基准加工顶面，得到尺寸H 这时，因为定位基准与设计基准重合，只要加工误差不超过的就能满足精度要求。当加工台阶面时，若以顶面为精基准，也符合基准重合原则，只要尺寸h 的加工误差不超过h δ就能满足精度要求。

但是，使用顶面定位会造成装夹困难和夹具结构复杂，甚至难以实现。生产中常常采用底面定位加工台阶面。因为定位基准不是设计基准，即基准不重合，将造成新的误差，如图8（b ）所示。

设加工台阶面时的加工误差为j ∆；。由图可知：

j

H h j

H h h h h h

h ∆+=−=∆++==δδδmin max max min

式中：min h ——台阶高h 的最小实际尺寸； max h ——台阶高h 的最大实际尺寸；

H δ ——尺寸H 的公差；

h δ ——尺寸h 的公差。

可见，当定位基准与设计基准不重合时，尺寸h 的变动量不只是加工误差j ∆。还包括顶面的尺寸公差H δ。H δ就是因定位基准与设计基准不重合而增加的误差，称为基准不重合误差。为保证台阶面的位置尺寸误差不超过h δ的范围，必须设法减小尺寸H 的公差H δ和尺寸h 的加工误差j ∆，使H δ+j ∆≤h δ。基准不重合误差H δ的产生使加工误差j ∆必须相应减小，即增加了加工台阶面2的难度。

（2） 统一基准原则：选择多个表面加工时都能使用的定位基准作为基准。

（3） 互为基准原则

（4） 自为基准原则

（5） 便于装夹原则

选择精基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。

如图9所示工件，根据基准重合原则，加工表面3时，应以表面1为定位基准；加工表面2时，应以3表面为定位基准；但若以表面3定位加工表面2（图b ），因表面3的面积小，不易夹紧，并在切削力的作用下，工件易松动或产生振动，安装也比较复杂，因此应以面积较大的表面1为定位基准（图a ），这样工件的安装可靠而且方便，但违反了基准重合的原

则。在这种情况下，安装的可靠性为主要矛盾，故仍以表面1定位，否则因安装不可靠而引起的误差将超过基准不重合所引起的误差，至于因基准不重合而引起的定位误差，可通过尺寸换算加以控制。

由以上所述，定位基准选择，既要考虑零件的加工精度，又要使夹紧方便可靠，夹具的结构简单等，其与工艺过程的安排也有密切关系。上述选择基准的各个原则，在具体选择中有时互相矛盾的，应该具体分析，以能有效地保证表面间相互位置精度为前提，正确处理。

例图1 例图2

[例1] 例图1所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小。试选择粗、精基准。

[解答] 以外圆为粗基准加工孔，然后以孔为精基准加工外圆，保证工件表面不会在加工过程中留下毛坯表面而造成废品。

[例2] 例图2所示零件的A、B、C面，Φ10H7mm及Φ30H7mm孔均已加工。试分析加工Φ12H7mm孔时，选用哪些表面定位最合理？为什么？

[解答] 选A面（定位元件为支承板）、Φ30H7mm孔（定位元件为圆柱销）、Φ10H7mm孔（定位元件为菱形销）作为定位基准。选A面和Φ30H7mm孔可以符合基准重合原则。[例3] 例图3所示各零件加工时的粗、精基准应如何选择（标有▽符号的为加工面，其余为非加工面）？并简要地说明理由。注：图（a）中要求外毂壁厚较均匀；（b）中要求壳壁较均匀。