機械加工中定位基準的選擇

摘要：定位基準的選擇問題，實際上就是選擇工件上哪些面與夾具的定位元件相接觸，工件在夾具中的定位，實際上是限制工件的自由度，以工件上的某些基準面，與夾具上定位元件保持接觸。定位基準分粗基準和精基準，起始工序中，用加工過的表面進行定位，這個加工過的表面稱為精基準，選擇來加工過的毛坯表面作為定位基準，則這個毛坯面稱為粗基準。

關鍵詞：定位基準 粗基準 精基準

定位基準的選擇在是一個十分重要的工藝問題，定位基準的選擇是否合理，決定零件質(zhì)量的好壞，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復雜程度。

根據(jù)基準的作用可分為：設計基準和工藝基準兩大類。工藝基準有工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準等，是指工藝過程中采用的基準。設計基準是如軸、孔的中心線，對稱零件的中心平面等，指圖樣上所采用的基準。

1 基準的概念及分類

機械制造中據(jù)說的基準是指用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。基準的廣義含義就是“依據(jù)”的意思。工藝基準分為：工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。根據(jù)作用和應用場合不同，基準分為設計基準和工藝基準兩種。

1.1 工藝基準

工藝基準是指零件上加工與裝配過各中所采用的基準，最常見的有以下幾種方式：

①裝配基準指裝配時用以確定零件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。

定位基準有粗基準和精基準之分。在加工中，首先使用的確是粗基準，但在選擇定位基準時，為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準，精基準選擇后，再考慮合理地選擇粗基準。零件開始加工時，以加工過的面作為定位基準的稱為精基準。只能以毛坯面作定位基準的，稱為粗基準，因為此時所有的面均未加工，只能選擇這種加工方式。

②測量基準指工件在加工中或后測量時所用的基準。

③定位基準是指加工中所依據(jù)的基準，通常是指在夾具中或使工件在機床上所占據(jù)正確位置。如：用直接找正法裝夾工件，找正面就是定位基準；用劃線法找正裝夾，所劃線為定位基準等。

④工序圖上用來標注本工序加工中的尺寸和形位公差，這樣一種尺度被稱作工序基準。工序基準大多與設計基準重合，有時為了加工方便，也有與設計基準不重合而與定位基準重合的。

1.2 設計基準

是指零件圖上所依據(jù)的點、線、面，它主要是用以確定零件上某些點、線、面位置的。

2 精基準的選擇原則

為保證工件的加工精度，重點考慮是如何減少工件的定位偏差，同時也要考慮工件裝卸方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單，選擇精基準時，一般應遵循以下原則：

①輔助基準。在生產(chǎn)中，為了便于安裝、定位穩(wěn)定，有時工件上找不到合適的表面作為定們基準，可以在工件上人為制造一種定位基準，輔助基準在零件的工件中不起作用，僅僅在加工中起定位作用。如：中心孔、工藝，這種定位基準稱為輔助基準。

②互為基準原則。互為基準原則主要用于精密零件的加工，當對工件上兩個相互位置精度，要求較高的表面進行加工時，為提高重要表面間的相互位置精度，可采用加工面間互為基準反復加工，稱為互為基準原則。

如：加工精度和同軸度要求高的套筒類零件，精加工時，一般先以外圓定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨外圓。要保證精密齒輪的齒圈跳動精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。另如：加工時就先以軸頸外圓為定位基準加工錐孔，車床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴格的同軸度要求，再以錐孔為定位基準加工外圓，如此反復多次加工，最終達到加工要求。

③自為基準原則。選擇加工表面本身作為定位基準，某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，稱為自為基準原則。自為基準可提高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。如：珩磨孔、無心磨磨外圓等都是自為基準的實例。

④基準統(tǒng)一原則。盡可能在各工序的加工中選用同一組基準定位，當零件上有許多道工序加工時，稱為基準統(tǒng)一原則。基準統(tǒng)一可較好的保證各個加工面的位置精度，同時各工序所用夾具定位方式統(tǒng)一，夾具結(jié)構(gòu)相似，為便于保證各表面的相互位置要求，縮短生產(chǎn)準備周期，采用統(tǒng)一基準，可減少夾具的設計、制造工作量和成本。如：加工階梯軸類零件時，箱體零件采用一面兩孔定位，大多采用兩中心孔定位加工各外圓表面都屬于基準統(tǒng)一原則。

⑤基準重合原則。為避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合偏差，選用設計基準作為定位基準，如機床主軸錐孔最后精磨的加工工序，應選擇支承軸頸來定位。特別是對于零件的最后加工工序，更應遵循這一原則。

以上是精基準的幾項選擇原則，每項原則只能說明一方面的問題，理想的情況是使基準既“重合”又“統(tǒng)一”，同時又能使定位穩(wěn)定、可靠、操作方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。但實際運用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就需要進行綜合分析，合理選擇。接下來的工序要考慮粗基準的選擇了。

3 粗基準的選擇原則

零件開始加工時，以加工過的面作為定位基準的稱為精基準。只能以毛坯面作定位基準的，稱為粗基準，因為此時所有的面均未加工，只能選擇這種加工方式。選擇粗基準時，為保證加工面與不加工面的位置尺寸精度，主要考慮如何保證各個加工面都能分配到合理的加工余量，為給后續(xù)工序提供可靠的精基準，要特別注意要盡快獲得精基準面。具體選擇應考慮下列原則：

①粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。在同一方向上只允許裝夾使用一次，粗基準應盡量避免重復使用。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾重復使用同一粗基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產(chǎn)生較大的相互位置偏差。另外，用作粗基準的表面，為了盡可能減少定位誤差，使工件裝夾穩(wěn)定，應該光潔、平整、有足夠的面積。

②選取加工余量小、要求以均勻的重要表面作為粗基準。應選重要表面為粗基準，以保證零件上重要表面加工余量均勻，零件上有些重要表面要求很高，為了達到加工要求，在粗加工時應以便其加工余量盡量均勻。如果零件上每個表面都要加工，在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，為避免表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面造成工件廢品，應選擇其中加工余量最小的表面為粗基準。

以重要表面作粗基準，在重要零件的加工中得到較多的應用。如：機床主軸箱箱體的加工，通常是以主軸孔為粗基準先加工底面或頂面，再以加工好的平面為精基準加工主軸孔或其他孔系，可以使精度要求高的主軸孔獲得均勻的加工余量。

③選擇不加工面為粗基準。考慮選擇這個不需要加工的表面為粗基準，如果工件上有一個不需要加工的重要表面，可以保證工件上加工與不加工表面之間的相互位置和尺寸要求。如果工件上每個表面都要加工，為保證各加工表面有足夠余量，應以余量最小的表面作業(yè)粗基準。而粗基準選擇其中有位置精度要求的那個不加工表面為粗基準，一般適用于工件上有好幾個不加工的表面的情況。

④選擇重要的面為粗基準。應選擇加工余量最小的面作為粗基準，以保證工件上重要表面的加工余量小而均勻。所謂重要表面一般是如：床身的導軌面、車床主軸箱主軸孔，都是各自重要表面。大多指工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面。因此，加工床身和主軸箱時，應以導軌面或主軸孔為粗基準。

4 結(jié)束語

在上述粗、精基準的選擇原則中，要求綜合考慮、權(quán)衡利弊，保證其主要的要求，實際應用時可能會出現(xiàn)相互矛盾的情況，常常不能全部滿足的，我們要盡量避免不足的方面，為工作進程提供相應的準備。

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