淺談正確選擇零件尺寸基準的重要性

作者簡介：唐敏（1984.10-）女，漢族，河北秦皇島人，目前就職于秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工股份有限公司，本科學歷，從事礦山車結構設計工作。

【摘要】明確機械零件尺寸基準的種類和確定原則，通過礦山車生產(chǎn)裝配過程中的一個實例來說明正確選擇零件尺寸基準的重要性。

關鍵詞：尺寸基準；正確選擇；重要性

1. 前言

我們在生產(chǎn)過程中常常遇到這樣的問題，有的零件裝配不到一起，或者即使裝配到一起，也達不到技術要求，影響使用效果或者影響下一步的裝配。出現(xiàn)這樣的問題有很多原因，如零件制作的誤差，裝配工藝的影響等等，其中有一部分原因就是零件的尺寸標注不合理，特別是尺寸基準選擇不合理，影響了零件的精度或其他設計要求，從而影響到裝配的順利進行。在我們設計零件，選擇它的基準時，不僅要考慮零件本身，而且要把它放在一個裝配關系當中，聯(lián)系與它相關的上下級裝配層級，考慮它在裝配關系中的地位及重要性，這樣才能確定正確的尺寸基準。正確選擇尺寸基準，是機械零件設計中很重要的環(huán)節(jié)，要引起我們結構設計人員足夠的重視。本文在明確尺寸基準分類及確定準則的條件下，通過生產(chǎn)過程中的一個實例來對零件尺寸基準正確選擇的重要性進行簡單的探討與分析。

2. 尺寸基準的分類及確定原則

2.1尺寸基準的概念

零件圖標注尺寸的起點，稱為尺寸基準（簡稱基準）?；鶞释c定位尺寸有關。零件上的面、線、點均可作為尺寸基準。尺寸基準的幾何要素通常是平面，也可能是直線，特殊情況下是點。

2.2尺寸基準的分類：

2.2.1按功能分類

按功用可分為：設計基準和工藝基準。

設計基準：在設計過程中，根據(jù)零件在機器中的位置、作用，為了保證其使用性能而確定的基準。

工藝基準：根據(jù)零件的加工工藝過程，為方便裝卡定位和測量而確定的基準。

2.2.2按重要性分類

按重要性可分為：主要基準和輔助基準。

主要基準：決定零件主要尺寸的基準。

輔助基準：為了便于加工和測量而附加的基準。

2.2.3按幾何形式分類

按幾何形式可分為：面基準、線基準、點基準。

面基準：零件上的某個平面（底面、端面、對稱平面）。

線基準：零件上的一條線（回轉軸線）。

點基準：有時是一個點（球心、頂點）。

2.3尺寸基準確定原則

尤其對零件中一些影響使用性能的重要尺寸，設計時就應充分考慮其加工定位和測量問題，使設計基準在加工時也可做為工藝基準。這樣就可減少加工誤差，方便測量、檢驗。

3.正確選擇尺寸基準的重要性

尺寸基準的選擇，是個十分重要的問題。因為基準選擇是否正確，關系到整個零件尺寸標注的合理與否。尺寸基準選擇不當，零件的設計要求將無法保證，或將給零件的后續(xù)裝配帶來困難。在這里，我們結合一個小的實例，對機械零件尺寸基準的正確選擇的重要性做一下簡單的探討。

我們在礦山車結構件的裝配過程中曾遇到過這樣的問題，結構件A、B、C，如圖所示；

三個零件按正確的裝配關系裝配并用螺栓連接，如圖所示（螺栓省略）：

問題是這樣，零件A、C已經(jīng)裝配并且固定，它們最左端的立面與基準面V（與底面垂直）重合，且經(jīng)過檢驗測量，零件A、B、C的孔距A1-A5均符合圖紙要求。在這樣的情況下，零件B卻無法順利和A、C裝配。零件B尺寸較大，長度和高度均超過1000mm，需要至少兩人并以天車配合才能移動。由于不能順利裝配，零件B經(jīng)歷了多次拆裝和移動，極大的浪費了工時。

下面我們來分析一下出現(xiàn)這種情況的原因。零件A、B、C均以左立面即V面作為基準面來標注尺寸，設計基準統(tǒng)一，理論上來說應該沒什么問題，但是我們卻忽略了零件B的基準面V（B）相對于底面的垂直度。前面提過，零件B的長度、高度均超過1000mm，并且是折彎件，因此，一般的加工方法并不能精準的保證面V（B）對底面的垂直度，也沒有好的方法對這個垂直度進行檢驗。面V（B）與面V即使只差1°，上下孔距A1-A4也會差10～20mm。出現(xiàn)這么大的尺寸誤差，零件B當然就無法順利裝配了。造成零件B面V（B）與底面不垂直的原因很多，除制作誤差外，還有搬運過程中造成的變形等等。

我們來看看零件B的尺寸基準到底該怎么選，尺寸怎么標注才算合理。通過裝配環(huán)境我們發(fā)現(xiàn)，零件B的左立面V（B）是否垂直于底面對它所屬的組件功能影響不大且不影響其他零件、部件的裝配，因此我們認為沒有必要必須保證面V（B）與底面的垂直度，可以允許面V（B）與底面在垂直度上有0～2°之間的偏差。在為零件B的設計圖紙標注尺寸時，我們作了調(diào)整，底面上兩個孔的定位尺寸A4、A5保持不變，還是以左立面為基準，而頂面左起第一個孔a則以底面左起第一個孔b為基準定位，標出它們的相對尺寸A6。這樣，即使零件B的左立面不與底面垂直，孔a與孔b的相對位置依然能保持不變，這樣就可以最大限度的保證安裝尺寸。

圖e 更改基準后零件B

經(jīng)過多次驗證，零件B的設計圖紙尺寸基準經(jīng)過更改以后，零件裝配的準確率有了明顯的提高，極大的提高了裝配效率。

4.結論

要想正確地選擇尺寸基準，必須了解零件在整個機器中的位置和作用，還要對零件結構進行認真分析，并需要具有豐富的工藝實踐經(jīng)驗。在生產(chǎn)實踐中，有很多問題需要我們靈活解決。尺寸基準的正確、合理的選擇，是提高零件質量的前提和保證，是減少裝配線上零件返修率，提高零件互換性的先決條件。作為結構設計人員來講，應該明白尺寸基準選擇的重要性，認真對待機械零件的設計環(huán)節(jié)，努力提高產(chǎn)品質量。

參考文獻

[1]吳拓。機械制造工程。機械工業(yè)出版社

[2]吳海平。淺析機械零件尺寸標注中基準的選擇[J]?；鹂乩走_技術，1999（03）。