有关精基准知识

1、精基准的选择应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。选择精基准一般应考虑如下原则： 1 “基准重合”原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。 2 “基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 采用“基准统一”原则可

2、减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。 3 “自为基准”原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。如图 3-38 所示。此时床脚平面只是起一个支承平面的作用，它并非是定位基准面。此外，用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。 4 “互为基准”原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小

3、而均匀。此时可用齿面为定位基准磨内孔，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证齿面的磨削余量均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。 5 精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。如图 3-39b ，当加工 C 面时，如果采用“基准重合”原则，则选择 B 面作为定位基准，工件装夹如图 3-40 所示。这样不但工件装夹不便，夹具结构也较复杂；但如果采用图 3 -39a 所示的以 A 面定位，虽然夹具结构简单、装夹方便，但基准不重合，定位误差较大。 应该指出，上述基准选择原则，常常不能全部满足，实际应用时往往会出现相互矛盾的情况，这就要求综合考虑，分清主次，着重解决主要矛盾。在制订工艺规程时

4、，定位基准选择的正确与否，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。 选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择    精基准，再选择粗基准。选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：(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误差。图4-22所示的零件

5、，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经保证)，现在用调整法铣削一批零件的C面。为保证设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A与设计基准B不重合，见图(b)。由于铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整的，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸c的大小除受本工序加工误差(j)的影响外，还与上道工序的加工误差(Ta)有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。从图(c)中可看出，欲加工尺寸c的误差包括j和Ta，为了保证尺寸c的精度，应使：

6、jTaTc    显然，采用基准不重合的定位方案，必须控制该工序的加工误差和基准不重合误差的总和不超过尺寸c公差Tc。这样既缩小了本道工序的加工允差，又对前面工序提出了较高的要求，使加工成本提高，当然是应当避免的。所以，在选择定位基准时，应当尽量使定位基准与设计基准相重合。    如图4-23所示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，本工序的加工误差只需满足：jTc 即可。            (a)

7、                        (b)                       (c)    

8、60;                图4-22  基准不重合误差示例                               

9、0;    (a) 工序简图    (b) 加工示意图    (c) 加工误差 图4-23  基准重合安装示意图    显然，这种基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。但是，这样往往会使夹具结构复杂，增加操作的困难。而为了保证加工精度，有时不得不采取这种方案。(2) 基准统一原则  应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计

10、、制造工作量和成本，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。例如加工轴类零件时，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。(3) 自为基准原则           图4-24  自为基准实例某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-24所示，磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上，用百分表

11、找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无 心磨外圆等也都是自为基准的实例。(4) 互为基准原则  当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复多次，最终达到加工要求。这都是互为基准的

12、典型实例。(5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。基准重合原则，是工序基准要与设计基准相重合基准统一原则，是各个加工项目都使用同一个基准（并不一定工序基准和设计基准重合）自为基准原则，是用该加工项目本身做为定位基准（是自己跟自己）互为基准原则，是几个重要项目之间相互反复做基准（是自己跟别人在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，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。 选择定位基准时，是从保证工件加工

13、精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：(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误差。图4-22所示的零件，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经保证)，现在用调整法铣削一批零件的C面。为保证设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A与设计基准B不重合，见图(b)。由于铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整的，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸c的大小除受本工序加工误差(j)的影响外，还与上

14、道工序的加工误差(Ta)有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。从图(c)中可看出，欲加工尺寸c的误差包括j和Ta，为了保证尺寸c的精度，应使：jTaTc    显然，采用基准不重合的定位方案，必须控制该工序的加工误差和基准不重合误差的总和不超过尺寸c公差Tc。这样既缩小了本道工序的加工允差，又对前面工序提出了较高的要求，使加工成本提高，当然是应当避免的。所以，在选择定位基准时，应当尽量使定位基准与设计基准相重合。  

15、;  如图4-23所示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，本工序的加工误差只需满足：jTc 即可。图4-23  基准重合安装示意图    显然，这种基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。但是，这样往往会使夹具结构复杂，增加操作的困难。而为了保证加工精度，有时不得不采取这种方案。(2) 基准统一原则  应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少

16、了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时，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。(3) 自为基准原则  图4-24  自为基准实例某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-24所示，磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上，用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无 心磨

17、外圆等也都是自为基准的实例。(4) 互为基准原则  当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复多次，最终达到加工要求。这都是互为基准的典型实例。(5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。六点定位如图 3-33 所示是齿坯定位的示例。其中图 a

18、是短销和大平面定位，大平面限制了 、 、 三个自由度，短销限制了 、 二个自由度，无过定位；图 b 是长销和小平面 定位 ，长销限制了 、 、 、 四个自由度，小平面限制了 一个自由度，因此也无过定位；图 c 是长销和大平面定位，长销限制 、 、 、 四个自由度，大平面限制 、 、 三个自由度，其中 、 为两个定位元件所限制，所以产生了过定位。  由于过定位的影响，可能会发生工件不能装入、工件或夹具变形等后果，破坏工件的正确定位。因此当出现过定位时，应采取有效的措施消除或减小过定位的不良影响。 消除或减小过定位的不良影响一般有如下两种措施： 1改变定位装置结构如图 3-34 所示，使

19、用球面垫圈，消除 、 两个自由度的重复限制，避免了过定位的不良影响。2提高工作和夹具有关表面的位置精度如图 3-33d 、 e 中，如能提高工工件内孔与端正面的垂直度和提高定位销与定位平面的垂直度，也能减小过定位的不良影响。 三、定位基准的选择当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，此时提出了如何正确选择定位基准的问题。 定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。 （一）粗基准的选择选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面

20、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。具体选择时参考下列原则： 1 对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。如图 3 -35a 所示。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图 3-35b ，该零件有三个不加工表面，若要求表面 4 与表面 2 所组成的壁厚均匀，则应选择不加工表面 2 作为粗基准来加工台阶孔。  2 对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点： （ 1 ）应保证

21、各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图 3 -35c 所示的阶梯轴，应选择 55mm 外圆表面作为粗基准。 （ 2 ）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图 3-36 所示的床身导轨表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整个导轨面内具有大体一致的力学性能。因此，在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准加工床身底面（图 3 -36a ），然后以底面为基准加工导轨平面（图 3-36b ）。  3 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定

22、位误差。如图 3-37 所示的小轴加工，如重复使用 B 面加工 A 面、 C 面、则 A 面和 C 面的轴线将产生较大的同轴度误差。 4 选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 （二）精基准的选择精基准的选择应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。选择精基准一般应考虑如下原则： 1 “基准重合”原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。 2 “基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。 3 “自为基准”原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。如图 3-38 所示。此时床脚平面只是起一个支承平面的作用，它并非是定位基准面。此外，用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、