機(jī)械制圖中的基準(zhǔn)都是干什么的,要如何定位基準(zhǔn)?

一、基準(zhǔn)的定義
首先我們要清楚關(guān)于基準(zhǔn)的一些定義,根據(jù)國標(biāo)GB/T1182、GB/T4249-1996、GB/T16671-1996中的定義。
基準(zhǔn)要素:是指用來確定被測要素方向和位置的要素,在零件上用來建立基準(zhǔn)并實際起基準(zhǔn)作用的實際要素如一條邊、一個表面或一個孔等。
基準(zhǔn):是用來確定生產(chǎn)對象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點、線、面,也就是說基準(zhǔn)就是起始的點、線、面。
二、基準(zhǔn)的標(biāo)注方法



三、基準(zhǔn)的應(yīng)用
基準(zhǔn)是形位公差中的一個要素,如果沒有基準(zhǔn)這個要素,形位公差也就無從談起,所以在談基準(zhǔn)前,我們要了解什么是形位公差。
形位公差:任何零件都是由點、線、面等要素構(gòu)成,在零件的機(jī)械加工過程中,零件的實際要素總是會和理想要素存在一定的誤差,而這些誤差主要分為形狀誤差和位置誤差,為了保證零件的誤差在我們設(shè)計的可控范圍內(nèi),我們在設(shè)計之初就會對零件標(biāo)注適當(dāng)?shù)男螤罟詈臀恢霉?,它們統(tǒng)稱為形位公差。
在設(shè)計過程中,我們會根據(jù)零件的功能和作用來標(biāo)注相應(yīng)的形位公差,這些形位公差要在零件加工質(zhì)量上保證零件裝配完畢后能夠達(dá)到我們預(yù)期的各種功能和精度要求,如何定義這些形位公差就是我們通常所說的設(shè)計能力,你的設(shè)計能力的高低標(biāo)志之一就在于你如何把握這些形位公差的標(biāo)注和保證。
現(xiàn)在我們可以來回答一個問題了,為什么要基準(zhǔn),那是因為如果沒有基準(zhǔn),形位公差根本就無法標(biāo)注,基準(zhǔn)是形位公差的一個基礎(chǔ)和必要要素。
如何來定義一個零件的基準(zhǔn),通俗一點講,就是如何選取一個基準(zhǔn)面,我們主要從兩個方面的考慮(設(shè)計經(jīng)驗分享)。
1、 從裝配要求的角度來考慮
你所設(shè)計的這個零件在整機(jī)裝配過程中是一個什么樣的結(jié)構(gòu)狀態(tài),它在整機(jī)結(jié)構(gòu)中起一個什么樣的作用,如果要達(dá)到既定的功能要求,你需要這個零件保證什么樣的加工精度,裝配過程中,這個零件的安裝基準(zhǔn)是哪一個?裝配流程的檢測過程中,哪個位置作為基準(zhǔn)可以讓我們更好、更快的對這個零件進(jìn)行裝配,如果有加工不合格的形象,選取的基準(zhǔn)面是否便于零件的二次裝夾和加工,這些都是問題都是我們在設(shè)計之初就要問自己的,在放置基準(zhǔn)面的時候就要問自己的。
2、 從機(jī)械加工的角度來考慮
對加工零件選取的基準(zhǔn)面是否利于劃線和粗加工,通常我們的加工順序就是先加工基準(zhǔn)面,再利用基準(zhǔn)面進(jìn)行定位來加工其它的位置,所以基準(zhǔn)面的選取一定要考慮,當(dāng)一個零件還是毛坯狀態(tài)的時候,在外形結(jié)構(gòu)上是不是適合先作為基準(zhǔn)面來加工,基準(zhǔn)面加工好了之后,是不是適合用它來作為基準(zhǔn)面定位加工別的位置,一個要考慮定位和夾緊方式,一個要考慮加工方式(如用什么設(shè)備來加工,用什么刀具來加工),還要考慮盡可能的減少零件裝夾的次數(shù),如果零件在加工過程中仿佛的進(jìn)行裝夾,那這個零件的加工質(zhì)量也是堪憂的,最佳的加工就是一次裝夾加工成型,這樣的誤差是最小的,這時候零件的誤差就基本上等于加工設(shè)備的誤差,如果仿佛裝夾的話,那裝夾的誤差就要比加工設(shè)備的誤差大得多,甚至?xí)驗椴僮髡叩氖韬龆鴮?dǎo)致零件的加工報廢,所以在選取基準(zhǔn)的時候,要充分的考慮加工基準(zhǔn)是否合適。
所以一個好的設(shè)計工程師,他不僅要了解零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,還要充分的熟悉加工工藝,熟悉裝配工藝,熟悉加工設(shè)備的加工能力,熟悉如何控制成本等等,這是一個對個人綜合素質(zhì)要求相對較高的職位,這也是為什么要成為一個真正的設(shè)計工程師需要多年積累的原因所在,因為這根本就不是涉及一個崗位的事情,而是牽涉到一個產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)的事情。
下面,我們來用一張圖紙做一個基準(zhǔn)面選取的說明。

上圖是一個絲桿軸承座,就是固定絲桿一端的軸承支座,我們可以通過這個零件來說一下基準(zhǔn)面的選取方法。
1、我們先要了解這個軸承座的裝配位置和功能要求,這個軸承座是用來固定和支撐絲桿的,而絲桿是設(shè)備的一套傳動系統(tǒng)中的主要組成部分,這個部分決定設(shè)備傳動系統(tǒng)的可靠性和傳動精度,所以這個部位的安裝是一個關(guān)鍵性的安裝。再來看這個軸承座的安裝要求,主要的裝配結(jié)構(gòu)是絲桿裝在軸承上,軸承裝在軸承座里面,軸承座裝在支承大件上,那就意味著,軸承孔可軸承座的固定面(與支承大件的結(jié)合面)是需要有較高的加工精度要求才能保證我們最后的絲桿傳動系統(tǒng)的裝配精度,所以我們就針對軸承孔和固定面來標(biāo)注行為公差。
2、從零件的結(jié)構(gòu)來分析,我們可以看到,這個零件需要用的加工設(shè)備為銑床,鏜床或者加工中心就可以基本完成。包括的加工工序是銑面、鏜孔,鉆孔、攻絲等工序,如果有一臺立式加工中心,完全可以做好整個零件,但是不能在一次裝夾的情況下來完成整個零件,會牽涉到多次裝夾。
3、我們首先選取軸承座與支承大件的結(jié)合面來做基準(zhǔn),因為這個基準(zhǔn)便于加工的劃線和基準(zhǔn)面的初加工,同時這個也是我們裝配過程中的基準(zhǔn)面,所以以這個面為基準(zhǔn)是非常合適的,那我們就把基準(zhǔn)面A放在這個面上,同時我們對這個基準(zhǔn)面有一個平面度要求0.015,因為作為別的要素的加工基準(zhǔn),基準(zhǔn)面也得具有一定的形狀公差要求才行,否則是無法保證的,然后我們根據(jù)裝配要求,來定義軸承孔47mm相對這個面的平行度要求為0.02(為什么是這么多,以后的文章再說,今天主要說基準(zhǔn)面的選?。缓笪覀兏哐b配要求,再以軸承孔47mm的軸線為基準(zhǔn)B來定義軸承端面對軸線的垂直度要求為0.02,因為裝配過程中,軸承是需要貼死這個端面的,當(dāng)拉緊絲桿的時候,如果這個面不與軸承孔軸線垂直,就有可能讓絲桿處于一個扭曲的狀態(tài),不利于絲桿的高效率、高精度傳動。
4、從機(jī)械加工的角度來解釋,把基準(zhǔn)面A加工好后,以基準(zhǔn)面A為定位面裝夾軸承座,然后用鏜床鏜孔47mm,保證孔與基準(zhǔn)面的平行度,然后直接用鏜刀刮軸承端面,保證軸承端面相對于基準(zhǔn)B的垂直度,然后在刮外端面相對于A的垂直度,這樣主要的形位公差就可以一次裝夾完成加工,這樣的加工是誤差最小的,因為沒有裝夾誤差在里面,零件加工的誤差通常只來自與加工設(shè)備的誤差和刀具的誤差以及加工變形等,而這些誤差是相對較小的,比起裝夾的誤差來,這些誤差都更為可控。
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