王 軍，劉 賀

（沈陽華德海泰電器有限公司，遼寧 沈陽 110024）

機(jī)械零部件表面之間的相對(duì)位置，包括兩方面：一方面是表面間的位置尺寸精度；另一方面是相對(duì)位置精度。而表面間的尺寸精度和位置精度要求，都離不開參考依據(jù)——基準(zhǔn)。

基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)概念，是用來確定生產(chǎn)對(duì)象（零件、機(jī)器）上幾何要素（其他的點(diǎn)、線、面）之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線或面。

1 基準(zhǔn)的分類

按基準(zhǔn)的功用，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)。

1.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)零件時(shí)，根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系，以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系，確定標(biāo)注尺寸（或角度）的起始位置。這些尺寸（或角度）的起始位置，稱作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；即零件工程圖上用來確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，也就稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的選擇原則是：在零部件設(shè)計(jì)過程中，為保證機(jī)械裝配后的精度，單個(gè)零、部件通常采用軸、孔的中心線、對(duì)稱零件的中心平面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

1.2 工藝基準(zhǔn)

零件在加工、測(cè)量和裝配過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按在機(jī)械制造實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的不同，可分為定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。

（1）定位基準(zhǔn)。零件加工時(shí)用以確定工件相對(duì)于機(jī)床或刀具正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)按在機(jī)械制造過程中的選擇順序與作用，可分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。

粗基準(zhǔn)是零件最初加工時(shí)，以未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面作為定位的基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)是零件在機(jī)械加工中，采用已加工表面作為定位的基準(zhǔn)。

輔助基準(zhǔn)是零件上為了便于安裝和機(jī)械加工定位的穩(wěn)定，或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一的工藝需要而專門設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。

（2）測(cè)量基準(zhǔn)。在裝配、加工中或加工后，用來測(cè)量零件的形狀、位置和尺寸誤差及零件間相互位置、垂直度、平行度所采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。

零件的測(cè)量基準(zhǔn)，一般選取設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；設(shè)備或機(jī)器零件之間的位置精度測(cè)量基準(zhǔn)，一般選取裝配基準(zhǔn)。

（3）裝配基準(zhǔn)。在裝配過程中，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。

裝配中的相互位置精度，包括相關(guān)零、部件之間的平行度、垂直度、同軸度及各種跳動(dòng)等等。在產(chǎn)品中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件之間，具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和相對(duì)速度方向的精度要求。運(yùn)動(dòng)方向精度，多表現(xiàn)為零部件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的平行度和垂直度；零部件的直線運(yùn)動(dòng)精度或圓周運(yùn)動(dòng)精度，是相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的基礎(chǔ)。

合理選擇恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)，對(duì)設(shè)備或機(jī)器達(dá)到設(shè)計(jì)性能起著至關(guān)重要的作用。例如軸類零件的軸頸、齒輪零件的內(nèi)孔和箱體的底面等，常作為裝配基準(zhǔn)。

2 定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)在零件加工過程中，是獲得零件尺寸的直接基準(zhǔn)，對(duì)零件的尺寸精度和位置精度都非常重要。

2.1 選擇的原則

（1）選最大尺寸的表面為安裝面，選最長距離的表面為導(dǎo)向面，選最小尺寸的表面為支承面；

（2）首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度；

（3）應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)，因主要表面是決定該零件其他表面的尺寸基準(zhǔn)，也就是重要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；

（4）定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊與固定，在加工過程中穩(wěn)定牢靠。

2.2 粗基準(zhǔn)的選擇

（1）應(yīng)以不需要加工但與加工表面有較高位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)，以保證加工表面與不加工表面之間的相互要求；如果工件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠余量。

（2）應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量、且加工余量小而均勻的表面，作為粗基準(zhǔn)，如外圓加工以軸線為基準(zhǔn)。

（3）應(yīng)盡可能使用毛坯中尺寸與位置比較可靠且平整光潔，同時(shí)可以在一次裝夾下加工多個(gè)表面的表面，作為粗基準(zhǔn)。

（4）粗基準(zhǔn)不允許重復(fù)使用，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙，如重復(fù)使用，將造成較大的位置誤差，不能保證加工后的設(shè)計(jì)要求。

2.3 精基準(zhǔn)的選擇

主要從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。

（1）在零件的加工過程中采用基準(zhǔn)單一原則，可以減少夾具類型和數(shù)量或便于進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，有利于保證各表面的相互位置要求，而且還能簡化夾具設(shè)計(jì)和制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差。

例如，加工軸類，尤其是階梯軸零件時(shí)，一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)，來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度。

（2）加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則。一般適用于對(duì)某些空間位置精度要求很高零件的精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準(zhǔn)，磨主軸前、后支承軸頸表面；然后再以前、后支承軸頸表面為基準(zhǔn)，磨主軸錐孔；最后達(dá)到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。

（3）盡量選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，達(dá)到基準(zhǔn)合一，從而避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。

（4）自為基準(zhǔn)原則。零件在精密加工時(shí)，有些精度要求很高的表面，為了保證加工精度，要求加工余量很小并且均勻，因而常以加工面本身定位，待到夾緊后，將定位元件移去，再進(jìn)行加工。這樣可提高加工面本身的精度和表面品質(zhì)。

2.4 輔助基準(zhǔn)

輔助基準(zhǔn)是零件上本身并沒有，而是根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)或加工出的結(jié)構(gòu)。輔助基準(zhǔn)在零件的實(shí)際使用中不起作用，只是為了加工的需要而設(shè)置的。在零件全部加工完成后，一般將其切除。如軸類零件常用頂尖孔定位，鑄件因鑄件工藝需要而設(shè)置的凸臺(tái)，某些零件的工藝孔，軸類零件的中心孔等。

圖1是一典型輔助基準(zhǔn)的實(shí)例。機(jī)床床身不加工面有一定弧度，當(dāng)加工導(dǎo)軌面時(shí)，因床身是斜面，無法放平找正。設(shè)計(jì)的時(shí)候，不會(huì)考慮這個(gè)問題，但在工藝會(huì)簽時(shí)，要考慮加工找正這個(gè)問題。為了加工定位，在鑄造該床身時(shí)，增加一個(gè)凸臺(tái)輔助基準(zhǔn)A，便于找正加工導(dǎo)軌面。

圖1 輔助基準(zhǔn)典型實(shí)例零件圖

3 結(jié)束語

無論是在裝配工藝中，還是零件的加工工藝中,不管是裝配基準(zhǔn)，還是定位基準(zhǔn),都應(yīng)保證其穩(wěn)定性和可靠性；盡可能從相互間有直接位置要求的零件表面中選擇定位基準(zhǔn)，減小因基準(zhǔn)選擇不當(dāng)而引起的誤差；并且要確保零件加工中方便工件的裝卸和夾緊,工裝及夾具結(jié)構(gòu)簡單，零件間的相互位置精度便于裝配和測(cè)量，有足夠的測(cè)量空間。

[1]劉傳紹，鄭建新.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]徐文德.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[3]王先逵.機(jī)械裝配技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.