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)用場合的不同，可分為定位基準(zhǔn)、測量基準(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）測量基準(zhǔn)。在裝配、加工中或加工后，用來測量零件的形狀、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)，稱為測量基準(zhǔn)。

零件的測量基準(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)品中有相對運(yùn)動(dòng)的零部件之間，具有相對運(yùn)動(dòng)方向和相對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，是相對運(yùn)動(dòng)精度的基礎(chǔ)。

合理選擇恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)，對設(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量，有足夠的測量空間。

[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.