資深專家一文教你設(shè)計(jì)中如何取基準(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(cè)要素方向和位置的要素，在零件上用來建立基準(zhǔn)并實(shí)際起基準(zhǔn)作用的實(shí)際要素如一條邊、一個(gè)表面或一個(gè)孔等。

　　基準(zhǔn)：是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線、面，也就是說基準(zhǔn)就是起始的點(diǎn)、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(gè)要素，如果沒有基準(zhǔn)這個(gè)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(diǎn)、線、面等要素構(gòu)成，在零件的機(jī)械加工過程中，零件的實(shí)際要素總是會(huì)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?cè)O(shè)計(jì)的可控范圍內(nèi)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就會(huì)對(duì)零件標(biāo)注適當(dāng)?shù)男螤罟詈臀恢霉睿鼈兘y(tǒng)稱為形位公差。

　　在設(shè)計(jì)過程中，我們會(huì)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(jì)能力，你的設(shè)計(jì)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(gè)問題了，為什么要基準(zhǔn)，那是因?yàn)槿绻麤]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(gè)基礎(chǔ)和必要要素。

　　如何來定義一個(gè)零件的基準(zhǔn)，通俗一點(diǎn)講，就是如何選取一個(gè)基準(zhǔn)面，我們主要從兩個(gè)方面的考慮(設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享)。

　　1、從裝配要求的角度來考慮

　　你所設(shè)計(jì)的這個(gè)零件在整機(jī)裝配過程中是一個(gè)什么樣的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，它在整機(jī)結(jié)構(gòu)中起一個(gè)什么樣的作用，如果要達(dá)到既定的功能要求，你需要這個(gè)零件保證什么樣的加工精度，裝配過程中，這個(gè)零件的安裝基準(zhǔn)是哪一個(gè)?

　　裝配流程的檢測(cè)過程中，哪個(gè)位置作為基準(zhǔn)可以讓我們更好、更快的對(duì)這個(gè)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?cè)谠O(shè)計(jì)之初就要問自己的，在放置基準(zhǔn)面的時(shí)候就要問自己的。

　　2、從機(jī)械加工的角度來考慮

　　對(duì)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(gè)零件還是毛坯狀態(tài)的時(shí)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(gè)要考慮定位和夾緊方式，一個(gè)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(gè)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(shí)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(yàn)椴僮髡叩氖韬龆鴮?dǎo)致零件的加工報(bào)廢，所以在選取基準(zhǔn)的時(shí)候，要充分的考慮加工基準(zhǔn)是否合適。

　　所以一個(gè)好的設(shè)計(jì)工程師，他不僅要了解零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(gè)對(duì)個(gè)人綜合素質(zhì)要求相對(duì)較高的職位，這也是為什么要成為一個(gè)真正的設(shè)計(jì)工程師需要多年積累的原因所在，因?yàn)檫@根本就不是涉及一個(gè)崗位的事情，而是牽涉到一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)環(huán)節(jié)的事情。

　　下面，我們來用一張圖紙做一個(gè)基準(zhǔn)面選取的說明。

　　上圖是一個(gè)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(gè)零件來說一下基準(zhǔn)面的選取方法。

　　1、我們先要了解這個(gè)軸承座的裝配位置和功能要求，這個(gè)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(dòng)系統(tǒng)中的主要組成部分，這個(gè)部分決定設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和傳動(dòng)精度，所以這個(gè)部位的安裝是一個(gè)關(guān)鍵性的安裝。

　　再來看這個(gè)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(dòng)系統(tǒng)的裝配精度，所以我們就針對(duì)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(gè)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(tái)立式加工中心，完全可以做好整個(gè)零件，但是不能在一次裝夾的情況下來完成整個(gè)零件，會(huì)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?yàn)檫@個(gè)基準(zhǔn)便于加工的劃線和基準(zhǔn)面的初加工，同時(shí)這個(gè)也是我們裝配過程中的基準(zhǔn)面，所以以這個(gè)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(gè)面上，同時(shí)我們對(duì)這個(gè)基準(zhǔn)面有一個(gè)平面度要求0.015，因?yàn)樽鳛閯e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(duì)這個(gè)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)面的選取)，然后我們更具裝配要求，再以軸承孔47mm的軸線為基準(zhǔn)B來定義軸承端面對(duì)軸線的垂直度要求為0.02。

　　因?yàn)檠b配過程中，軸承是需要貼死這個(gè)端面的，當(dāng)拉緊絲桿的時(shí)候，如果這個(gè)面不與軸承孔軸線垂直，就有可能讓絲桿處于一個(gè)扭曲的狀態(tài)，不利于絲桿的高效率、高精度傳動(dòng)。

　　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(duì)于基準(zhǔn)B的垂直度。

　　然后在刮外端面相對(duì)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?yàn)闆]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(duì)較小的，比起裝夾的誤差來，這些誤差都更為可控。

　　以上就是基準(zhǔn)面的選取過程和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，雖然有的地方說起來很簡(jiǎn)單，或者有一筆帶過的省略，但是作為一個(gè)設(shè)計(jì)工程師，需要打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)才能更好的做好的設(shè)計(jì)。

　　這也就是為什么剛畢業(yè)的大學(xué)生一定要到機(jī)械加工車間和裝配車間去的原因所在，去了解那些細(xì)節(jié)，去積累那些基礎(chǔ)知識(shí)，然后才能成就你的設(shè)計(jì)夢(mèng)想，因?yàn)檫@是你們繞不過去的坎。

　　如果您有這方面的經(jīng)驗(yàn)，歡迎評(píng)論留言分享。

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