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1、课题十二课题十二 基准及定位基准选择基准及定位基准选择【教教学学目目的的和和要要求求】通通过过学学习习基基准准的的概概念念及及定定位位基基准准的的选选择择，能能够够分分析析各各类类基基准准，并并具具备备合合理理选选择择粗粗、精精基基准准的的初初步步能能力。力。【教学内容摘要教学内容摘要】一、基准及其分类一、基准及其分类 二、定位基准的选择二、定位基准的选择【教学重点、难点教学重点、难点】重点：重点：1.1.基准的概念基准的概念 2.2.基准的选择原则基准的选择原则 难点：定位基准选择原则的具体应用难点：定位基准选择原则的具体应用【教学方法和使用教具教学方法和使用教具】讲授、讨论与习题讲授、讨论
2、与习题【教学时数教学时数】6 6一、基准及其分类一、基准及其分类1.基准的概基准的概 用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准根据作用的不同。2.基准的分类基准的分类 生产中可将基准做如下的分类：设计基准 基准 定位基准 工艺基准 测量基准 工序基准 装配基准 1）设计基准 设设计计图图样样上上所所采采用用的的基基准准称称为为设设计计基基准准。它它是是标注设计尺寸的起点。标注设计尺寸的起点。如图12-1a所示零件1）设计基准 设设计计图图样样上上所所采采用用的的基基准准称称为为设设计计基基准准。它它是是标标注注设设计计尺尺寸寸的的起起点点。如图12-1a所示零件 在
3、水平方向，平面A是平面B、C的设计基准，平面A也是孔7的设计基准，孔7又是孔的设计基准；在垂直方向，平面D是平面E、F的设计基准，平面D也是孔7和孔8的设计基准。如图12-1b所示的钻套零孔中心线是外圆与内孔的设计基准，也是端面B端面圆跳动的设计基准；端面A是端面B、C的设计基准。（2 2）工艺基准）工艺基准 在工艺过程中所采用的基准称为工艺在工艺过程中所采用的基准称为工艺在工艺过程中所采用的基准称为工艺在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准基准基准基准。按用途不同可。按用途不同可 将其分为以下四种：将其分为以下四种：定位基准定位基准 在在在在加加加加工工工工中中中中用用用用作作作作工工工工件件
4、件件定定定定位位位位的的的的基基基基准准准准称称称称为为为为定定定定位位位位基基基基准准准准。它代表了工件它代表了工件 在机床或夹具上的位置。在机床或夹具上的位置。定位基准又可分为粗基准和精基准定位基准又可分为粗基准和精基准:1)1)粗粗基基准准 用用作作定定位位基基准准的的表表面面，如如果果是是没没经经过过切切削加工的毛坯面，削加工的毛坯面，则称为粗基准。则称为粗基准。2)2)精精基基准准 用用作作定定位位基基准准的的表表面面，如如果果是是经经过过切切削削加工的表面，称为加工的表面，称为 精基准。精基准。测量基准 工件在测量、检验时所使用的基准称为测量基准。工序基准 在工序简图上用来确定本工
5、序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。如图如图12-212-2所示所示图图12-1b12-1b所示所示装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。例如，图12-1 b如如图图12-212-2所所示示为为车车削削加加工工图图12-1b12-1b所示所示钻钻 套套零零件件时时的的工工序序图图，A A面面即即是是B B、C C面的工序基准。面的工序基准。二、定位基准的选择二、定位基准的选择 1 1 当当零零件件上上有有一一些些表表面面不不需需要要进进行行机机械械加加工工，且且不不加加工工表表面面与与加加工工表表面面之之间间具具有有一一定定的的相相互互
6、位位置置精精度度要要求求时时，应应以以不加工表面中与加工表面不加工表面中与加工表面 相相互互位位置置精精度度要要求求较较高高的的不不加加工工表表面面作作为粗基准。为粗基准。如图12-3所示零件，如图12-4所示的箱体零件如图如图12-312-3所示所示零件，内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。零件，内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。铸造时内孔铸造时内孔B B与外圆与外圆A A之间有偏心。为了保证加工后零件的壁厚均匀之间有偏心。为了保证加工后零件的壁厚均匀(内内 外圆表面的同轴度较好外圆表面的同轴度较好)，应以不加工表面外圆，应以不加工表面外圆A A作为粗基准加工孔作为粗基准加工孔B(
7、B(例例 如采用三爪卡盘夹持外圆如采用三爪卡盘夹持外圆A)A)。如图如图12-412-4所示所示的箱体零件，箱体内壁的箱体零件，箱体内壁A A面与面与B B面均为不加工表面。为面均为不加工表面。为 了防止位于孔了防止位于孔中心线上齿轮的外圆装配时与箱体内壁中心线上齿轮的外圆装配时与箱体内壁A A面相碰，设计面相碰，设计 时已考虑留有间隙时已考虑留有间隙，并由加工尺寸，并由加工尺寸a a、b b予以保证予以保证（图（图12-5a12-5a），注意注意注意注意1 1 (1)(1)使使零零件件上上有有些些表表面面之之间间的的壁壁厚厚均均匀匀性性不不致致于于太太差差，以以保保证证其具有足够的结构强其具
8、有足够的结构强 度。度。(2)(2)在在产产品品中中使使有有关关零零件件的的有有关关表表面面之之间间具具有有足足够够大大的的间间隙隙，以保证在产品的装配以保证在产品的装配 和工作时，不致于发生相互碰撞。和工作时，不致于发生相互碰撞。(3)(3)使一批零件加工完毕后，在其加工精度达到要求的同时，使一批零件加工完毕后，在其加工精度达到要求的同时，各个零件的重量差亦各个零件的重量差亦 不超过一定的范围。不超过一定的范围。注意注意注意注意2 2 当当毛毛坯坯制制造造精精度度较较高高时时，可可以以考考虑虑不不遵遵守守上上述述以以不不加加工工表表面作为粗基准的原则。面作为粗基准的原则。2 2 2 2 当零
9、件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于各加工当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于各加工当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于各加工当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于各加工 表面均能获得合理的加工余量。为此，应遵循以下原则：表面均能获得合理的加工余量。为此，应遵循以下原则：表面均能获得合理的加工余量。为此，应遵循以下原则：表面均能获得合理的加工余量。为此，应遵循以下原则：（1 1）为为使使各各加加工工表表面面都都能能得得到到足足够够的的加加工工余余量量，应应选选择择毛毛坯坯上上加工加工余量最小的表面余量最小的表面 作为粗基准。作为
10、粗基准。如图如图12-612-6所示所示（2 2）为为保保证证某某重重要要加加工工表表面面的的加加工工余余量量小小而而均均匀匀，应应以以该该重重要要加工表面作为粗基准。加工表面作为粗基准。如图如图12-712-7所示所示 当当零零件件上上有有多多个个重重要要加加工工表表面面时时，应应选选择择加加工工余余量量要要求最严格的那个表面求最严格的那个表面 作为粗基准。作为粗基准。（3 3）粗粗基基准准的的选选择择，应应尽尽可可能能使使加加工工表表面面的的金金属属切切除除量量总总和和最最小。以小。以图图12-712-7为例为例 如图如图12-612-6所示所示的阶梯轴，应选的阶梯轴，应选55mm55mm
11、外圆为粗基准，如果选外圆为粗基准，如果选 108mm108mm外外圆圆为为粗粗基基准准加加工工55mm55mm外外圆圆表表面面，当当两两外外圆圆有有3mm3mm的的偏偏心心时时，则加工则加工 后后的的50mm50mm外外圆圆表表面面的的一一侧侧可可能能会会因因余余量量不不足足而而残残留留部部分分毛毛坯坯表表面面，从从而使工而使工 件报废。件报废。如图如图12-712-7所示所示的机床床身零件，要求导轨面应有较好的耐磨性，的机床床身零件，要求导轨面应有较好的耐磨性，以保持其导向以保持其导向 精度。由于铸造时的浇注位置（床身导轨面朝下）决定了导轨面处的金属组织精度。由于铸造时的浇注位置（床身导轨面
12、朝下）决定了导轨面处的金属组织 均匀而致密，在机械加工中，为保留这样良好的金属组织，应使导轨面上的加均匀而致密，在机械加工中，为保留这样良好的金属组织，应使导轨面上的加 工余量尽量小而均匀工余量尽量小而均匀3 3 粗粗基基准准应应尽尽量量避避免免重重复复使使用用，通通常常在在同同一一尺尺寸寸方方向上向上 (即同一自由即同一自由度方向上度方向上)只允许使用一次。只允许使用一次。如图如图12-812-8所示所示，4 4 当当以以粗粗基基准准定定位位加加工工一一些些表表面面时时，在在加加工工出出来来的的表面中，应有一些表面便于作为后续加工的精基准。表面中，应有一些表面便于作为后续加工的精基准。由由于
13、于粗粗基基准准应应尽尽量量避避免免重重复复使使用用，如如果果在在后后续续的的加加工工中中，没没有有合合适适的的精精基基准准，则则只只能能再再选选另另外外一一些些粗粗基基准准继继续续加加工工其其它它表表面面，这这常常常常也也是是不不合合理理的的，而而应应以以加加工工出出来来的的表表面面作作为为精精基基准准继继续续加加工工。因因此此，以以粗粗基基准准定定位位加加工工出出来来的的表表面面中中，应应有有一一些些表表面面能能便便于于作作为为后后续续加加工工的的精精基基准准，这这样样才才能能保保证证后后续续加加工工的的顺顺利利进进行行和加工精度的不断提高。和加工精度的不断提高。如如图图12-812-8所所
14、示示，工工件件以以表表面面B B为为粗粗基基准准加加工工表表面面A A之之后后，如如果果仍仍以以表表面面B B为为粗粗基基准准加加工工表表面面C C，由由于于不不能能保保证证工工件件轴轴心心线线在在前前后后两两次次装装夹夹中中位位置置的的一一致致性性，就就必必然然导导致致加加工工出出来的表面来的表面A A与与C C之间产生较大的同轴度之间产生较大的同轴度误差。误差。在处理上述由粗基准向精基准过渡的问题时，在下列情况下可以例外：在处理上述由粗基准向精基准过渡的问题时，在下列情况下可以例外：在处理上述由粗基准向精基准过渡的问题时，在下列情况下可以例外：在处理上述由粗基准向精基准过渡的问题时，在下列
15、情况下可以例外：当毛坯质量很高，而加工表面之间的位置精度要求较低时，可以当毛坯质量很高，而加工表面之间的位置精度要求较低时，可以 重复使用重复使用同一组毛坯表面作为粗基准。同一组毛坯表面作为粗基准。在在后后续续工工序序中中，当当主主要要的的定定位位基基准准已已经经是是精精基基准准，为为了了保保证证本本工工序序的的加加工工表表面面与与某某一一不不加加工工表表面面的的相相互互位位置精度时，仍可用此不加工表面作为次要的定位基准。置精度时，仍可用此不加工表面作为次要的定位基准。当当工工件件上上影影响响加加工工表表面面位位置置精精度度的的基基准准已已经经是是精精基基准准，对对于于那那些些仅仅为为了了工工
16、件件装装夹夹方方便便等等原原因因所所选选用用的的粗粗基基准准（对加工精度无影响），（对加工精度无影响），可以在加工过程中反复使用。可以在加工过程中反复使用。5 5应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其它缺陷的平整应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其它缺陷的平整 表面作粗基准，使工件定位准确稳定，夹紧可靠。表面作粗基准，使工件定位准确稳定，夹紧可靠。（二）精基准的选择（二）精基准的选择（二）精基准的选择（二）精基准的选择 当以粗基准定位加工出了一些表面之后，在后续的加工中，就应以精基准作当以粗基准定位加工出了一些表面之后，在后续的加工中，就应以精基准作 为主要的定位基准。选择精基准时，主要考虑的问题是
17、如何便于保证加工精度和为主要的定位基准。选择精基准时，主要考虑的问题是如何便于保证加工精度和装夹方便、可靠。精基准的选择，一般应遵循以下原则装夹方便、可靠。精基准的选择，一般应遵循以下原则。1 1基准重合原则基准重合原则 直接选用加工表面的设计基准（或工序基准）作为定位基准，称为基准重合原则。按照基准重合原则选用定位基准，便于保证加工精度，否则会产生基准不重合误差，影响加工精度。如图如图12-912-912-1012-10所示所示，n n如图如图12-912-9所示所示的零件，表面的零件，表面A A、B B及底面及底面D D已经加工，已经加工，现加工表面现加工表面C C。当加工表面当加工表面C
18、 C的设的设计基准为表面计基准为表面B B（如图（如图12-1012-10所示）所示），如果仍，如果仍以表面以表面A A为定位基准，为定位基准，就违背了基准重合原就违背了基准重合原则，会产生基准不重则，会产生基准不重合误差。从图中可以合误差。从图中可以明显看出，加工表面明显看出，加工表面C C相对设计基准相对设计基准B B的位置的位置精度不仅受到本工序精度不仅受到本工序加工误差的影响，而加工误差的影响，而且还会受到由于基准且还会受到由于基准不重合所带来的设计不重合所带来的设计基准（基准（B B面）相对定位面）相对定位基准（基准（A A面）之间的位面）之间的位置误差的影响。置误差的影响。2 2基
19、准统一原则基准统一原则 当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地对其余多个表面进行加工当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地对其余多个表面进行加工 时，应尽早地在工艺过程的开始阶段就把这组精基准加工出来，并达到一定时，应尽早地在工艺过程的开始阶段就把这组精基准加工出来，并达到一定 的精度，在以后的精度，在以后各道工序（或多道工序）中都以其作为定位基准，就称为基各道工序（或多道工序）中都以其作为定位基准，就称为基 准统一原则。准统一原则。采用基准统一原则的主要优点是：采用基准统一原则的主要优点是：(1)(1)多数表面采用同一组基准定位加工，避免了基准转换所带来的误差，有多数表面采用同一组基准定
20、位加工，避免了基准转换所带来的误差，有 利于保证这些表面间的位置精度。利于保证这些表面间的位置精度。(2)(2)由于多数工序采用的定位基准相同，因而所采用的定位方式和夹紧方法由于多数工序采用的定位基准相同，因而所采用的定位方式和夹紧方法 也就相同或相近，有利于使各工序所用夹具基本上统一，从而减少了夹也就相同或相近，有利于使各工序所用夹具基本上统一，从而减少了夹 具设计和制造所需的时间和费用，简化了生产准备工作。具设计和制造所需的时间和费用，简化了生产准备工作。(3)(3)为在一次装夹下有可能加工出更多的表面提供了有利条件。因而有利为在一次装夹下有可能加工出更多的表面提供了有利条件。因而有利于于
21、 减少零件加工过程中的工序数量，简化了工艺规程的制订。由于工件在减少零件加工过程中的工序数量，简化了工艺规程的制订。由于工件在 加工过程中装夹次数减少，不仅减少了多次装夹所带来的装夹误差和装加工过程中装夹次数减少，不仅减少了多次装夹所带来的装夹误差和装 卸工件的辅助时间，并且为采用高效率的专用设备和工艺装备创造了条卸工件的辅助时间，并且为采用高效率的专用设备和工艺装备创造了条 件。件。3 3 3 3互为基准、反复加工原则互为基准、反复加工原则互为基准、反复加工原则互为基准、反复加工原则 当工件上存在两个相互位置精度有要求的表面，可以认为它当工件上存在两个相互位置精度有要求的表面，可以认为它们彼
22、此之间是互为基准的。如果这些表面本身的加工精度和其间们彼此之间是互为基准的。如果这些表面本身的加工精度和其间的相互位置精度都有很高的要求，且均适宜作为定位基准时，则的相互位置精度都有很高的要求，且均适宜作为定位基准时，则可采用互为定位基准的办法来进行反复加工。即先以其中一个表可采用互为定位基准的办法来进行反复加工。即先以其中一个表面为基准加工另一个表面，然后再以加工过的表面为定位基准加面为基准加工另一个表面，然后再以加工过的表面为定位基准加工刚才的基准面，如此反复进行几轮加工，就称为互为基准、反工刚才的基准面，如此反复进行几轮加工，就称为互为基准、反复加工原则。复加工原则。这这种种加加工工方方
23、案案不不仅仅符符合合基基准准重重合合原原则则，而而且且在在反反复复加加工工的的过过程程中中，基基准准面面的的精精度度愈愈来来愈愈高高，加加工工余余量量亦亦逐逐步步趋趋于于小小而而均均匀匀，因而最终可获得很高的相互位置精度。因而最终可获得很高的相互位置精度。4 4 4 4自为基准原则自为基准原则自为基准原则自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。有有些些精精加加工工和和光光整整加加工工工工序序要要求求加加工工余余量量必必须须小小而而均均匀匀时时，经经常常采采用用这这一一原原则则。如如图图12-712-7所所示示的的机机床床床床
24、身身零零件件在在最最后后精精磨磨床床身身导导轨轨面面时时，经经常常在在磨磨头头上上装装上上百百分分表表，工工件件置置于于可可调调支支承承上上，以以导导轨轨面面本本身身为为基基准准进进行行找找正正定定位位，保保证证导导轨轨面面与与磨磨床床工工作作台台平平行行后后，再再进进行行磨磨削削加加工工来来保保证证磨磨削削余余量量的的小小而而均均匀匀，以以利利于于提提高高导导轨轨面面的的加加工工质质量量和和磨磨削削生生产产率率。有有的的加加工工方方法法，如如浮浮动动铰铰孔孔、拉拉孔孔、珩珩磨磨孔孔以以及及攻攻丝丝等等，只只有有在在加加工工余余量量均均匀匀一一致致的的情情况况下下，才才能能保保证证刀刀具具的的
25、正正常常工工作作。一一般般常常采采用用刀刀具具与与工工件件相相对对浮浮动动的的方方式式来来确确定定刀刀具具与与加加工工表表面面之之间间的的正正确确位位置置。这这些些都都是是以以加加工工表表面面本本身身作作为为定定位位基基准准的实例。的实例。按按按按自自自自为为为为基基基基准准准准原原原原则则则则加加加加工工工工时时时时，只只只只能能能能提提提提高高高高加加加加工工工工表表表表面面面面本本本本身身身身的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度和和和和形形形形状状状状精精精精度度度度，而而而而不不不不能能能能提提提提高高高高其其其其位位位位置置置置精精精精度度度度。加加工工表表面面与与其其它它表表面
26、面之之间间的的位置精度，需由前面的有关工序来保证，或在后续工序中位置精度，需由前面的有关工序来保证，或在后续工序中保证。保证。（三）辅助（三）辅助（三）辅助（三）辅助基准的应用基准的应用基准的应用基准的应用 为为了了满满足足工工艺艺上上的的需需要要，在在工工件件上上专专门门设设计计的的定定位位基基准准称称为为辅助基准。辅助基准。在在机机械械加加工工时时，一一般般均均优优先先选选择择零零件件上上的的重重要要工工作作表表面面作作为为定定位位基基准准。但但有有时时会会遇遇到到一一些些零零件件，这这些些重重要要的的工工作作表表面面不不适适宜宜选选作作定定位位基基准准。这这时时为为了了定定位位的的需需要
27、要，将将零零件件上上的的一一些些本本来来不不需需加加工工的的表表面面或或加加工工精精度度要要求求较较低低的的表表面面（如如非非配配合合表表面面），按按较较高高的的精精度度加加工工出出来来，用用作作定定位位基基准准。例例如如轴轴类类零零件件两两端端面面上上的的顶顶尖尖孔孔，除除了了在在加加工工时时作作为为定定位位基基准准外外，在在零零件件的的工工作作中中不不起起任任何何作作用用，它它是是专专为为定定位位的的需需要要而而加加工工出出来来的的。又又如如箱箱体体类类零零件件的的加加工工中中，常常采采用用一一面面两两孔孔定定位位，这这两两个个孔孔的的精精度度在在设设计计上上往往往往要要求求不不高高或或在在零零件件的的使使用用上上根根本本就就不不需需要要这这两两个个孔孔，但但却却以以较较高高的的精精度加工出来作为定位基准。度加工出来作为定位基准。