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机械设计之设计中如何取基准?

发表时间: 2022-03-01 09:53:41

作者: 济南数控模具科技研究所

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      机械设计之设计中如何取基准?

 一、 基准的定义首先,我们应该根据***标准GB/t1182、GB/t4249-1996和GB/t16671-1996中的定义,明确一些基准的定义。基准元素:指用于确定被测元素的方向和位置的元素,以及用于在零件上建立基准并实际起到基准作用的实际元素,如边缘、表面或孔。基准:用于确定生产对象的几何关系所基于的点、线和面,即基准是起点、线和面。机械设计培训

       二、 基准面标注方法

三、基准的应用基准是形位公差中的一个要素,如果没有基准这个要素,形位公差也就无从谈起,所以在谈基准前,我们要了解什么是形位公差。

形位公差:任何零件都是由点、线、面等要素构成,在零件的机械加工过程中,零件的实际要素总是会和理想要素存在一定的误差,而这些误差主要分为形状误差和位置误差,为了保证零件的误差在我们设计的可控范围内,我们在设计之初就会对零件标注适当的形状公差和位置公差,它们统称为形位公差。机械设计培训

在设计过程中,我们会根据零件的功能和作用来标注相应的形位公差,这些形位公差要在零件加工质量上保证零件装配完毕后能够达到我们预期的各种功能和精度要求,如何定义这些形位公差就是我们通常所说的设计能力,你的设计能力的高低标志之一就在于你如何把握这些形位公差的标注和保证。

现在我们可以来回答一个问题了,为什么要基准,那是因为如果没有基准,形位公差根本就无法标注,基准是形位公差的一个基础和必要要素。

如何来定义一个零件的基准,通俗一点讲,就是如何选取一个基准面,我们主要从两个方面的考虑(设计经验分享)。

1、 从装配要求的角度来考虑,你所设计的这个零件在整机装配过程中是一个什么样的结构状态,它在整机结构中起一个什么样的作用,如果要达到既定的功能要求,你需要这个零件保证什么样的加工精度,装配过程中,这个零件的安装基准是哪一个?装配流程的检测过程中,哪个位置作为基准可以让我们更好、更快的对这个零件进行装配,如果有加工不合格的形象,选取的基准面是否便于零件的二次装夹和加工,这些都是问题都是我们在设计之初就要问自己的,在放置基准面的时候就要问自己的。

2、 从机械加工的角度来考虑,对加工零件选取的基准面是否利于划线和粗加工,通常我们的加工顺序就是先加工基准面,再利用基准面进行定位来加工其它的位置,所以基准面的选取一定要考虑,当一个零件还是毛坯状态的时候,在外形结构上是不是适合先作为基准面来加工,基准面加工好了之后,是不是适合用它来作为基准面定位加工别的位置,一个要考虑定位和夹紧方式,一个要考虑加工方式(如用什么设备来加工,用什么刀具来加工),还要考虑尽可能的减少零件装夹的次数,如果零件在加工过程中仿佛的进行装夹,那这个零件的加工质量也是堪忧的,***的加工就是一次装夹加工成型,这样的误差是最小的,这时候零件的误差就基本上等于加工设备的误差,如果仿佛装夹的话,那装夹的误差就要比加工设备的误差大得多,甚至会因为操作者的疏忽而导致零件的加工报废,所以在选取基准的时候,要充分的考虑加工基准是否合适。

所以一个好的设计工程师,他不仅要了解零件的结构设计,还要充分的熟悉加工工艺,熟悉装配工艺,熟悉加工设备的加工能力,熟悉如何控制成本等等,这是一个对个人综合素质要求相对较高的职位,这也是为什么要成为一个真正的设计工程师需要多年积累的原因所在,因为这根本就不是涉及一个岗位的事情,而是牵涉到一个产业链的多个环节的事情。

下面,我们来用一张图纸做一个基准面选取的说明。

        上图为螺杆轴承座,是固定螺杆一端的轴承座。通过这一部分我们可以讨论基准面的选择方法。

1.我们必须首先了解轴承座的装配位置和功能要求。轴承座用于固定和支撑螺杆,螺杆是设备传动系统的主要部件。本部分决定了设备传动系统的可靠性和传动精度,因此本部分的安装是关键安装。让我们再看看轴承座的安装要求。主要装配结构是螺杆安装在轴承上,轴承安装在轴承座上,轴承座安装在支撑大部件上,这意味着轴承孔和轴承座的固定表面(与支撑大型零件的结合面)需要更高的加工精度要求,以确保我们最终的螺杆传动系统的装配精度,因此,我们标记了轴承孔和固定表面的行为公差。机械设计培训

2.从零件结构分析可知,该零件所需的加工设备为铣床、镗床或加工中心,基本可以完成。加工过程包括铣削、镗孔、钻孔、攻丝和其他过程。如果有立式加工中心,整个零件可以完成,但整个零件不能在一次夹紧中完成,这将涉及多个夹紧。

3.我们首先选择轴承座与支承大件的结合面作为基准,因为这个基准便于基准的标记和初始加工,这也是我们装配过程中的基准,所以以这个平面为基准是非常合适的。然后我们把基准a放在这个平面上,这个基准的平面度要求是0.015,作为其他元件的加工基准,基准面也必须有一定的形状公差要求,否则不能保证。然后,根据装配要求,我们定义轴承孔47mm相对于该表面的平行度要求为0.02(为什么这么多,后面的文章今天主要讨论基准面的选择),然后我们有更多的装配要求,以轴承孔47mm的轴线为基准B,轴承端部与轴线的垂直度要求为0.02,因为在装配过程中,轴承需要粘在该端面上。拧紧螺杆时,如果该面与轴承孔轴线不垂直,可能会使螺杆处于扭曲状态,不利于螺杆的***、高精度传动。

4.从加工角度来看,加工基准面a后,以基准面a为定位面夹紧轴承座,然后用镗床镗孔47mm,以确保孔与基准面平行。然后用镗刀直接刮削轴承端面,以确保轴承端面相对于基准B的垂直度,然后刮削外端面相对于基准a的垂直度,这样就可以一次夹紧和加工主形位公差。这样的加工误差最小,因为没有夹紧误差。零件加工误差通常只来源于加工设备误差、刀具误差和加工变形,这些误差相对较小。与夹紧误差相比,这些误差更加可控。

      济南数控模具科技研究所成立于2006年,自成立以来培养了大量的人才,有着良好的口碑,我们实施1对1教学,小班化授课方式,我们还拥有3+3+4教学方式(30%工程师课程精讲+30%一对一辅导图纸练习+40%工厂实训操作)包教包会,随到随学。济南数控模具科技研究所致力于数控编程培训,五轴编程培训,数控机床维修培训,模具设计培训,工业机器人培训,机械设计培训,CNC编程培训等,针对中高等学校应、往届毕业生,开展岗前培训,培养高水平、高技能人才。研究所培训中心实行全日制强化培训,因材施教,手把手教学;强调实践技能培训,在学习期间,进行项目实战、现场操作和理论教学相结合,突出岗位技能培训,使培训内容和岗位相吻合。


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