毛坯鑄造是提供與最終零件外形相近且留有合理粗加工余量的機械加工的對象,人們希望其具有較高的尺寸及形位精度,因為毛坯精度高則有利于其粗加工余量精度的控制,這樣既能減少材料浪費也有利于提高產品質量。
毛坯的設計制造開始于毛坯圖,故圖紙是指導技術人員保證毛坯制造、機械加工、檢驗、裝配、生產管理等各工序質量的重要技術文件。成熟的設計圖紙有利于保證產品質量,因此毛坯質量的好壞與圖紙中信息的正確性、完整性及合理性密切相關。但由于毛坯本身精度較低,人們就對毛坯圖中尺寸基準選擇及標注方式的合理性缺乏重視,大多都是在零件圖基礎上加上余量,這樣雖然省時省力,卻是不合理的。本章以鑄造毛坯為例,研究毛坯尺寸基準選擇的合理性。
幾何體上各面之間的相對位置包括兩個方面:一方面是表面間的尺寸精度;另一方面是相對位置精度。兩者都離不開一個參考根據一一基準。
在機械制造中,基準是一個被廣泛應用的概念,它是用來確定零件及其上各幾何要素在空間中幾何位置的那些點、線、面。作為基準的這些幾何要素不一定能具體反映出來,如孔的軸心線、中心線等,而常通過某些確定的表面來體現,這些表面成為基面,例如在車床上用三爪卡盤夾持圓軸,實際定位表面(基面)是軸外圓柱面,而它所體現的定位基準是這根軸的軸心線。
按照用途的不同,工藝基準又分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。
1、工序基準:
鑄造毛坯在一個被加工零件上,往往有幾個加工表面。其中,有些表面不僅有尺寸精度的要求,而且在各表面之間還有位置精度的要求。因此,每道工序的加工順序是不能隨便安排的。一般地說,前道工序必須為后道工序準備一個具有一定精度的加工基準面,后道工序才能順利地進行下去。這樣,隨著加工基準面精度的提高,從一個工序轉到另一個工序時,被加工表面尺寸精度及表面間的位置精度才能得到相應的提高。
通常把這種為后道工序提供加工精度依據的前道工序的加工基準點、基準線、基準面稱為工序基準。
工序基準是用來劃分加工工序的,所以工序基準又稱為加工原始基準。選擇工序基準時應注意與設計基準統一及便于測量,從而減少定位誤差、測量誤差。當不能滿足基準統一原則時,要進行尺寸鏈的計算,以保證圖紙上所標注的尺寸精度要求。
2、定位基準零件在機床上進行切削加工時,用以確定零件在夾具中位置的點、線、面,被稱為定位基準。由于定位基準是加工零件時用來確定夾具、刀具與零件被加工表面之間的正確位置的,因此定位基準就是零件在加工時所用的基準。
a、粗基準被加工零件在第一道工序時,用零件上未加工過的毛坯表面作為定位基準,稱該定位表面為粗基準,也稱毛基準。
b、精基準零件加工時,在第一道工序之后的各工序的加工中,用零件上已加工表面作為定位基準,稱此定位基準為精基準,也稱光基面。
c、附加基準零件上根據機械加工工藝的需要而專門設計的定位基準稱為附加基準。例如,軸類零件常用頂尖孔定位,頂尖孔就是專為機械加工工藝而設計的附加基準。
定位基準按其功能的不同,又分為主要基準和輔助基準兩種。主要基準是指當利用設計基準或裝配基準作為定位基準時,則稱該定位基準為主要基準,也稱基本基準。輔助基準指零件上本來不需要加工或精度要求低的表面,為了用作加工時的定位基準而預先將其加工或提高到一定的精度作為定位基準的表面,稱為輔助基準,也稱附加基準。
3、測量基準測量零件已加工表面位置及尺寸關系時所采用的零件本身的點、線、面。和工序基準一樣,選擇測量基準時要盡量滿足與設計基準統一,并且要便于測量。當不能滿足基準統一原則時也要通過尺寸鏈計算方法,獲得要測量尺寸應有的尺寸精度,從而保證零件設計要求。
4、裝配基準裝配機器時,用以確定
電機殼零部件在機器中正確位置所依據的點、線、面。