零件总是由若干表面组成,各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面间的相对位置包括两方面要求:.表面间的距离尺寸精度和相对位置精度(如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等)。相对位置关系就是相对的,就是以一个为参照来确定另一个,这就离不开基准。基准就其一般意义来讲,就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同,可分为设计基准和工艺基准两大类。
(1)设计基准
在零件图上用以确定其他点、线、面的基准,称为设计基准。
(2)工艺基准 零件在加工和装配过程中所使用
的基准,称为工艺基准。工艺基准按用途不同,又分为定位基准、测量基准和装配基准。
1)定位基准。加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置所用的基准,称为定位基准。如图2.2所示,零件套在心轴上磨削审40h6外圆表面时,内孔即为定位基准。图2—2零件图
2)测量基准。零件检验时,用以测量已加工表面尺寸及位置的基准,称为测量基准。如图2—2所示,当以内孑L为基准(套在检验心轴上)检验妒Oh6外圆的径向圆跳动和端面曰的端面圆跳动时,内孔即为测量基准。
3)装配基准。装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准,称为装配基准。如图2.2所示,零件审40h6及端面曰即为装配基准。
工件的安装方式
为了在工件的某一部位上加工出符合技术要求规定的表面,在机械加工前,就必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。通常我们把这个过程称为工件的定位。工件定位后,由于在加工中受到切削力、重力等的作用,还应采用一定的机构,将工件夹紧,使其位置保持不变。将工件从定位到夹紧的整个过程,统称为安装。工件安装的好坏,是模具加工中的一个重要问题,它不仅直接影响加工精度,工件安装的快慢、稳定性,还影响生产率的高低。
如图2—2所示,为了保证加工表面御h6及其径向圆跳动的要求,工件安装时必须使其作为设计基准的内孔轴线D一0’与机床主轴的轴线重合。
在各种不同的机床上加工零件时,有各种不同的安装方法。它可以归纳为直接找正法、划线找正法和夹具安装法3种。
1)直接找正法。工件在机床上应占有的正确位置,这是通过一系列的尝试而获得的。具体的方式是在工件直接装在机床上后,用千分表或划针,以目测法校正工件的正确位置,一边校验,一边找正,直至合乎要求。
直接找正法的定位精度和找正的快慢,取决于找正方法、找正工具和工人的技术水平。缺点是花
费时间多,生产率低,且要凭经验操作,对工人技术水平要求高。故仅用于单件、小批量生产中。此外,对工件的定位精度要求较高,例如误差小于0.01~0.05mm时,如果采用夹具,因其本身有制造误差,故难以
达到要求,就不得不使用精密量具和由较高技术水平的工人用直接找正法来定
位,以达到其精度要求。
2)划线找正法。是在机床上用划针按毛坯或半成品上所划的线来找正工件,使其获得正确位置的一种方法。此法要多一道划线工序。划的线本身有一定宽度,划线时有划线误差,校正工件位置时还有观察误差,误差累计较多。多用于生产批量较小,毛坯精度较低,以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。
3)夹具安装法。夹具是机床的一种附加装置,它在机床上相对刀具的位置,在工件未安装前已预先调整好。在加工一批工件时,不必再逐个找正定位,就能保证加工的技术要求,既省工又省事,是先进的定位方法。适用于成批和大量生产中。
定位基准的选择
设计基准已由零件图给定,而定位基准可以有多种不同的方案。一般在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位,在以后的工序中可以采用已经加工过的表面来定位。有时可能遇到这样的情况:工件上没有能作为定位基准用的恰当
表面,此时就必须在工件上专门设置或加工出定位的基准面,称为辅助基准。辅助基准在零件工作中一般并无用途,完全是为了工艺上的需要,加工完毕后可以去掉。
选择定位基准时,要从保证工件加工精度的要求出发,应先选择精基准,再选择粗基准。
(1)粗基准的选择
在起始工序中,毛坯工件定位只能选择未经加工的毛坯表面,这种定位表面称为粗基准。粗基准的选择主要是为后续工序提供必要的定位基面。具体选择时应考虑下列原则。
1)如果工件要求首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应选择该表面为粗基准。如图2—4所示,冷冲模下模座的上表面是模具中其他零件的装配基准面,为保证该表面有足够且均匀的加工余量,应先以该表面为粗基准加工下表面,然后再以下表面为精基准加工上表面。
2)如果工件要求首先保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,则应选择不加工表面为粗基准。如图2—5所示的模具中导套的外圆柱面4通常不加工,
但在加工内孔时应保证其壁厚均匀,所以在找正装夹时应选择外圆柱面A为粗基准。如果零件上有多个不加工表面,且与各自相关的加工表面均有位置要求时,应选择其中位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准,以达到壁厚均匀、外形对称等要求。
3)对于具有较多加工表面的工件,应按合理分配各加工表面的加工余量为原则进行粗基准的选择,选择毛坯上加工余量最小的表面,或选择工件上加工面积较大、形状比较复杂、加工劳动量较大的表面。
4)在同一尺寸方向上,粗基准只能使用一次,否则因重复使用所产生的定位误差,会引起相应加工表面间出现较大的位置误差。
5)选作粗基准的表面应尽可能光洁,不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷,以便使定位准确、稳定,夹紧方便、可靠。
(2)精基准的选择
在最终工序和中问工序,应采用已加工表面进行定位,这种定位基面称为精基准。选择精基准时,主要应考虑保证加工精度,其选择原则如下。
1)基准重合原则。即选用设计基准作为定位基准,避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大,从而使加工更容易达到精度要求,经济性更好。如图2—6所示,当加工B、G表面时,从基准重合原则出发,应选择设计基准表面4为定位基准。
2)基准统一原则。应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面,这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制定工作。