前言:
1典型件定位基准的确定1.1长方体件
如图1所示的某模具型芯,有3个面需要加工(底面、左侧面和上表面),其下料尺寸为281 mmX261 mm X 331 mm (锯切下料,单边各留约0.5 mm余量,各表面粗糙度基本一致)。该形状适合用三平面定位方式,那么,选哪些面作定位基准?哪个面作主基准昵?
首先分析一下加工工艺,可以分为三大步:
(1) 热处理前的粗加工及局部精加工,在三轴立式加工中心上需装夹3次(选四轴卧式加工中心的话,可_次装夹完成全部加工;只是底面在深孔加工时冷却效果不及在立式加工中心上的好);
(2) 热处理;
(3) 精加工包括左侧面和上表面在内的6个面,其中大平面的精加工可以安排在磨床上,局部狭窄凹槽等难铣削区域宜电火花加工,其余仍在加工中心上进行精加工。
选择粗基准时,重点考虑如何保证各个加工面都能分配到合理的加工余量,保证加工面与不加工面的位置尺寸和位置精度,同时还要为后续工序提供可靠精基准。
选择平面作基准一般应考虑:
(1) 自身定位能力强弱,主要包括:面域大小、平整程度、粗糙度、装夹难度、稳定程度(不易变形、持久性)等;面积越大、粗糙度越低、装夹越方便的平面优先考虑。
(2) 相关定位能力强弱,主要是指对尺寸公差关系的影响程度和对基准原则的体现程度。尽量使定位基准与设计基准、测量基准和编程原点统一起来。
在综合考虑上述因素的基础上,确定3个基准面的主次关系时,还应尽量避免主要定位基准与待加工面同方位,将其安排在待加工面的对面能有效抵抗切削力,也有利于精简夹具结构。选择第二定位基准应考虑其导向作用,与主定位基准的垂直度、粗糙度,以及同待加工面的位置关系。
加工上述模具型芯的3步中,每一步都存在着确定基准的问题,而且这么多工序,势必要统一基准。由于主要形状都在上表面,故与其对应的底面宜作主基准。另外,构成点F的两个侧面的面域较大,支撑效果好;但再看设计尺寸的标注情况,在构成点〇的3个面上尺寸标注多,可视点0为设计基准,同时其面域用来支撑也是可以的,故从基准重合的角度,选构成点〇的3个面作热处理前的定位基准。
通常一套模具设计图上只有_个中心,各零部件的尺寸由此铺开。加工某具体零部件的时候,在该件具体的点、线、面上确立基准,依据尺寸关系,建立坐标系。如果3个面相互不很垂直(一般情况下,毛坯都达不到这个要求),则可以在加工底面(通常先加工底面)的时候,以底面为基准散4主基准,在另外两个侧面上,根据需要,分别铣基准出一定长度的基准带供后续加工
用,保证基准统 图2型芯毛坯定位基准
一,如图2所示。
上述定位基准用在热处理之前的加工过程中。热处理之后,必须检测该基准自身的变形程度,以及形状面相对于基准的变形;有时候会出现由于变形大而不能再作为基准使用的情况。因此,在热处理之前,应考虑并预留更可靠的精加工定位基准。
选择精基准时,重点考虑的是如何减少工件的定
位误差,保证零件的加工精度,同时也要考虑零件装卸方便,夹具结构简单。一般应遵循以下原则:基准重合、基准统一、自为基准、互为基准及装夹方便等。此例中,抑mm孔经过铰刀精加工,表面质量好,因热处理而引起的变形也较小,可以作为精加工基准用。这就是随后要说到的一种比较典型的方法-利用孔或轴的轮廓(中心线)作定位基准。
以上说的是以模具型芯为代表的单件生产。长方体件在批量生产的时候,通常要利用夹具把3个基准面的位置固定下来,以提高效率。这样的例子很常见,文中不再赘述。但如图3所示的长方体工件的基准确定,稍微有些特殊。该件形状并不复杂,突出特点是尺寸公差要求很小(±0.01 mm)。属来料加工,其下料尺寸为76 mm X 45 mm X 51 为了减少装夹次数^生产中将长度方向的定位块采用了活动量块,装夹(如图4所示)时定位,装夹好后移走,这样在一次装夹下加工完两端面和顶面,实现了工序集中最大化,减少了装夹次数,充分发挥了加工中心的优势,也保证了(75 ±0.01) mm等尺寸要求。由于加工过程中长度方向上不存在定位,所以属于不完全定位;不过实际加工效果还好,几乎很少有攒动。关于该件的加工,随后将专门介绍。
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结束语:
加工中心具有工序集中、生产效率高和加工质量好等优点,在加工中心上确定工件定位基准的时候,应考虑如何充分发挥加工中心的优势,实现产品加工的高品质和高效率。文中对长方体件、回转体件和异形件定位基准选择的分析,虽然具体方法不同*但指导思想是一致的:紧扣产品的加工特征,注重充分发挥加工中心的优势,寻求高效优质的加工过程。
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