江南機器(集團)軍四廠 (湖南湘潭 411207)常 海

工藝設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計與加工制造過程相連接的紐帶。成功的產(chǎn)品開發(fā)離不開工藝的設(shè)計，特別是對于普通機加設(shè)備而言，工藝設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)的成本。而工藝基準是工藝設(shè)計上一個最為關(guān)健重要因素。本文主要是應(yīng)用一些工藝基準的選擇實例，結(jié)合在工廠多年從事機加工藝工作的經(jīng)驗來說明工藝基準選擇的思路，供廣大技術(shù)人員參考。

工藝基準是指在加工和裝配過程中所采用的基準，它包括:工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。作為機械加工工藝設(shè)計和編制來主要是考慮工序基準。而工序基準主要分為粗、精加工工序定位基準。工藝基準主要有四點:基準重合、基準統(tǒng)一、互為基準和自為基準。

1.常見現(xiàn)象

(1)螺紋軸線作為設(shè)計基準 在設(shè)計過程中有時會要求以螺紋的軸線作為被測要素或者是以螺紋作為基準的現(xiàn)象，如圖1 所示。

圖1

兩頭為M98X2 -6H 螺紋，而且有同軸度0.05mm的要求，基準為螺紋中徑。從產(chǎn)品的設(shè)計要求及使用性能分析，此標注方式?jīng)]有任何問題，在加工過程中也可通過各種手段進行保證;但如何檢驗產(chǎn)品的同軸度要求卻是一個難題。一般的加工工藝都是要求工藝保證，是從理論上進行定位誤差分析，得出加工工藝可以保證此尺寸，但如何直觀的檢驗出來，卻是個難題，因為該同軸度和基準都是M98X2 -6H 的螺紋中徑。而以螺紋中徑為基準測量同軸度，在目前國內(nèi)來說還是難題。

(2)長軸類零件 如圖2 所示零件，加工難點是在加工兩頭錐度及開口槽后，由于內(nèi)應(yīng)力釋放，使兩頭圓有喇叭口現(xiàn)像，造成其圓度超差;同時零件兩端4mm×47mm 槽的尺寸要求為12+0.0180 mm、對稱度0.1mm 的要求過高而無法保證。

(3)殼體類零件 如圖3 所示，加工該工件外形比較困難，特別是難以保證其內(nèi)外形同軸度0.05mm 的要求。

圖3

2.解決方案

上述三種不同類型的零件，其機加過程的關(guān)鍵之處在于工藝基準的選擇。

(1)轉(zhuǎn)移工藝基準法 對圖1 所示零件，要保證零件兩端M98×2 -6H 的同軸度，在工藝上可以采用互為基準的加工方法，但如何檢驗，卻是個難題。針對這種情況，我們在螺紋的前端，增加一定位止口，將同軸度公差轉(zhuǎn)移到此止口上，如圖4 所示。

圖4

增加的定位止口與M98×2 -6H 在加工過程必須一道加工出來，保證其同軸度為零公差狀態(tài)。將其螺紋中徑的同軸度公差轉(zhuǎn)移到止口上(見圖5)。

這樣既可以作為夾具定位止口，又可以作為測量基準。如果零件最終不允許有止口存在，則在測量完后將兩端的止口車去。

(2)借用基準法 對于圖2 所示零件，內(nèi)外圓精度可采用珩磨(內(nèi)孔)及精磨(外圓)完成，其加工難點在于兩端開口槽的變形及鍵槽的對稱度。

為減小零件的變形，在工藝設(shè)計上決定采用線切割工藝。但零件長度達到1 190mm，一般的線切割設(shè)備無法加工。只能采用兩頭分開加工的方式進行。如何保證兩頭分開加工達到對稱度的要求，是個關(guān)鍵性的難題。而此難題的解決又在于工藝基準的選擇。

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在兩端開槽中間采用工藝孔作為定位基準，既借用零件上4×φ9.8mm 孔，同時加鉆兩排孔，并加上公差要求，作為線切割調(diào)頭加工的基準，來解決線切割行程不夠的問題。如圖6 所示。

圖6

工裝設(shè)計:以外圓φ56.6mm 為基準設(shè)計等高V 形塊作為夾具。注意，該V 形塊必須完全等高，即加工好一個長形V 形塊后，進行切割為兩件。

(3)增加工藝基準法 對圖3 所示的零件，要保證零件內(nèi)外形的同軸度要求關(guān)鍵是要解決內(nèi)形的精加工，然后以內(nèi)形為基準設(shè)計專用夾具車制外形。

由于零件外形不規(guī)矩，精加工內(nèi)形時難以定位裝夾，而且夾具結(jié)構(gòu)復雜，制造成本和制造周期都不適應(yīng)于生產(chǎn)。

為解決零件內(nèi)形的精加工，在半精車外形的工序中，在零件小頭外圓處增加一個M95×2 工藝基準，作為零件精車內(nèi)形夾具的設(shè)計基準，如圖7 所示。

圖7

以此螺紋及6mm 端面作為在精車內(nèi)形夾具的定位與夾緊，夾具結(jié)構(gòu)簡單、適用，而此螺紋在后工序精車外形中車去，完全滿足了零件的設(shè)計要求。

3.結(jié)語

工藝基準的選擇在機械加工工藝的編制中是個關(guān)健重要的因素，工藝編制、工裝設(shè)計的是否合理都與基準的選擇要很大的關(guān)系。而且工藝編制是個長期工作經(jīng)驗的積累過程，仁者見仁，至者見至;加工的方法有很多，關(guān)健是能否根據(jù)本單位的人員技能水平、設(shè)備配置情況編制出經(jīng)濟、合理的滿足生產(chǎn)的工藝。本文從幾個典型零件的工藝基準的選擇，介紹了其機械加工工藝及工裝的基準選擇方法，對同類零件的加工有一定的參考價值。