机械工程师论文发表浅论机械设计基准的应用

　　摘要：基准是机械制造中应用十分广泛的一个重要概念，机械产品从设计、制造、检验、装配，都要用到基准的概念;在设计图纸中正确的定义和理解基准对指导生产、测量有重要意义。

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　　引言：基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点,线或面。设计基准的选择是否合适，关系到整个零件的尺寸标注的合理性。设计时基准选择不当，零件的设计功能要求将无法保证，并给零件的加工、测量带来困难。在图纸设计时必须让加工者、检验者清楚设计意图，合理设计工艺路线和测量夹具，同时尽量使设计基准和定位基准相重合，减少不必要的误差和加工、检测难度，提高产品的正确合格率，从而提高产品的质量。

　　本文从几个实例说明机械设计基准对制造、检验、装配的影响。

　　1.1：基准有助于体现设计者意图。

　　在一矩形板上钻一孔，且孔的尺寸要求较高，但不知道在孔装配时，是以什么面为基准，重点保证哪个尺寸，也看不出图纸尺寸是孔到边的距离还是到面的距离，设计者的表述不清晰，因为面可以限制3个自由度，而边只能限制两个自由度。这样给加工和测量带来困扰，如果选用基准(如图1.2)

　　问题就很清楚，是以A为第一基准，到A面的理论正确距离是5,到B边理论正确距离是12。设计者的意思就表达的很清楚。在装配时A面是定位面，B面最外面一条线是定位线，加工和测量时A面可作为加工定位面，因此，机械设计时要借助基准清楚表达设计意图，不让人产生误解。

　　1.2：基准有助于按照设计者的要求来加工、有助于可重复测量

　　由于没有基准，中心孔在水平方向上尺寸测量时，左右两方向都可以做为基准来测量;中心孔的轴线角度是以斜面还是以底面为定位基准，由于检测需要定位基准，这样测量数据才有重复性和再现性，由于这些不确定因素，导致测量零件时数据不唯一，测量结果的重复精度差，一些功能合格的零件由于测量方法的不同，导致零件报废，很明显增加了零件制造成本，如果选用基准,中心孔的定义就很清楚了，在三坐标体系测量中具有唯一性和重复性。

　　从图可以看出设计者在设计孔时，根据装配实际的需要，以A面为第一基准，B面为第二基准，C面为第三基准，因此加工时必须用A面限制物体3个自由度，先要定位好A面后，定位B面，再定位C面后加工，这样加工工艺路线设置符合图纸要求，保证质量。同样检测时也是定位好A面后，再定位B、C面后进行测量。如果不是按照此种方法加工、测量，加工出来的零件很可能不满足产品的性能要求，造成不必要的浪费。也不能保证测量结果的重复性、再现性。

　　1.3：基准有助于沟通装配功能上关系，指导加工。

　　在设计零件时，在图纸上要体现和其他零件装配关系，用助于设计者的相互沟通。体现零件的性能，如下图3，

　　对于零件中Ф5孔，A面是第一基准，因此其装配配合面是A面，装配方式是按照图3.1图示装配，在设计时就孔而言，A面尺寸要求和表面粗糙度的要求应该高于其他基准面的尺寸，加工时重点保护A面。这样才能满足功能设计要求，装配才能可靠、合理。

　　1.4：基准有助于其他连接件的设计。

　　零件设计时要体现装配体的功能，并满足这种功能，若装配时功能要求轴套的定位面是A面，因此基准A作为第一基准，其垂直度、圆柱度误差都要考虑。因此设计轴套时，内径Ф最小=10+0.1(尺寸公差)+0.05(形位公差)=10.15mm.

　　若装配时功能要求轴套的定位面是B面，因此设计轴套时 应以B面作为第一基准，则只需考虑圆柱度误差，不必考虑垂直度，轴套内径Ф最小=10+0.1(尺寸公差)+0.02(形位公差)=10.12mm. 由以上尺寸看出，和同一零件零件装配时， 由于基准的不同，内径也不同。

　　2:事例：我公司生产电机配油盘，装配时先定位A基准，再定位B面，在设计时将A基准作为第一基准，B基准作为第二基准，但是在零件检测过程中会出现中心孔位置度超差，造成报废，如下图5-1，后来设计人员对零件进行分析，A基准不好确定，而B基准是大面，定位合适，而且在零件使用过程中B面是主要功能面，在零件尺寸不改变的前提下修改了基准的顺序，如图5-2，给加工、测量带来方便，减少报废。

　　3： 结束语

　　综合上述：基准在设计中非常重要， 关系到加工、测量、装配，在零件的设计中。要想在保证零件性能的条件下，既要清楚了解零件的装配关系，又要了解尺寸的意义和功能，只能在基准中体现为加工工艺、测量工装的设计提供依据。理解设计的内在东西。

　　参考文献：

　　1：机械设计手册 机械工业出版社 2004.8

　　2：测量技术 北京理工大学出版社 2007年1月第1版