虛擬基準(zhǔn)及虛擬基準(zhǔn)在零件裝夾找正中的應(yīng)用

李志貞,裴翠翠

（1.煙臺(tái)艾迪精密機(jī)械股份有限公司,山東 煙臺(tái) 264006；2.煙臺(tái)博昌汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)件有限公司,山東 煙臺(tái) 265500）

虛擬基準(zhǔn)及虛擬基準(zhǔn)在零件裝夾找正中的應(yīng)用

李志貞1,裴翠翠2

（1.煙臺(tái)艾迪精密機(jī)械股份有限公司,山東 煙臺(tái) 264006；2.煙臺(tái)博昌汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)件有限公司,山東 煙臺(tái) 265500）

作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上沒(méi)有具體存在而又不能通過(guò)某些具體具體的表面體現(xiàn)，這樣的基準(zhǔn)稱為虛擬基準(zhǔn)。虛擬基準(zhǔn)有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上沒(méi)有具體存在而又不能通過(guò)某些具體具體的表面體現(xiàn)。第二，虛擬基準(zhǔn)可以通過(guò)成品零部件的加工成型特征進(jìn)行確定。使用虛擬基準(zhǔn)裝夾找正可以有效解決某些不規(guī)則毛坯加工問(wèn)題。

虛擬基準(zhǔn)；基面；裝夾找正；毛坯件檢驗(yàn)；尺寸失效判定

0 前言

零件的機(jī)械加工藝的制定過(guò)程需要考慮的問(wèn)題很多，涉及面也很廣，基準(zhǔn)的選擇是零件機(jī)械加工工藝制定的重要環(huán)節(jié)?；鶞?zhǔn)的選擇有以下幾個(gè)原則：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則、自為基準(zhǔn)原則。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心、軸心、對(duì)稱面）等，而常由某些具體的表面來(lái)表現(xiàn)。這些表面可稱為基面。例如，在車(chē)床上用三爪卡盤(pán)夾持一根短圓軸，實(shí)際定位表面（基面）是外圓柱面，而它所體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是這根圓軸的軸心線。[1]（機(jī)械制造工藝學(xué) 第三版 陜西科技出版社 顧崇銜等著）

但是，在某些情況下作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不存在，而又沒(méi)有具體表面能夠體現(xiàn)出這些基準(zhǔn)。這種情況下，如果我們繼續(xù)按照零部件某一具體表面作為基準(zhǔn)進(jìn)行裝夾找正就會(huì)造成加工困難甚至大量的廢品產(chǎn)生。

1 以具體存在表面為基準(zhǔn)裝夾找正在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題

圖1為所示為某型連桿圖紙，該型連桿圖紙為面對(duì)稱零部件，機(jī)械加工過(guò)程中我們選擇對(duì)稱面為加工基準(zhǔn)。由于對(duì)稱面通過(guò)距離為300mm的兩個(gè)平面來(lái)體現(xiàn)，因此我們可以使用這兩個(gè)面作為基面。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于焊接工序焊接應(yīng)力的作用，兩側(cè)連接板極易發(fā)生傾斜。此時(shí)，繼續(xù)使用距離為300mm的平面作為基準(zhǔn)面就會(huì)導(dǎo)致孔壁厚部分過(guò)薄、軸套端面加工余量不夠等情況出現(xiàn)。最終導(dǎo)致廢品率過(guò)高。為解決以上問(wèn)題，我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，使用了虛擬基準(zhǔn)作為基面來(lái)定位、裝夾此類零部件，有效解決了毛坯件廢品率過(guò)高的問(wèn)題。

圖1

2 虛擬基準(zhǔn)法裝夾找正

2.1 虛擬基準(zhǔn)定義及定位

以上述某型連桿為例，這種連桿是中心面對(duì)稱零件。兩側(cè)機(jī)加工表面以中心面為對(duì)稱面，兩側(cè)對(duì)稱。我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)過(guò)程的裝夾找正工序中，所找正的基準(zhǔn)面正式這個(gè)中心對(duì)稱面。由于虛擬基準(zhǔn)在實(shí)際零部件上是不存在的，而又不能通過(guò)某一零部件表面體現(xiàn)出來(lái)。因此虛擬基準(zhǔn)的定位比較困難。我們?cè)趯?shí)際工作中使用的是逆向找正方法，即首先虛擬出毛坯件加工成成品工件的狀態(tài)和特點(diǎn)并找出虛擬成品工件的對(duì)稱中心面，然后確定虛擬成品工件中心面與工件毛坯已存在表面位置關(guān)系，通過(guò)這個(gè)位置關(guān)系來(lái)確定工件虛擬基準(zhǔn)的位置。從而完成工件毛坯的裝夾找正工作。

圖2

在實(shí)際裝夾找正過(guò)程中，我們首先通過(guò)對(duì)毛坯件的整體測(cè)量確定其虛擬基準(zhǔn)面的位置，然后通過(guò)虛擬基準(zhǔn)面距離一側(cè)連接板的定位尺寸B和定位尺寸A確定工件在機(jī)床上的正確裝夾位置。

虛擬基準(zhǔn)的選擇和定位尺寸的選擇不是一成不變的，需要根據(jù)零部件的具體形狀特征來(lái)選擇。總的來(lái)說(shuō)，虛擬基準(zhǔn)找正方法描述的是虛擬成型零件與毛坯件的位置關(guān)系確定的問(wèn)題。

2.2 毛坯件檢驗(yàn)及尺寸公差控制

2.2.1 毛坯件的檢驗(yàn)及判定

同樣以圖2所示情況為例，虛線為零件加工完成后加工表面的輪廓線，實(shí)線為毛坯面輪廓線。

首先，設(shè)定零部件尺寸失效判定條件，并根據(jù)零件加工完成后加工表面的輪廓和毛坯面輪廓之間的幾何關(guān)系確定零部件失效判定條件的計(jì)算公式。

根據(jù)圖2所示連桿的具體使用條件，我們?cè)O(shè)定了以下三個(gè)限制：

其中：T1為連接板厚度，T2為圓套厚度，α為毛坯件毛坯面與實(shí)際加工成型表面的夾角（夾角根據(jù)具體變形情況確定，本文中假定兩側(cè)板變形角度、方向一致故使用同一角度α表示）。

根據(jù)限制條件和限制條件計(jì)算公式判定毛坯件是否合格。

2.2.2 注意事項(xiàng)

第一，失效條件及失效條件判定公式描述的是機(jī)械加工成型表面與毛坯件表面的位置關(guān)系。失效條件及失效條件判定公式不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)加工零件的具體情況進(jìn)行具體分析。

第二，列舉限制條件時(shí)應(yīng)注意所限制條件的列舉應(yīng)該全面包含零件的質(zhì)量要素，防止因?yàn)橐亓信e不全導(dǎo)致檢驗(yàn)計(jì)算出錯(cuò)。

3 總結(jié)

虛擬基準(zhǔn)有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上沒(méi)有具體存在而又不能通過(guò)某些具體具體的表面體現(xiàn)。第二，虛擬基準(zhǔn)可以通過(guò)成品零部件的加工成型特征進(jìn)行確定。

虛擬基準(zhǔn)裝夾找正的方法可以解決在某些情況下作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不存在，而又沒(méi)有具體表面能夠體現(xiàn)出這些基準(zhǔn)的問(wèn)題。但是，由于虛擬基準(zhǔn)裝夾找正所耗用的輔助工時(shí)較長(zhǎng)，因此這種裝夾找正方式比較適合應(yīng)用在大型工件單件小批量生產(chǎn)場(chǎng)合。

[1]顧崇銜等.機(jī)械制造工藝學(xué)第三版[M].陜西科技出版社.