前言:
1典型件定位基準(zhǔn)的確定1.1長方體件
如圖1所示的某模具型芯,有3個面需要加工(底面、左側(cè)面和上表面),其下料尺寸為281 mmX261 mm X 331 mm (鋸切下料,單邊各留約0.5 mm余量,各表面粗糙度基本一致)。該形狀適合用三平面定位方式,那么,選哪些面作定位基準(zhǔn)?哪個面作主基準(zhǔn)昵?
首先分析一下加工工藝,可以分為三大步:
(1) 熱處理前的粗加工及局部精加工,在三軸立式加工中心上需裝夾3次(選四軸臥式加工中心的話,可_次裝夾完成全部加工;只是底面在深孔加工時冷卻效果不及在立式加工中心上的好);
(2) 熱處理;
(3) 精加工包括左側(cè)面和上表面在內(nèi)的6個面,其中大平面的精加工可以安排在磨床上,局部狹窄凹槽等難銑削區(qū)域宜電火花加工,其余仍在加工中心上進(jìn)行精加工。
選擇粗基準(zhǔn)時,重點考慮如何保證各個加工面都能分配到合理的加工余量,保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度,同時還要為后續(xù)工序提供可靠精基準(zhǔn)。
選擇平面作基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮:
(1) 自身定位能力強(qiáng)弱,主要包括:面域大小、平整程度、粗糙度、裝夾難度、穩(wěn)定程度(不易變形、持久性)等;面積越大、粗糙度越低、裝夾越方便的平面優(yōu)先考慮。
(2) 相關(guān)定位能力強(qiáng)弱,主要是指對尺寸公差關(guān)系的影響程度和對基準(zhǔn)原則的體現(xiàn)程度。盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和編程原點統(tǒng)一起來。
在綜合考慮上述因素的基礎(chǔ)上,確定3個基準(zhǔn)面的主次關(guān)系時,還應(yīng)盡量避免主要定位基準(zhǔn)與待加工面同方位,將其安排在待加工面的對面能有效抵抗切削力,也有利于精簡夾具結(jié)構(gòu)。選擇第二定位基準(zhǔn)應(yīng)考慮其導(dǎo)向作用,與主定位基準(zhǔn)的垂直度、粗糙度,以及同待加工面的位置關(guān)系。
加工上述模具型芯的3步中,每一步都存在著確定基準(zhǔn)的問題,而且這么多工序,勢必要統(tǒng)一基準(zhǔn)。由于主要形狀都在上表面,故與其對應(yīng)的底面宜作主基準(zhǔn)。另外,構(gòu)成點F的兩個側(cè)面的面域較大,支撐效果好;但再看設(shè)計尺寸的標(biāo)注情況,在構(gòu)成點〇的3個面上尺寸標(biāo)注多,可視點0為設(shè)計基準(zhǔn),同時其面域用來支撐也是可以的,故從基準(zhǔn)重合的角度,選構(gòu)成點〇的3個面作熱處理前的定位基準(zhǔn)。
通常一套模具設(shè)計圖上只有_個中心,各零部件的尺寸由此鋪開。加工某具體零部件的時候,在該件具體的點、線、面上確立基準(zhǔn),依據(jù)尺寸關(guān)系,建立坐標(biāo)系。如果3個面相互不很垂直(一般情況下,毛坯都達(dá)不到這個要求),則可以在加工底面(通常先加工底面)的時候,以底面為基準(zhǔn)散4主基準(zhǔn),在另外兩個側(cè)面上,根據(jù)需要,分別銑基準(zhǔn)出一定長度的基準(zhǔn)帶供后續(xù)加工
用,保證基準(zhǔn)統(tǒng) 圖2型芯毛坯定位基準(zhǔn)
一,如圖2所示。
上述定位基準(zhǔn)用在熱處理之前的加工過程中。熱處理之后,必須檢測該基準(zhǔn)自身的變形程度,以及形狀面相對于基準(zhǔn)的變形;有時候會出現(xiàn)由于變形大而不能再作為基準(zhǔn)使用的情況。因此,在熱處理之前,應(yīng)考慮并預(yù)留更可靠的精加工定位基準(zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)時,重點考慮的是如何減少工件的定
位誤差,保證零件的加工精度,同時也要考慮零件裝卸方便,夾具結(jié)構(gòu)簡單。一般應(yīng)遵循以下原則:基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)及裝夾方便等。此例中,抑mm孔經(jīng)過鉸刀精加工,表面質(zhì)量好,因熱處理而引起的變形也較小,可以作為精加工基準(zhǔn)用。這就是隨后要說到的一種比較典型的方法-利用孔或軸的輪廓(中心線)作定位基準(zhǔn)。
以上說的是以模具型芯為代表的單件生產(chǎn)。長方體件在批量生產(chǎn)的時候,通常要利用夾具把3個基準(zhǔn)面的位置固定下來,以提高效率。這樣的例子很常見,文中不再贅述。但如圖3所示的長方體工件的基準(zhǔn)確定,稍微有些特殊。該件形狀并不復(fù)雜,突出特點是尺寸公差要求很小(±0.01 mm)。屬來料加工,其下料尺寸為76 mm X 45 mm X 51 為了減少裝夾次數(shù)^生產(chǎn)中將長度方向的定位塊采用了活動量塊,裝夾(如圖4所示)時定位,裝夾好后移走,這樣在一次裝夾下加工完兩端面和頂面,實現(xiàn)了工序集中最大化,減少了裝夾次數(shù),充分發(fā)揮了加工中心的優(yōu)勢,也保證了(75 ±0.01) mm等尺寸要求。由于加工過程中長度方向上不存在定位,所以屬于不完全定位;不過實際加工效果還好,幾乎很少有攢動。關(guān)于該件的加工,隨后將專門介紹。
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結(jié)束語:
加工中心具有工序集中、生產(chǎn)效率高和加工質(zhì)量好等優(yōu)點,在加工中心上確定工件定位基準(zhǔn)的時候,應(yīng)考慮如何充分發(fā)揮加工中心的優(yōu)勢,實現(xiàn)產(chǎn)品加工的高品質(zhì)和高效率。文中對長方體件、回轉(zhuǎn)體件和異形件定位基準(zhǔn)選擇的分析,雖然具體方法不同*但指導(dǎo)思想是一致的:緊扣產(chǎn)品的加工特征,注重充分發(fā)揮加工中心的優(yōu)勢,尋求高效優(yōu)質(zhì)的加工過程。
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