1、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。 关键词：基准、设计、加工、测量 Abstract: The benchmark is an important concept in a very wide range of application in mechanical manufacturing, mechanical products from the design, manufacturing, testing, assembling, concep
2、t should be used benchmark; in the design drawings correct definition and understanding of reference to guide the production, it is important measuring. Keywords: reference, design, processing, measurement 中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号： 0 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
3、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。如图 1.1： 图 1.1 是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
4、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,如图 2.1： 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，
5、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（如图 2.2）,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
6、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 5 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。如下图 4，若要设计一轴套和图 4 相配， 零件设计时要体现装配体的功能，并满足这种功能，若
7、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 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 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
8、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。 3：参考文献： 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 作者简介：张政（1963-）北京 高级工程师 从事机电设备的设计、技术、咨询及管理工作 徐成松 (1968-) 安庆人工程师 从事机械设备的设计、技术工作
