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隔爆型零件机械加工定位基准的选择

在零件的图样设计和加工过程中,为了保证零件表面之间的位置角度和距离尺寸的准确性,人们必须确定这些角度和距离的起点,这就是所谓的基准”。事实上,基准是能够表征零件上这些角度和距离之间关系的点、线和面。

原则上,基准分为设计基准和工艺基准。设计图纸中采用的基准称为“设计基准”;加工过程中使用的基准称为“工艺基准”。此外,工艺基准分为几类。这里根据加工隔爆零件的需要,需要讨论一下定位基准。

定位基准是指加工时用于工件定位的基准,分为粗基准和精基准。

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1.粗基准

所谓“粗基准”,就是在毛坯上确定的基准。粗基准选择是否恰当,直接影响工件已加工面与非加工面的相对位置和加工余量的分布,对后续工序的加工质量有着非同寻常的影响。

(1)粗基准的确定原则

在正常情况下,确定粗略基准时应遵循的基本原则是:

①毛坯作为粗糙的基准表面应光滑,便于装夹。

选择表面平整、尺寸足够大的粗糙面作为粗糙基准,可以保证定位准确,夹紧方便可靠,减少附加误差。

②保证圆筒结构壁厚均匀。

圆柱形结构包括外圆形表面和内圆形表面。根据几何常识,只有同心的外圆和内圆才能保证壁厚均匀,因此应选择外圆面或内圆面作为粗基准。这种情况下,对于铸件或锻件,由于外圆和内圆不能完全同心,所以加工余量不能均匀;然而,不均匀的加工余量使得铸件或锻件的圆柱形结构的壁厚均匀。

③确保工件上加工面和非加工面的位置正确。

如果零件上有一些表面不需要加工,在选择粗基准时,通常应该选择与加工表面相关的位置精度较高的表面作为粗基准。

④粗基准使用一次。

一般情况下,粗基准只能使用一次;如果多次作为定位参考,会带来额外的误差(定位误差)。

⑤粗基准保证的加工面可作为精基准。

由于粗基准只能使用一次,由粗基准定位的工件加工面必须作为精基准,否则后续工序无法正确加工。

(2)示例

防爆电气设备中使用的电缆引入装置称为压紧螺母式(见第一章),依靠压紧螺母挤压橡胶密封圈来密封电缆和连接器。这里的压紧螺母是圆柱形结构,如图5.15所示。

一般压紧螺母是铸件(例如铸铁HT250)。图5.15中,毛坯内孔(d)的中心线为m.m,在确定加工的粗加工基准时,经常选择外圆柱面①作为粗加工基准(中心线为m . m);这样就加工出了内孔的内圆柱面②,中心线还是鼓包的。通过这种选择,在铸造过程中,由于坯料壁厚不均匀,加工余量可能不均匀,但可以保证圆筒部分(d2-D)的壁厚均匀,以及六角形部分③的对称结构。

2.基准

所谓“精基准”,就是在工件的加工部分选定的基准。第一次加工毛坯后形成的加工面可以作为精度基准。精基准的选择无疑对后续加工的精度和零件的质量起着重要作用。

(1)精确基准的确定原则

在正常情况下,确定精确基准时应遵循的基本原则是:

1)基准重合原则

基准重合原理是指在加工过程中以设计基准为基准的精密基准确定原理。这一确定原则可以保证消除因精密基准与设计基准不重合而引起的附加误差。通常,人们采用这个原则来确定精确的基准。

2)基准统一原则

基准统一原则是指精密基准确定原则,即通过确定一个精密基准可以加工多个面。这种精确的基准不仅可以保证加工表面之间的位置精度,而且可以减少工件夹紧过程及其引起的附加误差。

3)互为基准原则

相互参照原理是指精确参照确定的原理,有时用作多个加工面之间的参照。这种确定原则可以使工件以彼此为基准进行重复加工,保证加工表面保持较高的位置精度、形状精度和尺寸精度,常用于零件对加工精度和表面质量要求较高的场合。

4)自为基准原则

自参考原理是指在自参考的基础上精确确定参考的原理,它使加工余量尽可能均匀,在加工的某些过程中保持质量尽可能好的稳定。这一原理主要用于磨削和其他精加工过程。

在防爆电气设备的应用中,大多数情况下采用“基准重合原则”或“基准统一原则”来确定精确基准。

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