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[摘 要]定位基准对于零件加工的质量和稳定性有着直接的影响，在零件加工过程中，需根据定位基准选择的原则，结合零件加工整体工艺的具体情况，合理选择定位基准，以满足零件加工要求，最大限度保证零件加工精度和质量。本文简要介绍了零件加工中的基准分类，在分析定位基准选择原则的基础上，以某车床进刀轴架零件加工为例，对如何合理选择定位基准进行了探讨。
[关键词]零件；定位基准；选择
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0229-01
零件加工中，定位基准作为获得零件尺寸的直接基准，对零件表面间的位置尺寸、精度及工件整个加工过程都有着重要的影响。由于零件结构的多样性和个体差异，尤结构复杂的零件，基准定位的选择有一定的难度，零件加工实践中必须遵循定位基准的选择原则，合理选择定位基准，以提高零件加工质量。
1 基准分类
零件加工中的基准按照功用有设计基准和工艺基准，前者是指工作图上的基准；后者也称为制造基准，是加工、丈量、装配过程中用于确定其它点线面位置的基准，根据加工工序的不同，有工序基准、定位基准、度量基准和装配基准，其中定位基准是工件加工中，让工件在机床或刀具占据一正确位置的基准，其也是获得零件尺寸的直接基准，对于保证零件加工表面精度有着重要作用。
2 定位基准选择原则
根据是否经机械加工，定位基准有粗基准和精基准之分，此外，还有根据机械加工工艺需要而专门设计的附加基准，如轴类零件的顶尖孔、中心孔、某些零件的工艺孔等，在零件加工中，选择定位基准时，首先需合理选择粗基准。
2.1 粗基准选择
粗基准是用未经过机械加工的毛坯面做基准的定位基准，影响因素主要有位置精度和各加工面余量大小，在选择粗基准时，需要重点考虑到，保证各加工表面有足够余量，以使加工与不加工表面间尺寸、位置与零件图的要求相符合。选择粗基准时，需要遵循的原则主主要有重要表面原则、不加工表面原则、余量最小化原则、不重复使用原则和平整光洁原则。
2.1.1 重要表面
零件加工中，一般应选择重要表面作为粗基准，以能保证其余量均匀。如在床身加工中，重要表面是导轨面，其材料质地致密，精度要求高，且要求有较高的耐磨性，因此，铸造床身时，应选择导轨面作促进准加工床身底面，以尽可能地保证导轨面的实际切除量小而均匀。
2.1.2 不加工表面
不加工表面原则是指零件加工中以非加工面为粗基准，若零件上有几个非加工表面时，选择与加工面相对位置精度要求较高的，以保证加工与不加工表面间的相对位置精度。如在套筒法兰零件加工中，若外圆面为不加工表面，则应选择其作粗基准表面，以能够保证镗孔后零件壁厚均匀。
2.1.3 余量最小化
对于每个表面都需要加工的零件，粗基准应选择加工余量最小的表面，以保证该表面加工时余量充足，以防留下毛坯面，造成废品。如在阶梯轴的加工中，分别有直径为55mm和108mm的外圆表面，若选择直径108mm的外圆为粗基准，两外圆表面偏心为3mm时，则直径为55mm的外圆表面高会出现余量不足现象。
2.1.4 不重复使用与平整光洁
由于毛坯面粗糙且精度低，在零件加工时，若重复使用粗基准，易产生较大的误差，影响加工精度，因此，一般同一尺寸方向上的粗基准只在第一工序中使用一次粗基准，而不得重复使用；同时，保证定位准确、夹紧方便，选择粗基准表面时，所选表面应平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷，以便于装夹。
2.2 精基准选择
2.2.1 基准重合
基准重合是指零件加工中精基准的选择应尽可能选择设计基准，以避免基准不重合导致的定位误差，从而保证加工精度。尤其是在零件最后加工工序中，需尽量遵循基准重合的原则，如在机床主轴锥孔最后加精工序中，需以支撑轴作为定位基准，提高加工精度。
2.2.2 基准统一
基准统一是大多数工序加工中都应遵循的原则，是指工件加工中，尽可能用统一基准定位加工零件上各个加工表面，如发动机活塞零件加工中，多个工序定位基准都选择为活塞的止口和端面，以避免或减少不同工序中基准的转换带来误差，从而提高加工表面位置精度，同时采用统一基准，还有利于简化夹具的设计、制造。
2.2.3 自为基准
在一些精加工或光整加工中，要求加工面余量小而均匀时，定位基准往往会选择加工表面本身，如拉空、研磨、无心磨等加工，通常都选择自身表面作为定位基准表面。采用这一原则，有利于提高加工面尺寸精度和质量。
2.2.4 互为基准
在加工两个互相位置精度要求都较高的表面时，可选择两个表面互为基准反复加工，提高加工精度。如在套同类加工中，可选择加工孔与外圆互为定位基准，使加工孔和外圆两个表面获得较高的互相位置精度。
2.3 附加基准选择
附加定位也称为辅助定位，是在工件加工过程中，没有合适的表面进行定位时，在工件上人为地设置专门的为满足加工需要的定位基准，如中心孔、工艺凸台等。在工件加工中，附加基准除满足定位需求外，并无其它作用，工件加工完成后，需要进行切除。
3 定位基准选择案例分析
以某车床进刀轴架零件加工为例（如图1），其工艺过程包括划线、粗精刨底面和凸台、粗精镗孔和钻、扩、铰孔。
在零件加工中，毛坯误差较大时，可采用划线法，以尽可能同时满足多个不加工面对加工面位置的要求，根据粗基准选择原则，本例中粗基准选择为加工面A外圆（Φ22mm）和B外圆（Φ15mm），兼顾不加工上平面与地面间隔的要求（18mm），将底面和凸台的工作面划出来；按照划线，刨底面及凸台；
按照粗精镗孔加工尺寸要求及凸台侧面的平行度，根据基准重合原则，选择精基准为底面和凸台，分别限制三个和两个自由度，由于定位基准与设计基准重合，加工中无重合误差；
本工艺中最后一道工序为钻、扩、铰孔，根据孔本身的精度要求，及位置尺寸和两孔平行度的要求，按照精基准选择原则，初步确定精基准三种选择方案：
①采取基准统一原则，底面和K面各限制三个和两个自由度；②粗精镗孔和底面分别限制四个、一个自由度；③粗精镗孔和底面分别限制两个、三个自由度，方案实现方式可选择在工件上套一个长菱形销。
根据工艺实际情况，对三种方案进行分析，方案①夹具简单，设计尺寸a处基准重合，当b处和两孔平行度存在基准不重合误差，误差超过应答范围；方案②a处有基准不重合误差，同时该方案定位销细长，刚性相对较差；方案③三个设计要求基准均重合，且夹具较为简单。根据分析，最终选择方案③，但由于方案③中粗精镗孔对底面的平行度误差，可对两孔垂直平面内的平行度产生一定的影响，因此实际加工中还需注意在镗该孔时加以限制。
结语
零件加工过程中，定位基准的合理选择有着重要的作用，而由于实际应用中，往往不能不足定位基准选择的所有原则，因此实际加工中，需统一综合考虑整个工艺过程及各工序中的影响因素，在保证定位基准稳定、可靠的前提下，遵循尽量减小误差、兼顾夹具机构简单、装夹方便等原则，分清主次，确定最优的定位基准选择方案，以提高零件加工精度和质量。
参考文献
[1] 王遂林.如何在机械加工中正确理解定位基准[J].科技与生活，2012，（21）：188-189.
[2] 董菊明，余贵.浅析机加工工件定位基准的正确选择[J].装备制造技术，2012，（3）：54-55，66.
[3] 楚淑玲.如何选择轴类零件的定位基准[J].中国高新技术企业（中旬刊），2014，（7）：85-86.
[4] 吴从好.立式加工中心加工回转体零件找正定位基准研究[J].电子世界，2014，（19）：117.
作者简介
刘洋（1982—）男，山东，满族，大学本科，职称，实验师，研究方向：产学结合数控技能实训教学。
[关键词]零件；定位基准；选择
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0229-01
零件加工中，定位基准作为获得零件尺寸的直接基准，对零件表面间的位置尺寸、精度及工件整个加工过程都有着重要的影响。由于零件结构的多样性和个体差异，尤结构复杂的零件，基准定位的选择有一定的难度，零件加工实践中必须遵循定位基准的选择原则，合理选择定位基准，以提高零件加工质量。
1 基准分类
零件加工中的基准按照功用有设计基准和工艺基准，前者是指工作图上的基准；后者也称为制造基准，是加工、丈量、装配过程中用于确定其它点线面位置的基准，根据加工工序的不同，有工序基准、定位基准、度量基准和装配基准，其中定位基准是工件加工中，让工件在机床或刀具占据一正确位置的基准，其也是获得零件尺寸的直接基准，对于保证零件加工表面精度有着重要作用。
2 定位基准选择原则
根据是否经机械加工，定位基准有粗基准和精基准之分，此外，还有根据机械加工工艺需要而专门设计的附加基准，如轴类零件的顶尖孔、中心孔、某些零件的工艺孔等，在零件加工中，选择定位基准时，首先需合理选择粗基准。
2.1 粗基准选择
粗基准是用未经过机械加工的毛坯面做基准的定位基准，影响因素主要有位置精度和各加工面余量大小，在选择粗基准时，需要重点考虑到，保证各加工表面有足够余量，以使加工与不加工表面间尺寸、位置与零件图的要求相符合。选择粗基准时，需要遵循的原则主主要有重要表面原则、不加工表面原则、余量最小化原则、不重复使用原则和平整光洁原则。
2.1.1 重要表面
零件加工中，一般应选择重要表面作为粗基准，以能保证其余量均匀。如在床身加工中，重要表面是导轨面，其材料质地致密，精度要求高，且要求有较高的耐磨性，因此，铸造床身时，应选择导轨面作促进准加工床身底面，以尽可能地保证导轨面的实际切除量小而均匀。
2.1.2 不加工表面
不加工表面原则是指零件加工中以非加工面为粗基准，若零件上有几个非加工表面时，选择与加工面相对位置精度要求较高的，以保证加工与不加工表面间的相对位置精度。如在套筒法兰零件加工中，若外圆面为不加工表面，则应选择其作粗基准表面，以能够保证镗孔后零件壁厚均匀。
2.1.3 余量最小化
对于每个表面都需要加工的零件，粗基准应选择加工余量最小的表面，以保证该表面加工时余量充足，以防留下毛坯面，造成废品。如在阶梯轴的加工中，分别有直径为55mm和108mm的外圆表面，若选择直径108mm的外圆为粗基准，两外圆表面偏心为3mm时，则直径为55mm的外圆表面高会出现余量不足现象。
2.1.4 不重复使用与平整光洁
由于毛坯面粗糙且精度低，在零件加工时，若重复使用粗基准，易产生较大的误差，影响加工精度，因此，一般同一尺寸方向上的粗基准只在第一工序中使用一次粗基准，而不得重复使用；同时，保证定位准确、夹紧方便，选择粗基准表面时，所选表面应平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷，以便于装夹。
2.2 精基准选择
2.2.1 基准重合
基准重合是指零件加工中精基准的选择应尽可能选择设计基准，以避免基准不重合导致的定位误差，从而保证加工精度。尤其是在零件最后加工工序中，需尽量遵循基准重合的原则，如在机床主轴锥孔最后加精工序中，需以支撑轴作为定位基准，提高加工精度。
2.2.2 基准统一
基准统一是大多数工序加工中都应遵循的原则，是指工件加工中，尽可能用统一基准定位加工零件上各个加工表面，如发动机活塞零件加工中，多个工序定位基准都选择为活塞的止口和端面，以避免或减少不同工序中基准的转换带来误差，从而提高加工表面位置精度，同时采用统一基准，还有利于简化夹具的设计、制造。
2.2.3 自为基准
在一些精加工或光整加工中，要求加工面余量小而均匀时，定位基准往往会选择加工表面本身，如拉空、研磨、无心磨等加工，通常都选择自身表面作为定位基准表面。采用这一原则，有利于提高加工面尺寸精度和质量。
2.2.4 互为基准
在加工两个互相位置精度要求都较高的表面时，可选择两个表面互为基准反复加工，提高加工精度。如在套同类加工中，可选择加工孔与外圆互为定位基准，使加工孔和外圆两个表面获得较高的互相位置精度。
2.3 附加基准选择
附加定位也称为辅助定位，是在工件加工过程中，没有合适的表面进行定位时，在工件上人为地设置专门的为满足加工需要的定位基准，如中心孔、工艺凸台等。在工件加工中，附加基准除满足定位需求外，并无其它作用，工件加工完成后，需要进行切除。
3 定位基准选择案例分析
以某车床进刀轴架零件加工为例（如图1），其工艺过程包括划线、粗精刨底面和凸台、粗精镗孔和钻、扩、铰孔。
在零件加工中，毛坯误差较大时，可采用划线法，以尽可能同时满足多个不加工面对加工面位置的要求，根据粗基准选择原则，本例中粗基准选择为加工面A外圆（Φ22mm）和B外圆（Φ15mm），兼顾不加工上平面与地面间隔的要求（18mm），将底面和凸台的工作面划出来；按照划线，刨底面及凸台；
按照粗精镗孔加工尺寸要求及凸台侧面的平行度，根据基准重合原则，选择精基准为底面和凸台，分别限制三个和两个自由度，由于定位基准与设计基准重合，加工中无重合误差；
本工艺中最后一道工序为钻、扩、铰孔，根据孔本身的精度要求，及位置尺寸和两孔平行度的要求，按照精基准选择原则，初步确定精基准三种选择方案：
①采取基准统一原则，底面和K面各限制三个和两个自由度；②粗精镗孔和底面分别限制四个、一个自由度；③粗精镗孔和底面分别限制两个、三个自由度，方案实现方式可选择在工件上套一个长菱形销。
根据工艺实际情况，对三种方案进行分析，方案①夹具简单，设计尺寸a处基准重合，当b处和两孔平行度存在基准不重合误差，误差超过应答范围；方案②a处有基准不重合误差，同时该方案定位销细长，刚性相对较差；方案③三个设计要求基准均重合，且夹具较为简单。根据分析，最终选择方案③，但由于方案③中粗精镗孔对底面的平行度误差，可对两孔垂直平面内的平行度产生一定的影响，因此实际加工中还需注意在镗该孔时加以限制。
结语
零件加工过程中，定位基准的合理选择有着重要的作用，而由于实际应用中，往往不能不足定位基准选择的所有原则，因此实际加工中，需统一综合考虑整个工艺过程及各工序中的影响因素，在保证定位基准稳定、可靠的前提下，遵循尽量减小误差、兼顾夹具机构简单、装夹方便等原则，分清主次，确定最优的定位基准选择方案，以提高零件加工精度和质量。
参考文献
[1] 王遂林.如何在机械加工中正确理解定位基准[J].科技与生活，2012，（21）：188-189.
[2] 董菊明，余贵.浅析机加工工件定位基准的正确选择[J].装备制造技术，2012，（3）：54-55，66.
[3] 楚淑玲.如何选择轴类零件的定位基准[J].中国高新技术企业（中旬刊），2014，（7）：85-86.
[4] 吴从好.立式加工中心加工回转体零件找正定位基准研究[J].电子世界，2014，（19）：117.
作者简介
刘洋（1982—）男，山东，满族，大学本科，职称，实验师，研究方向：产学结合数控技能实训教学。