论设计基准的定义

标　准　化　报　道

REPORTINGOFSTANDARDIZATION

Vol.18No.6　1997

论设计基准的定义

张　杨　　　孙景学

(胜利油田职工大学　东营　257000)

　　摘　要　设计基准在机械设计中,是一个相当重要的要素,其选择合理与否,直接影响尺寸标注,影响产品加工质量。列举分析了多种书籍中关于设计基准的定义,指明了某些定义的不确切性或错误,肯定了正确的定义。

　　关键词　设计基准　工艺基准　零件　装配

1　引言

在零件图中,有一项重要的内容是尺寸,而标注尺寸的起始点就是基准。基准分为设

计基准与工艺基准两大类,其中设计基准选择正确与否往往直接影响零件的重要尺寸,影响零件的装配,从而影响机器或部件的工作性能。因此,在对零件进行结构设计时,选择设计基准必须准确无误。作为教师讲课时,必须将之讲透,使学生真正掌握其选择原则。经过多年教学发现,学生学《机械制图》最薄弱的环节是基准篇。这主要是我们教师没有讲透的责任。而我们教师讲不透的原因又主要归咎于各种教科书、挂图中众说不一,教师没了尺度,自己不明,难明弟子。面对这种困惑,有的大学教科书中避而不谈设计基准,有的模棱两可,有的言而不透。

2　典型的基准定义

各大院校及某些单位、个人所编著的书或手册中,设计基准定义不一,仅列举部分例子如下:2.1　大连工学院工程画教研室编《机械制图》

设计基准:是在机器工作时,确定零件位置的一些点、线、面。

收稿日期:1997-09-26

2.2　中央电大许锡祺编《机械制图》设计基准:在零件结构设计时,根据零件

的结构要求所选定的基准。

2.3　西安交大虞洪述编《机械制图》设计基准:确定零件表面在机器(或部件)中位置的一些点、线、面。2.4　技工学校机械类通用教材编委会编《钳工工艺学》

设计基准:在零件图上用来确定其他点线面位置的基准称为设计基准。在划线时,划线基准与设计基准一致。

2.5　天津市第一机械工业局编《划线工必读》

设计基准:即设计图上所用的基准,是设计者在图纸上用一定的尺寸和相互关系(平行度、垂直度)来表示各表面间的相互位置,简单地说,设计基准是标注尺寸所根据的那些点、线、面。2.6　赵振起编《机械制图手册》设计基准:标注设计尺寸的基准。3　基准分析

设计基准是机器或零部件在设计过程中,考虑到机件的加工及最终安装使用时,为标注尺寸而选的基准。如果不考虑装配问题,单从零件结构上难以正确确定设计基准。而现在的教科书,在讲部件图部分时,很少讨论

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设计基准、划线基准与装配基准问题。课本中,多讲设计基准与加工工艺基准(定位、测量)相统一,而没有与装配基准相统一。于是,学生在标注同一零件尺寸时,基准选择便出现多种答案。如盘盖类零件轴向基准,大都以大端面、安装接触面为设计基准。然而,如果不加功能分析,则难以正确标注。如图1所示的盘常以A面为基准,此时A为装配面。如图2所示,B、C皆为大端面,B面极易被学生选为轴向基准,然而装配时,却以C为基准,因此C为轴向设计基准。如图3所示,E为非

接触面,F为安装面,则F为轴向设计基准。

如图4为张玉明同志主编的《工程制图》

图1　盘　　　图2　盘　　　图3　盘

图4　轴的尺寸基准选择方法

P.181中的尺寸标注图例。在分析基准时,认为轴类零件常以两端作为设计基准,原因是两端是测量工艺基准,这样可以保证基准重合统一,不致造成因基准不统一而造成的误差。然而,这样只考虑了加工过程,却忽略了装配过程。实际上,任何一根轴的装配,轴向必须定位,而定位常用的并不是轴端,而是装齿轮、凸轮、带轮及轴承的轴肩圆环面。因此,轴类零件的轴向设计基准一般是上述端面而非轴端。

机器或部件中用的轴,多数靠滑动轴承来支撑,于是轴必须设计成阶梯形式。由于轴承装配要求端面紧密配合,所以轴肩端面要上磨床磨。这两个端面质量要求完全一样,常选其中之一作为设计基准。于是又出现了这样一个问题:对于一轴向不对称的轴来说,选择哪一个合适呢?这就要看装配时采用哪一端定位,哪一端用垫片调整间隙。根据实际装

图5　CW6140车床主轴法兰盘

配工艺,轴向定位的端面作为设计基准。这

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样,使安装基准与设计基准重合,保证装配质量。由此可见,设计基准与装配工艺有关。

如图5所示,为CW6140车床主轴上法兰盘,有两本书对同一件同一轴向各选一端面为基准。

　　书【1】说B是轴向基准。

书【2】说D是轴向基准。

由机床装配图可看出,B端面是安装定位面,同时又是加工定位面,因此,B面是设计基准,D面只是辅助基准。

图6　叉架　　　　　　　　　　　图7　转子油泵体

　　再如叉架类零件如图6所示,在选择高度方向基准时,也出现了两种情况:书【3】认为连接板对称线为基准,而由同济大学、上海

交大等院校教挂组设计的机械制图教学挂图非机类第二版29幅中却选孔为基准。该件是铸造件,画线时,应以孔轴线为基准,划好连接板的线。加工时,则先加工连接板,以形成加工孔的精基准。所以,为保证在卧式镗床上准确加工出孔,就应选连接板的对称线为设计基准。如果选孔作为设计基准,依据设计基准与加工基准尽量统一原则,则应先在镗床上完成孔的粗精加工,然后,以孔作为定位基准加工连接板,这与实际工艺不符。

图7所示为转子油泵体零件图,在高度方向上,由山东工学院,上海纺织工学院机械图教学挂图编写组编的机械制图教学挂图下辑42(24)(上海科技出版社出版)中,选转子泵轴中心O1为设计基准,原因是考虑到安装基准与设计基准相统一,而书【4】P.176～177中图7—44却选上连接顶面作为设计基准,因为它是加工及安装的主要基准。比较两—54—

者,就应以保证加工质量为主。只有零部件质量加工合格了,才有可能装配出合格的产品。安装时,以主孔轴中心O1为基准,顶面位置

可通过垫片适当加以调整(适用于小批量生产)。由此可见,设计基准与加工工艺有关。

图8　锥齿轮轴

　　通过上面的分析可以看出,设计基准不仅与加工工艺有关,而且与装配工艺有关,有时需综合考虑。

4　定义分析

2.1、2.3中所述零件指向不明,不知是

指本设计零件在机器中的位置还是别的零件在该零件上的位置,故定义不确切。如图8所示锥齿轮轴,其台阶面是用以确定其他件在该件上的位置的基准,是轴向设计基准。而如

图9所示为减速箱上蜗轮轴,其轴肩端面是用以确定轴本身在减速箱中位置的基准,是

设计基准。

图9　调整蜗轮示意图

　　2.4中所称划线时,划线基准与设计基准一致,纯属大误。如减速箱(单级直齿圆柱

齿轮)下体划线基准在高度方向上是结合面处,而设计基准是底面处。

2.2、2.5、2.6所述尽管无误,但都太抽象,让人无法正确理解,因此作为定义不恰当。5　结论

零件在某一方向上的设计基准是指确定该零件在机器或部件中的位置或者别的零件

在本零件上位置的一些点、线、面。

参考文献

1　华中工学院.机械制图.第1版.北京:人民教育出版社,19782　中南五省九院校.机械制图.第1版.北京:人民教育出版社,

1975

3　同济大学.上海交大.机械制图.第3版.北京:高等教育出版社,

1988

4　华东石油学院机械系.机械制图,1977;7

5　天津第一机械工业局.划线工必读.第1版.天津:天津科学技术出版社,1981

6　技工学校通用教材编审会.钳工工艺学.第1版.北京:机械工业出版社,1980

DiscussuionontheDefinationofDesignDatum

ZhangYangandSunJingxue

(WorkerUniversityofShengliOilField)

　　Abstract:　Inmechnicaldesign,thedesigndatumisaquiteimportantfactor.Thechoiceofwhichwillaf-fectsdimensioningandqualityofproducts.Somedefinationsaboutdesigndatuminmanybooksarelistedandanalyzed,somedefinationswhicharenotexactorevenwrongarepointedout,andtherightdefinationareaf-firmed.

　　KeyWords:　Designdatum,technologicaldatum,part,assembly

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