一、任务描述
如图 11 所示螺纹轴，该零件的结构尺寸较复杂，依据零件的加工精度要求，为该零件 的数控加工选择基准，保证加工精度。
二、任务资讯
（一）基准的分类 1．基准
工件是一个几何体，它是由一些几何元素（点、线、面）构成的。其上任何一个点、
线、面的位置总是用它与另一些点、线、面的相互关系（距离尺寸、平行度、同轴度）来 确定的。用来确定生产对象（工件）上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫 做基准。根据基准的作用不同，可分为两类，即设计基准和工艺基准。
2．基准的分类
（1）设计基准
在设计图样上所采用的基准称为设计基准。如图 115 所示的轴套零件，外圆的设计基
准是它们的中心线；端面 A 是端面 B、C 的设计基准；内孔 D 的轴线是 25h6 外圆径向跳 动的设计基准。
对于某一位置要求（包括两个表面之间的尺寸或者位置精度）而言，在没有特殊指明 的情况下，它所指的两个表面之间常是互为设计基准的。图 115 中，对于尺寸 40mm 来说，
A 面是 C 面的设计基准，也可认为 C 面是 A 面的设计基准。
图 115 轴套
（2）工艺基准
在工艺过程中所使用的基准称为工艺基准。按其用途不同，又可分为定位基准、测量 基准、装配基准和工序基准。
1）定位基准 在加工过程中用作定位的基准称为定位基准。定位基准一般由工艺人员 选定，它对于保证零件的尺寸和位置精度起着重要作用。
2）测量基准 测量工件时所采用的基准称为测量基准。图 115 中的零件，用卡尺测量 尺寸 15mm 和 40mm，表面 A 是表面 B、表面 C 的测量基准。
3）装配基准 用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。
如主轴的轴颈、齿轮的孔和端面等。
4）工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的 基准称为工序基准。工序基准应尽量与设计基准一致，当考虑定位或试切测量方便时也可 以与定位基准或测量基准一致。
（二）基准的选择 1．粗基准的选择
图 116 和图 117 分别为某零件的毛坯和某工序的加工要求示意图，试为图 116 所示 零件的首道机械加工工序选择粗基准，并为图 117 所示零件的该工序加工选择精基准。
图 116 为某轴类零件的毛坯示意图，该毛坯结构简单，其加工可在车床上利用三爪自 定心卡盘夹持外圆后进行，因而粗基准只有两种选择，即以左端外圆为粗基准或以右端外 圆为粗基准。由图可知，由于毛坯制造存在较大误差，使左、右两段圆柱产生了 3mm 的偏 心，粗基准应考虑工件各加工面的余量是否够，合理确定定位的粗基准。
图 116 阶梯轴毛坯
图 117 为某零件加工中某工序的示意图，该加工工序为加工零件的 B、C 平面，由于 C 面的工序基准为 B 面，加工中如采用 A 面为定位基准则基准不重合，而如果采用 B 面作 为定位基准又会使夹具的结构复杂，使工件的装夹困难，因此在实际加工中应综合考虑各 种因素，合理确定定位的精基准。
图 117 某工序的示意图
在零件的起始工序中，只能选择未经机械加工的毛坯表面作定位基准，这种基准称为 粗基准。选择粗基准时，应重点考虑两个问题：一是保证主要加工面有足够而均匀的余量 和各待加工面有足够的余量；二是保证加工面和不加工面之间的相互位置精度。具体选择 的原则是：
（1）为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工面做定位基准。
当工件上有多个不加工面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求最高的不加工 面为粗基准。
（2）粗基准的选择应使各加工面的余量合理分配。在分配余量时应考虑以下两点：
1）为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。例如，
图 116 所示的阶梯轴，因 55mm 外圆的余量较小，故应选择 55mm 外圆为粗基准。如 果选择 l08mm 外圆为粗基准加工 50mm 外圆，由于两外圆有 3mm 的偏心，则可能因 50mm 的余量不足而使工件报废。
2）为了保证重要加工表面的余量均匀，应选择重要表面为粗基准。
（3）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。
粗基准是毛面，一般来说表面比较粗糙，形状误差也大，如重复使用就会造成较大的 定位误差，因此粗基准应避免重复使用。应以粗基准定位首先加工好精基准，为后续工序 准备好精基准。
（4）选作粗基准的表面应平整、光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面等缺陷，
容之一，也是设计加工程序的主要依据。
四、任务实施
（一）任务准备
（1）准备《数控加工工艺制订与实施》相关教学资料，包括教材、教参、工作任务 书等。
（2）准备教学用辅具、典型轴类零件。
（3）准备生产资料，包括机床设备、工艺装备等。
（4）安全文明教育。
（二）任务实施
1．选择螺纹轴的粗基准
毛坯外圆为粗基准，粗加工右端，然后再以右端外圆为基准加工左端。
2．选择螺纹轴的精基准
精加工可以以两中心孔定位，也可以一夹一顶装夹，外圆和中心孔定位。
五、检查评估
螺纹轴的基准选择评分标准见表 111。
表 111 选择螺纹轴基准的评分标准
姓名 零件名称 螺纹轴 总得分
项目 序号 检查内容 配分 评分标准 检测记录 得分
1 粗基准 40 不正确每处扣 10 分
基准
2 精基准 40 不正确每处扣 10 分
3 团队协作 10 违反操作规程全扣
表现
4 考勤 10 不合格全扣
六、知识拓展
齿轮轴的加工基准：加工如图 118 所示齿轮轴，该齿轮轴材料为 30CrMnTi。生产纲领 为 2000 件/年，选择齿轮轴的基准。
齿轮轴主要表面的加工顺序，在很大程度上取决于定位基准的选择。轴类零件本身的 结构特征和主轴上各主要表面的位置精度要求都决定了以轴线为定位基准是最理想的。这 样既保证基准统一，又使定位基准与设计基准重合。一般多以外圆为粗基准，以轴两端的 顶尖孔为精基准。具体选择时还要注意以下几点：
（1） 当各加工表面间相互位置精度要求较高时， 最好在一次装夹中完成各个表面的加工。
（2）粗加工或不能用两端顶尖孔（如加工主轴锥孔）定位时，为提高工件加工时工艺 系统的刚度，可只用外圆表面定位或用外圆表面和一端中心孔作定位基准。在加工过程中，
应交替使用轴的外圆和一端中心孔作定位基准，以满足相互位置精度要求。
图 118 齿轮轴
（3）如果轴是带通孔的零件，在通孔钻出后将使原来的顶尖孔消失。为了仍能用顶尖 孔定位，一般均采用带有顶尖孔的锥堵或锥套心轴。当轴孔的锥度较大（如铣床主轴）时，
可用锥套心轴；当主轴锥孔的锥度较小（如 CA6140 型机床主轴）时，可采用锥堵。必须注 意，使用的锥套心轴和锥堵应具有较高的精度并尽量减少其安装次数。锥堵和锥套心轴上 的中心孔既是其本身制造的定位基准，又是主轴外圆精加工的基准，因此必须保证锥堵或 锥套心轴上的锥面与中心孔有较高的同轴度。若为中、小批生产，工件在锥堵上安装后一 般中途不更换。若外圆和锥孔需反复多次互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时必须 按外圆找正或重新修磨中心孔。
从以上分析来看，图 118 齿轮轴加工工艺过程中选择定位基准应考虑这样安排：工艺 过程一开始就以外圆作粗基准钻端面中心孔，为粗车准备定位基准；而粗车外圆则为后续 加工准备定位基准；此后，为了给半精加工、精加工外圆准备定位基准，又先加工好前后 顶尖孔作定位基准；齿轮齿形加工也采用顶尖孔作为定位基准，这非常好地体现了基准统 一原则，也充分体现了基准重合原则。
七、思考与练习
（一）填空题
1．根据基准的作用不同，可分为________和________两类。
2．________一般由工艺人员选定，它对于保证零件的尺寸和位置精度起着重要作用。
3．精基准的选择原则是________、________、________、________。
4．一般轴类零件，在车、铣、磨等工序中，始终用中心孔作为精基准，符合________
原则。
5．选择精基准应力求基准重合，即________基准与________基准重合。
（二）选择题
1．用来确定生产对象（工件）上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做
（ ） 。
A．设计基准 B．基准 C．工艺基准 2．在加工过程中用作定位的基准称为（ ）基准。
A．定位 B．装配 C．工序 D．测量 3． （ ）基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。
A．粗 B．精 C．定位 D．测量 4．在下列内容中，不属于工艺基准的是（ ）。
A．定位基准 B．测量基准 C．装配基准 D．设计基准 5．选择加工表面的设计基准为定位基准的原则称为（ ）原则。
A．基准重合 B．基准统一 C．自为基准 D．互为基准
6．工件上有些表面需要加工，有些表面不需要加工，选择粗基准时，应选（ ）为 粗基准。
A．不加工表面 B．要加工表面 C．重要表面
（三）简答题
1．工艺基准包括哪些？
2．粗基准的选择原则是什么？
（四）分析题
如图 119 所示的心轴零件图，试完成该零件定位基准的选择。
图 119