淺析大型結構件制造設計基準與工藝基準的選擇與統一性

摘 要：在零件的設計與制造過程中，設計基準與工藝基準能否統一直接影響產品制作時位置及尺寸精度。本文對兩種基準的選擇進行了系統介紹，同時結合生產實例對設計基準與工藝基準如何統一給出了具體說明。

關鍵詞：設計基準；工藝基準；統一性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.010

零件制造過程中制造手段是多元化的，合理的工藝制作方法既能可以使產品制造的可行性和質量得到保證，又能對產品的制造成本和經濟效益產生一定的影響。在生產制作過程中，靈活的編制各種工藝是工藝人員必備的素質，通常工藝人員需要從圖紙中讀出設計的基準，并在編制工藝時與工藝基準進行有效的統一，作出正確合理的工藝。

1 設計基準概念

設計基準是在零件圖上所采用的基準，在零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準，稱為設計基準[1]。在進行零件設計過程中，不但要考慮滿足使用要求，同時要考慮滿足制造方面的要求。合理選擇設計基準，標注零件尺寸對零件的加工工藝性、檢驗都有較大的影響[2]。設計人員應從工件的工作條件、性能要求、位置尺寸和裝配關系等要求，確定一個主要設計基準，它也是圖紙中大多尺寸鏈的起點。設計基準在圖紙中通常是用大寫字母A、B、C、D等一個特定的帶圈基準符號表示，并帶有這些基準之間的平面度、垂直度、位置度、圓跳動等要求。

2 工藝基準概念

工藝基準是確定零件在加工或測量時的位置的一些點、線或面[3]。工藝基準一般用于加工、測量、裝配時使用。在機械加工制造過程中，選擇工藝基準是加工考慮的第一步，是工藝人員、制作人員、質檢人員拿到圖紙考慮工藝流程，測量檢驗尺寸時需要首先找到和明確的，隨后通過基準對相應的尺寸進行規劃、測量和計算。

3 兩種基準的選擇與統一性

基準選擇是否正確，關系到整個零件尺寸的合理與否?；鶞蔬x擇不當，零件的設計要求將無法保證，或將給零件的加工測量帶來嚴重的困難?；鶞蔬x擇之前，必須了解零件在整個設備中的位置和作用，另外還需認真分析零部件結構。

基準選擇的一般原則：（1）設計基準反映了零件設計的要求，一般必須把它做為主要基準。零件的重要尺寸由設計基準標出，只有這樣才能保證零件在設備中的使用性能。（2）工藝基準反映了零件加工、測量方面的要求，必須兼顧。否則，標注尺寸不考慮加工方便，零件設計的形狀和尺寸精度也無法保證。（3）在選擇尺寸時，最好能把設計基準和工藝基準統一起來，尤其對零件中一些影響使用性能的重要尺寸，設計時就應充分考慮其加工定位和測量問題，使設計基準在加工時也可做為工藝基準。這樣就可減少加工誤差，方便測量、檢驗。

設計基準與工藝基準是否統一，關系到整個部件制作時的位置尺寸精度，如果選擇不當或出現誤差，零件的設計要求無法保證，會給零件的加工測量帶來困難，易造成質量事故。

以下實例說明設計基準與工藝基準之間關系和統一性。

實例1、圓形料場堆取料機上部回轉平臺的制作：

如圖1所示，這是一個常見的上部回轉平臺，不難看出A-A視圖法蘭及筒體中心線附近所示的A符號，表明該件的設計基準為法蘭及筒體的中心線，名為基準A。通過了解主體結構，圓形料場堆取料機中該上部回轉平臺上部大法蘭與棧橋聯接，四周4個小法蘭與框架聯接，起到支撐棧橋，串聯堆取料機鋼結構回轉的作用，所以設計過程中選取大法蘭與筒體中心線為基準，再標出下部小法蘭到基準線的尺寸，最后設計該平臺的高度及結構形式。制作過程中，大法蘭的安裝尺寸是關鍵，為了保證尺寸數據的精準，要將設計基準與工藝基準統一，把大法蘭與筒體中心線作為主基準。大致流程為：

（1）車大法蘭平面及內孔，以大法蘭機加面，內孔中心線作為精基準線，劃出十字中心線；

（2）底板蓋板拼板劃線，中心線與基準線重合，安裝隔板進行組焊，三面成型封蓋板；

（3）用主基準線劃線找到四周小法蘭位置組焊完成；

（4）大法蘭加工到位，劃線鉆孔。

實例2、圓形料場堆取料機中間柱體的制作：

如圖2所示，中間柱體為直筒形結構，位于圓形料場堆取料機中心，也是各部件的安裝中心，支撐著整個圓堆結構，中間柱體由鋼板卷軋并焊接組裝而成，結構比較簡單，對于設計基準與工藝基準的統一性是比較典型的，圖中基準A為中間柱體的中心線，為設計基準?？梢赃@樣理解，如果組焊時，各段基準不重合，說明柱體和整個設備是歪的，安裝尺寸出現超差。那么就要抓住主機準作為工藝基準的原則，首先端部法蘭與端部筒體組焊，加工法蘭的平面與內孔，其中中心線作為組裝時用到的精基準，然后以該工藝基準將其余筒體隔板等組焊完成，再將基準重合三部分焊接完成，最后用該基準對法蘭劃線配鉆孔，通過基準的統一很好的保證了圖紙要求的垂直度、平面度和位置度。

以上兩個實例主要說明要保證每道工序的基準線，按照同一基準去劃線放樣，且同設計基準保持一致，將誤差控制在允許的公差范圍內。

生產制造過程中，加工工藝是將產品從下料件、組件、焊接件逐步轉變為可以合格裝配發運的指導性文件，隨著對產品制造質量的要求逐漸提高，如何獲得精益的質量，快捷的工藝生產方法將凸顯的尤為重要， 而設計基準與工藝基準的統一便是工藝的精髓，按照這條主線，很多問題都可以迎刃而解。通常制作情況下，工藝人員和車間施工人員應當將設計基準和工藝基準統一起來作為制作的前提，這樣有利于控制尺寸，同時能降低制造成本。兩種基準統一性做得好，則事半功倍。

參考文獻：

[1] 孫銀華、張海如.基準選擇在大型鋼結構設計制造中的應用[J].機械工程師，2012（11）：171-173.

[2]陳杰平，譚志靜.零件設計和工藝基準選擇及尺寸鏈換算分析[J]. 機械研究與應用，2002，15（04）：21-22.

[3]趙玉霞.淺談機械設計與制造中的基準選擇與應用[J].職業，2016（03）：140-141.

作者簡介：王晶（1978-），男，內蒙古呼和浩特人，碩士，講師，工程師，主要從事焊接實訓教學及焊接結構強度與焊接安全評定方面的研究。