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編者按：本論文主要從鑄件設(shè)計(jì)尺寸的不協(xié)調(diào)；合理標(biāo)注等進(jìn)行講述，包括了高度方向尺寸的矛盾、高度方向上和各面之間的關(guān)系、粗基準(zhǔn)的選擇、尺寸基準(zhǔn)的選擇及尺寸編排，都與工藝不相協(xié)調(diào)、充分分析每個(gè)尺寸環(huán)在形成時(shí)的專業(yè)分工、一張成熟的設(shè)計(jì)圖要起到指導(dǎo)鑄造、機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、生產(chǎn)管理等各個(gè)專業(yè)工序的作用等，具體資料請見：

【摘要】本文基于某軸承廠在加工軸承座過程中暴露出加工工藝與設(shè)計(jì)尺寸之間的矛盾，從而進(jìn)一步說明尺寸標(biāo)注與加工工藝之間的密切關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】鑄件軸承座高度方向尺寸標(biāo)注加工工藝合理性

一、鑄件設(shè)計(jì)尺寸的不協(xié)調(diào)

零件圖的尺寸標(biāo)注，除了要滿足正確、完整、清晰的要求外，還應(yīng)使尺寸標(biāo)注合理。合理標(biāo)注尺寸，是指所注尺寸既符合設(shè)計(jì)要求，又滿足工藝要求，便于零件的加工、測量和檢驗(yàn)。

鑄件成品形體是由少數(shù)加工尺寸和多數(shù)鑄造尺寸環(huán)所限定，設(shè)計(jì)人員對鑄件的各個(gè)尺寸環(huán)不但要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)的計(jì)算，還要求充分分析每個(gè)尺寸環(huán)在形成時(shí)的專業(yè)分工。至于用什么手段才能達(dá)到圖紙要求的各個(gè)尺寸環(huán)、表面尺寸、形位精度等，可留給工藝師們?nèi)ソ鉀Q。一張成熟的設(shè)計(jì)圖要起到指導(dǎo)鑄造、機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、生產(chǎn)管理等各個(gè)專業(yè)工序的作用，是工業(yè)生產(chǎn)中重要的技術(shù)文件，是進(jìn)行技術(shù)交流的重要工具。而不僅僅是圖面尺寸對頭、技術(shù)條件俱全、投影清楚而已。故工程師繪制的應(yīng)是包括工業(yè)因素在內(nèi)的工程圖而不僅僅是幾何圖。

以某軸承廠殼體類零件的生產(chǎn)用圖為例，圖一系一滑動(dòng)軸承座，屬于一種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鑄件。對于這類鑄件，通常它們只有少數(shù)表面尺寸環(huán)需由機(jī)械加工完成，其成品中仍然存在著大量的鑄造完成的表面、空間及尺寸。

在生產(chǎn)過程中，這種殼體類零件在鑄造和加工中所反映出的尺寸標(biāo)注的矛盾大都集中在高度方向上，而在其他方向上的矛盾還沒有這樣的普遍和突出。

為了闡述方便，在高度方向上，我們把四個(gè)加工面賦以B、C、D、F，將3個(gè)非加工面分別賦以E、G、H代號，對此圖略加分析既可看出，設(shè)計(jì)人員在高度方向的尺寸標(biāo)注遵循的是“以零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面，即最大的加工面作為尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)”的原則，故此圖在高度方向上的各個(gè)尺寸環(huán)幾乎都是以大底座為基準(zhǔn)的。

對圖形進(jìn)行尺寸標(biāo)注時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往把尺寸計(jì)算視為可逆的，無方向性的?？捎筛叨确较蛏先我幻婊蚣庸っ孀鳛槌叽缬?jì)算的起始點(diǎn)，進(jìn)行正、反方向的計(jì)算，均可得到標(biāo)注的或未標(biāo)出的任一尺寸環(huán)的值。這樣的設(shè)計(jì)思路和不經(jīng)工藝分析的尺寸（和公差）堆砌作法，給鑄造、機(jī)械加工、檢驗(yàn)等工序乃至設(shè)計(jì)者本身帶來了一系列不協(xié)調(diào)。如省下列幾個(gè)方面：

1.高度方向尺寸的矛盾

圖1在高度方向上以從上到下給出了10、80、35、30、5、20共六個(gè)尺寸，其中30、5、20共三個(gè)尺寸將E、G、H三個(gè)非加工面與底座連起來。當(dāng)加工大底座面時(shí)，就同時(shí)出現(xiàn)了E、G、H三個(gè)毛面基準(zhǔn)，而且這些毛面之間都存在較大的鑄造誤差，工藝師在加工F面同時(shí)達(dá)到30、5、20三個(gè)尺寸是不可能的，這些尺寸只是在制作鑄型時(shí)有些用處。

從工藝和保證功能尺寸的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)選E面為初始基準(zhǔn)，保證底座厚度30，由于鑄造時(shí)型心的錯(cuò)位誤差，會使底座凹臺深5、20等非功能尺寸面目全非，使得檢驗(yàn)人員無所適從。這樣的情況在中小批生產(chǎn)中是常見的。這雖然是由工藝或操作造成的問題，但設(shè)計(jì)同樣也不應(yīng)該在標(biāo)定尺寸要求和檢驗(yàn)依據(jù)時(shí)，人為地把鑄造和加工兩種誤差撮合在某一或某些尺寸環(huán)上，因而加劇了專業(yè)和尺寸環(huán)之間的不協(xié)調(diào)。

2.高度方向上和各面之間的關(guān)系

畫圖和計(jì)算尺寸時(shí)，各面之間可以互相確定關(guān)系。但在工件上各面的形成卻是有嚴(yán)格的先后順序；尺寸的形成有嚴(yán)格的方向性、跟蹤性，各尺寸值在設(shè)計(jì)人員手中是“標(biāo)量”，而在工藝人員手中卻成了“向量”。把主要尺寸基準(zhǔn)選定為F面，但它卻必須是以先期鑄成的E、G、H各毛面之一為基準(zhǔn)才能加工出來。工件上已鑄成的各個(gè)毛面是已存在的面，已談不上圖上表示的用毛面為基準(zhǔn)加工出的光面再反過來確定毛面的位置了。

加工F面時(shí)不可能同時(shí)選用E、G、H三個(gè)毛面基準(zhǔn)，但這種畫法在工廠中卻習(xí)以為常，我們只能選用E毛面為初始基準(zhǔn)。E、F面之間乃是“母子”關(guān)系，E毛面是第一（始）基準(zhǔn)。F面是第二（子）基準(zhǔn)，F(xiàn)面不能稱其為全部高度方向尺寸的主基準(zhǔn)，它不能定毛面，而只能被毛面所確定。它在工藝上作為繼續(xù)加工D、B兩光面，形成35、80兩功能尺寸的光基準(zhǔn)。因此，F(xiàn)面雖是設(shè)計(jì)、安裝和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的基準(zhǔn)。但在加工工藝中它只是一個(gè)被加工的對象，只是一個(gè)加工其他光面時(shí)的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。在零件被制作的過程中，并不像教材和零件圖中所表示的那樣重要。

3.粗基準(zhǔn)的選擇

以毛面E為粗基準(zhǔn)，只能保證尺寸30。而其他各個(gè)加工面與非加工面之間的相關(guān)尺寸是無法同時(shí)保證的。特別是底部凹臺20、5這樣的一些尺寸的形成全部被其他毛面和光面所左右、所合成的。它的變化范圍包括了其有關(guān)的各鑄造，加工尺寸環(huán)誤差的代數(shù)和。若不加分析地給它們定以5、20的尺寸要求，或以其值作為檢驗(yàn)的依據(jù)就更不合理了。

二、合理標(biāo)注

如上所述，圖1所表達(dá)的設(shè)計(jì)思想、尺寸基準(zhǔn)的選擇及尺寸編排，都與工藝不相協(xié)調(diào)。我們認(rèn)為此圖在高度方向上應(yīng)選安裝底座上端毛面作為主尺寸基準(zhǔn)，而且這個(gè)基準(zhǔn)既是設(shè)計(jì)人員計(jì)算、標(biāo)注尺寸的出發(fā)點(diǎn)，又是鑄造與加工的“公共初基準(zhǔn)”，是兩個(gè)工序的銜接環(huán)節(jié)。由E面為出發(fā)點(diǎn)，確定F底面及安裝面的位置及相互間尺寸，各個(gè)非加工面的位置由鑄造完成。這就要求鑄造工藝員對這些內(nèi)、外非加工尺寸，從工藝手段上加以直接保證，而不是通過包括加工尺寸和加工余量在內(nèi)的數(shù)字轉(zhuǎn)換方法間接控制。同時(shí)，也由E面確定第一個(gè)加工面，并由此光面為中間轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)。由它加工繼續(xù)完成其他光面的加工。這樣就需首先在設(shè)計(jì)圖中定出各專業(yè)互不干擾的明確的、各自的尺寸環(huán)和專業(yè)分工。按照這樣的思想，在不改變原設(shè)計(jì)圖及結(jié)構(gòu)尺寸的前提下，我們可以將圖1改繪成圖2的形式。這樣做并不是把原來的尺寸加加減減，搬搬位置，而是在設(shè)計(jì)思想上有了質(zhì)的變化。下面的加工由多基準(zhǔn)變?yōu)榱艘訣毛面為單一基準(zhǔn)。它是兩個(gè)專業(yè)實(shí)現(xiàn)零件主要方向各部件位置協(xié)調(diào)的重要環(huán)節(jié)。為了共同實(shí)現(xiàn)零件的幾何形狀及精度，各專業(yè)間既分工又合作，這也為檢驗(yàn)人員提供了檢查各專業(yè)實(shí)現(xiàn)和各自的尺寸環(huán)的精度和質(zhì)量的明確依據(jù)。