模具制造工藝與裝備工件定位的基本原理.docx

工件定位的基本原理授課章節(jié)第三章第一節(jié)授課時(shí)間45分鐘授課教師授課日期2007年5月授課班級(jí)2005級(jí)技師班所屬課程模具制造工藝與裝備教學(xué)目的1、能正確分析常用定位元件限制自由度；2、能分析常用的定位方法屬于何種定位形式教學(xué)要求1、掌握六點(diǎn)定位原理；2、能分析工件的完全定位與不完全定位；3、能分析工件的欠定位與過(guò)定位。教學(xué)重點(diǎn)工件的欠定位與過(guò)定位。教學(xué)難點(diǎn)工件如何實(shí)現(xiàn)滿足加工要求的定位。關(guān) 鍵依照加工要求合理選擇需要限定的自由度。教具準(zhǔn)備1、實(shí)物：V型鐵、圓柱銷；2、掛圖：六點(diǎn)定位原理圖、插齒夾具圖，鉆擴(kuò)鉸孔零件圖。攻破難點(diǎn)方 法認(rèn)真作好新舊內(nèi)容的過(guò)渡，充分發(fā)揮實(shí)物模型和模型掛圖的作用，講授中要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，由淺入深的講解工件的定位過(guò)程，并通過(guò)課堂練習(xí)加以鞏固。教學(xué)過(guò)程及學(xué)時(shí)分配表1、引入新課（5分鐘）2、講授新課（30分鐘）3、課堂練習(xí)（5分鐘）4、課后小結(jié)（5分鐘）教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法說(shuō) 明引入新課課前提問(wèn)：1、 三軸數(shù)控銑床一般指哪三個(gè)軸？2、 多軸數(shù)控機(jī)床（例如五軸加工中心）一般有哪些軸？答案：1、X、Y、Z三個(gè)軸。2、X、Y、Z（三個(gè)直線軸）和A、B、C（三個(gè)旋軸）通過(guò)對(duì)熟悉的知識(shí)類比掌握與之有關(guān)的陌生知識(shí)講授新課一、工件的定位：指工件在機(jī)床或夾具中取得一個(gè)正確的加工位置的過(guò)程。例如：機(jī)床在裝配時(shí)，其主軸箱、滑板及其上的工件，均須精確地安裝在相應(yīng)的位置上；機(jī)械加工時(shí)，刀具必須精確地安裝在主軸頭上，其回轉(zhuǎn)中心必須與主軸中心線重合；模具也一樣，其零部件均須精確地安裝在以沖模上下座板或者是塑料模的定動(dòng)模板的相應(yīng)位置上。定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具占有確定的正確位置，并且應(yīng)用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。首先介紹定位的目的，讓學(xué)生明白此次課程的作用講授新課二、自由度 一個(gè)物體在三維空間中可能具有的運(yùn)動(dòng)。例如：工件有六個(gè)自由度，分別是：三個(gè)移動(dòng)自由度： ，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度： 。如圖1所示：圖1三、六點(diǎn)定位原理 用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中取得一個(gè)正確的加工位置，即為工件的六點(diǎn)定位原理。如果工件的六個(gè)自由度用六個(gè)支承點(diǎn)與工件接觸使其完全消除，則該工件在空間的位置就完全確定了。如下圖所示：圖2四、工件定位的幾種情況完全定位： 工件的六個(gè)自由度需要完全被限制的定位情況。不完全定位：工件的六個(gè)自由度不需要完全被限制的定位情況。欠定位： 工件應(yīng)該被限制的自由度而沒(méi)有被限制的定位情況。過(guò)定位： 工件某個(gè)自由度被限制了兩次或兩次以上而出現(xiàn)的重復(fù)定位現(xiàn)象。1、完全定位工件的六個(gè)自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。當(dāng)工件在x、y、z三個(gè)坐標(biāo)方向上均有尺寸要求或位置精度要求時(shí)，一般采用這種定位方式。見(jiàn)圖3所示。通過(guò)圖例聯(lián)系物體的運(yùn)動(dòng)掌握自由度的概念通過(guò)掛圖，讓學(xué)生更加形象的理解六點(diǎn)定位原理通過(guò)實(shí)物定位銷和V型鐵讓學(xué)生理解其限制的自由度通過(guò)車細(xì)長(zhǎng)軸實(shí)例講述過(guò)定位與不完全定位講授新課圖3 1、平面支承2、短圓柱銷3、側(cè)擋銷2、不完全定位根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。見(jiàn)圖4所示。圖4例如：車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，除采用卡盤(pán)和頂尖外，為增加工件的剛性，往往還采用中心架或跟刀架，使之出現(xiàn)了過(guò)定位。車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)若用三爪卡盤(pán)和前后頂尖定位時(shí)，、方向的平移同時(shí)被三爪卡盤(pán)和前后頂尖約束了，此時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了過(guò)定位，但是三爪卡盤(pán)是用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的，生產(chǎn)中可用卡箍來(lái)代替三爪卡盤(pán)，卡箍既可傳遞運(yùn)動(dòng)又不約束工件的自由度，變過(guò)定位為不完全定位。3、欠定位根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有完全被限制的定位，稱為欠定位。欠定位無(wú)法保證加工要求，所以是絕不允許的。4、過(guò)定位工件的同一自由度被二個(gè)或二個(gè)以上的支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位?？赡茉斐晒ぜ亩ㄎ徽`差，或者造成部分工件裝不進(jìn)夾具的情況。過(guò)定位不是絕對(duì)不允許，要由具體情況決定。 見(jiàn)圖五所示。通過(guò)車細(xì)長(zhǎng)軸實(shí)例講述過(guò)定位與不完全定位講授新課圖五 插齒夾具消除過(guò)定位及其干涉的兩種途徑： 1)改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度。2)提高工件定位基面之間及定位元件工作表面之間的位置精度，以減小或消除過(guò)定位引起的干涉。五、“六點(diǎn)定位”的注意問(wèn)題1、定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承點(diǎn)的方法來(lái)限制工件的自由度。2、定位支承點(diǎn)限制工件自由度的作用，應(yīng)理解為定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。3、一個(gè)定位支承點(diǎn)僅限制一個(gè)自由度，一個(gè)工件僅有六個(gè)自由度，所設(shè)置的定位支承點(diǎn)數(shù)目，原則上不應(yīng)超過(guò)六個(gè)。4、分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響，定位和夾緊是兩個(gè)概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在這一方向上有確定的位置，并非指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)，不能運(yùn)動(dòng)，即夾緊。5、定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來(lái)的，在夾具中，定位支承點(diǎn)總是通過(guò)具體的定位元件體現(xiàn)。通過(guò)插齒機(jī)上的夾具掌握過(guò)定位的應(yīng)用場(chǎng)合。課堂練習(xí)例題：在圖六中，鉆、擴(kuò)、鉸9H7孔，其余表面均已加工，試分析其需要限制的自由度。（掛圖）圖六通過(guò)練習(xí)讓學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，將所學(xué)知識(shí)馬上加以應(yīng)用，加深理解。課堂練習(xí)分析：（1）保證尺寸20 0.05mm，需要限制的自由度為： （2）保證垂直度0.05mm時(shí)，需要限制的自由度為： （3）保證9H7孔中心對(duì)稱分布于尺寸26mm的中心線，需要限制的自由度為： 綜合上述可知，本工序要限制的自由度為： 等五個(gè)自由度。 一般地，分析零件所需限制的自由度，應(yīng)考慮以下兩方面的因素： 零件的工序要求； 實(shí)際安裝需要。課后小結(jié)1、 工件有六個(gè)自由度；2、 工件