第二講工件定位的基本原理

1、上一講內(nèi)容提要上一講內(nèi)容提要:機床夾具在機械加工中的作用。機床夾具在機械加工中的作用。機床夾具的分類。機床夾具的分類。機床夾具的組成。機床夾具的組成。本課程的性質(zhì)和任務(wù)。本課程的性質(zhì)和任務(wù)。本講主要內(nèi)容：本講主要內(nèi)容：六點定則。六點定則。限制工件自由度與加工要求的關(guān)系。限制工件自由度與加工要求的關(guān)系。重復(fù)定位。重復(fù)定位?；鶞?zhǔn)、定位副及對定元件的基本要求基準(zhǔn)、定位副及對定元件的基本要求本講重點和難點：本講重點和難點：根據(jù)工件的加工要求合理確定工件所必須限制的自由度。根據(jù)工件的加工要求合理確定工件所必須限制的自由度。 工件的裝夾是指工件的定位和夾緊，定位的任務(wù)是使工件在夾具工件的裝夾是指工件的定位

2、和夾緊，定位的任務(wù)是使工件在夾具中占據(jù)一正確的位置，而夾緊是使工件保持定位后的正確位置。中占據(jù)一正確的位置，而夾緊是使工件保持定位后的正確位置。 第一節(jié)第一節(jié) 工件定位的基本原理圖工件定位的基本原理圖 一、六點定則一、六點定則 一尚未定位的工件，其空間位置是不確的一尚未定位的工件，其空間位置是不確的.如圖如圖11所示，將工件放在空間直角坐標(biāo)系中，所示，將工件放在空間直角坐標(biāo)系中，工件存在六個方向的自由度。工件存在六個方向的自由度。 三個移動自由度：三個移動自由度： 三個轉(zhuǎn)動自由度：三個轉(zhuǎn)動自由度： X Y Z X Y Z 用合理分布的六個支承點限制工件六個自由度的法則，稱為六點用合理分布的六個

3、支承點限制工件六個自由度的法則，稱為六點定則，如圖定則，如圖12所示。所示。 支承點支承點1、2、3限制了限制了 三個自由度，稱為主支承點。三個自由度，稱為主支承點。 支承點支承點4、5限制了限制了 兩兩個自由度，導(dǎo)向支承點。個自由度，導(dǎo)向支承點。 支承點支承點6限制了限制了 一個自一個自由度，止推支承點。由度，止推支承點。 六點共限制了工件六個自由六點共限制了工件六個自由度。度。Z X Y x z Y 二、限制工件自由度與加工要求的關(guān)系二、限制工件自由度與加工要求的關(guān)系 工件定位時，應(yīng)該限制的自由度數(shù)目，主要由工件加工要求確定，工件定位時，應(yīng)該限制的自由度數(shù)目，主要由工件加工要求確定，一般講

4、，工件定位所需限制自由度的數(shù)目一般講，工件定位所需限制自由度的數(shù)目6個。各定位元件限制的個。各定位元件限制的自由度原則上不允許重復(fù)或干涉。自由度原則上不允許重復(fù)或干涉。 如圖如圖13所示在工件上銑通槽，為所示在工件上銑通槽，為保證槽底面與工件底面的平行度和尺寸保證槽底面與工件底面的平行度和尺寸兩項加工要求，必須限制兩項加工要求，必須限制 三個三個自由度；這保證槽側(cè)面與工件前后側(cè)面自由度；這保證槽側(cè)面與工件前后側(cè)面的平行度和尺寸兩項加工要求，還必須的平行度和尺寸兩項加工要求，還必須限制限制 兩個自由度，共計五個自由度。兩個自由度，共計五個自由度。Z X Y X Z 1、工件定位的幾種情況工件定位

5、的幾種情況 完全定位：工件的六個自由度完全定位：工件的六個自由度全全 部被限制的定位。部被限制的定位。 如圖如圖14所示，所示，在工件上銑槽，為保證槽在三個方向在工件上銑槽，為保證槽在三個方向上的位置要求，必須限制上的位置要求，必須限制六個自由度。六個自由度。 欠定位：工件定位時，應(yīng)該限制的欠定位：工件定位時，應(yīng)該限制的自由度沒有被全部限制的定位。實際定位自由度沒有被全部限制的定位。實際定位時不允許發(fā)生。時不允許發(fā)生。圖圖14 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其沒有限制自不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其沒有限制自由度不影響加工要求。由度不影響加工要求。 如圖如圖15所示，

6、在工件上銑通槽，所示，在工件上銑通槽，保證槽寬和槽的上下、左右位置要求，保證槽寬和槽的上下、左右位置要求，沿槽方向的自由度可不限制。沿槽方向的自由度可不限制。 重復(fù)定位（過定位）：工件定重復(fù)定位（過定位）：工件定位時，幾個定位元件重復(fù)限制工件一位時，幾個定位元件重復(fù)限制工件一個或幾個自由度的定位。個或幾個自由度的定位。 2、允許不完全定位的幾種情況允許不完全定位的幾種情況 加工通槽或通孔時，沿貫通軸的移動自由度可不限制。加工通槽或通孔時，沿貫通軸的移動自由度可不限制。 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的轉(zhuǎn)動自由度可毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的轉(zhuǎn)動自由度可不限制，如車光軸的

7、內(nèi)、外圓。不限制，如車光軸的內(nèi)、外圓。 加工貫通的平面時除可不限加工貫通的平面時除可不限制沿兩個貫通軸的移動自由度外，制沿兩個貫通軸的移動自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的還可不限制繞垂直加工面的軸的轉(zhuǎn)動自由度，如圖所示轉(zhuǎn)動自由度，如圖所示16磨工磨工件的上表面，保證件的上表面，保證h和上、下表和上、下表面的平行度，可以不限制面的平行度，可以不限制：X Y Z 圖圖16 三、重復(fù)定位三、重復(fù)定位 重復(fù)定位分兩種情：不可用重復(fù)定位和可用重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情：不可用重復(fù)定位和可用重復(fù)定位。 當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制時，對加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)限制時

8、，對加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位，如圖定位，稱為不可用重復(fù)定位，如圖17所示所示 當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重當(dāng)工件的一個或幾個自由度被重復(fù)限制時，仍能滿足加工要求，即不復(fù)限制時，仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加裝夾但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。圖圖17 X Y 如圖如圖18所示的插齒常用夾具，工件所示的插齒常用夾具，工件3以內(nèi)孔在心軸以內(nèi)孔在心軸1上定位，限上定位，限制工件四個自由度；又以端面在支承凸臺制工件四個自由度；又以端面在支承凸臺2上定位，限制工件三個自度上定位，限制工件三個自度其中，其

9、中， 被重復(fù)限制了。當(dāng)齒被重復(fù)限制了。當(dāng)齒坯孔與端面的垂直度較高時可能是坯孔與端面的垂直度較高時可能是可用重復(fù)定位?？捎弥貜?fù)定位。 其判斷條件是：齒坯孔與端面其判斷條件是：齒坯孔與端面的垂直度誤差小于孔與定位軸的最的垂直度誤差小于孔與定位軸的最小間隙和允許的定位副彈性變形量小間隙和允許的定位副彈性變形量時，為可用重復(fù)定位，否則為不可時，為可用重復(fù)定位，否則為不可用重復(fù)定位。用重復(fù)定位。圖圖18過定位及其消除的方法示例之一a)過定位使定位不穩(wěn)定b)改進定位結(jié)構(gòu)，消除過定位1半圓柱2定位塊過定位及其消除方法示例之二a)過定位b)完全定位1菱形銷2支承板3菱形銷的臺階面4圓柱定位銷可浮動定位元件的浮

10、動方向a)可浮動的平面支承示意圖(浮動方向)b)可浮動的短V形塊示意圖(浮動方向)c)球面墊圈(浮動方向、) 第二節(jié)第二節(jié) 基準(zhǔn)、定位副及對定元件的基本要求基準(zhǔn)、定位副及對定元件的基本要求 一、基準(zhǔn)及定位副一、基準(zhǔn)及定位副 1、基準(zhǔn)：零件上用以確定其它點、線、面位置所依據(jù)的要素基準(zhǔn)：零件上用以確定其它點、線、面位置所依據(jù)的要素(點、點、線、面線、面)。基準(zhǔn)的種類：設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的種類：設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn) 設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上用以設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn)確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)：零件加工、測量、裝配過程中使用的基準(zhǔn)。分為定位基準(zhǔn)、工工藝基準(zhǔn)：零件加

11、工、測量、裝配過程中使用的基準(zhǔn)。分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定被加工表面位置的基準(zhǔn)?？赏ㄟ^工工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定被加工表面位置的基準(zhǔn)?？赏ㄟ^工序圖上標(biāo)注的加工尺寸和形位公差來確定。序圖上標(biāo)注的加工尺寸和形位公差來確定。 查找查找：首先找到加工面，確定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基準(zhǔn)。見圖所示鍵槽為加工面，h、L 、三為三個方向的工序尺寸，三個方向上的中心線為工序基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)由工藝人員確定。 定位基準(zhǔn)：確定工件在夾具中位置的基準(zhǔn)，即與夾具定位元件接觸定位基準(zhǔn)：確定工件在夾具中位置的基準(zhǔn)

12、，即與夾具定位元件接觸的工件上的點、線、面。由工藝人員確定，是工序圖上標(biāo)的工件上的點、線、面。由工藝人員確定，是工序圖上標(biāo)“ ”所示的基準(zhǔn)所示的基準(zhǔn)n 當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面與定位元件接觸定位時，工件上的回轉(zhuǎn)面稱為定當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面與定位元件接觸定位時，工件上的回轉(zhuǎn)面稱為定位基面，其軸線稱為定位基準(zhǔn)，定位心軸的圓柱面稱為限位基面，心位基面，其軸線稱為定位基準(zhǔn)，定位心軸的圓柱面稱為限位基面，心軸的軸線稱為限位基準(zhǔn)。軸的軸線稱為限位基準(zhǔn)。n 當(dāng)工件以平面與定位元件接觸定位時，工件上的實際存在的面是當(dāng)工件以平面與定位元件接觸定位時，工件上的實際存在的面是定位基面，它的理想狀態(tài)是定位基準(zhǔn)。定位元件上的限位平面就

13、限位定位基面，它的理想狀態(tài)是定位基準(zhǔn)。定位元件上的限位平面就限位基準(zhǔn)（基面）。基準(zhǔn)（基面）。 n2、定位副：工件上的定位基面和與之相接觸（配合）的定位元件定位副：工件上的定位基面和與之相接觸（配合）的定位元件的限位基面合稱為一對定位副。的限位基面合稱為一對定位副。n定為基準(zhǔn)的選擇原則：應(yīng)保證加工精度和工件安裝方便可靠定為基準(zhǔn)的選擇原則：應(yīng)保證加工精度和工件安裝方便可靠基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)重合原則選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定為基準(zhǔn)選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定為基準(zhǔn)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面自為基準(zhǔn)原則自為基準(zhǔn)原則選擇加工表面本身作為定為基

14、準(zhǔn)選擇加工表面本身作為定為基準(zhǔn)互為基準(zhǔn)原則互為基準(zhǔn)原則工件上兩個位置要求很高的表面加工時，互相作為工件上兩個位置要求很高的表面加工時，互相作為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)。 二、定位符號和夾緊符號的標(biāo)注二、定位符號和夾緊符號的標(biāo)注v 在工件上定位和夾緊部位標(biāo)注的符號稱為定位符號和夾緊符號。在工件上定位和夾緊部位標(biāo)注的符號稱為定位符號和夾緊符號。詳見教材附表詳見教材附表1 三、對定位元件的基本要求三、對定位元件的基本要求v 1、足夠的精度、足夠的精度v 2、足夠的強度和剛度、足夠的強度和剛度v 3、耐磨性好、耐磨性好v 4、工藝性好、工藝性好本講小結(jié)：本講小結(jié)： 1、六點定位原則六點定位原則 主支承點：限制工件三個自由度。主支承點：限制工件三個自由度。 導(dǎo)向支承點：限制工件兩個自由度。導(dǎo)向支承點：限制工件兩個自由度。 止推支承點：限制工件一個自由度。止推支承點：限制工件一個自由度。 2、工件定位的幾種情況工件定位的幾種情況 完全定位：工件的六個自由度全完全定位：工件的六個自由度全 部被限制的定位。部被限制的定位。 欠定位：工件定位時，應(yīng)該限制的自由度沒有被全部限制的定位。欠定位：工件定位時，應(yīng)該限制的自由度沒有被全部限制的定位。 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其沒有限制自由度不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其沒有限制自由度不影響加工要求。不影響加工