第一章 機(jī)械制造工藝過程基本概念

第一章機(jī)械制造工藝過程基本概念第一頁，共六十九頁，2022年，8月28日

教材：《機(jī)械制造工藝學(xué)》

陳明主編

機(jī)械工業(yè)出版社出版學(xué)時(shí)：理論48學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)授課班級：機(jī)械電子工程2011級01～06班授課時(shí)間：1～12周授課地點(diǎn)：11-204主講教師：吳修玉Email:

第二頁，共六十九頁，2022年，8月28日

機(jī)械電子工程專業(yè)應(yīng)具有的能力：

1、機(jī)械裝備的組成原理、結(jié)構(gòu)分析和測繪制圖能力。（機(jī)械原理、畫法幾何與機(jī)械制圖、工程力學(xué)）第三頁，共六十九頁，2022年，8月28日

2、機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)計(jì)算能力（滿足功能、經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性）。

（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性測量技術(shù)）

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3、一般機(jī)械零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和數(shù)控加工編程及其工藝裝備的設(shè)計(jì)制造能力。

（機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)）

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4、一般機(jī)械裝備的電氣、液壓傳動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力。（機(jī)電傳動控制、液壓傳動、單片機(jī)原理及應(yīng)用）

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5、使用計(jì)算機(jī)作為輔助工具來完成上述任務(wù)的能力。

（AutoCAD、CAD(UG)、CAM（UG）、MasterCAM）

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緒論主要內(nèi)容：機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)代制造技術(shù)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)

第八頁，共六十九頁，2022年，8月28日一、機(jī)械制造技術(shù)用機(jī)械來加工零件或制造機(jī)械的技術(shù)。機(jī)械加工方法工作母機(jī)非機(jī)械加工方法電加工、光學(xué)加工、化學(xué)加工等制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)：將機(jī)械、電子、信息、材料、能源和管理各方面的技術(shù)進(jìn)行交叉、融合和集成為一體，所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。第九頁，共六十九頁，2022年，8月28日第十頁，共六十九頁，2022年，8月28日第十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日第十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日第十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日二、現(xiàn)代制造技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)代制造技術(shù)現(xiàn)代成型和改性技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)制造系統(tǒng)和管理技術(shù)設(shè)計(jì)方法學(xué)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)、生命周期設(shè)計(jì)、并行工程、反求工程設(shè)計(jì)、綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)、微型產(chǎn)品設(shè)計(jì)現(xiàn)代成型和改性技術(shù)、材料成型過程仿真、質(zhì)量監(jiān)控與無損檢測、清潔成型與改性技術(shù)高速與超高速加工、精密加工與納米技術(shù)、特種加工技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、自動化加工技術(shù)柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、智能制造技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)工程第十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日三、機(jī)械加工工藝系統(tǒng)機(jī)床刀具夾具工件工藝系統(tǒng)系統(tǒng)：相互聯(lián)系、相互作用的有機(jī)整體。物質(zhì)信息能量信息能量第十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日工件第十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日第一章

機(jī)械制造工藝過程基本概念主要內(nèi)容：第一節(jié)生產(chǎn)過程與工藝過程第二節(jié)生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型第三節(jié)工件的定位和基準(zhǔn)第四節(jié)機(jī)器的裝配第十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日一、生產(chǎn)過程

1.生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程是指產(chǎn)品由原材料到成品之間的各個(gè)相互聯(lián)系的勞動過程的總和。包括原材料的運(yùn)輸與管理、生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作、毛坯的制定、零件的加工，部件和產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)、油漆和包裝等。

第一節(jié)生產(chǎn)過程與工藝過程第十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日生產(chǎn)過程特征要求

不同產(chǎn)品的生產(chǎn)過程大不一樣，同一產(chǎn)品在不同廠家生產(chǎn)其生產(chǎn)過程也各有特點(diǎn)，不完全一樣。雖然各個(gè)廠家的生產(chǎn)過程各不一樣，但有一點(diǎn)是共同的：就是在滿足生產(chǎn)質(zhì)量前提下，使生產(chǎn)效率最高，生產(chǎn)費(fèi)用最低。實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的有效措施

采用多個(gè)工廠聯(lián)合協(xié)作，有利于組織專業(yè)化的生產(chǎn)，有利于達(dá)到這一目的。一個(gè)工廠的生產(chǎn)過程是為了便于組織生產(chǎn)和管理，常分為各個(gè)車間或分廠的生產(chǎn)過程。一個(gè)車間或分廠生產(chǎn)成品，往往又是其它車間或分廠車間的原材料。第十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日2、系統(tǒng)及其屬性

系統(tǒng)：根據(jù)其構(gòu)成單元和功能的不同有多種不同的定義，較普遍的定義是：系統(tǒng)只由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互依賴、相互作用、共同配合實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的各單元組成的有機(jī)集合體。如生態(tài)系統(tǒng)、水利系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)，一臺機(jī)器、一套化工設(shè)備、一個(gè)工廠都可看成是一個(gè)系統(tǒng)。

如：鑄造和鍛造車間的成品就是機(jī)械加工車間的"毛坯"；機(jī)械加工車間的成品，又是裝配車間的"原材料"。第二十頁，共六十九頁，2022年，8月28日系統(tǒng)具有如下屬性（基本特征）

①集合性②關(guān)聯(lián)性③目的性④環(huán)境適應(yīng)性

①集合性：系統(tǒng)是由若干個(gè)要素組成，單元既可以是實(shí)體，也可以是要概念（信息），可以是天然的；也可以是人工的（機(jī)床、夾具等）。系統(tǒng)中各要素不是簡單地相加，只有各要素構(gòu)成有機(jī)整體時(shí)系統(tǒng)才具備其功能。一個(gè)系統(tǒng)，即使各要素都很優(yōu)良，如果整體性耐差，不成為一個(gè)好系統(tǒng)。反之，一些不算很理想的要素，如果綜合得好，可成為具有優(yōu)良性能的系統(tǒng)。第二十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日

②關(guān)聯(lián)性：各個(gè)單元要素集合在一起構(gòu)成的是一個(gè)“群體”或“整體”。要使這一“群體”成為系統(tǒng)，各單元要素間必然存在相互聯(lián)系或相互影響。它們的關(guān)系可以是物理關(guān)系、邏輯關(guān)系或法定關(guān)系（如社會中上、下級關(guān)系）。可表現(xiàn)為某個(gè)單元從另一個(gè)單元接受輸入，而其輸出又往往是別的單元輸入。如：汽車系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)→變速箱→傳動軸→后橋叉速器→行走輪胎。第二十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日

③目的性：為達(dá)到一定的目的，系統(tǒng)都具有一定的功能。

如：電力系統(tǒng)：目的是向用戶供電，它必須具有將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能、功能。

制造系統(tǒng)：目的是向社會提供產(chǎn)品或設(shè)備，它應(yīng)具有特材料制成各種零件，并裝配成產(chǎn)品的功能。

測試系統(tǒng)：它通過許多傳感器，電器元件、存儲器、芯片及電纜導(dǎo)線組成，其目的是對信號進(jìn)行采集、存貯、分析和處理。第二十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日

④環(huán)境適應(yīng)性：任何系統(tǒng)都有一定的邊界和環(huán)境，與外部環(huán)境有一定的聯(lián)系和相互作用。外部環(huán)境的變化與系統(tǒng)是相互影響的，它們之間隨時(shí)進(jìn)行著物質(zhì)、能量、信息的交換。如機(jī)械加工系統(tǒng)受周圍環(huán)境的影響。若系統(tǒng)能找出一種辦法進(jìn)行自我控制，即便外部環(huán)境發(fā)生了變化，也能始終保持最優(yōu)狀態(tài)的系統(tǒng)。這樣，系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)性。如：閉環(huán)、半閉環(huán)制造系統(tǒng)。第二十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日生產(chǎn)過程包含了工藝過程和輔助過程:

①工藝過程：直接改變工件形狀、尺寸、位量、性質(zhì);

②輔助過程：運(yùn)輸、保管、刃磨、設(shè)備維護(hù)等。

工藝過程：生產(chǎn)過程中，按一定順序逐漸改變生產(chǎn)對象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機(jī)械加工）、位置（裝配）和性質(zhì)（熱處理），使其成為預(yù)期產(chǎn)品的主要過程；或者與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程?？删唧w的分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、電鍍、裝配等工藝過程。

二、工藝過程第二十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)：根據(jù)國家計(jì)劃，市場需要和企業(yè)的生產(chǎn)能力編制企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。

產(chǎn)量的組成：需求產(chǎn)品數(shù)量，備品數(shù)量、廢品數(shù)量。

因此：年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可由下式計(jì)算：

N=Q·n(1+α%)(1+β%)

θ-----年產(chǎn)量（臺/年）

n------每臺產(chǎn)品所需該零件數(shù)量（件/臺）

α------備品率

β------廢品率

本生產(chǎn)綱須確定后，就可以根據(jù)車間的具體情況按一定期限分批投產(chǎn)，每批投產(chǎn)的零件數(shù)量稱為批量。第二十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日生產(chǎn)類型產(chǎn)品有大有小，小到螺釘，大至收音機(jī)，船舶。其特征有的復(fù)雜，有的簡單，批量和生產(chǎn)綱須也各不相同。1．單件、小批生產(chǎn)

特征：①產(chǎn)品做得少，只做一件或數(shù)件；

②一個(gè)工作打進(jìn)行多工序和多品種的作業(yè)；

③重型機(jī)器、大型船舶，新樣機(jī)制造屬此類型。根據(jù)產(chǎn)品的大小、特征、批量和生產(chǎn)綱領(lǐng)，我們通常將產(chǎn)品的生產(chǎn)分成三種生產(chǎn)類型：生產(chǎn)類型單件、小批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大批、大量生產(chǎn)第二十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日2．成批生產(chǎn)

特征：①產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量較多，周期地成批投入生產(chǎn)；

②一個(gè)工作地順序地、分批地完成不同工件的某些工序；

③通用機(jī)床，數(shù)量需求不大，但常更新產(chǎn)品就屬此類型。

3.大批、大量生產(chǎn)

特征：①產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量大，需連續(xù)不斷地進(jìn)行生產(chǎn)；

②一個(gè)工作地重復(fù)不斷地進(jìn)行某工序的加工；

③如汽車通用件（軸承、螺栓等）自行車等屬此類生產(chǎn)類型。第二十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日生產(chǎn)類型的劃分：生產(chǎn)類型不僅決定于生產(chǎn)綱須，而且和產(chǎn)品的大小和復(fù)雜程度有關(guān)。

劃分依據(jù)可參照下表：

表3-1生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)（年產(chǎn)量）的關(guān)系

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生產(chǎn)類型重型機(jī)械中型機(jī)械小型機(jī)械

單件生產(chǎn)<5<20<100

小批生產(chǎn)5～10020-200100-500

中批生產(chǎn)－200-500500-5000

大批生產(chǎn)－500-50005000-50000

大量生產(chǎn)－>5000>50000

--------------------------------------------------------------------------第二十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日劃分生產(chǎn)類型有利于進(jìn)行生產(chǎn)的規(guī)劃和管理。

大批、大量生產(chǎn)宜廣泛采用高產(chǎn)專用機(jī)床和自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，按流小線或自動生產(chǎn)線排列進(jìn)行生產(chǎn)，可大大提高生產(chǎn)率，從而降低成本，提高競爭力。

單件、小批生產(chǎn)宜采用通用性好的機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，以減少設(shè)備投資，從而降低成本。劃分生產(chǎn)類型的意義第三十頁，共六十九頁，2022年，8月28日隨著科技的發(fā)展和人民生產(chǎn)水平的提高，人們對產(chǎn)品的樣式要求越來越高，而同一樣式的數(shù)量越來越少，同一產(chǎn)品獲取較高利潤；“有效壽命”愈來愈短，因此要求制造系統(tǒng)具有高效生產(chǎn)。能力又具快速轉(zhuǎn)產(chǎn)的“柔性”特性。傳統(tǒng)的專用機(jī)和生產(chǎn)線，對一種產(chǎn)品有較高的生產(chǎn)效率，但很難適應(yīng)新產(chǎn)品的需要。因此，它是有很大的"剛性"。（即專用性）而數(shù)控機(jī)床，加工中心能很好地適用于當(dāng)今產(chǎn)品多品種，少批量生產(chǎn)自動化的要求。第三十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日第三節(jié)工件的定位和基準(zhǔn)

一、基準(zhǔn)的選擇1.基準(zhǔn)

(1)基準(zhǔn)概念：

我們知道零件總是由若干表面組成，各表面之間總有一定的尺寸和相互位置要求。

基準(zhǔn)：就是零件專用來確定其他點(diǎn)、線、面所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。第三十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日(2)定位基準(zhǔn)對工藝規(guī)程的影響。

直接影響：a.工序的數(shù)目；

b.夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；

c.零件的精度是否易于保證（如基準(zhǔn)重合）；第三十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日

①設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面的基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是尺寸標(biāo)注的起始點(diǎn)?；鶞?zhǔn)關(guān)系是可逆的。擬定多種定位方案，進(jìn)行比較擇優(yōu)。(3)選定基準(zhǔn)的方法：(4)基準(zhǔn)分類：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)按其作用的不同分為：工藝基準(zhǔn)有可分為:定位基準(zhǔn)度量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)第三十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日

定位基準(zhǔn)：在加工時(shí)使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。

定位基準(zhǔn)可分為：粗、精、輔助基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來確定零件或部件在機(jī)器上位置的表面。②工藝基準(zhǔn)：在加工和裝配中使用的基準(zhǔn)。度量基準(zhǔn)：檢驗(yàn)時(shí)用來確定被測零件在度量工具上位置的表面。第三十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日各種基準(zhǔn)第三十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。如圖1.11所示零件結(jié)構(gòu)，需要在階梯軸零件上確定平面B的位置。在設(shè)計(jì)零件時(shí)，B平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可以有多種選擇（也即，B平面尺寸有多種標(biāo)注方式）。例如，圖a所示的零件H1尺寸以軸線S1為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖b所示的零件H2尺寸以母線S2為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖c所示的零件H3尺寸以母線S3為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

第三十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（一）單一尺寸互為基準(zhǔn)第三十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（二）明確指出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不平等情況第三十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（三）加工關(guān)系有先后先加工為基準(zhǔn)第四十頁，共六十九頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（四）多個(gè)同方向尺寸公共起點(diǎn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)第四十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日2.工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。依據(jù)它們在工藝過程中的不同應(yīng)用，工藝基準(zhǔn)可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。

第四十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日1)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)是在工序圖上，用來確定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形狀、位置。它是某一工序加工表面所要達(dá)到的加工尺寸（即工序尺寸）的起點(diǎn)。下圖是某工序圖，G1表面和G2表面是工序基準(zhǔn)。

第四十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日2）定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是在加工過程中用作工件定位的基準(zhǔn)。如圖1.11所示的零件加工時(shí)，定位基準(zhǔn)可以有多種選擇，例如圖a用三爪卡盤夾持工件，以軸線W1為定位基準(zhǔn)；圖b表示用V形塊定位，以軸線W2為定位基準(zhǔn)；圖c用虎鉗夾持工件大圓柱體，用支撐釘定位，以母線W3為定位基準(zhǔn)；圖d用虎鉗夾持工件小圓柱體，用支撐釘定位，以母線W4為定位基準(zhǔn)。

第四十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日如果需要用于加工定位的工件表面是斜面或曲面等不便于定位的表面.為了加工工件時(shí)定位方便，在工件上專門加工出定位面作為定位基準(zhǔn)，這樣的定位基準(zhǔn)稱為附加基準(zhǔn)。相對應(yīng)，利用零件原有表面作定位基準(zhǔn)，稱之為固有基準(zhǔn)。舉例：軸類零件用于加工定位的頂尖孔就是典型的附加基準(zhǔn)；三爪卡盤裝夾零件時(shí)，則用于定位的圓柱表面是典型的固有基準(zhǔn)。

第四十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日

附加基準(zhǔn)第四十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日3）測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)是零件測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。采用不同的測量方法，如圖1.11所示的零件的測量基準(zhǔn)可以有多種，例如：圖a以軸線C1為測量基準(zhǔn)；圖b表示用量規(guī)檢測時(shí)，以母線C2為測量基準(zhǔn)；圖c用卡尺檢測時(shí)，以母線C3為測量基準(zhǔn)。

第四十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日4）裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)是裝配時(shí)確定零件或部件在機(jī)器中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。例如，下圖是某裝配結(jié)構(gòu)圖的局部，Z1圓柱表面和Z2端面是齒輪在軸上的裝配基準(zhǔn)。第四十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日二、工件的裝夾機(jī)械制造過程中用來固定加工對象，使之在機(jī)床上占有正確的位置，以便進(jìn)行機(jī)械加工或檢測的裝置被稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。夾具設(shè)計(jì)是直接為機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的一項(xiàng)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)是周期要求短，夾具精度高。夾具設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝等關(guān)系密切。第四十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日工件的裝夾1．裝夾的概念工件裝夾是將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程。工件裝夾的包含了定位、夾緊兩個(gè)方面內(nèi)涵。工件定位是工件在機(jī)床或夾具上占有正確的位置，使工件與刀具及機(jī)床主軸、導(dǎo)軌之間具有正確的相對關(guān)系，從而保證被加工工件的尺寸精度、形狀精度及位置精度。工件夾緊是工件定位后將其固定的正確位置上，使之不因切削力、慣性力、重力的作用而變化。

第五十頁，共六十九頁，2022年，8月28日2．裝夾的方式在機(jī)床上，工件一般可采用如下幾種裝夾方式：(1)直接裝夾

直接裝夾是將工件的定位基準(zhǔn)面直接密切貼合在機(jī)床的裝夾面上，不需找正即可完成定位，通過夾緊工件，使其在整個(gè)加工過程中保持正確位置。在平面磨床的磁力工作臺上固定工件等都是直接裝夾。第五十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日(2)找正裝夾

是利用可調(diào)整工具將工件夾持在機(jī)床上，并使機(jī)床作慢速運(yùn)動，利用劃針或千分表檢測和調(diào)整工件的位置，使之處于正確位置的裝夾方式。例如，在車床上加工一個(gè)具有較高同軸度要求的階梯軸時(shí)，可采用四爪卡盤和千分表調(diào)整工件的位置，以提高和保證加工精度的工件裝夾過程是找正裝夾。對于形狀復(fù)雜，尺寸、重量均較大且精度較低的鑄件和鍛件毛坯，如果工件毛坯沒有方便的找正表面，則可預(yù)先在毛還上劃出待加工面的輪廓線，然后按照所劃的輪廓線找正其位置完成工件裝夾，這種工件裝夾方式也屬于找正裝夾。第五十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日(3)夾具裝夾

夾具裝夾是將夾具預(yù)先安裝在機(jī)床上并精確調(diào)整其位置，在機(jī)械加工過程中利用該夾具迅速而準(zhǔn)確地裝夾工件的方式。在上述三種工件裝夾方式中，夾具裝夾具有較高的定位精度，工件裝夾操作方便、簡單和省時(shí)，適合大批量生產(chǎn)。找正裝夾亦具有較高定位精度，但操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，僅適合單件小批量生產(chǎn)。

第五十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日三、工件的定位原理工件在夾具中定位的目的是使同一批工件在夾具中占有一致的正確加工位置。但由于實(shí)際定位基準(zhǔn)和定位元件存在制造誤差，故同批工件在夾具中所占據(jù)的位置不可能是完全一致的，這種位置的變化將導(dǎo)致加工尺寸產(chǎn)生誤差。研究工件在夾具中的定位可以從定位基本原理、定位方法與定位元件、定位精度三個(gè)方面研究。

第五十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日工件定位的基本原理1.六點(diǎn)定位原理在夾具中未定位以前，任何一個(gè)工件都可以看成為在空間直角坐標(biāo)系中的自由物體。如圖所示的方形工件，它在空間的位置是任意的，可沿三個(gè)垂直坐標(biāo)軸放在任意位置，通常稱為工件沿三個(gè)垂直坐標(biāo)軸具有平動自由度，分別以表示、、表示。此外，工件繞三個(gè)垂直坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角位置也是任意的，通常稱之為繞三個(gè)垂直坐標(biāo)軸具有轉(zhuǎn)動自由度，分別以、、表示。要使工件在夾具中占據(jù)正確位置，就必須恰當(dāng)?shù)叵拗乒ぜ诳臻g上的六個(gè)自由度。

第五十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日用于空間定位的六個(gè)支承點(diǎn)的分布必須遵循一定的規(guī)則。如圖3.2(a)所示的平行六面體上加工鍵槽時(shí)，為保證加工尺寸需限制工件的、、三個(gè)自由度；為保證，還需限制、兩個(gè)自由度，為保證，最后還需限制自由度。

在進(jìn)行工件定位分析時(shí)，通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全正確，這就是的“六點(diǎn)定位原理”。第五十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日在夾具上布置了六個(gè)支承點(diǎn)，當(dāng)工件基準(zhǔn)面安置在這六個(gè)支承點(diǎn)上時(shí)，就限制了它的全部自由度，見圖3.2(b)。工件底面（M面）緊貼在支承點(diǎn)1、2、3上，限制了工件的、、三個(gè)自由度；工件側(cè)面（N面）緊靠在支點(diǎn)4、5上，限制了、兩個(gè)自由度；工件的端面（P面）在支承點(diǎn)6上，限制了自由度。第五十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日工件上布置三個(gè)支承點(diǎn)的M面稱為主要定位基準(zhǔn)。三個(gè)支承點(diǎn)布置得越遠(yuǎn)，所組成的三角形就越大，工件定位就越穩(wěn)定。布置兩個(gè)支承點(diǎn)的N面稱為導(dǎo)向定位基準(zhǔn)。應(yīng)選取工件上窄長表面作為導(dǎo)向定位基準(zhǔn)。工件上布置一個(gè)支承點(diǎn)的P面稱為止推定位基準(zhǔn)。由于它只和一個(gè)支承點(diǎn)接觸，工件在加工時(shí)，常常還要承受加工過程中的切削力和沖擊等，因此可選工件上窄小且與切削力方向相對的表面作為止推定位基準(zhǔn)。在夾具結(jié)構(gòu)中，支承點(diǎn)是用定位元件來實(shí)現(xiàn)的，如圖3.2(c)中設(shè)置了六個(gè)支撐釘。第五十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日例如為如圖所示為在環(huán)狀工件上鉆孔的工序，設(shè)計(jì)定位結(jié)構(gòu)。第五十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日夾具上布置了六個(gè)支承點(diǎn)，見圖3.3(b)，工件端面緊貼在支承點(diǎn)1、2、3上，限制、、三個(gè)自由度；工件內(nèi)孔緊靠支承點(diǎn)4、5，限制、兩個(gè)自由度；鍵槽側(cè)面靠在支承點(diǎn)6上，限制自由度。

第六十頁，共六十九頁，2022年，8月28日圖3.3(c)是實(shí)現(xiàn)圖3.3(b)中六個(gè)支承點(diǎn)所采用定位元件的具體結(jié)構(gòu)。以臺階面A代替1、2、3三個(gè)支承點(diǎn)；短銷B代替4、5兩個(gè)支承點(diǎn)；嵌入鍵槽中防轉(zhuǎn)銷C代替支承點(diǎn)6。

第六十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日如圖3.4(a)為車床上加工軸的通孔，根據(jù)加工要求，不需要限制和自由度，故使用三爪卡盤限制其余四個(gè)自由度即可。2.限制工件自由度與加工要求的關(guān)系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。2)不完全定位和欠定位根據(jù)工件加工要求，并不需要限制其全部自由度的定位稱為不完全定位。第六十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日圖3.4(b)為平板工件在平磨床上采用電磁工作臺定位磨平面，工件只有厚度及平行度要求，故只需要限制、、三個(gè)自由度即可。欠定位是應(yīng)該限制的自由度沒有被加以限制的定位。在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的。但是欠定位不允許的。

第六十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日3)過定位工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制的定位稱為過定位。過定位在生產(chǎn)中是被限制使用的。圖3.5(a)所示為加工連桿小頭孔的正確定位方案。用平面限制、、三個(gè)自由度；用短圓柱銷限制、兩個(gè)自由度；用防轉(zhuǎn)銷限制自由度，屬完全定位。第六十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日如果短圓柱銷換為長圓柱銷，則會造成過定位現(xiàn)象。由于長圓柱銷限制了、、