1、第第4.24.2節(jié)節(jié) 工件的定位（工件的定位（1 1） 1、定位：定位：在機床上加工工件時，為使在機床上加工工件時，為使工件在該工序所加工表面能達到規(guī)定的尺寸工件在該工序所加工表面能達到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，在開動機床進行加工之與形位公差要求，在開動機床進行加工之前，必須首先前，必須首先將工件放在機床上或夾具中，將工件放在機床上或夾具中，使它在夾緊之前就相對于機床占有某一正確使它在夾緊之前就相對于機床占有某一正確的位置，此過程稱為的位置，此過程稱為定位定位。一、概念一、概念第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 加工加工前確定前確定工件工件在機床或夾具中相對刀具占據(jù)的在機床或夾具中相對刀

2、具占據(jù)的加工位置稱為定位。加工位置稱為定位。1）工件的定位必須要有相應(yīng)的定位元件來限制。）工件的定位必須要有相應(yīng)的定位元件來限制。2）工件的定位應(yīng)有相應(yīng)的精度要求。）工件的定位應(yīng)有相應(yīng)的精度要求。3）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分布范圍。布范圍。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 2、夾緊：夾緊：工件在定位之后還不一定能承工件在定位之后還不一定能承受外力的作用，為了使工件在加工過程中。受外力的作用，為了使工件在加工過程中?？偰鼙３制湔_位置，還必須把它壓緊，此總能保持其正確位置，還必須把它壓緊，此過程過程稱為夾緊稱為夾緊。 定位的任務(wù)：

3、使工件相對于機床占有某定位的任務(wù)：使工件相對于機床占有某一正確的位置。一正確的位置。 夾緊的任務(wù)：是保持工件的定位位置不夾緊的任務(wù)：是保持工件的定位位置不變。變。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計3 3、基準(zhǔn)、基準(zhǔn)（1 1）基準(zhǔn)及基面）基準(zhǔn)及基面 基準(zhǔn)：基準(zhǔn)：指用來確定生產(chǎn)對象中相關(guān)幾何要素間的指用來確定生產(chǎn)對象中相關(guān)幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面?；妫夯妫褐冈诹慵嫌靡泽w現(xiàn)基準(zhǔn)的那些表面。指在零件上用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的那些表面。當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素為輪廓要素（如平面、棱線、當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素為輪廓要素（如平面、棱線、素線、頂點）時，其基面就是基準(zhǔn)。

4、而當(dāng)作為基準(zhǔn)素線、頂點）時，其基面就是基準(zhǔn)。而當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素為中心要素（如軸線、球心、對稱中心線或的要素為中心要素（如軸線、球心、對稱中心線或面）時則由相應(yīng)的表面來體現(xiàn)。面）時則由相應(yīng)的表面來體現(xiàn)。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計2 2基準(zhǔn)的種類基準(zhǔn)的種類（1 1）設(shè)計基準(zhǔn)）設(shè)計基準(zhǔn) 指在零件設(shè)計圖紙指在零件設(shè)計圖紙上所采用的基準(zhǔn)。上所采用的基準(zhǔn)。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計（2 2）工藝基準(zhǔn)）工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)：工藝基準(zhǔn)：指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。包括定位基指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。包括定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。1 1）

5、定位基準(zhǔn)）定位基準(zhǔn): : 在工件加工時用來確定工件加工位置所采用在工件加工時用來確定工件加工位置所采用的基準(zhǔn)。的基準(zhǔn)。 2 2）工序基準(zhǔn)：）工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序所加工表在工序圖上用來確定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。 3 3）測量基準(zhǔn)：）測量基準(zhǔn)：測量工件已加工表面的尺寸和位置所測量工件已加工表面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。采用的基準(zhǔn)。 4 4）裝配基準(zhǔn)：）裝配基準(zhǔn)：產(chǎn)品裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相互位置所采用的基準(zhǔn)。產(chǎn)品中的相互位置所采用的基準(zhǔn)。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章

6、 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計二、工件的定位二、工件的定位 物體在空間具有六個物體在空間具有六個自由度，即沿三個坐標(biāo)軸自由度，即沿三個坐標(biāo)軸的移動和繞三個坐標(biāo)軸的的移動和繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動，如果完全限制了物轉(zhuǎn)動，如果完全限制了物體的這六個自由度，則物體的這六個自由度，則物體在空間的位置就完全確體在空間的位置就完全確定了。定了。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計1.六點定位原理第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計六點定則：六點定則：用六個合理分布的定位支承點限用六個合理分布的定位支承點限制工件的六個自由度，即可實現(xiàn)工件在空間制工件的六個自由度，即可

7、實現(xiàn)工件在空間位置的完全確定。位置的完全確定。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計注：注：1 1無論工件的形狀核結(jié)構(gòu)無論工件的形狀核結(jié)構(gòu)怎么不同，其怎么不同，其4 4個自由度都可個自由度都可以用以用4 4個支撐點來限制，只是個支撐點來限制，只是4 4個支撐點的位置不同罷了；個支撐點的位置不同罷了； 2 2 定位過程中，支撐點與定位過程中，支撐點與工件不分離，一旦分離，就失工件不分離，一旦分離，就失去了定位作用。去了定位作用。 為了達到某一工序的加工要求，有時不一為了達到某一工序的加工要求，有時不一定要完全限制工件的六個自由度。定要完全限制工件的六個自由度。 例如：例如：在如圖在如圖1-4所

8、示工件上銑一個通槽。所示工件上銑一個通槽。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 綜上分析知，欲使工件在空間處于完全確綜上分析知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加工件相適應(yīng)的定的位置，必須選用與加工件相適應(yīng)的6個支個支承點來限制工件的承點來限制工件的6個自由度，這就是工件定個自由度，這就是工件定位的位的六點定位原理六點定位原理。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 三、工件的定位形式工件的定位形式 （1）完全定位 用六個合理布置的定位支承點限制工件的六個自由度，使工件位置完全確定的定位形式稱為完全定位。（2）不完全定位 工件被限制的自由度少于六個，但能滿足加工技術(shù)要求的定位

9、形式稱為不完全定位。（3） 根據(jù)加工技術(shù)要求應(yīng)限制的自由度沒有被限制，這種定位現(xiàn)象稱為欠定位現(xiàn)象。 欠定位現(xiàn)象是不允許出現(xiàn)的，因為其不能保證工件的加工技術(shù)要求。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計（4）過定位 兩個或兩個以上的定位支承點同時限制工件的同一個自由度的定位形式稱為過定位，也常稱為超定位或重復(fù)定位。 防止出現(xiàn)造成不良后果的過定位的方法有：改變定位元件結(jié)構(gòu)，去掉多余的定位支承點。提高工件定位基面之間和定位元件工作表面之間的位置精度。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計四、工件限制的應(yīng)自由度數(shù)目四、工件限制的應(yīng)自由度數(shù)目第一種自由度的分析方法及步驟：第一種自由度的分析方法及步驟：

10、1) 明確工件在本工序的加工要求和相應(yīng)的工序基準(zhǔn)。明確工件在本工序的加工要求和相應(yīng)的工序基準(zhǔn)。2) 根據(jù)工序基準(zhǔn)的所在位置建立空間直角坐標(biāo)系。根據(jù)工序基準(zhǔn)的所在位置建立空間直角坐標(biāo)系。3) 依次找出影響本工序加工要求的自由度）。依次找出影響本工序加工要求的自由度）。4）將找出的自由度進行歸納即可得到本工序應(yīng)限制的）將找出的自由度進行歸納即可得到本工序應(yīng)限制的第一種自由度。第一種自由度。 判斷工件在某一方向的自由度是否被限制，唯一判斷工件在某一方向的自由度是否被限制，唯一的標(biāo)準(zhǔn)是看同一批工件先后定位后，在該方向上的位的標(biāo)準(zhǔn)是看同一批工件先后定位后，在該方向上的位置是否一致。置是否一致。 第第4

11、4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計a a）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z 軸的一個移動軸的一個移動 自由度。自由度。 b b）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X 和和Y 軸的兩個軸的兩個 移動自由度。移動自由度。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計c）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z 軸的一個移動自軸的一個移動自 由度和沿著由度和沿著X和和Y軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度。軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度。 d）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X 與與Z 軸的兩個移軸的兩個移 動自由度和沿著動自由度和沿著X和和Z軸的

12、兩個轉(zhuǎn)動自由度。軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計e）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X與與Z的二個移動自由的二個移動自由度和沿著度和沿著X、Y和和Z軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。f）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X、Y和和Z軸的三個移動軸的三個移動自由度和沿著自由度和沿著X、Y和和Z軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 圖圖(a)(a)： 過球心過球心打一孔打一孔 。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計圖圖(b)：加工齒輪坯：加工齒輪坯兩端面，要求保證尺

13、寸兩端面，要求保證尺寸A及兩端面與內(nèi)孔的垂直度。及兩端面與內(nèi)孔的垂直度。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計圖圖(c)：在小軸上銑槽，保證尺寸：在小軸上銑槽，保證尺寸H和和L 。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計圖圖(d)：過軸心打通孔，保證尺寸：過軸心打通孔，保證尺寸L 。 第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計 圖圖(e)：在支座零件上加工兩通孔，保證尺寸：在支座零件上加工兩通孔，保證尺寸A和和H。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4.24.2節(jié)

14、節(jié) 工件的定位（工件的定位（2 2） - -常見的定位方式及其定位元件常見的定位方式及其定位元件1 1足夠的精度足夠的精度 定位元件的精度將直接影響工件的定位精度。2 2耐磨性好耐磨性好 定位元件在使用過程中會受到磨損，從而導(dǎo)致定位精度的下降，當(dāng)磨損到一定程度時，定位元件必須更換。3 3足夠的強度和剛度足夠的強度和剛度 定位元件不僅起到限制工件自由度的作用，而且在加工過程中還要承受工件重力、切削力、夾緊力等。4 4工藝性好工藝性好 定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理、便于制造、裝配和維修。定位元件的基本要求定位元件的基本要求第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計1. 1. 工件以平面定位工件以平

15、面定位 1 1）固定支承）固定支承 支承釘（平頭、球頭、鋸齒頭）支承釘（平頭、球頭、鋸齒頭） 支承板（無槽、有槽）支承板（無槽、有槽）2 2）可調(diào)支承（平頭、球頭、鋸齒頭）可調(diào)支承（平頭、球頭、鋸齒頭）3 3）自位支承（也稱為浮動支承）自位支承（也稱為浮動支承） 工作面形式有：兩點式、三點式和多點式。工作面形式有：兩點式、三點式和多點式。 浮動方式有：球面浮動式、杠桿浮動式、浮動方式有：球面浮動式、杠桿浮動式、滑柱浮動式?；邮?。第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第

16、第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計2.2.工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔定位1 1）定位銷）定位銷 可分為圓柱銷、圓錐銷、菱形銷與組合銷可分為圓柱銷、圓錐銷、菱形銷與組合銷 結(jié)構(gòu)形式有：固定式、伸縮式結(jié)構(gòu)形式有：固定式、伸縮式 長圓柱銷（可限制長圓柱銷（可限制4 4個自由度）個自由度） 短圓柱銷（可限制短圓柱銷（可限制2 2個自由度）個自由度） 短固定圓錐銷（可限制短固定圓錐銷（可限制3 3個自由度）個自由度）第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具

17、設(shè)計機床夾具設(shè)計2 2）定位心軸）定位心軸可分為剛性心軸和彈性心軸。剛性心軸可分為可分為剛性心軸和彈性心軸。剛性心軸可分為圓柱心軸和小錐度心軸。剛性圓柱心軸可分為間隙圓柱心軸和小錐度心軸。剛性圓柱心軸可分為間隙配合、過盈配合和花鍵軸。配合、過盈配合和花鍵軸。長圓柱心軸（可限制長圓柱心軸（可限制4 4個自由度）個自由度）短圓柱心軸（可限制短圓柱心軸（可限制2 2個自由度）個自由度）第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計3. 3. 工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位1 1）V

18、 V形塊定位形塊定位 長長V形塊和短形塊和短V形塊；固定形塊；固定V形塊和活動形塊和活動V形塊形塊 固定長固定長V形塊（可限制形塊（可限制4個自由度）個自由度） 固定短固定短V形塊（可限制形塊（可限制2個自由度）個自由度）2 2）定位套）定位套（半圓套、圓柱及圓錐套）（半圓套、圓柱及圓錐套）3 3）定心夾緊結(jié)構(gòu)）定心夾緊結(jié)構(gòu)（卡盤類、彈性卡頭）（卡盤類、彈性卡頭）第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計第第4 4章章 機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計4. 4. 工件以其它表面定位工件以其它表面定位（1 1）工件以圓錐孔定位）工件以圓錐孔定位 1) 1) 錐度心軸（長軸與短軸）錐度心軸（長軸與短軸） 2) 2) 頂尖（固定與活動）頂尖（固定與活動）（2 2）工件以成形表面定位）工件以成形表面定位 如：漸開線齒