1、1機(jī)械制造技術(shù) 1.3 工件加工時的定位工件加工時的定位2 工件裝夾含義工件裝夾含義：將工件從“定位定位”到“夾緊夾緊”的整個過程,也有稱為“安裝 ”。 1.3 工件加工時的定位工件加工時的定位（一）工件的裝夾（一）工件的裝夾一、工件的定位一、工件的定位定位：定位：在機(jī)械加工前在機(jī)械加工前, ,使工件使工件在機(jī)床上相對于工具占據(jù)某在機(jī)床上相對于工具占據(jù)某一正確的位置的過程稱為工一正確的位置的過程稱為工件的件的 “ “定位定位”。使工件占有使工件占有正確和確定的位置。正確和確定的位置。畫針畫針3生產(chǎn)中三種主要定位方法：生產(chǎn)中三種主要定位方法： 1.1.夾具裝夾夾具裝夾 2.2.直接找正直接找正

2、3.3.劃線找正劃線找正夾緊夾緊：工件定位后工件定位后, ,由于在加工中受到切削力、重力由于在加工中受到切削力、重力等的作用等的作用, ,還應(yīng)采用一定的機(jī)構(gòu)還應(yīng)采用一定的機(jī)構(gòu), ,將工件將工件“夾緊夾緊”,”,使使其位置保持不變。其位置保持不變。使工件已定位置在加工中保持不變。使工件已定位置在加工中保持不變。 區(qū)分：定位和夾緊的概念區(qū)分：定位和夾緊的概念41.夾具裝夾夾具裝夾操作簡單，生產(chǎn)率高，操作簡單，生產(chǎn)率高，精度易保證。精度易保證。各種類型均可采用，一各種類型均可采用，一般在大批大量生產(chǎn)類型般在大批大量生產(chǎn)類型中應(yīng)用。中應(yīng)用。 5 直接找正裝夾直接找正裝夾: :工件的定位過程工件的定位過

3、程由操作工人直接在機(jī)床上利用千由操作工人直接在機(jī)床上利用千分表、劃線盤等工具，找正某些分表、劃線盤等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夾有相互位置要求的表面，然后夾緊工件。緊工件。2. 直接找正裝夾直接找正裝夾 效率低，但精度可以最高。效率低，但精度可以最高。 用于單件小批或精度要求特別高用于單件小批或精度要求特別高時。時。6劃線找正裝夾劃線找正裝夾: :按圖紙要求在工按圖紙要求在工件表面上劃出位置線以及加件表面上劃出位置線以及加工線和找整線，裝夾工件時，工線和找整線，裝夾工件時，先在機(jī)床上按找整線找整工先在機(jī)床上按找整線找整工件的位置，然后夾緊工件。件的位置，然后夾緊工件。 3.劃線找

4、正裝夾劃線找正裝夾單件小批、中批，復(fù)雜或精度單件小批、中批，復(fù)雜或精度低的鑄、鍛件的粗加工低的鑄、鍛件的粗加工圖所示的車床床身毛坯，為保證床身各加圖所示的車床床身毛坯，為保證床身各加工面和非加工面的位置尺寸及各加工面的工面和非加工面的位置尺寸及各加工面的余量，可先在鉗工臺上劃好線，然后在龍余量，可先在鉗工臺上劃好線，然后在龍門刨床工作臺上用可調(diào)支承支起床身毛坯門刨床工作臺上用可調(diào)支承支起床身毛坯，用劃針按線找正并夾緊，再對床身底平，用劃針按線找正并夾緊，再對床身底平面進(jìn)行粗刨。通用性好，效率、精度低。面進(jìn)行粗刨。通用性好，效率、精度低。7 三種定位方式的比較三種定位方式的比較 8 工件的自由度

5、工件的自由度 任何未定位的工件在空間任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六直角坐標(biāo)系中都具有六個自由度。可以沿個自由度。可以沿X、Y、Z軸移動，也可以繞軸移動，也可以繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動。軸轉(zhuǎn)動。 工件定位的任務(wù)工件定位的任務(wù)就是根據(jù)就是根據(jù)加工要求加工要求限制限制工件的全工件的全部或部分自由度。部或部分自由度。 ( (二二) ) 定位原理定位原理9六點定位原理六點定位原理: :采用采用6個按一定規(guī)則布置的約束點，可個按一定規(guī)則布置的約束點，可以限制工件的以限制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位。個自由度，實現(xiàn)完全定位。 1.六點定位原理六點定位原理102. 工件的實際定位工件的實際定位 研究定

6、位問題，要分析定位元件可以限制哪幾個自研究定位問題，要分析定位元件可以限制哪幾個自由度，以及分析它們的組合限制自由度的情況。由度，以及分析它們的組合限制自由度的情況。 用定位元件代替約束點限制自由度。用定位元件代替約束點限制自由度。11常用定位元件所能限制的自由度原理常用定位元件所能限制的自由度原理121314 點點（支承釘，小平面）限制一個自由度（支承釘，小平面）限制一個自由度常用定位元件所能限制的自由度總結(jié)常用定位元件所能限制的自由度總結(jié) 銷銷 短二長四短二長四 錐銷錐套錐銷錐套 單三雙五單三雙五 先移動后轉(zhuǎn)動，軸向總自由先移動后轉(zhuǎn)動，軸向總自由 判別：判別：定位點與工件接觸定位點與工件接

7、觸 線線（長支承板，長平面）限制二個自由度（長支承板，長平面）限制二個自由度 面面（二支承板，支承板（二支承板，支承板+支承釘，大平面）支承釘，大平面） V型塊型塊 短二長四短二長四 套套 短二長四短二長四 心軸心軸 短二長四短二長四15定位實例分析定位實例分析 圖（圖（a）中矩形工件六點定位）中矩形工件六點定位工件的工件的底面底面A 放在放在3個支承上個支承上,限制工件限制工件3個自由度個自由度 Z 平、平、X 轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)、Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)側(cè)平面?zhèn)绕矫鍮與與2個支承接觸個支承接觸,限制限制2個自由度個自由度X平、平、Z轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)另一側(cè)平面另一側(cè)平面C 與與1個支承接觸，限制個支承接觸，限制1個自由度個自由度Y平

8、平，工件的六個自由度都被限制了工件的六個自由度都被限制了16圖圖b為盤類工件的六點定位。為盤類工件的六點定位。底面底面用用3個支承點限制個支承點限制3個自由度個自由度( Z平、平、X 轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)、Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))圓周表面圓周表面用用2個支承點限制個支承點限制2個自由度個自由度( X平、平、Y平平)槽的側(cè)面槽的側(cè)面用用1個支承點限制個支承點限制1個自由度（個自由度（Z轉(zhuǎn)）。轉(zhuǎn)）。工件的六個自由度被完全確定。工件的六個自由度被完全確定。定位實例分析定位實例分析17完全定位完全定位: :工件的六個自由度完工件的六個自由度完全被限制的定位。全被限制的定位。不完全定位不完全定位按加工要求，允許按加工要求，允許有一個

9、或幾個自由度不被限制有一個或幾個自由度不被限制的定位。的定位。 3. 完全定位和不完全定位完全定位和不完全定位圖圖a所示，在工件上加工不通槽。槽寬由刀具直徑保所示，在工件上加工不通槽。槽寬由刀具直徑保證，但是要證，但是要保證尺寸保證尺寸A，就需要限制，就需要限制X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))、Z(平平)，要，要保證尺寸保證尺寸B，需要限制，需要限制X(平平)、 Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))，要保證尺寸要保證尺寸C，需要限制，需要限制Y(平平)，六個自由度都要限，六個自由度都要限制。制。要完全定位要完全定位18圖圖b所示，在工件上加工通槽，不需要保證尺寸所示，在工件上加工通槽，不需要保證尺寸C，不必，不必限制限制Y(

10、平平)，只需要限制其它五個自由度就可以了。這，只需要限制其它五個自由度就可以了。這種定位雖然沒有完全限制工件的六個自由度，但保證加種定位雖然沒有完全限制工件的六個自由度，但保證加工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在實際夾具定位中普遍存在。實際夾具定位中普遍存在。不完全定位不完全定位19只需要限制只需要限制Z Z(平平)需要限制需要限制X X(平平) 、Y Y(平平)需要限制需要限制Z(Z(平平) ) 、X(X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )需要限制需要限制X(X(平平) ) 、Z(Z(平平) ) 、X(X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Z(Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))

11、)20限制限制Z Z(平平) X X(平平) 、限制限制Z Z(平平)、 X X(平平) 、Y Y(平平)21 (1) (1) 欠定位欠定位 (2) (2) 過定位過定位4. 欠定位和過定位欠定位和過定位22只限制只限制Z(平平) 、 X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))，不能保證尺寸，不能保證尺寸B及其側(cè)面與及其側(cè)面與工件右側(cè)面的工件右側(cè)面的 平行度。平行度。增加條形支承板，限制增加條形支承板，限制X(X(平平) ) 、Z(Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )欠定位實例分析欠定位實例分析23其中三個支承釘與工件定位面其中三個支承釘與工件定位面接觸時，定位不準(zhǔn)、不穩(wěn)。接觸時，定位不準(zhǔn)、不穩(wěn)。強(qiáng)行強(qiáng)行4點接觸時，工件或夾具點接

12、觸時，工件或夾具變形。變形。改為兩條支承板改為兩條支承板過定位實例分析過定位實例分析24支承板限制支承板限制Z(平平) 、 X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))，短圓柱銷短圓柱銷1限制限制X X(平平) 、Y Y(平平)短圓柱銷短圓柱銷2限制限制X X(平平) 、 Z(Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )過定位實例分析過定位實例分析改為菱形銷改為菱形銷25過定位實例分析過定位實例分析長銷限制長銷限制Z(平平) 、Y Y(平平)、Z(Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) ) 、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))大端面限制大端面限制 X X(平平) Z( Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) ) 、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))長銷和小端面組合長銷和小端面組合大端面和短銷組合大端面和短銷組合球面墊圈球面墊圈26圖圖a為某工

13、件以孔與端面聯(lián)合定位情況，長銷與工件孔配為某工件以孔與端面聯(lián)合定位情況，長銷與工件孔配合限制工件合限制工件 四個自由度四個自由度 X(X(平平) )、 X(X(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )、Y(Y(平平) )、 Y(Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )，支承大端面限制工件支承大端面限制工件 三個自由度三個自由度X(X(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )、Y(Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) ) 、Z(Z(平平) )，X(X(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )、Y(Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )被兩個定位元件重復(fù)限制，出現(xiàn)過定位。被兩個定位元件重復(fù)限制，出現(xiàn)過定位。圖圖b b中將大端面改為小端面，圖中將大端面改為小端面，圖c c中在工件與大端面間加中在工件與大端面間加球形墊圈。球形墊圈。過定位實例分析過定位實例分析27

14、n從分析步驟上來看，從分析步驟上來看，有有總體分析法總體分析法(逆向逆向分析法分析法)和和分件分析分件分析法法(正向分析法正向分析法) 。5定位分析方法定位分析方法 n(1)1)總體分析法總體分析法: :從從工件定位的總體來分工件定位的總體來分析限制了哪些自由度。析限制了哪些自由度。分析其定位情況分析其定位情況.限制了限制了X(平平)、 Z(平平) 、 X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))、Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) 5個自由度。個自由度。從加工面的尺寸、形狀和位置要求來看，應(yīng)限制從加工面的尺寸、形狀和位置要求來看，應(yīng)限制6個自由個自由度度(不完全定位不完全定位) 。槽在。槽在y方向需限制其自由度，因此為欠方向需限制其

15、自由度，因此為欠定位。定位。總體分析法易于判別是否存在欠定位總體分析法易于判別是否存在欠定位。28(2)(2)分件分析法分件分析法：分：分別從各個定位面的別從各個定位面的所受約束來分析所所受約束來分析所限制的自由度。限制的自由度。各個定位面的所受約束來分析所限制的自由度。各個定位面的所受約束來分析所限制的自由度。矩形支承板矩形支承板1限制限制Z(平平) 、 X(轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)）、Y(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))3個自由度；個自由度；左邊的條形支承板左邊的條形支承板2右側(cè)面限制右側(cè)面限制X(平平)、 Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) 2個自由度個自由度右邊的條形支承板右邊的條形支承板3左側(cè)面限制左側(cè)面限制X(平平)、 Z(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) 2個自由度個自

16、由度有重復(fù)定位，為有重復(fù)定位，為過定位過定位。可知分件分析法易于判別是否有過定位。可知分件分析法易于判別是否有過定位。29 在討論在討論工件定位的合理性問題工件定位的合理性問題時，主要應(yīng)研究時，主要應(yīng)研究下面的三個問題：下面的三個問題：1)1)研究滿足工件加工面位置度要求所必須限制的研究滿足工件加工面位置度要求所必須限制的自由度；自由度；2)2)從承受切削力、設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)以及提高生產(chǎn)率的從承受切削力、設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)以及提高生產(chǎn)率的 角度分析在不完全定位中還應(yīng)限制哪些自由度；角度分析在不完全定位中還應(yīng)限制哪些自由度；3)3)在定位方案中，是否有欠定位和過定位問題，能在定位方案中，是否有欠定位和過定

17、位問題，能否允許過定位的存在。否允許過定位的存在。30基準(zhǔn)基準(zhǔn)概念概念二、基準(zhǔn)二、基準(zhǔn)零件是由若干表面組成，各表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求。用以確定零件上點、線、面間的相互位置關(guān)系所依據(jù)的點、線、面稱為基準(zhǔn)按作用不按作用不同分為設(shè)同分為設(shè)計基準(zhǔn)和計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)在工藝中采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)31加工時使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準(zhǔn)工藝工藝基準(zhǔn)基準(zhǔn)零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)定位定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)測量測量基準(zhǔn)基準(zhǔn)裝配裝配基準(zhǔn)基準(zhǔn)工序工序基準(zhǔn)基準(zhǔn)工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置32未經(jīng)機(jī)械加工定位定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)經(jīng)過機(jī)械加工工藝需要專門設(shè)計粗