《機床夾具設計》教案課程名稱學習任務§2.1定位基準選擇教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電（1）授課教師學習項目描述圖2-1為鋼套零件圖，工件材料為Q235A鋼，已經完成了內、外孔、端面的加工，在本工序中需鉆φ5mm的孔，具體加工質量要求如圖所示，批量N=2000件，現使用Z512鉆床鉆φ5mm孔。為了合理設計專用夾具定位方案。要求仔細分析圖樣，選擇工件的定位基準。圖2-1鋼套零件學習目標能進行圖樣分析；能區分工序基準與定位基準。3.能根據工序圖指出工序基準與定位基準。4.能合理選擇定位基準。學生情況分析本課程已經學習了機床夾具認識，為定位基準的選擇奠定了基礎。學習重點選擇定位基準學習難點教學方法任務驅動場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備課后作業習題冊§2.1選擇定位基準學習內容及教學組織流程§2.1選擇定位基準§2.1.1任務引入與分析§2.1.2相關知識學習一、夾具設計要求與步驟二、圖樣分析三、工件定位四、基準分類五、基準選擇§2.1.3項目實施§2.1.4小組展示與項目講評§2.1.5總結與拓展評價方法從課堂表現與課后作業等二個方面測評，課堂表現主要由考勤紀律、交流互動、小組合作成績、個人課堂作業四項組成。考勤紀律采用1分/節，遲到、早退、中途離開0.5分/次，缺課1分/節；交流互動回答問題1分/次；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價；個人課堂作業考核每個同學完成情況；每個同學課后作業由教師批改。課后記

§2制訂工件定位方案學習目標：1．能選擇工件的定位基準。2．能分析確定工件加工所需限定的自由度。3．能根據加工要求選擇定位方式。4．能根據定位要求選擇定位元件。5．能分析定位誤差是否滿足加工要求。6．能制定工件在夾具中的定位方案。7．能進行良好的交流與合作。【工作情景描述】如圖所示，鋼套零件在本工序中需鉆φ5mm的孔，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件。鋼套零件的三維圖如圖2-2所示。加工要求如下：1.φ5mm孔軸線到端面B的距離為20±0.1mm。2.φ5mm孔對20H7孔的對稱度為0.1mm。本任務是設計鉆5mm孔的鉆床夾具定位方案。學習活動2.1選擇定位基準2學時學習活動2.2選擇定位方式2學時學習活動2.3選擇定位元件4學時學習活動2.4計算定位誤差6學時學習活動2.5制訂定位方案2學時學習活動2.6交流、評價、總結2學時§2.1選擇定位基準§2.1.1任務導入與分析夾具的首要功能是定位，定位如果沒有基準，就無法描述工件的具體位置，工件定位也就無從談起。那么如何選擇工件定位基準？本次課學習任務是選擇定位基準。我在教學樓205教室里。如果沒有一個定量的描述，只知道我在教室中，卻不知道在教室的具體位置。那么，如何描述我在教室中所處具體位置呢？離北墻1.8米，那么，這個北墻就是南北方向基準，它是一個平面，它是測量1.8米這一尺寸起始面。離東墻2.5米；那么，這個東墻就是東西方向基準，它測量到2.5米這個尺寸起始面。同樣，工件在夾具中確定具體的位置，也需要選擇基準。為了工件在夾具中合理地定位基準，我們從學習任務入手。【項目描述】圖2-2為鋼套零件圖，工件材料為Q235A鋼，已經完成了內、外孔、端面的加工，在本工序中需鉆φ5mm的孔，具體加工質量要求如圖所示，批量N=2000件，現使用Z512鉆床鉆φ5mm孔。為了合理設計專用夾具定位方案。要求仔細分析圖樣，選擇工件的定位基準。【項目分析】如何進行分析圖樣，選擇工件的定位基準？定位基準的選擇，是為了制訂夾具定位方案，那么，我們應該首先了解機床夾具設計的要求，了解夾具設計步驟與內容，明確為什么要進行圖樣分析，圖樣分析什么內容，了解基準，基準分類，定位基準與工序基準區別了解工件如何進行定位，最后，需要了解定位基準的選擇原則。在了解與掌握這些相關后，我們再針對這個具體的學習任務，進行圖樣分析，選擇鉆φ5mm孔這一工序的定位基準§2.1.2相關知識學習一、機床夾具設計要求和步驟（一）機床夾具設計要求1.保證工件的加工精度要求夾具的定位與夾緊必須滿足本工序的加工精度要求，這是對夾具的最基本要求。若夾具不能滿足本工序加工精度要求，則在生產中不允許使用。2.提高機械加工生產效率應用夾具后，應能快速完成工件裝夾，明顯縮短輔助工時，提高生產效率。3.降低工件的生產成本降低成本，提高效率，是使用夾具主要目的。不能創造經濟效益的夾具，就會沒有實際使用價值。4.具有良好的工藝性夾具的結構應便于加工、調整、裝配、使用，具有良好的工藝性。（二）夾具設計步驟機床夾具設計分以下四個步驟：第一步：前期準備，它是夾具設計前準備工作。一是準備設計資料。生產制造的原始資料：工件圖紙和工藝文件、生產綱領、夾具制造與使用的情況。除此之外收集夾具設計的各類技術資料：技術標準、夾具的設計手冊等。二是進行實際調查。了解車間的生產技術狀況、生產的規模及生產批量。了解庫存夾具的通用配件和組合夾具的情況。三是工件圖樣分析。了解工件加工的工藝過程；明確本工序在整個加工工藝過程中的位置；了解本工序加工尺寸、精度、表面粗糙度等情況。四是確定定位基準。由此可見，圖樣分析與定位基準選擇，均屬于夾具設計前期準備工作。第二步：擬定結構方案。即擬訂定位、夾緊、與機床連接、對刀等結構方案；第三步：繪制夾具裝配圖。裝配圖為夾具的裝配提供依據。裝配圖中展示了夾具各部分結構及關系，標注了必要尺寸及技術要求。第四步：繪制夾具零件圖。除標準件外，需繪制出所有非標零件的零件圖。零件圖為加工零件提供了依據。由此可見，完成一套機床夾具的設計，最終需要提供的夾具的裝配圖和零件圖。二、加工工件圖樣分析下面就針對這個工件進行圖樣分析：圖2-1-2所示為工件在銑床夾具上加工鍵槽的工序圖，工件已完成外圓、端面及內孔加工，試分析如圖所示的工件圖樣。圖2-1-2加工鍵槽工序圖一是.本工序在整個工藝過程中位置。在進入本工序加工前銑鍵槽前已完成了外圓、端面等表面的加工。二是本工序的對加工質量要求（1）尺寸與精度：鍵槽的深度mm;槽的寬度尺寸mm。（2）形位精度：鍵槽兩側面對φ45h8外圓軸線的對稱度公差0.05mm。鍵槽兩底面對φ45h8外圓軸線的對稱度公差0.05mm。三、工件的定位圖2-1-3所示工件在夾具中定位。這個透明體是工件，加工鍵槽。工件放在兩個短V型塊上，工件外圓柱面與V型塊工作斜面接觸后，工件除了能沿軸線方向移動和繞軸線轉動，就不能作其它運動。L型板放在工件后側，工件端面與L型板前端面接觸后，工件不能沿軸線方向移動。將防轉銷插入工件定位圓孔中，防轉銷與內孔接觸后，工件就不能繞軸線轉動。由此可見，工件在夾具中定位是通過工件表面與定位元件表面的接觸與配合來實現的。因此，通過夾具中定位元件的合理選擇與布置，就能確保一批依次放置在夾具中的工件相對夾具均占據同一個正確的位置。四、基準基準用來確定工件上幾何要素間的幾何關系所依據的點、線、面。它也是計算各測量幾何要素位置尺寸的起點。（一）基準分類（二）設計基準設計基準是設計圖樣(零件圖)上所采用的基準。如圖2-1-5為帶軸肩鉆套零件圖，這是一個套筒類零件，下面我們分析該零件的設計基準。通常套筒類零件以長度與徑向確定基準。圖2-1-5帶肩固定鉆套長度方向的基準是M面，M面M是端面N和端面P的設計基準。徑向基準是軸心線0-0；它是外圓和內孔各表面的設計基準。端面跳動和圓跳動的基準是內孔軸心線0-0。（三）工序基準工序基準：在工序圖上用來確定加工表面位置的基準。圖2-1-6工件在銑床夾具上加工鍵槽，下面分析工序基準：鍵槽有尺寸及形位公差要求。圖2-1-6加工鍵槽工序圖1.確定鍵槽長度22尺寸基準是什么？是工件的前端面2.確定鍵槽深度“37”基準是什么？是工件φ45外圓柱面的軸線。3.確定確定鍵槽對稱度基準是什么？是工件φ45外圓柱面的軸線。已知工序圖，如何查找工序基準呢？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。如圖所示加工鍵槽的工序圖，試分析工序基準。確定鍵槽高低尺寸L工序基準是什么？φd1水平大圓柱體軸線。確定鍵槽前后h尺寸工序基準是什么？φd垂直小圓柱體軸線。確定鍵槽對稱度工序基準是什么？φd垂直小圓柱體軸線。（四）定位基準定位基準是確定工件在夾具中位置的基準，即與夾具定位元件接觸的工件上的點、線、面，當接觸的工件面為回轉面、對稱面時，定位基準為其中心要素。為什么當接觸的工件面為回轉面、對稱面時，定位基準不是表面，而是回轉面、對稱面中心要素？定位基準是用確定工件位置的，具體地說，是確定工件上加工要素的位置，它需要明確基準與加工要素之間具體度量尺寸，而回轉面、對稱面的表面要素與加工要素之間尺寸距離不是一個恒值，它是會變化的。如圖中，鍵槽的底面、側面與圓柱體表面之間距離是很難描述的。回轉面、對稱面中心要素是唯一的，能準確度量與加工表面之間距離。如圖軸線與加工底面距離是可以測量的。因此，當接觸的工件面為回轉面、對稱面時，定位基準為其中心要素。如圖2-3如圖2-3所示，試分析定位基準面與定位基準。工件在夾具中定位，透明體所示為工件，V型塊、L型板、防轉銷為定位元件。圖2-1所示工件在夾具中定位1.工件與L型板接觸的是什么面？定位基準是什么？是軸的后端面，這個后端面是定位基準面。它就是工件前后方向的定位基準。2.工件與V型塊接觸的是什么面？定位基準是什么？工件的外圓柱面。我們稱這個圓柱面為定位基準面。由于這個圓柱面是個回轉面，因此，定位基準為其中心要素，是外圓柱面對應的軸線。3.工件與防轉銷接觸的是什么面？定位基準是什么？小孔的內圓柱面。我們稱這個內圓柱面為定位基準面。由于這個小孔是個回轉面。因此，定位基準為小孔的軸線。定位用規定的符號表示，箭頭指向與定位元件接觸的工件上的點、線、面。如圖2-7所示，車工件左端面。圖2-1-7車端面定位符號1指向右端面，這個右端面是既是定位基準面，也是定位基準。定位符號2指向外圓柱面，這個外圓柱面是定位基準面，那么，定位基準在哪里？由于外圓柱面是一個回轉面，定位基準為基中心要素，即這個外圓柱面的軸線。定位基準與定位基準面的區別：前者確定著工件在夾具中的位置，后者表明工件與定位元件接觸或配合之處。【例2-2】基準辨認，如下圖1、2銑平面。試指出工序、定位基準。五、定位基準選擇定位基準分為粗基準和精基準，粗基準未經機械加工的基準。開始加工時，工件所有的面均未加工，只能以未加工的毛坯面作為定位基準，這種定位基準稱為精基準。精基準是經過機械加工的基準。在加工中首先使用粗基準定位，然后使用精基準定位。在選擇定位基準時，首先選擇精基準，然后再合理選擇粗基準。這主要是為了保證工件的加工精度。精、粗基準選擇考慮重點有所不同。選擇精基準時，重點考慮如何減少加工誤差。選擇粗基準時，重點考慮保證各個加工面都能分配到合理的加工余量。盡管粗精基準選擇考慮重點不同，但具有共性，通常均應遵守以下原則：一是基準重合原則。定位基準與工序基準盡量重合，以減少基準不重合誤差。二是質量優先原則。定位基準面是與定伴元件相接觸的，因此，優先使用尺寸與幾何精度較高、表面粗糙度較好工件表面作為定位基準面。三是減少變形原則。定位基準面的面積不能太小，基使工件安裝穩定，減少工件變形。四是裝夾方便原則。裝夾方便、夾緊可靠，便于操作。§2.2.3項目實施學生完成學習任務，教師巡回指導。§2.2.4展示與評價展示在小黑板中，教師進行評價。【項目講評】首先對工件圖樣分析一是對本工序在工件加工中工藝流程中所處的位置。從任務描述中的已知條件分析，在鉆孔之前，已完成內、外圓Φ20H7、Φ30以及端面的加工。二是分析本工序的質量要求尺寸精度：本工序加工是Φ5的孔，Φ5的形狀尺寸大小是由定尺寸刀具確定。Φ5的位置尺寸是20±0.1，即孔的中心距離左側端面的距離為20±0.1。形位精度：孔的中心線關于圓Φ20H7軸心線對稱度公差為0.1mm;下面我們講一下對稱度含義，被測量要素是小孔的軸線，基準要素是Φ20H7軸心線，如果沒有對稱度公差存在，小孔軸線在附視圖上的投影落在Φ20H7軸心線，現在對稱度公差為0.1mm，即小孔的軸線偏離Φ20H7軸心線允許的最大值為0.1mm。Φ5內孔表面粗糙度：Ra6.3。根據工件圖樣分析結果，結合定位基準選擇原則進行選擇。從工序圖分析，Φ5水平方向位置尺寸20±0.1，這個工序尺寸基準是左端面。從加工工藝流程來看，左端面在本工序前已經加工好。根據選擇定位基準中基準重合和表面質量優先原則，可選用是左端面。我們在工序圖可標注相應的定位符號，定位符號指向定位基準面。再分析孔的中心線關于圓Φ20H7軸心線對稱度公差為0.1mm，這一工序尺寸，工序基準為Φ20H7軸心線，從加工工藝流程來看，Φ20H7內孔面在本工序前已經加工好。根據選擇定位基準中基準重合和表面質量優先原則，可選擇Φ20H7軸心線為定位基準，其定位的基準面為Φ20H8內孔面。我們在工序圖可標注相應的定位符號，定位符號指向Φ20H8內孔面。因此，最終確定工件Φ20H7軸心線以及左側端面B為定位基準。

§2.2.5總結與拓展總結作業布置1.復習鞏固本次上課內容；2.完成習題冊2-1選擇定位基準（P5-P7)作業。三、下節預告我們選擇了定位基準后，如何進行定位，才能保證一批工件都能“確定”的“正確”位置呢？這涉及定位方式的選擇，那么，如何選擇工件定位方式，確保工件合理的定位。請同學們查閱資料預習，疑惑之處，請聽下回分解。課程名稱學習任務§2-2選擇定位方式教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電（1）授課教師學習項目描述鋼套零件在本工序中需鉆5mm的孔，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，工件已經完成了內、外孔、端面的加工，現使用Z512鉆床鉆5mm孔。試分析工序加工理論上應限制的自由度，并說明夾具設計時可采用的定位方式。圖2-1鋼套零件學習目標1.能應用六點定則分析工件自由度的消除情況。2.能綜合分析工件定位應限制的自由度。3.能根據夾具裝配簡圖分析工件的定位方式。4.能根據工件加工要求選擇定位方式。學生情況分析已經學完先定位基準的選擇，為定位方式的選擇奠定了基礎。學習重點選擇定位方式學習難點分析工件中理論應限制的自由度教學方法任務驅動場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備課后作業習題冊§2.2選擇定位方式學習內容及教學組織流程§2.2選擇定位方式（90分鐘）§2.2.1任務引入與分析§2.2.2相關知識學習自由度概念六點定位應用三、常用的定位方式四、常用加工面須限制的自由度§2.2.3項目實施（25分鐘）§2.2.4小組展示與項目講評§2.2.5總結與拓展評價方法從課堂表現與課后作業等二個方面測評，課堂表現主要由考勤紀律、交流互動、小組合作成績、個人課堂作業四項組成。考勤紀律采用1分/節，遲到、早退、中途離開0.5分/次，缺課1分/節；交流互動回答問題1分/次；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價；個人課堂作業考核每個同學完成情況；每個同學課后作業由教師批改。課后記

§2.2選擇定位方式§2.1.1任務導入與分析我們選擇了定位基準后，如何選擇定位方式，以保證一批工件都能“確定”的“正確”位置呢？如圖所示，鋼套零件鉆5孔工序圖，選擇端面與內孔軸線作為定位基準，那么，應該如何選擇定位方式呢？【項目描述】如圖所示，鋼套零件在本工序中需鉆5mm的孔，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，現選擇內孔與端面B為定位基準面，試分析工序加工理論上應限制的自由度，并說明夾具設計時可采用的何種定位方式。圖2-1鋼套零件【項目分析】針對分析自由度及選擇定位方式這兩個問題，涉及以下相關知識：我們首先學習自由度概念，空間一個物體具有幾個自由度；工件定位基準面與定位元件接觸有點、線、面，如何分析這些點、線、面限制工件幾個自由度，就要學習六點定則以及六點定則在工件裝夾如何應用。工件在夾具中定位，是否需要所有自由度都給予限制呢？不一定。那我們就要了解常用的定位方式。針對具體工件加工，我們中何去合理地選擇定位方式呢？這就涉及常用加工面須限制的自由度。§2.2.2相關知識學習一、自由度當一個物體不和任何物體接觸時，它在重力作用下自由下落，落在地面。小球和地面接觸后，它受阻了。但如果地面沒有摩擦力，它可地面自由活動。但地面上是有摩擦力的，在外力作用下，球可在地面上滾動。小球的球心是平動，其它點是繞球心在作轉動。一個物體在空間的運動，可以分解為移動與轉動。為了方便描述物體的位置，引入空間直角坐標系，我們也稱是笛卡爾坐標。空間直角坐標系由三條相互垂直軸組成，交點為原點。如果我們把這個小球放置在空間直角坐標系，這個球的原點位置一組數據（x1,y1,z1)。小球從位置1運動到位置2，它的球心位置平動到位置2，那么，小球上其它的點是否也只是作了平動呢？不一定，其它點除了平動外，還可以繞球轉動。一個物體從一處運動到另一處，其位置變化是一個矢量，即有方向的量。它都可以分解沿x軸、y軸、z軸分量。工件的自由度是指工件空間位置不確定性的數目。如圖2-2-2所示，工件有六個自由度，表示為：。圖2-2-2工件的六個自由度顯然，工件位置具有的自由度越少，說明工件的位置的確定性越好。當工件的六個自由度都消除時，它的空間位置被完全確定下來時，這就具有了位置的唯一性。六點定則應用（一）六點定則工件上的定位基準面與定位元件接觸的是點、線、面，如圖所示，工件端面與L板接觸，接觸共有點構成的是平面.工件的外圓柱面與V型塊的斜面接觸，接觸共有點構成的是線，由于這一V型塊較短，工件與兩個短V型塊接觸，其接觸點構成了四小段直線。工件上小孔與防轉銷接觸，接觸共有點構成是什么呢？是小圓柱面嗎？如果有間隙存在，接觸是一小段直線，線段較小時，可以看成成一個點。那么，這些點、線、面到底能限制工件幾個自由度呢？我們來分析一下點、線、面之間關系根據平面幾何知識，兩個點可以確定一條直線。三個點可以確定一個平面。直線和面都可以抽象為點來考慮。那么，一個點可限制物體能限制物體的什么自由度呢？圖2-2-8軸類工件如圖所示，圓柱銷5可限制工件一個轉動的自由度，而圓柱6可限制工件一個移動的自由度。即一個點可限制一個移動自由度或轉動的自由度。以此類推，兩個點可限制工件兩個自由度，三個點可限工件三個自由度。六點定則——在工件的定位中，我們用在空間合理分布的最多六個定位點（由定位元件抽象而來），來限制工件使其獲得一個完全確定的位置的方法。箱體類工件箱體是具有規則的外形輪廓，并具有較大而穩定的安裝平面。如圖所示，透明體為箱體，選用定位基準面是箱體上相互垂直的三個平面。下面分析一下用六點定位限制工件自由度。首先分析箱體在空間坐標系之中所處方位。圖2-2-8箱體類工件箱體底面與xoy平行，與三個定位點接觸限制后限制幾個自由度呢？首先是限制平面法線方向即沿Z軸方向移動的自由度；放置在平面上箱體，除了繞Z軸可轉動外，繞X軸、繞Y軸都不能轉動，如果轉動，定位基準面就離開了定位點所在的限位面。因此，它還限制了繞X軸、繞Y軸轉動自由度。一個面（三個定位點）可限制工件三個自由度，其中是一個是移動自動度，兩個是轉動的自由度。箱體側面與XOZ平行，與兩個定位點接觸限制后，限制幾個自由度呢？可以限制工件兩個自由度，一個沿Y軸的移動自由度，工件不能沿Y軸移動了。另一個是限制繞Z軸的轉動，工件不能繞Z軸轉動了。箱體的后端面與定位點接觸后，限制了什么自由度呢？沿X軸方向移動的自由度，箱體不能沿前后方面移動。這樣六定定位點限制了箱體工件六個自由度，箱體工件的位置就完全確定下來了。習慣上，把箱體工件的底面（幅面較大的平面）稱為工件的主要定位基準面，又稱為第一定位基準面；把箱工件的側面（相對較長的平面）稱為工件導向定位基準面，又稱為第二定位基準面；把箱工件的端面（相對較窄的平面）稱為工件止推定位基準面，又稱為第三定位基準面。下面觀看視頻“箱體工件定位”）這三個基準面構成的體系，也稱“三基面”基準體系。下面請看箱體零件的定位。盤類工件盤類工件的特點：徑向尺寸較大，高度尺寸較小。如圖所示，圓盤底面與坐標系XOY面平行。如圖所示，所用定位基準面是底面、外圓柱面、鍵槽。下面分析一下用六點定位限制盤類工件自由度。圖2-2-9盤類零件工件大端面與1、2、3三個定位點接觸限制了工件哪三個自由度？一個移動，兩個轉動。限制的移動方向是接觸面的法線方向，即沿Z軸的移動自由度。兩個轉動是繞X軸和繞Y軸的轉動。工件圓柱面與定位點接觸4，限制了什么自由度？限制了沿Y軸的移動自由度，工件沿Y軸不能移動了。工件圓柱面與定位點5接觸，限制什么自由度？限制了工件沿X軸的移動自由度，,工件沿X軸不能移動了。工件槽與定位點6接觸，限制什么自由度？限制了繞Z軸轉動的自由度，工件不能繞Z軸轉動了。（四）軸類工件軸類工件的特點：軸向尺寸較大，徑向尺寸相對較小。如圖所示，選擇定位基準面是外圓柱面、端面、鍵槽，采用了兩個短V型塊和兩個圓柱銷定位。下面分析一下用六點定位限制工件自由度。圖2-2-9軸類工件定位外圓柱面與兩個短V型塊，接觸共有點構成了四段短直線，由于直線較短，可認為是四個接觸點。我們用“1、2、3、4”四個點表示。11、2、3、4四個定位點限制了哪四個自由度呢？根據圖中坐標軸方向，沿工件軸線方向是Z軸，軸放在V型塊上之后，除了沿軸線方向可以移動，繞軸線可心轉動外，其它自由度都限制了。外圓柱面與兩個短V型塊接觸，限制了沿X軸、Y軸移動的自由度和繞X軸、Y軸轉動的自由度。基準銷5與工件中鍵槽接觸限制了會么自由度？限制了工件繞Z軸轉動的自由度。止推銷6與工件中端面接觸，限制了會么自由度？限制了工件沿Z軸移動的自由度。三、常見定位方式夾具的功能之一就是要確保工件在夾具中占據一個正確的位置，即消除工件位置的不確性。根據六點定則，通過夾具中合理布置的六個定位點，就能使工件的位置確定下來。那么，工件在夾具中定位，是否在任何情況下都必須消除工件的六個自由度呢？如圖所示，一個是加工不通槽，一個是加工通槽，分析一下需要限制幾個自由度。完全定位圖2-2-11不通槽加工槽不通槽由底面、兩個側面、圓弧面構成。加工底面，底面是個水平面與工件底面的距離為Z，確定這一平面需要限定的自由有三個，一個移動，另外兩個轉動。即Z軸方向的移動和繞X軸、Y軸的轉動。加工側面，側面是個鉛垂面。與工件側面的距離為Y確定這一鉛垂面位置需要限制Y軸方向的移動和繞X軸、Z軸的轉動三個自由度。加工圓弧面，圓弧面是個鉛垂面圓弧面最外素線離工件后端面的距離為X確定圓弧面位置需要限制X軸方向的移動和繞Y軸、Z軸的轉動三個自由度。綜上所述，加工不通鍵需限制六個自由度，沿X軸、Y軸、Z軸三個移動的自由度，繞X軸、Y軸、Z軸三個轉動自由度。工件的六個自由度全部被限制的定位稱為完全定位。通常一個工件其加工要素在XYX三個方向都有尺寸要求時需要完全定位。不完全定位圖2-2-12通槽加工槽槽由底面、兩個側面構成。加工槽底面，槽底面是個水平面與工件底面的距離為Z，確定槽底面需要限定的自由有三個，一個移動、兩個轉動。即Z軸方向的移動和繞X軸、Y軸的轉動。加工側面，側面是個鉛垂面。與工件側面的距離為Y。確定這一鉛垂面位置需要限制Y軸方向的移動和繞X軸、Z軸的轉動三個自由度。綜上所述，加工通鍵只需限制五個自由度，沿Y軸、Z軸兩個移動的自由度，繞X軸、Y軸、Z軸三個轉動自由度。工件的部分自由度被限制的定位稱為不完全定位欠定位圖2-2-14加工通槽如圖所示，加工通槽所需限制的自由度5個，沿Y軸、Z軸兩個移動的自由度，繞X軸、Y軸、Z軸三個轉動自由度。實際限制四個自由度，沿Y軸、Z軸兩個移動的自由度，繞X軸、Y軸兩個轉動自由度。由于繞Z軸轉動的自由度沒有限制，槽就可能加工偏了。應該限定的自由度沒有完全被限定的定位稱為欠定位。（四）過定位如圖所示瓦蓋定位簡圖。圖2-2-15瓦蓋定位圖瓦蓋與V型塊接觸限制哪些自由度？除了沿X軸的移動和繞X軸轉動沒有限制，其余四個自由度均被限制。瓦蓋與支承釘接觸限制哪些自由度？限制了沿Z軸的移動，繞X軸的轉動。有沒有重復限制自由度。顯然沿Z軸方向的移動是重復限制。由于定位基準面尺寸R和H誤差存在，將工件裝入夾具后，自由度有時由V形塊消除，有時由支承釘A、B消除。這樣就造成了定位的不穩定性，使工件在夾具中不能占據正確的位置。幾個定位元件重復限制工件同一自由度的定位稱為過(重復）定位。【例2－2－1】銑下圖所示工件上的通槽，保證槽寬和槽的上下、左右位置要求，試分析理論上應限制的自由度，并說明采用的定位方式。解：保證槽的上下位置要求：必須限制；保證槽的左右位置要求：必須限制槽寬由定尺寸刀具保證；綜合要求：必須限制五個自由度，可采用不完全定位方式。【例2-2-2】如圖所示的工件上鉆小孔，試分析理論上應限制的自由度，并說明可采用的定位方式。小孔為通孔，工件x向移動不需限制。工件相對于x軸對稱，工件x向轉動不需限制。綜合要求：，可采用不完全定位方式四、常用加工面需限制的自由度工序簡圖加工面須限制的自由度槽鍵槽通孔盲孔通孔盲孔§2.2.3項目實施由同學們分組討論完成，并展示在小黑板中。教師巡回指導。§2.2.4小組展示與項目講評展示在小黑板中，教師進行評價。【項目講評】根據本工序的加工要求，選擇工件的軸心線以及左側端面為定位基準。首先，分析工序加工理論上應限制的自由度：孔的大小由尺寸刀具來保證；保證小孔圓軸線到端面的距離20±0.1，應限制什么自由度呢？確定一條直線需要限制工件兩個自由度，一是要限制沿尺寸方向移動自由度，從圖中看出，這個尺寸的平行方向就是X軸方向，因此，首先應限制沿X軸方向的移動自由度。單限制這個自由度是不夠的，如果工件繞Y軸轉動，就不能保證小孔軸線就會傾斜，就不能保證離端面距離處處20±0.1，所以必須限制繞Y軸轉動的自由度。那么，保證小孔圓軸線到端面的距離20，就須限制沿X軸方向的移動自由度和Y軸轉動的自由度。保證小孔軸線相對內孔軸線對稱度公差0.1要求，應限制自由度應限制哪幾個自由度呢？下面我們講一下對稱度含義，被測量要素是小孔的軸線，基準要素是Φ20H7軸心線，如果沒有對稱度公差存在，小孔軸線在附視圖上的投影落在Φ20H7軸心線，現在對稱度公差為0.1mm，即小孔的軸線偏離Φ20H7軸心線允許的最大值為0.1mm。因此，首先應限制沿Y軸方向的移動自由度。確保對稱度，僅限制一個方向的移動是不夠的。如果在加工過程中，工件繞Z軸方向的轉動，則小孔軸線就會傾斜，偏離Φ20H7軸心線。因此。還要限制繞Z軸方向的轉動自由度。保證小孔軸線相對內孔軸線對稱度要求，須限制沿Y軸方向的移動自由度和Z軸方向的轉動自由度。綜合要求，加工Φ5mm孔，要保證軸線離端面20±0.1距離及對內孔軸線對稱度0.1公差，應限制自由度是沿X軸、Y軸方向的移動自由度和繞Y軸和Z軸轉動的自由度。這是從需要限制的角度分析，如果從不需限制的角度也可以分析。因為加工孔是通孔，所以沿Z軸移動自由度可以不限制。又因為工件關于X軸中心對稱，在圓圍上哪個點加工沒有要求，因此，繞X軸轉動的自由度可以不限制。我們采用的何種定位方式？【結論】本工序從理論上只需限制四個自由度就能滿足加工要求，可采用不完全定位。§2.2.5總結與拓展總結二、作業布置1.復習鞏固本次上課內容；2.完成習題冊2-2選擇定位方式作業。三、下節預告當在工件上確定了定位基準，選擇定位方式，并沒有完成工件的定位。要確定工件在夾具中的位置，需要選擇定位元件。如何選擇定位元件，確保工件合理的定位？請同學們查閱資料預習，疑惑之處，請聽下回分解。課程名稱學習任務2.3選擇定位元件教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電（1）授課教師2021年9月15日學習項目描述圖如2-3-1鋼套零件，鉆φ5mm孔工序圖，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，所選定位基準如圖所示，試選擇定位元件，并分析各定位元件所限制的自由度。圖2-3-1鋼套學習目標1.能描述定位元件要求及種類2.能根據定位基準面選擇定位元件3.能根據定位方案分析各定位元件限制自由度。學生情況分析已經學完定位基準、定位方式的選擇學習重點選擇定位元件學習難點教學方法任務驅動場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備課后作業習題冊§2.3選擇定位元件學習內容及教學組織流程§2.3選擇定位元件§2.3.1任務導入與分析§2.3.2相關知識學習一、定位元件要求二、工件以平面定位三、工件以內孔面定位四、工件以外圓柱面定位五、工件以組合平面定位§2.3.3項目實施§2.3.4小組展示與項目講評§2.3.5總結與拓展評價方法從課堂表現與課后作業等二個方面測評，課堂表現主要由考勤紀律、交流互動、小組合作成績、個人課堂作業四項組成。考勤紀律采用1分/節，遲到、早退、中途離開0.5分/次，缺課1分/節；交流互動回答問題1分/次；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價；個人課堂作業考核每個同學完成情況；每個同學課后作業由教師批改。課后記

§2.3.1任務導入與分析當在工件上確定了定位基準與定位方式，并沒有完成工件的定位。要確定工件在夾具中的位置，需要工件上的定位基準面與定位元件的接觸與配合，那么如何選擇定位元件呢？如圖所示，圖2-3-1鋼套零件工序圖，根據本工序的質量要求，從理論上講只需限制沿X軸、Y軸方向的移動自由度和繞Y軸和Z軸轉動的四個自由度，只需限制工件的部分自由度就能滿足加工要求的定位方式稱為不完全定位。那么，當我們選擇定位方式后，如何選擇定位元件呢？【項目描述】圖如2.3-1鋼套零件，鉆φ

5mm孔工序圖，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，所選定位基準如圖所示，試選擇定位元件，并分析各定位元件所限制的自由度。【項目分析】如何選擇定位元件？首先應了解對定位元件材料與性能有什么要求，當工件以平面定位時，應選擇什么形式元件進行定位。當工件以內圓柱面定位時，應選擇什么形式元件進行定位。當工件以外圓柱面定位時，應選擇什么形式元件進行定位。當工件以組合表面定位時，應選擇什么形式元件進行定位。§2.3.2相關知識學習定位元件要求定位元件是與工件定位基準面接觸的元件，用來確定工件在夾具中的位置。圖中透明體為工件，與工件接觸元件是V型塊、L型板、防轉銷，這些元件就是定位元件。那么，我們依所什么來選擇定位元件呢？定位基準面表面形式成為選用定位元件的主要依據。工件上被選作為定位基準的表面形式包括平面、圓柱面、圓錐面等。如圖中，與V型塊接觸的定位基準面是圓柱面。圖2-3-3常用的定位元件定位元件與工件定位基準面直接接觸，因此，對定位元件提出了以下要求：1.高精度定位元件精度直接影響工件定位誤差的大小。定位元件精度高于工件加工精度。2.高耐磨性定位元件與工件接觸，易磨損。為避免磨損而降低定位精度，要求定位元件表面耐磨。材料一般采用20號鋼，進行表面滲碳、淬火處理。也可采用T7A、T8A工具鋼、45號中碳鋼，進行淬火處理。3.足夠的剛度和強度為避免在重力、夾緊力、切削力作用下定位元件變形、損壞，要求定位元件具有足夠的剛度和強度。4.良好的工藝性定位元件結構要便于制造、裝配、更換，其工作表面的形狀要易于清除鐵屑，防止損傷定位基準表面。工件以平面定位工件以平面定位，需要三個互成一定角度的支承平面作為定位基準面。一般采用適當分布的支承釘與支承板。工件以平面定位，所用的定位元件一般稱為支承件。支承件分為基本支承與輔助支承。基本支承基本支承平面定位面輔助支承支承釘可調支承自位支承支承板基本支承是用作消除工件定位自由度、具有獨立定位作用的支承。支承釘支承釘是基本定位元件，可以用它直接體現支承點，在實際生產中被廣泛應用。支承釘是標準件，結構尺寸已標準化。其型號分為A型、B型、C型這三種型號支承釘，分別用于什么場所呢？A型支承釘為平頭支承釘，適用于已加工平面定位。B型支承釘為球頭支承釘，適用于工件毛坯表面定位。C型支承釘為齒形頭支承釘，常用于側面定位。那么，確定一個平面位置需要幾個支承釘？一個支承釘與與平面接觸面積較小，通常一個支承釘能限制一個自由度，確定一個平面位置需要三個支承釘。支承板支承板用于支承工件上幅面較大、跨度較大的大型精加工平面，常被用作第一定位基準面。支承板是標準件，結構尺寸已標準化。其型號分為A型、B型。這三種型號支承釘，分別用于什么場所呢？A型為平面型支承板，多用于工件側面、頂面及不易存屑方向上定位。B型為帶屑槽式支承板，結構利于清屑。一塊支承板限制幾個自由度？支承板呈窄條，通常當成一條線，限制兩個自由度。（三）自位支承自位支承是指能夠根據工件實際表面情況，自動調整支承方向和接觸面積的浮動支承。自位支承如圖2-3-4所示，球面副浮動結構適用于承受大載荷。球面錐座式浮動結構多用于輕載情況下高精度定位。擺動杠桿式浮動結構只適用一個方向的轉動浮動。自位支承限制幾個自由度？自位支承部位只能提供一個點的約束，通常消除一個自由度。（四）可調支承可調支撐是支撐高度可以調整的定位支撐，為滿足可調支撐的工作要求，其結構應具備三個基本功能：支撐、調整、鎖定。它可以調整支承高度。如圖所示為幾種常用的可調支承。這幾種類型可調支承分別適用何種場合？六角頭支承適用于支承工件空間較大的情況，調節支承適用于支承工件空間比較緊湊的情況，圓柱頭調節支承具有手動快速調節功能，頂壓支承適用于重載。一個可調支撐可以限制工件的一個自由度。（五）輔助支承為提高工件的安裝剛性及穩定性，防止工件的切削振動及變形，或者為工件預定位而設置的非正式定位支承稱為輔助支承，如圖所示，最左邊支承釘為輔助支承。輔助支承不起定位作用，即不消除工件的自由度。圖2-3-8輔助支承下面觀看以平面定位視頻。【2-3-1】分析下面各定位元件所限制的自由度，支承釘1為基本支承，2為輔助支承。三個支承釘構成了一個限位平面，可限制了三個自由度，一個移動，兩個轉動自由度，即沿Z軸方向的移動自由度和繞X軸、Y軸轉動自由度。輔助支承2不起獨立的支承作，不能限制工件的自由度。三、工件以內孔面定位生產中，套筒類、端蓋類工件常以其上的孔表面作為主要定位基準面。如圖所示帶軸肩的鉆套加工外圓，就可以內孔定位加工外圓。內孔定位的工件，這個孔有大有小、有長有短，那么有哪些定位元件可選擇呢？以內孔作為定位基準面常用定位元件主要有定位銷、定位心軸、錐銷及各類自動定心機構。（一）定位銷按照安裝的方式不同，定位銷可分為固定式定位銷。固定式定位銷，一般不拆卸。A型為圓柱定位銷，消除2個自由度；B型為削邊定位銷，消除1個自由度。可換定位銷，銷的尾部有螺紋，可以拆卸、調換。圖2-3-10固定式定位銷圖2-3-11可換式定位銷（二）定位心軕定位心軸常用來對內孔尺寸較大的套筒類、盤類工件進行定位。定位心軸主要有間隙配合心軸、過盈配合心軸、小錐度配合心軸三種。圖2-3-12間隙配合心軸這種心軸裝卸方便，但定位精度不高。工件常以孔和端面定位聯合定位。間隙配合心軸可消除5個自由度，即心軸部分消除4個自由度，軸肩部分消除1個自由度。圖2-3-12間隙配合心軸如圖2-3-13過盈配合心軸所示，心軸依靠工件與心軸的過盈量產生的摩擦力傳遞扭矩。這種心軸制造簡單，定心準確，不用另設夾緊裝置，但裝卸工件不便，容易損傷工件定位面，多用于精度要求較高的精加工。過盈配合心軸可消除4個自由度。圖2-3-13過盈配合心軸如圖2-3-14所示小錐度心軸，為防止工件心軸傾斜，錐度心軸的錐度C較小，一般為1：500~1：1000。裝夾工件時，通過工件內孔和心軸表面的接觸表面產生的彈性變形夾緊工件，可獲得較高的精度。小錐度心軸可消除5個自由度。 圖2-3-14所示小錐度心軸（三）錐銷錐銷類定位元件與內孔接觸的是圓錐面，錐銷有頂尖和圓錐銷兩類。如圖2-3-15所示為頂尖，各類不同類型的普通頂尖及內拔頂尖廣泛地應用于車床、磨床、銑床等機床中，完成對孔的定位。固定定位頂尖中不產生軸向移動，消除三個移動自由度。活動定位頂尖可產生軸向移動，消除2個自由度。圖2-3-15頂尖圖2-3-16為圓錐銷，圓錐面上沒有槽的用于精基準定位，圓錐面上有槽的用于粗基準定位。圖2-3-16為圓錐銷（四）自動定位心軸自動定位心軸是在對工件實施夾緊的過程中，利用等量彈性變形或斜面、杠桿等結構原理，對工件的回轉表面實施自動定心定位的心軸。圖2-3-16所示為一種自動定位心軸。工件夾緊時，擰緊螺母，螺桿在螺紋作用右楔緊圓錐和左楔緊圓錐產生軸向相對移動，從中而推動前楔塊組和后楔塊組的六塊楔塊，沿徑向同步擠向工件，直至所有楔塊均擠緊工件為止，完成對工件內孔前后端的自動定心及夾緊工作。 圖2-3-16自動定位心軸工件以外圓柱面定位加工軸類零件時，常以外圓柱面作為定位基準面，根據外圓柱表面的完整程度、加工方式和安裝要求，來選用定位元件。如圖所示軸類零件，可選用V形塊、圓柱孔等定位元件。 （一）V形塊當工件以外圓柱面定位時，V形塊是應用最多的定位元件。V形塊定位的特點是定位穩定可靠、對中性好、適應性好。常用的V形塊結構如圖2-3-15所示，圖a形式多用于較短的精基準定位，可消除2個自由度；圖b為間斷式結構，用于基準面較長且經過加工的基準面，形式多用于較短的精基準定位，可消除4個自由度；圖c為可移組合式V形塊，適用于兩端基準面分布較遠時。圖d為斜面鑲裝淬硬鋼片型用于直徑與長度均較大的工件基準面。圖e為刀形V型，用于粗準定位或階梯形圓柱面定位。圖2-3-15常用的V形塊V形塊兩工作面的夾角一般分為60°、90°、120°三種，其中90°V形塊最為常用。V形塊結構及規格均以標準化。當工件以局部曲面參與定位時，V形塊往往成為首選定位元件。另外，V形塊也可以做成活動結構。這樣，它除可以提供一個定位點，還兼做夾緊元件，具有定心夾緊功能。V形塊還可做成活動定位結構，如圖所V形塊，左邊為固定V形塊，對工件提供兩個約束點，右邊為活動V形塊，它除了可提供一個定位點，起到防轉作用外，還兼夾緊元件，具有定心夾緊作用。（二）圓柱孔如圖所示工件定位基準面為外圓柱面，采用定位元件為定位套。用圓柱孔作定位元件時，通常采用定位套形式進行精基準定位。圖2-3-21圓柱套五、工件以組合面定位工件以組合表面定位，教材表2-3圖1所示長方體工件，它以工件上的三個平面作為定位基準面。定位元件選擇支承釘，并按圖例所示布置，這種方式稱為三基六點完全定位教材圖2所示工件為盤類零件，以工件上內孔和端面作為定們基準面，稱為一個平面和一個圓柱孔面組合定位。位元件選擇可用帶軸肩心軸，能消除五個自由度表2-3圖3工件為軸類零件，以工外圓柱面和端面為定位基準面，稱一個平面和一個外圓柱面組合定位.由于軸向尺寸較短時，定位元件可選用帶軸肩圓柱套表2-3圖4工件為箱體類零件，也可采用一個平面和兩個圓柱孔定位定位元件可選用圓柱銷、削邊銷、支承釘、支承板。【例2－3－2】分析工件的定位基準面及各定位元件所限制自由度。圖2-3-22工件定位簡圖工件定位基準面：軸肩平面、內圓錐面支承環：；活動球面：； 【例2－3－3】如圖所示，本工序需在杠桿小頭鉆φ10mm的孔，應滿足如下加工要求：φ10mm孔與φ30H7孔的中心距為60mm；要保證φ10mm孔與φ30H7孔端面的垂直度,要保證孔的壁厚均勻，工件材料為HT200；批量為N=500件。根據工序圖，試選擇定位方式與定位元件。圖2-3-23杠桿小孔鉆削工序圖根據該工件工序圖，工件上除了φ10mm加工孔未加工外，其他表面均已加工好，為定位方案設計提供了條件。分項分析（1）要保證兩軸線距離為60mm：需消除工件的自由度（2）要保證φ10mm孔與φ30H7孔端面的垂直度（按未注公差要求）:需消除工件的自由度。（3）要保證孔的壁厚均勻：要消除工件的自由度。2.綜合分析由于工件上加工的孔為通孔，沿Z向的移動自由度理論上不需消除，但實際上以工件φ30H7端面定位時，必定消除該方向的自由度，工件需限制故采用完全定位。3.選擇定位元件根據基準重合定位原則，針對φ30H7內孔與端面采用間隙配合心軸（定位帶軸肩心軸），消除5個自由度，即自由度。針對φ20外圓柱面，采用活動V形塊，消除自由度。§2.3.3項目實施由同學們分組討論完成，并展示在小黑板中。教師巡回指導。§2.3.4小組展示展示與講評展示在小黑板中，教師進行評價。【項目講評】根據圖2-2-1鋼套零件鉆φ5mm孔工序圖，選擇定位元件，并分析各定位元件所限制的自由度。1.采用長心軸加平面組合定位方式2..各定位元件消除的不定度

長心軸與20H7孔內表面接觸限制：平面與工件B端面接觸限制：綜合結果實際限制:其中重復。理論上需限制限制沿X軸、Y軸移動自由度和繞Y軸、Z軸轉動自由度。而實際由于采用心軸定位，沿Z軸移動自由度被限制。實際限制自由度比理論上需限制限制多一個，符合定位要求。§2.3.5總結與拓展總結作業布置1.復習鞏固本次上課內容；2.完成習題冊2-3選擇定位元件作業。三、下節預告夾具中工件與定位元件接觸后，限制了工件的自由度，確定工件在夾具中的位置，但這一位置是否“正確”呢？還需進行定位誤差分析。如何分析定位誤差，判斷定位方案合理性，請同學們查閱資料預習，疑惑之處，請聽下回分解。課程名稱學習任務§2.4定位誤差的分析與計算（二）教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電授課教師2021.10學習項目描述如圖所示鋼套，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，本工序為鉆φ

5mm，現采用心軸定位，根據工序圖和定位方案，試分析基準位移誤差。圖2-4-2心軸定位圖2-4-1鋼套工序圖學習目標1.能分析基準位移誤差產生原因。2.能分析計算基準位移誤差。學生情況分析已經學完計算基準不重合誤差學習重點計算基準位移誤差學習難點教學方法任務驅動、小組合作場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備學習內容及教學組織流程§2.4定位誤差的分析與計算（二）§2.4.1任務導入與分析§2.4.2相關知識與案例學習一、基準位移產生原因二、平面定位基準位移誤差三、V型塊定位基準位移誤差 四、心軸定位基準位移誤差§2.4.3項目實施§2.4.4小組展示與項目講評§2.4.5總結與拓展評價方法從課堂表現、課堂作業、課后作業等三個方面測評，課堂表現主要是回答問題、紀律等；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價。課后作業由教師批改。課后記

§2.4定位誤差的分析與計算（二）§2.4.1任務導入與分析定位誤差是工序尺寸在定位時產生的誤差，它是指一批工件定位時，被加工表面的工序基準在沿工序尺寸方向上的最大可能變動范圍。定位誤差由基準不重合誤差和基準位移誤兩部分組成，上次課主要學習了基準不重合誤差產生的原因及分析計算方法，那么，基準位移誤差是怎么產生、我們應如何去分析計算呢？這是本次課學習的主要內容。【項目描述】如圖所示鋼套，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，本工序為鉆φ

5mm，現采用心軸定位，根據工序圖和定位方案，試分析基準位移誤差。 圖2-4-1鋼套工序圖圖2-4-2心軸定位【項目分析】要進行基準位移誤差分析，首先要明白什么是基準位移誤差，基準位移誤差產生原因是什么？工件在夾具中定位，是通過工件上的定位基準面與定位元件的接觸和配合實現的，因此，我們就要針對不同的定位副進行分析。箱體類工件常采用平面定位，分析工件以平面定位時產生基準位移誤差軸類零件常采用V型塊定位，分析工件以V型塊定位時產生基準位移誤差盤類、套筒類零件常采用心軸定位，分析工件以心軸定位時產生基準位移誤差。§2.4.2相關知識與案例學習基準位移誤差產生原因下面分析基準位移誤差及產生的原因。如圖所示加工鍵槽，采用V型塊定位，定位基準為軸線。對刀時，以軸線為基準調定尺寸。針對一批工件加工，這個定位基準會變動嗎?假設圖中，那么，軸線在V型塊中的位置是如何變化的呢？C圖所示，當軸直徑為最大值時，圓心點即軸線的位置在O1，當軸直徑為最小值時，圓心點即軸線的位置在O2，可見，由于定位基準面外圓直徑存在公差，V型塊的位置不變時，定位基準位置發生了變動。又由于刀具與工件調定尺寸位置不變，這時，加工出來的鍵槽深淺是不一樣的，直徑大的時侯鍵槽深，直徑小的時候鍵槽淺。這個深與淺，直接影響工序尺寸的大小。（C）圖2-4-3鍵槽加工什么原因造成定位基準位置移動呢?這是外圓直徑變化引起的。對，但這是一個特例。我們要學會從特殊問題向一般問題分析。確定工件在夾具位置的是定位基準面和限位基準面接觸與配合，構成了定位副。定位基準在工件上，限位基準面在定位元件上。工件基準面、定位元件都存在制造誤差。制造誤差存在造成定位副不準，造成一批工件定位基準位移。采用V型塊定位如此，采用心軸定位是如此。圖中所示存在制造誤差，這個誤產生會使軸與孔之間產生間隙，這個間隙就造成定位基準（軸線）位置移動。由于用調整加工，刀具調定尺寸不變，當定位基準變動時，工序尺寸就出現變化。基準位移誤差因定位副不準確，用調整法加工一批工件時，引起定位基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量，基準位移誤差用△db表示。這個定義表達四層意思：第一是說明定位誤差產生的原因，它是因定位副不準確，用調整法加工一批工件時而引起的；第二表明基準是定位基準；第三說明基準位移誤差的大小與方向，定位基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量；第四說明基準位移誤差表達方式，用△db，下標“db”是“定位副不準確”中“定”與“不”的首拼。平面定位基準位移誤差基準位移誤差值△db的大小等于定位基準變動量在加工尺寸（工序尺寸）方向上的投影,即：式中α——基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角。δ_i——一批工件定位基準的變動范圍。如圖2-4-4V型塊定位加工斜面，用V型塊加工軸上斜面，定位基準在軸上上，由于一批工件，定位基準面存在加工誤差，當直徑變大時，軸上向上移動，定位基準變動方向如圖所示。加工面是斜面，加工方向是垂直于加工面方向，如圖所示。α基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角。圖2-4-4V型塊定位加工斜面一般情況下，用已加工的平面作定位基準面時，因表面不平整所引起的基準位移誤差較小，在分析計算時，可以忽略不計。即：△db=0。圖2-4-5工件利用平面定位【例2-4-1】如下圖所示定位方案，加工B面，試求基準不重合誤差和基準位移誤差。圖2-4-6加工B定位方案解：工序尺寸為25±0.15工序基準為A面定位基準為C面定位尺寸為兩個基準之間距離，L為定位尺寸公差δL,=上偏差-下偏差=0-（-0.3）=0.3mm基準不重合誤差△jb=δL=0.3mm由于定位基準面為平面故基準位移誤差△db=0V型塊定位基準位移誤差如圖所示，加工鍵槽，槽的寬度由定尺寸刀具確定。現用V型塊定位，尺寸如圖所示，分析基準位移誤差。定位基準為軸線，由于與V型接觸外圓柱面為定位基準面，現外圓柱直徑為，公差為。當外圓柱面直徑變大時，軸線上移，定位基準就向上移動。那么這個最大的變化量為多少呢？ 圖2-4-7工件以V型塊定位下面我們來分析直徑最大和最小兩個極限位定位基準的變化量AO為軸的最大極限位置,OA=Rmax=A1O1為軸的最小極限位置O1A1=Rmin=OB為最大半徑與最小半徑之差，OB=Rmax-Rmin=O102為定位基準在工序尺寸方向上的變動量，即由于加工尺寸方向與定位基準移動方向相同，得V形塊定位基準位移誤差：式中，為工件定位基準的直徑公差（mm)；為V型塊的半角（）。當工件外圓直徑公差為一定時，基準位移誤差隨V形塊的工作角度增大而減少，當α=180°時，△db為最小，這時V形塊兩工作面展平為水平面，失去對中性，這種情況誤差分析按支承定位分析.【例2-4-2】階梯軸如圖所示，階梯外圓已車好，現要在直徑為D1的圓柱上銑一鍵槽，由于該段圓柱很短，故采用直徑為D2的長圓柱放在V形塊上定位，已知，試計算基準不重合誤差及基準位移誤差。圖2-4-8工件以V型塊解：1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為H工序基準：φ25軸線下母線定位基準：工件以V型塊定位，定位基準是與V型塊接觸圓柱面對應的軸線，圖中，是φ35軸線定位尺寸：工序基準與定位基準之間的尺寸就是定位尺寸，L為φ25軸直徑一半定位尺寸公差δL：，定位尺寸上偏差減下偏差等于0.0105mm由于加工尺寸方向與工序基準變動方向相同，基準不重合誤差△jb=0.0105mm2.計算基準位移誤差△db工件在V型塊在定位，由于φ35外徑存在誤差，造成基準位移誤差。根據公式2-7計算，V型塊角度最常用是900，當題目或技術材料不說明V型塊角度時，默認為900。，心軸定位基準位移誤差圖2-4-9心軸定位基準位移誤差如圖a)所示為圓柱面上銑鍵槽，加工尺寸A和B。圖b)為加工示意圖，工件以內孔（直徑為D)在圓柱心軸（直徑為d)上定位，O是心軸軸心。尺寸A的工序基準是內孔軸線，定位基準也是內孔軸線，此時△jb=0，但由于工件內孔表面與心軸有制造誤差和配合間隙，在夾緊力的作用下，內孔軸線相對于心軸軸線作單向下移了一個距離，從而造成了尺寸A的誤差，這個誤差就是基準位移誤差。基準位移誤差的大小等于加工尺寸方向的變動范圍。由圖b)所示可知，當工件孔的直徑為Dmax,定位銷的直徑為dmin時,定位基準的位移量i為最大(即imax為OO1的長度。加工尺寸A也最大（即Amax)；當工件孔的直徑為Dmin，定位銷的直徑為dmax,時,定位基準的位移量i為最小(即imin為OO2的長度）加工尺寸A也最小（即Amin)定位基準位移△db=加工尺寸A最大值Amax-加工尺寸A最小值Amin=定位基準的位移量最大值imax-定位基準的位移量最小值imin在這個例子中孔與軸是間隙配合，而且定位基準移動的方向為單向。我們由特殊轉到一般，在不同的情況下，心軸定位基準位移誤差是如何計算呢？工件以圓柱孔在無間隙心軸上定位當工件內孔在過盈配合心軸、小錐度心軸配合、自動定位心軸及彈性心軸定位時，由于定位副不存在間隙，因此，可認為圓柱孔中心線與心軸軸線重合，沒有定位基準位移誤差，則基準位移誤差△db＝0。工件以圓柱孔在間隙配合心軸上定位當工件內孔與圓柱銷或心軸間隙配合時，由于間隙存在，會使工件內孔中心線（定位基準）的位置發生偏移。定位基準偏移的方向有兩種可能：一是只能在某一方向偏移，二是可以在任意方向偏移。圓柱孔與心軸單邊接觸當定位基準偏移為單方向時，基準位移誤差△db為孔與軸配合最大間隙的一半，即：（2）圓柱孔與心軸任意邊接觸當定位基準偏移為任意方向時，基準位移誤差△db為孔與軸配合最大間隙，即：【例2-4-3】如圖2-4-9所示為圓柱面上銑鍵槽，加工尺寸A和B。工件以內孔在圓柱心軸上定位，O是心軸軸心。設A=(40±0.1）mm，，，求加工尺寸A的基準不重合誤差和基準位移誤差。解：1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為A=(40±0.1）mm工序基準為內孔軸線定位基準為內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差△jb=02.計算基準位移誤差△db針對圓柱孔與心軸間隙配合定位，首先判斷是單邊接觸還是任意邊接觸。現工件水平放置，在重力作用，內孔的上母線始終與軸的上母線接觸因此，圓柱孔與心軸單邊接觸基準位移誤差△db等于二分之一的配合最大間隙△db=0.03mm【例2-4-4】鉆鉸圖2-4-10所示零件上的10H7孔，工件主要以φ20H7()孔定位，定位軸直徑為，求工序尺寸50±0.07及平行度基準不重合誤差和基準位移誤差。圖2-4-15鉆鉸φ10H7孔解：1.針對50±0.07首先計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為50±0.07mm工序基準為φ20內孔軸線定位基準為φ20內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差為零再來計算基準位移誤差△db，針對圓柱孔與心軸間隙配合定位，首先判斷是單邊接觸還是任意邊接觸。現工件垂直放置內孔的母線始終與軸的母線可以任意邊接觸基準位移誤差△db=Xmax=0.021－（-0.016）=0.037mm2.針對首先計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為mm工序基準為φ20內孔軸線定位基準為φ20內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差為零再來計算基準位移誤差△db內孔的母線始終與軸的母線可以任意邊接觸定位基準長度58mm，加工孔長度29mm基準位移誤差△db§2.4.3項目實施由同學們分組討論完成，并展示在小黑板中。教師巡回指導。§2.4.4小組展示與項目講評展示在小黑板中，教師進行評價。【項目講評】工序尺寸20±0.1定位基準面：左端面B。與這個定位基準面接觸的限位面限位面：心軸軸肩。限位面在定位元件上。確定20±0.1定位副就是由左端面B、心軸軸肩。屬于平面定位，因表面不平整所引起的基準位移誤差較小，在分析計算時，可以忽略不計。因此，基準位移誤差△db=0針對對稱度0.1從定位副著手進行分析，對稱度公差的基準A,A是指φ20H7內孔的軸線定位基準面：φ20H7內孔面，與這個定位基準面接觸的φ20H7心軸外圓柱面。因此，限位面：心軸外圓柱面，工件水平放置在重力作用下，φ20H7內孔面下母線始終與φ20H7心軸外圓柱面上母線接觸。圓柱孔與心軸單邊接觸根據公式，其基準位移等于孔和軸配合最大間隙的一半，最大間隙即為孔最大軸最小時候的間隙，即§2.4.5總結與拓展一、總結二、布置作業1.復習鞏固本次上課內容；2.完成習題冊2-4定位誤差分析與計算作業（基準位移誤差部分）三、下期預告定位誤差△dw由基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db組成。現在我們已經學習基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db的計算方法，那么，這兩個誤差如何合成定位誤差呢？請同學們查閱資料預習，疑惑之處，請聽下回分解課程名稱學習任務§2.4定位誤差的分析與計算（三）教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電授課教師學習項目描述如圖所示鋼套，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，本工序為鉆φ

5mm，現采用心軸定位，根據工序圖和定位方案，試計算加工尺寸20±0.1mm和對稱度為0.1mm的定位誤差，并判斷定位方案是否滿足加工要求。v圖2-4-1鋼套鉆孔工序圖與定位簡圖a)鋼套鉆孔工序圖b)定位簡圖學習目標1.能分析計算綜合定位誤差。2.能判斷定位誤差是否滿足加工要求。學生情況分析已經學完計算基準不重合誤差與基準位移誤差學習重點能分析計算綜合定位誤差。學習難點教學方法任務驅動、小組合作場所與資源場地：機床夾具學習工作站資源：《機床夾具設計》學材，學生學習工作頁，課件，專用夾具及多媒體教學設備學習內容及教學組織流程§2.4.1任務導入與分析§2.4.2相關知識與案例學習一、定位誤差的合成二、定位誤差合理性判斷三、定位誤差分析應用§2.4.3項目實施§2.4.4小組展示與項目講評§2.4.5總結與拓展評價方法從課堂表現、課堂作業、課后作業等三個方面測評，課堂表現主要是回答問題、紀律等；課堂作業以小組合作方式完成，并進行展示、評價。課后作業由教師批改。課后記

§2.4定位誤差的分析與計算（三）§2.4.1任務導入與分析定位誤差△dw由基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db組成。現在我們已經學習基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db的計算方法，那么，這兩個誤差如何合成定位誤差呢？這正是我們本次課學習的主要內容。【項目描述】如圖所示鋼套，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件，已經完成內外圓柱面及端面加工，本工序為鉆φ

5mm，現采用心軸定位，根據工序圖和定位方案，試計算加工尺寸20±0.1mm和對稱度為0.1mm的定位誤差，并判斷定位方案是否滿足加工要求。圖2-4-1鋼套零件鉆5孔工序圖圖2-4-2定位方案【項目分析】要解決這一問題涉及以下相關知識：1.定位誤差的合成。掌握基準不重合誤差與基準位移誤差用什么方法合成定位誤差。2.定位誤差合理性判斷。掌握對定位誤差是否滿足加工質量要求判斷方法。3.定位誤差分析應用。應用定位誤差合成方法及定位誤差合理性判斷原則，針對生產實際的案例進行分析、判斷，從定位誤差的角度判斷定位誤差是否符合工序尺寸的加工質量要求。§2.4.2相關知識與案例學習定位誤差的合成定位誤差的合成步驟：第一步：判斷。判斷基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db是獨立還是相關。當工序基準不在定位基準面上時,稱其獨立;當工序基準在定位基準面上時,稱其相關。圖2－4－3以小軸定位加工鍵槽工序尺寸A：獨立圖2－4－4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L3：相關第二步計算定位誤差。根據獨立還是相關分兩種情況計算：1.當△jb、△db無共同變量因素,即獨立,合成兩者相加，即:△dw=△jb+△db2.當工序基準在定位基準面上時，△jb、△db有共同變量時，稱其相關。合成結果即：△dw=△jb±△db式中“+”“-”號確定方法有以下兩種方法：方法一：按基準移動方向判斷，即同向取“+”異向取“-”。即在定位基準面尺寸變動方向一定（由大變小或由小變大）的條件下，△db（或定位基準）與△jb（工序基準）的變動方向相同取“+”號；變動方向相反取“-”。方法二：按“三點”位置判斷，同側取“-”異側取“+”。即在加工尺寸方向上，工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準同側時，合成為“-”，異側時，合成為“+”。采用方法1判斷：圖2－4－4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L2:當d增大時，工序基準（圓柱體上母線）上移，定位基準（圓柱體軸心線）上移，當工序基準與定位基準移動方向同向時，取“+”，即針對工序尺寸L2，定位誤差等于基準不重合誤差加基準位移誤差。工序尺寸L3:當d增大時，工序基準（圓柱體上母線）下移，定位基準（圓柱體軸心線）上移當工序基準與定位基準移動方向相反時時，取“—”，即針對工序尺寸L3，定位誤差等于基準不重合誤差加減基準位移誤差。已知：工序尺寸L3V型塊定位，△jb=0.0105mm,△db=0.017mm，試分析工序尺寸L3的定位誤差△dw解：L3的工序基準：軸的下母線定位基準是軸線，定位基準面是軸的外圓柱面工序基準在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相關，當d增大時，工序基準下移，定位基準上移，方向相反按基準移動方向判斷，即異向取“-”△dw=△db－△jb，=0.017-0.0105=0.0065mm 采用方法2判斷：圖2－4－4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L2 定位基準（圓柱體軸心線）為黃點所示工件與定位元件接觸點為綠色所示工序基準（圓柱體上母線）為紅色所示工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準異側，取“+”號。工序尺寸L3定位基準（圓柱體軸心線）為黃點所示工件與定位元件接觸點為綠色所示工序基準（圓柱體下母線）為紅色所示工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準同側取“—”號。已知：工序尺寸L2V型塊定位，△jb=0.0105mm,△db=0.017mm，試分析工序尺寸L3的定位誤差△dw解：L2的工序基準：軸的上母線定位基準是軸線，定位基準面是軸的外圓柱面工序基準在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相關，按“三點”位置判斷，工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準異側時，合成為“+”即異側取“+”△dw=△db+△jb=0.017+0.0105=0.0275mm定位誤差合理性判斷一般推薦的定位誤差占工序公差的1/3~1/5。如果夾具的定位誤差超出工序公差的1/3，則認為夾具的定位方案不滿足定位精度的要求。即：△dw≤1/3TT為工序尺寸公差。定位誤差合理性分析步驟：第一步，計算基準不重合△jb第二步，根據定位副形式，計算基準位移誤差△db，第三步，計算定位誤差△dw第四步，.判斷定位方案是否合理滿足定位精度要求：△dw≤T/3圖2－4－4V型塊定位加工鍵槽，如果L3=21±0.05,則T=0.1mm，那么定位誤差的允許值為多少呢？根據△dw≤1/3T，將T=0.1mm代入上式。則△dw≤0.033mm定位誤差分析應用【案例1】如圖2-4-5所示，工件以A面加工定位孔，已知，基準不重合誤差△jb=0.05mm試求定位誤差,并判斷該定位方案能否滿足加工要求。孔的大小由定尺寸刀具確定，孔的定位工序尺寸32±0.05，下面針對這一工序尺寸進行分析：圖2-4-5加工孔定位方案1.分析計算基準不重合誤差△jb和基準位移誤差△db已知：基準不重合誤差△jb=0.05mm加工孔以平面A定位，因表面不平引起的基準位移誤差可忽略不計。所以，基準位移誤差△db=02.判斷是獨立還是相關。尺寸32±0.05工序基準尺寸一端指向加工面，另一端指向工序基準，即為C面。定位基準:根據工序圖中定位符號指向A面由于工序基準不在定位基準面上，基準不重合誤差△jb和基準位移誤差△db相互獨立3.計算定位誤差△dw=△jb+△db=0.05+0=0.05mm4.判斷定位方案合理性工序尺寸32±0.05，工序尺寸公差T=0.05-（-0.05）=0.01mm定位允許誤差是T/3=0.1/3=0.033mm比較判斷，△dw>T/3此定位方案不能滿足定位精度要求，即不滿足加工要求。出現這樣的問題作為設計者該怎么辦呢？那就要減少定位誤差，本定位方案中是以平面定位，基準位移誤差為零，現只能減少基準不重合誤差△jb，那么如何減少基準不重合誤差呢？唯有減少定位尺寸公差，這個定位尺寸是A面與C面之間的尺寸，即LAC。LAC是一個封閉環，其公差是組成環之和。因此，要減少基準不重合誤差，就應減少100和30這兩個尺寸公差，提高定位精度【案例2】如圖所示，工件以小端外圓dl用V形塊定位，V形塊上兩斜面間的夾角為90°，加工f10H8孔。已知，，H=(40±0.15)mm，同軸度誤差t=f0.03mm，求加工尺寸(H=40±0.15)mm的定位誤差，并判斷該定位方案能否滿足加工要求。圖2-4-6工件加工工序簡圖解：1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸：40±0.15工序基準：d2下母線定位基準：d1軸線定位尺寸：定位尺寸公差：2.計算基準不重合誤差△db=0.707×0.01=0.007mm3.計算定位誤差△dw工序基準不在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相互獨立△dw=△jb+△db=0.053+0.007=0.06mm4.判斷定位方案合理性此定位方案能滿足定位精度要求【案例3】如圖所示為銑工件上的鍵槽。工件以圓柱面在=90°的V形塊上定位，已知：求加工A2時的定位誤差，并判斷該定位方案能否滿足加工要求。jb圖2-4-7銑工件上鍵槽解：1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸工序基準為φ45的下母線定位基準為φ45的軸線定位尺寸:定位尺寸公差：△jb=0.0125mm2.計算基準位移誤差△db =0.7070.025=0.0177mm3.計算定位誤差△dw工序基準在定位基準面上基準不重合誤差與基準相關位移誤差相關按照工序基準、定位基準移向判斷，當定位基準面直徑由大變小時，定位基準朝下變動；當定位基準面直徑由大變小時，工序基準朝上變動。兩者的變動方向相反，取“-”號，故△dw=△db-△jb=0.0177-0.0125=0.0052mm4.判斷定位方案合理性T/3=0.1/3=0.033mm△dw=0.0052mm＜T/3此定位方案能滿足加工要求。§2.4.3項目實施由同學們分組討論完成，并展示在小黑板中。教師巡回指導§2.4.4小組展示與項目講評展示在小黑板中，教師進行評價。【項目講評】：本工序是鉆φ5的孔，從工序圖可看出，工件定位的基準面φ20內孔面及左端面，本工序加工要求φ5軸線離端面距離是涉及20±0.1mm和對φ20對稱度為0.1mm，那么，20±0.1mm及對稱度公差即為工序尺寸。下面逐個進行誤差分析。一、針對20±0.1mm1.計算基準不重合誤差△jb20±0.1mm工序基準在左端面、定位基準也是左端面，所以工序基準與定位基準重合。即基準不重合誤差△jb＝0；2.計算基準位移誤差△db從圖2-4-2定位方案可以看出，采用工件左端面與心軸軸肩接觸定位，定位副為平面副，基準位移誤差△db=03.計算定位誤差△d