第2章汽车制造工艺过程

2..3 定位原理
完全定位与不完全定位
Z Y X Z Y X Z Y X Z Y
a）
Z
b）
Z Y X
c）
Y
X
d）
X
e）
工件应限制的自由度
f）
44
2..3 定位原理
欠定位
工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
Z Y X
B
B
a）
b）
欠定位示例
2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械 加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的， 因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生 定位干涉等情况。
46
2..3 定位原理
过定位分析（桌子与三角架）
过定位分析
47
2..3 定位原理
过定位分析
Z Z
Y
Y
Y Y
Y
X X
b） a）
过定位示例
Z X Y Z X Y Z Y
X Z
Z X Y
Z X Y
X
Y
工件以圆孔定位
60
2..4 工件常见定位方式
工件以外圆柱面定位
工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工 件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相 仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支 承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长 V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。
Z X
Y
工件在两顶尖上定位
63
2.2.1 定位方法与定位元件
工件以平面定位
固定支承
A型 支承钉 B 型 C型 A型 支承板 B型
固定支承
支承钉
支承板
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2.2.1 定位方法与定位元件
可调支承
可调支承
自位支承
自位支承
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2.2.1 定位方法与定位元件
辅助支承——在工件完成定位后才参与支承，它不起定 位作用，而只起支承作用，常用于在加工过程中加强被加 工部位的刚度
工件以其他表面定位
工件以锥面定位
工件以齿面定位
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2.2.1 定位方法与定位元件
一面两孔定位
D1 d1 A O1 O2 b L±1/2TLX L±1/2TLK O’2 B D2 d2 C
①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件 绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也 无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕 自身轴线的转动等。
②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。 如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的 平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。
43
Y c）
55
2..3 定位原理
X Y
Z a）
X Y
Z a1）
X Y
Z a2） 过定位示例分析
X Y
Z a3）
56
2..3 定位原理
Z
X X
Z
X Y b） Z X
X Y b1） Z X
X Y b2）
X Y b3）
57
过定位示例分析
2..3 定位原理
Z Z X X
X
Y c） Z
X
Y c’）
X
X Y c1） 过定位示例分析
16
17
18
找正装夹
19
利用夹具装夹
工件在夹具上装夹（滚齿夹具）
20
夹具及其组成
夹具的组成
1）定位元件及装置 2）夹紧元件及装置 3）对刀及导向 元件 4）连接元件 5）夹具体
1 2 3 6
4
6）其他元件及 装置（防护、防 错、分度…）
铣轴端槽夹具
1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹具体 6 — 对刀块
辅助支承
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2.2.1 定位方法与定位元件
工件以圆柱孔定位
心轴
刚性心轴 弹性心轴 过盈配合 间隙配合 小锥度心轴
心轴
自动定心心轴 液塑心轴
…
过盈配合心轴
间隙配合心轴
小锥度心轴
67
2.2.1 定位方法与定位元件
工件以圆柱孔定位
心轴
B A 3 2 1
自动定心心轴
1—螺母 2—弹簧 3—活块
弹性心轴
58
2..4 工件常见定位方式
工件以平面定位
平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支 承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。
Z Z Z
Y X X
Y X Z Z
Y
Z
Y X X
Y X
Y
工件以平面定位
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2..4 工件常见定位方式
工件以圆孔定位
工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴 线）。常用定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、 圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（又有过盈配合、 间隙配合和小锥度心轴等）、弹性心轴之分。
32
33
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38
多件联动夹紧机构
多件联动夹紧机构
多件联动夹紧机构正误对比
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气动、液压夹具
气动虎钳
液压夹具
40
2..3 定位原理
六点定位原理
任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度—— 用 X , Y , Z , a, b , c 表示 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 Z 将 6 个支承抽象 为6个“点”，6个 点限制了工件的6 个自由度，这就是 六点定位原理。
9
工件夹紧及夹紧装置
一、工件夹紧的基本要求
1、夹紧装置的含义： 2、夹紧装置组成：由动力装置、夹紧元件 和中间传动机构组成。 3、夹紧机构的要求: 不能破坏定位；夹紧应牢固；结构简单、 操作安全、方便；有良好的自锁性。
10
工件夹紧及夹紧装置
一、工件夹紧的基本要求
4、夹紧力的作用点、方向、大小


4
夹具的组成及分类
一、夹具的组成（图2-7） 1、定位元件和夹紧装置 2、对刀、导向元件 3、夹具连接元件 4、其它装置和元件 5、夹具体
5
二、夹具的分类
1、专用夹具（2-7 图） 2、组合夹具（2-9 图） 3、成组夹具（2-10 图）
6
定位原理及常见的定位元件
一、六点定位原理（图2-11）
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汽车制造工艺学
第 2 章
Chapter Two
工件的装夹和机床夹具设计 Clamping of Workpiece and Fixture Design
1
基准的概念
一、基准的含义: 用来确定其它点、线、面 的位置所依据的那些点、线、面称为基准。 二、设计基准： 零件图上使用的基准。 三、工艺基准： 零件在加工、测量、装配等 工艺过程中所使用的基准。
2..3 定位原理
过定位应用
刀柄 定位端面 配合锥面 主轴 拉杆
HSK刀柄
涨套
间隙
1:10 7:24 传统刀柄
主轴 拉杆
HSK刀柄与传统刀柄结构 刀柄
51
2..3 定位原理
过定位讨论 如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大 端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分 析原因，提出改进
过定位——工件某一个自由度（或某几个自由度） 被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定：
1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、 位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要 的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会 起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。
0.02 A
4 A
间隙配合刚性心轴
过定位示例
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2..3 定位原理
过定位引起夹紧变形
53
2..3 定位原理
橡胶垫
过定位处理分析
54
2..3 定位原理
讨论 分析图示定位方案： ①各方案限制的自由度 ②有无欠定位或过定位 ③对不合理的定位方案提 出改进意见。
Z X X
X Y
Z a） Z
X
X
Y
b） 过定位分析
2
工件的装夹方法
一、定位与装夹 1、定位：确定工件在机床上或夹具中占 据正确的位置的过程。 2、夹紧： 将定位后的工件固定，使其在加工中保持 位置不变的过程。 3、装夹： 工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。 4、机床夹具：用来装夹工件的装置。
3
二、工件装夹方法
1、找正装夹方法 直接找正装夹 划线找正装夹 2、夹具自动装夹方法
作用点应落在支承元件上、工件刚性好的部位上、 靠近加工面。 方向应垂直定位面、利于减少夹紧力。 大小保证工件、夹具不变形，工件应牢固可靠。
11
二、常见夹紧机构
1、斜楔夹紧机构（2-44） 2、螺旋夹紧机构（2-46） 3、偏心夹紧机构（2-50） 4、定心夹紧机构（2-54） 5、铰链杠杆增力机构（2-60） 6、多件多位夹紧机构（2-58） 7、夹具的动力装置（气压、液压等）
Z Y X Z X Z Z Y X Z Y
X
Y
X
Y
工件以外圆柱面定位
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2..4 工件常见定位方式
工件以其他表面定位
除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还可能以其它表 面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。下图为工 件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身轴 线转动外的 5个自由度。
工件以锥孔定位
套筒（定心定位）
套筒定位
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2.2.1 定位方法与定位元件