第一章工件的装夹第一节工件定位的基本原理

如图3-9所示两种重复定位的例子。
长销和大端面定位
平面和两短圆柱销定位
图(a)为孔与端面联合定位情况，由于大 X 端面限制 、 、 三个自由度，长销限制 Z Y Z 和 X 、Z 四个自由度，可见 X 、Z X 、 被两个定位元件重复限制，出现过定位。 • 图(b)为平面与两个短圆柱销联合定位 情况，平面限制 Z 、 三个自由度，两 Y X、 个短圆柱销分别限制 Z 共4个自 Y和 Y 、 X 、 由度，则Y自由度被重复限制，出现过定位。 •过定位可能导致下列后果： •①工件无法安装 •②造成工件或定位元件变形
重复定位（过定位）： 夹具上的两个或两个以上的定位元件，重 复限制工件的同一个或几个自由度的现象， 称为重复定位（过定位）。 在工件定位分析中，常将定位元件抽象 为定位支承点。
（一）完全定位：工件在夹具中定位时，六个自由 度均被限制，称为完全定位。
（二）不完全定位：工件在夹具中定位时，六个自由度 没有被全部限制，称为不完全定位。 此时可能有两种情况： 1、由于工件结构特点，不必限制所有自由度
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补充相关工件定位的基本原理 定位基准的基本概念： （1）工件定位——按照加工工艺要求， 将工件置于夹具中，使工件在夹紧前相 对于机床和刀具就占有一个预定的位置， 或者是使同一批工件逐次放置到夹具中 时都能占据同一位置。
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工件定位一般有下述四种情况：
完全定位： 不重复地限制了工件的六个自由度的定位 。当工件在X、Y、Z 三个方向上均有尺寸和位 置精度要求时，一般采用这种定位方法。 不完全定位： 根据实际加工要求，并不需要限制 工 件全部自由度的定位。
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• 欠定位：
• 定位点少于应消除的自由度、工件定位不足 的定位。欠定位无法保证加工要求 。
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第一章工件的装夹
第一节工件定位的基 本原理
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概述:


工件的装夹指的是工件的定位与夹紧。 工件在夹具中定位的任务是：使同一工序 的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。 将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。 工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离 心力、惯性力和重力的作用下不离开已经 占据的正确位置，以保证机械加工的正常 进行。
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（二）六点定位原则 定位的实质：就是限制自由度。工件的 六个自由度如果都加以限制了，工件在空间 的位置就完全被确定下来了。 （三）六点定位法则 • 通常，一个支承点限制工件的一个自由度。
• 使用合理设置的六个支承点，与工件的定位 基准相接触，以限制工件的六个自由度，使 工件在夹具中的位置完全被确定的方法，称 为六点定位法则。
6、 防转定位基面：限制一个转动自由度的表面定位。
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（六）、注意： （1）定位支承点必须是与工件定位基面密切接触配 合。 （2）定位是确定位置，不考虑受力后运动的因素， 保证定位可靠不受力影响的过程是夹紧。 （3）定位支承点是定位元件抽象而来的。
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二、限制工件自由度与加工要求的关系
2、由于加工精度要求，不必限制所有自由度
（三）欠定位：工件在夹具中定位时，若定位 支承点数目少于工序加工所要求的数目，工件 定位不足，称为欠定位。
根据工件的加工要求，应 该限制的自由度没有完全被限 制的定位，称为欠定位。欠定 位无法保证加工要求，所以是 绝不允许的。 如图1所示，工件在支承1 和两个圆柱销2上定位，按此定 位方式， 自由度没被限制，属 欠定位。工件在x方向上的位置 不确定，如图中的双点划线位 置和虚线位置，因此钻出孔的 位置也不确定，无法保证尺寸 A的精度。只有在x方向设置一 个止推销后，工件在x方向才能 取得确定的位置。
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消除如图3-9所示重复定位的措施
大端面加球面垫圈
大端面改为小端面
如图3-10 消除重复定位的措施
• 由于过定位往往会带来不良后果，一般确 定定位方案时，应尽量避免。消除或减小过定 位所引起的干涉，一般有两种方法。 • ①改变定位元件的结构，使定位元件重复 限制自由度的部分不起定位作用。
• 例如将图3-9(b)右边的圆柱销改为削边 销；对图3-9(a)的改进措施见图3-10，其中图 (a)是在工件与大端面之间加球面垫圈，图(b) 将大端面改为小端面，从而避免过定位。
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（总结）六点定位法则
定位→限制自由度→限制六个自由度→定位
(1) 长方体举例： 各限制了哪些自由度？
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(1) 长方体举例： 各限制了哪些自由度？
一个平面——3 （ X Y） Z 一条直线——2（X Z ） 一个点——1（ Y ）
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（五）、定位基准的功能： 1、主要定位基面：自由度限制数为3个（大平面） 选大平面，在布点时要注重受力的平衡性。 2、导向定位基面：限制自由度为2个（两个支承点） 一般选窄长的表面，距离间隔要远。 3、双导向定位基面：限制自由度数为4个，长圆柱面。 4、双支承定位基面：限制自由度为2个，短圆柱面。 5、止推定位面：限制一个移动自由度，自由度方向为 导向方向。
• ②合理应用过定位，提高工件定位基准之 间以及定位元件的工作表面之间的位置精度。 •
当以两个或两个以上的组合表面定位时，重复定 位可能造成不良后果。
•为减少重复定位造成的加工误差，可采取如下措施： （1）改变定位元件结构
（2）撤消重复定位的定位元件：
（3）提高工件定位基准之间、定位元件定位面 之间的位置精度
（2）圆柱体的定位分析：
各限制了哪些自由度？
一个圆柱面（定位基面）二条 素线——4( Y Y Z Z ) 一个销（一个点）——1( X ) 一个销（一个点）——1( X )
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（四）、六点定位规则 ： 合理分配定位点，即用六个支承可以完全限 制工件六个自由度的方法。 从以上定位分析可得出如下结论： （1） 定位支承点的合理分布主要取决于定位基准 （基面）的形状和位置。 （2） 在定位过程中，通常要选择几个表面作定位 基准。
（四）重复定位：工件在夹具中定位时， 若几个定位支承点重复限制一个或几个自 由度，称为重复定位。 *当以形、位精度较低的毛坯面定位时，不 允许重复定位。 *为提高定位稳定性和刚度，以加工过的表 面定位时，可以出现重复定位。
图3-11所示滚齿夹具，是可以使用过定 位这种定位方式的典型实例，其前提是齿坯 加工时工艺上已保证了作为定位基准用的内 孔和端面具有很高的垂直度，而且夹具上的 定位心轴和支承凸台之间也保证了很高的垂 直度。此时，不必刻意消除被重复限制的X、 Y 自由度，利用过定位装夹工件，还提高了齿 坯在加工中的刚性和稳定性，有利于保证加 工精度，反而可以获得良好的效果。
（2）定位基准——在机械加工中用作定 位的基准。
（3）定位基面——工件定位时，作为定 位基准的点和线，往往由某些具体表面 体现出来，这种表面称为定位基面。
数控机床维修高级应用人才培养丛书 机床夹具（一）自由度的概念 所谓自由度，即空间位置的不确定性 一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐 标系来说，具有六个自由度：三个位置自由度和 三个角度自由度。 即 能 沿 OX 、 OY 、 OZ 三 个 座 标 轴 移动 的 （平 移），称移动自由度，分别表示为X 、 Y、 Z ；并 能绕着三个座标轴转动（旋转），称转动自由度， 分别表示为 X 、 Z 。 Y 、