第四节 工件加工时的定位及基准.ppt1

a）图：外圆表面Ⅰ和Ⅱ的设计基准 为中心线，平面Ⅲ的设计基准为母线C。 b）图：端面Ⅱ和Ⅲ的设计基准为端 面Ⅰ,外圆表面D2的设计基准是内孔D1。
注：作为基准的点、线，通常是由某些具体 表面来体现的，这些表面称为基面。例如图a 中零件的中心线实际是由外圆表面d1 和d2 所确定的。在没有特别标定的情况下，这两 个外圆表面可理解为互为基准。
2、六点定位原则中“点”的含义是限制自
由度，不要机械地理解成接触点。例如，图2-25所
示板状工件安放工作台上限制了3个自由度产中，工件总是通过定位元件实
现其在夹具或机床上的定位。定位元件有多种 形式，常用的有支承钉、支承板、定位销、定 位套、心轴、V型块等，其中多数已标准化。表 1-10给出一些典型定位元件的定位分析。
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位置，因而
是不允许的。
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。 如图所示。
Z Y X
B B
B
a）
b）
欠定位示例
（五）过定位
定义：如果工件的某一个自由度被两个定位元件重复 限制，称为过定位。
量、工件大小及复杂程度、加工精度要求
及定位的特点等。主要装夹形式有三种：
直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。
2、工件在机床或夹具上的三种安装方式
①直接找正安装(动画1) ②划线找正安装(动画2) ③夹具安装
(动画3)
（二）工件定位原理
1.六点定位原理 任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由 任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由 度，即沿空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向的移动与 度，即沿空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向的移动与 绕它们的转动，分别以 绕它们的转动，分别以 束工件的这些自由度。 束工件的这些自由度。 表 表




（1）长短关系 如长短圆柱销、板条限制 自由度的差别。 （2） 大小关系 如钉、支撑板、条形板限 制自由度的差别。 （3）数量关系 1个短V形块、2个短V形 块、一个点两个点、三个点。 （4）组合关系 1个短V形块、2个短V形 块
典型定位元件的定位分析（表）
二、基准
1、 基准的定义： 在零件图上或实际的零件上，用来 确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面， 称为基准。 2、 基准的分类：按其功用可分为： （一） 设计基准：在设计图样上所采用的基准称 为设计基准。标注尺寸的起始位置称为设计基准。(如 下图) （二） 工艺基准： 是加工、测量和装配过程中使 用的基准，又称制造基准。工艺基准又可分为工序基 准、定位基准、测量基准和装配基准等
2）支承板 国家标准规定的两 1）支承钉 国家标准规定的三
常用定位元件
种支承板，其中B型用的较多，A 种支承钉，其中A型多用于精基准 型由于不利于排屑，多用于工件 面的定位，B型多用于粗基准面的 的侧面定位。 定位，C型则多用于工件的侧面定 位。
3）定位销
定位销的构造如 图所示。定位销与工件孔配合部分 尺寸公差通常按g6或f7确定。圆柱 销定位通常限制了工件的两个移动 自由度。
两点说明
1、机械加工中关于自由度的概念与力学中自由 度的概念不完全相同。机械加工中的自由度实际上是 指工件在空间位置的不确定性。这里特别要注意将定 位与夹紧的概念区分开来。工件一经夹紧，其空间位 置就不能再改变，但这并不意味着其空间位置是确定 的。例如，图2-25所示板状工件安放在平面磨床的 磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被夹紧，其 位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确 定，既可以放在1的位置上（图中实线所示），也可 以放在2的位置上（图中虚线所示），也即工件 的 X 、Y 三个自由度未被限制。 Z
§1-4 工件加工时的定位及基准
一、工件的定位
（一）工件的装夹
在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需 装夹好以后才能进行加工。 装夹应实现两个方面：定位与夹紧。
定位：使工件在机床上或夹具中占有正确的位置 的过程。 夹紧：为使工件正确位置得到稳定而施加压力的 操作。
装夹方式
工件在机床上的装夹方式，取决于生产批
当要求孔销配合只在一个方 向上限制工件自由度时，可 采用菱形销，见图2-29a。 有时工件也可用圆锥销定 位，见图2-29b，圆锥销定 位限制了工件的三个移动自 由度。
4）心轴 工件在心轴上定位通常限制了除绕自身轴线转动和沿 自身轴线移动以外的四个自由度。图2-30a、b所示为刚性心轴。 除刚性心轴外，在生产中还经常使用弹性心轴（图2-30c）、液 塑心轴、自动定心心轴等。这些心轴在定位同时将工件夹紧，使 用很方便。
图2-31所示为小锥度心轴，这类心轴的定位表面 带有很小的锥度，一般为K＝1∶1000～1∶5000。 工作时，工件楔紧在心轴上，靠孔的微小弹性变形而形 成的一段接触长度，由此产生的摩擦力带动工件回转， 而不需另加夹紧装置。小锥度心轴定心精度高，可达 0.005mm～0.0lmm。
5）定位套 工件以外圆柱面为基准在夹具中定位主要有两
种形式，一种是定心定位，一种是支承定位。定心定位的定 位元件主要是套筒（包括锥套）和卡盘。套筒定位长径比较 大时，限制工件四个自由度（两个移动，两个转动，见图232a）；套筒定位长径比较小时，只限制工件两个自由度（图 2-32b）。使用锥套定位时，通常限制工件三个移动自由度 （图2-32c）。
定位元件限制自由度的关系
情况。
零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。
零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。
过定位实例分析之一
图2-36所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。 ZX Y 图b中，长圆柱销限制了 X Y X Y 4个自由度，支承板限制了 、 、 3个自 、 、 、 由度。显然 X Y被2个定位元件重复限制，出现了过定位。 、
过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，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。合理的过定位起到加强 工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。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
如果工件孔与端面垂直度保证很好， 则此过定位是允许的。但若工件孔与端面 垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又 很小时，定位后会造成工件歪斜及端面接 触不好的情况，压紧后就会使工件产生变 形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小 头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求。 这种情况下应避免过定位的产生。最简单 的解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱 销（图a所示），由于短圆柱销仅限 制 X Y2个移动自由度， 、 的重复定 、 X Y 位被避免了。
示。要使工件在机床夹具中正确定位，必须限制或约 示。要使工件在机床夹具中正确定位，必须限制或约
（二）用定位元件代替约束点限制自由度
在实际生产中，工件总是通过定位元件实
现其在夹具或机床上的定位。定位元件有多种
形式，常用的有支承钉、支承板、定位销、定 位套、心轴、V型块等，其中多数已标准化。表
2-1给出一些典型定位元件的定位分析。
（三）完全定位与不完全定位
工件定位时6个自由度完全被限制，称为完全定
位。工件定位时6个自由度中有1个或1个以上自由度未
被限制，称为不完全定位。
1.由于工件加工前的结构形状特点，没有必要限
制某些方面的自由度 2.由于加工精度要求，工件定位时允许保留某些 方面的自由度不被限制。
Z
X Y
（四）欠定位
用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面 设计基准： 设计图样上所采用的基准 工序基准：在工序图上用以指定加工表面位置的基准
基 准
工艺基准
定位基准： 在加工中用做定位的基准 测量基准：在工件上用以测量已加工表面位置的基准
装配时用以确定零件在产品中位置的基准 装配基准：
思考题2：试指出图中所示零件的设计基准