第二讲 工件定位的基本原理

二、定位符号和夹紧符号的标注

在工件上定位和夹紧部位标注的符号称为定位符号和夹紧符号。 详见教材附表1
三、对定位元件的基本要求

1、足够的精度 2、足够的强度和刚度 3、耐磨性好 4、工艺性好
本讲小结： 1、六点定位原则
主支承点：限制工件三个自由度。 导向支承点：限制工件两个自由度。 止推支承点：限制工件一个自由度。
第一节 工件定位的基本原理图 一、六点定则
一尚未定位的工件，其空间位置是不确的. 如图1—1所示，将工件放在空间直角坐标系中， 工件存在六个方向的自由度。 三个移动自由度： X Y Z 三个转动自由度： X Y Z

用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点 定则，如图1—2所示。
图1—7
过定位对加工精度的影响
过定位会造成定位的不稳定，从而影响工件的加工精度；严重的过定位会引 起过定位干涉现象，影响工件的装夹，并导致工件夹紧变形。
消除过定位的方法 通常可采取下列措施来消除过定位：
1改变定位元件的结构 1) 减小接触面积。 2) 修改定位元件的形状，以减少定位点。 3) 缩短圆柱面的接触长度。 4) 设法使过定位的定位元件在干涉方向上浮动，以减少实际定位点的数量 5) 拆除多余的过定位元件。 2控制或者提高工件定位基面之间以及定位元件工作表面之间的位置精度
1、工件定位的几种情况
⑴ 完全定位：工件的六个自由度 全 部被限制的定位。 如图1—4所示， 在工件上铣槽，为保证槽在三个方向 上的位置要求，必须限制六个自由度。
⑵欠定位：工件定位时，应该限制的 自由度没有被全部限制的定位。实际定位 时不允许发生。
图1—4
⑶不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自 由度不影响加工要求。 如图1—5所示，在工件上铣通槽， 保证槽宽和槽的上下、左右位置要求， 沿槽方向的自由度可不限制。 ⑷ 重复定位（过定位）：工件定 位时，几个定位元件重复限制工件一 个或几个自由度的定位。
下一节
2、定位副：工件上的定位基面和与之相接触（配合）的定位元件 的限位基面合称为一对定位副。 定为基准的选择原则：应保证加工精度和工件安装方便可靠 基准重合原则——选用设计基准作为定为基准 基准统一原则——采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面 自为基准原则——选择加工表面本身作为定为基准 互为基准原则——工件上两个位置要求很高的表面加工时，互相作为 基准。
上一讲内容提要:
机床夹具在机械加工中的作用。 机床夹具的分类。 机床夹具的组成。 本课程的性质和任务。
本讲主要内容：
六点定则。 限制工件自由度与加工要求的关系。 重复定位。 基准、定位副及对定元件的基本要求
本讲重点和难点：
根据工件的加工要求合理确定工件所必须限制的自由度。
工件的装夹是指工件的定位和夹紧，定位的任务是使工件在夹具 中占据一正确的位置，而夹紧是使工件保持定位后的正确位置。
2、工件定位的几种情况
完全定位：工件的六个自由度全 部被限制的定位。 欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自由度 不影响加工要求。 重复定位（过定位）：工件定位时，几个定位元件重复限制工件一 个或几外自由度的定位。
复习思考题：
图1—8
过定位及其消除的方法示例之一 a)过定位使定位不稳定 b)改进 定位结构，消除过定位 1—半圆柱 2—定位块
过定位及其消除方法示例之二 a)过定位 b)完全定位 1—菱形销 2—支承板 3—菱形销的台阶面 4—圆柱定位销
可浮动定位元件的浮动方向 a)可浮动的平面支承示意图(浮动方向) b)可浮动的短V形块示意图(浮动方向 ) c)球面垫圈(浮动方向、)
工序基准：在工序图上用来确定被加工表面位置的基准。可通过工 序图上标注的加工尺寸和形位公差来确定。
查找：首先找到加工面，确 定加工面位置的尺寸就是工序 尺寸，其一端指向加工面，另 一端指向工序基准。见图所示 键槽为加工面，h、L 、三为 三个方向的工序尺寸，三个方 向上的中心线为工序基准。工 序基准由工艺人员确定。
图1—6
三、重复定位
重复定位分两种情：不可用重复定位和可用重复定位。
当工件的一个或几个自由度被重复 限制时，对加工产生有害影响的重复 定位，称为不可用重复定位，如图1—7 所示 当工件的一个或几个自由度被重 复限制时，仍能满足加工要求，即不 但不产生有害影响，反而可增加装夹 刚度的定位，称为可用重复定位。
支承点1、2、3限制了 Z X Y
三个自由度，称为主支承点。 支承点4、5限制了 x z 两 个自由度，导向支承点。 支承点6限制了 Y 一个自 由度，止推支承点。 六点共限制了工件六个自由 度。
二、限制工件自由度与加工要求的关系
工件定位时，应该限制的自由度数目，主要由工件加工要求确定， 一般讲，工件定位所需限制自由度的数目≤6个。各定位元件限制的 自由度原则上不允许重复或干涉。 如图1—3所示在工件上铣通槽，为 保证槽底面与工件底面的平行度和尺寸 两项加工要求，必须限制 Z X Y 三个 自由度；这保证槽侧面与工件前后侧面 的平行度和尺寸两项加工要求，还必须 限制 X Z 两个自由度，共计五个自由度。
2、允许不完全定位的几种情况
⑴加工通槽或通孔时，沿贯通轴的移动自由度可不限制。 ⑵毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的转动自由度 可不限制，如车光轴的内、外圆。 ⑶加工贯通的平面时除可不限 制沿两个贯通轴的移动自由度外， 还可不限制绕垂直加工面的轴的 转动自由度，如图所示1—6磨工 件的上表面，保证h和上、下表 ： 面的平行度，可以不限制 X Y Z

定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触 的工件上的点、线、面。由工艺人员确定，是工序图上标“ ” 所示的基准


当工件以回转面与定位元件接触定位时，工件上的回转面称为定 位基面，其轴线称为定位基准，定位心轴的圆柱面称为限位基面，心 轴的轴线称为限位基准。 当工件以平面与定位元件接触定位时，工件上的实际存在的面是 定位基面，它的理想状态是定位基准。定位元件上的限位平面就限位 基准（基面）。
根据工件加工要求、分析理论上应该限制哪几个自由度 1．钻 Φ 6H7孔 2．铣两台阶面
3．铣b槽
4．车端面保证L
理限：
理限：
5．钻d孔
6．铣台阶面
理限：
理限：
7．铣前、后两平面
8．a) 钻d孔
b)钻2个d孔
a 理限： a) 理限：
b b) 理限：
9．铣平面
10．钻φ—8所示的插齿常用夹具，工件3以内孔在心轴1上定位，限 制工件四个自由度；又以端面在支承凸台2上定位，限制工件三个自度 其中， X Y 被重复限制了。当齿 坯孔与端面的垂直度较高时可能是 可用重复定位。 其判断条件是：齿坯孔与端面 的垂直度误差小于孔与定位轴的最 小间隙和允许的定位副弹性变形量 时，为可用重复定位，否则为不可 用重复定位。
第二节 基准、定位副及对定元件的基本要求 一、基准及定位副
1、基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、 线、面)。基准的种类：设计基准、工艺基准 设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准
工艺基准：零件加工、测量、装配过程中使用的基准。分为定位基准、工 序基准、测量基准、装配基准