讲 工件定位的基本原理
机械制造工艺学——工件的定位
δ定位（H）=A1A2=Hmax-Hmin =O1O2+d/2-(d-Td)/2= O1O2+ Td/2
即: δ定位（H）= δ位置（O） + δ不重（A） = O1O2+ Td/2
3、结论
（1）定位误差只产生在采用调整法加工一批 工件的条件下，若一批工件逐个试切加工， 则不存在定位误差。
（4）定位误差的计算可按定位误差的定义，根据所 画出的一批工件定位可能产生定位误差的良种极端 位置，再通过集合关系直接求得。也可按定位误差 的组成，由公式：
δ定位=δ位置± δ不重
计算得到，根据一批工件的定位由一种可能的极端 位置变为另一种极端位置时δ位置和δ不重的方向的异 同，以确定公式中的加减号。
第一定位基准基准位置误差最小，应以直接与 加工精度有关的基准作为第一定位基准。
2、消除或减小基准不重合误差的措施 （1）尽可能以工序基准作为定位基准
（2）根据加工精度高低，选择第一、第二定位 基准
四、工件定位方案设计及ห้องสมุดไป่ตู้位误差计算举例
1、
2、槽两侧面C、 D对B面的垂直 度公差0.05mm
3、槽的对称中心 面与两孔中心 连线之间的夹 角为
（2）定位误差是由于工件定位不准确而产生 的加工误差。他的表现形式为工序基准相对 于加工表面可能产生的最大尺寸或位置的变 动范围。它的产生原因是工件的制造误差、 定位元件的制造误差、两者的配合间隙及基 准不重合等。
（3）定位误差由基准位置误差和基准不重合误差两
部分组成，但并非在任何情况下这两部分都存在。 定位基准无位置变动，基准位置误差为零；定位基 准与工序基准重合，基准不重合误差为零。
工件的定位原理及方法简介
工件以一面两孔定位时，为什么要用一个圆柱销和一个菱形销且菱形销怎么是限制一个自由度？一个零件有六个自由度，平移四向、上下两向、旋转两向。
一销可消除平移四向、旋转一向和向下移动三个自由度，再加一销会产生过定位问题，所以，改用菱形销，只留一个向上的自由度。
自由度有计算公式，点、线接触为高付，面接触为低付。
平面自由度计算公式F=3n-(2p+3q),n为自由构件数目（不含支架），p为低副数，q为高副数目数控机床上工件定位的原理在机械加工过程中为确保加工精度，在数控机床上加工零件时，必须先使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。
这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。
用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。
1 工件定位的基本原理六点定位厦理工件在空问具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点(即定位元件)来限制关键的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度，在如y平面上，不在同一直线上的三个支承点限制了工件的王、于三个自由度，这个平面称为主基准面；在平面上沿长度方向布置的两个支承点限制了工件的拿两个自由度，这个平面称为导向平面；工件在xoz乎面上，被一个支承点限制了，一个自由度，这个平面称为止动平面。
工件的六个自由度综上所述，若要使工件在央具中获得唯一确定的位置．就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点．使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度．这就是工件的六苣定位原理。
工件的六点定位(2)六点定位原理的应用六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在央具中的位置就不能完全确定。
然而．用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用．工件形状不同t定位表面不同，定位点的分布情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。
工件的六点定位原则
工件的六点定位原则
答案：
一、几何中心定位
几何中心定位是指通过机械加工根据产品的设计图纸测算出几何中心坐标的方式进行定位，主要用于精度较高的产品加工中，例如精密模具、精密零件等。
几何中心定位可以保证产品准确度和稳定性。
二、角点定位
角点定位是指将产品放置在定位工作台上，将其与工作台上的角点对齐而进行的定位方式。
以该角为线性定位，通常用于钣金成形加工中的角铆件或者是箱体加工等，具有很好的刚性定位特性。
三、圆心定位
圆心定位指的是对于直线和圆形的产品进行加工定位时，通过定位圆心坐标的方式来实现。
通常用于加工圆形和弧形零件等，圆心定位精度高，容易实现。
四、平面定位
平面定位是通过将产品放置在定位工作台上的面板上，利用平板和工作台的互相嵌合实现的定位方式。
具备很高的精度和稳定性，通常用于加工平面和薄板等零部件。
五、法线定位
法线定位是指将产品固定在工作台上，以产品轴线与法线的交点为基准点，进行定位。
较常见的应用领域就是对于轴类和轮廓零件的加工，例如机械中的转轴、滚动轴承等。
六、斜面定位
斜面定位和角点定位类似，指的是通过使用定位台上的斜向刻度来对产品进行定位的方式。
通常用于平面零部件的加工定位，例如机壳体等。
以上六种定位方式各有其适用场景和使用技巧，掌握正确的定位方法对于保证产品加工质量有着非常重要的作用。
一些较为简单的零部件可以使用单一的定位方式，而对于复杂的零部件可能需要综合使用多种定位方式来实现更高的定位精度和稳定性。
工件的定位
2、由于加工精度要求，不必设置所有自由度
4、工件定位中的几种情况
3.欠定位
根据工序的加工要求，只需限制部 分自由度，这样的定位称为不完全 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 自由度的现象称为过定位。
4.过定位
二、定位方法及定位元件
定位方法
工件以平面 定位
定位套 1、长套限制四个自由度，短套限制两个自由度。 2、锥套限制三个自由度，半圆套长四、短二。
工件以外圆柱表面定位
支承板 长板限制两个自由度，短板限制一个自由度。
工件以外圆柱表面定位
V型块 长V型块限制四个自由度，短V型块限制两 个自由度。
工件以特殊表面定位
两个顶尖配合使用，限制五个自由度。
注意
工件以平面定位
可调支承
1、调整时先松后紧，调好后用防松螺母锁紧。 2、可调支承主要用于以粗基准面定位，或定位基 面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化 较大时。
工件以平面定位
自位支承
1、毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位 时，选用自位支承。
2、自位支承只限制一个自由度，由于增加了触点 数，可以提高工件的支承刚度和稳定性。度的平面 或圆柱面，称为导向定位面。 要求 1、选择工件上窄长的表面。 2、两点间的距离尽量远些。
定位基准按照所限制的自由度数分类：
双导向定位基准面
限制四个自由度的 圆柱定位面。 双支承定位基准面
限制两个自由度的 圆柱定位面。
定位基准按照所限制的自由度数分类：
工件以特殊表面定位
当轴类零件要求精确定心时，可以用工件上的 锥孔作为定位基准。 长锥心轴限制五个自由度。
工件的定位
工件定位的基本原理
定位基准——在机械加工中用作定 位的基准。 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。
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工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
2．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：三个位移自由度和 三个旋转自由度。
定位误差
• (2) 当孔径、销径为： D1min、D2min、d1max、d2max 孔间距最大、销间距最小： (L+LD)、 (L–Ld) 第一销孔中心到第二孔径的最小距离为： L+LD–D2min/2= L–Ld–d2max/2–X2min/2 即：d2max= D2min –2(LD+ Ld+ X2min/2)
• 设置二个支承点，限制了工件的 二个自由度的定位表面。要求： 应选狭长表面；支承点布置应尽 可能远。
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工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
双导向定位基准面：
• 限制四个自由度的圆柱定位面
双支承定位基准面： • 限制二个移动自由度的圆柱定位面
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工件定位的基本原理
由此可知，只要将定位销的直径缩小到： d2max= D2min –2(LD+ Ld+ X2min/2)即可
定位误差
• 实际定位时上述两种极限情况的机 会是很少的，因此通常第二定位销 孔不预留间隙，即X2min=0； • 此外，第一定位销、孔的最小配合 间隙起补偿中心距偏差的作用。 • 于是得到： d2max= D2min –2(LD+ Ld –X1min/2) 或：X2min= 2(LD+ Ld –X1min/2)
工件定位的基本原理(一)
工件定位的总结：
• 1）定位支承点的合理分布主要取决于定位基准的 形状和位置。 • 2）工件的定位是工件以定位面和夹具的定位元件 的工作面保持接触和配合实现的。 • 3）工件定位以后，还要用夹紧装置将工件紧固。 因此要区分定位与夹紧的不同概念。 • 4）定位支承点所限制的自由度名称，通常可按定 位接触的形态确定。 • 5）有时定位点数量及布置不一定直观明显，此时 要善于分析。
工件的六个自由度
• 举例： • 六点定位规则：合理地限制工件的六个自 由度。这是工件在加工ห้องสมุดไป่ตู้所要考虑的。
常见几何体定位方式
• 平面几何体的定位：见图2-3。 • 圆柱几何体的定位：见2-4。 • 圆盘几何体的定位：见2-6。
三种几何体的定位方式
• 1）平面几何体类工件的六点定位：三面六 点定位。 • 2）长轴类零件限制自由度方式：用长V形 块、止推螺钉+止动销，限制6 个自由度。 • 3）圆盘类工件限制自由度的方式；平面+ 圆柱销+止动销。
不完全定位、欠定位的区别
• 请见下次仔细分解。 • 此时若课堂时间富余，放相关录像给学生 看。
• 作业：P19 表2-2 自行分析各类形体定位 所限制的自由度（非书面作业）。 P66 题2-9（书面作业）。
教学重点：
• • • • 六点定位规则。 常见几何体定位方式。 工件定时定位点的分布规律。 完全定位、不完全定位、过定位和欠定位 的概念。
两个概念：
• 工序基准：在工艺文件上用以标定被加工 表面位置的基准。 • 定位基准：在加工时，用以确定零件在机 床夹具中的正确位置所采用的基准叫定位 基准。它常常是工件上的实际表面（轮廓 要素面、点、线）、中心要素（几何中心、 对称中心线、对称中心面等）。
第二章工件的定位
(2)圆柱几何体的定位
1)定位基准是长圆柱面的轴线、 端平面和键槽 2)主要定位基准为长圆柱面的 轴线
3） 1、、 2 3、 4 x、z、x、z 4） 5 y 5） 6 y
பைடு நூலகம்
特点：定位接触点在圆柱面上，而定位基准则为中心轴线。
(3)圆盘几何体的定位
1) 圆柱面较短，其定位功能将 降低 2)端平面较大，作主要定位基 准
锥度心轴
5)通常定位精度为0.01mm的同轴度公差。 6)锥度为1:10000时，同轴度公差可达0.005mm。 7)工件孔为IT6、IT7，粗糙度小于0.8μm。 8)材料T10A，热处理至58～64HRC，大型心轴可用20钢无 缝钢管制造。
心轴选择实例
工件为Ø40N7孔，长度64mm，同轴度公差为5级，试 设计外圆磨床的锥度心轴。
圆锥定位套
圆锥心轴
当工件锥面用涂色法检验其接触面面积大于85%时，圆 锥可获得很高的定位精度。
定心夹紧精度高
滚齿心轴的通用结构
1)柄部按滚齿机通用底盘设计。 2)定位轴颈D的公差带为h6。 3)心轴用20Cr制作，经热处理渗碳淬硬至50～55HRC。 4)心轴的主要技术要求是对同轴度、垂直度。 5)7: 24圆锥及其中心孔作为夹具体的基面。
锥度心轴
1)用于套类零件的外圆磨削。 2)直径为8～100mm，锥度为1: 3000～1: 8000。 3)锥度心轴的定位精度较高。 4)心轴锥面与孔壁之间接触面很大，工件被锁紧。
2.工件以精基准孔定位
(1)定位轴
钻套
1 –与夹具体的连接部分 2 –中心定位部分 3 –引导部分 4 –夹紧部分 5 –排屑槽 6 –台阶定位面
定位轴材料为T8制作，经热处理至55～60HRC ；也可 用20钢制作，经渗碳淬硬至55～60HRC。
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。
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
如图1—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。
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
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例: 铣图所示
工件上的槽， 保证槽在三 个方向上的 位置要求， 试确定定位 方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
分析满足加工要求必须限制的自由 度(理限)。
保证槽的上下位置要求：必须限 制:
保证槽的左右位置要求：必须限 制:
保证槽的前后位置要求：必须限 制:
作用表示它与工件定位面接触，一旦 脱离接触就失去限制自由度的作用；
（2）在分析定位元件起定位作用时 不考虑外力影响，即要分清定位和夹 紧的区别。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例2.3: 在图所示
工件上磨平 面，保证h 尺寸和平行 度，试确定 定位方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
机床夹具设计
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例2.1： 铣图所示
工件上的通槽， 保证槽宽和槽 的上下、左右 位置要求，试 确定定位方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
分析满足加工要求必须限制的自由度， 也称理论上应该限制的自由度，简称理限。
保证槽的上下位置要求：必须限制； 保证槽的左右位置要求：必须限制； 槽宽由定尺寸刀具保证； 综合要求：必须限制 五个自由度。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
用“定位元件”来限
制理论上应该限制的自由 度。
如图所示，在与机床
工作台面平行的平面上
“合理”布置三个支承钉
与工件底面接触，限制了
三个自由度
，在与
机床进给方向平行的平面 上“合理”布置两个支承 钉与工件侧面接触，限制 了两个自由度 ， 综
合结果：限制了五个自由 度。
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理工件定位是指在生产制造过程中，准确确定工件的位置，以便能够有效进行后续加工或装配。
工件定位的基本原理主要包括机械定位、光学定位和视觉定位等。
下面将详细介绍这些原理。
一、机械定位机械定位是利用机械零件或装置进行工件的定位。
常见的机械定位方式包括销销定位、楔形定位、卡扣定位、弹簧定位等。
1. 轴销定位：通过在工件和工作台之间设置定位销，并在定位销的两端设置止动件来实现工件的定位。
轴销定位具有定位精度高、可靠性好、结构简单等优点，并且适用于各种类型的工件。
2. 楔形定位：通过安装楔形零件，使工件在辅助装置的作用下实现准确定位。
楔形定位简单可靠，但精度相对较低，适用于一些对定位要求不高的工件。
3. 卡扣定位：通过安装卡扣零件来实现工件的定位。
卡扣定位常用于汽车零部件的定位，具有定位精度高、稳定性好、可靠性高等优点。
4. 弹簧定位：通过使用弹簧零件，使工件在力的作用下实现定位。
弹簧定位适用于对定位重量有要求的工件，如印刷、包装等行业。
机械定位的原理是通过机械零件的相互配合，使工件在一定位置上达到准确定位。
机械定位的优点是结构简单、成本低廉，适用于各种类型的工件。
二、光学定位光学定位是利用光学原理进行工件的定位。
常见的光学定位方式包括激光定位、光电定位、红外线定位等。
1. 激光定位：利用激光束对工件进行扫描，通过测量光束的反射和折射来确定工件的位置。
激光定位具有定位精度高、速度快、非接触性等优点，广泛应用于精密加工、电子制造等领域。
2. 光电定位：利用光电传感器对工件进行检测，通过工件与光电传感器之间的遮挡来确定工件的位置。
光电定位适用于工件定位要求不高的场景，如装配线上的位置检测、料盘定位等。
3. 红外线定位：利用红外传感器对工件进行检测，通过工件与红外传感器之间的遮挡来确定工件的位置。
红外线定位适用于对定位精度要求不高的场景，如物流仓储等。
光学定位的原理是通过测量光的性质，如反射、折射、遮挡等来确定工件的位置。
机械加工工艺培训2.2.1确定套筒零件的定位形式
①在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定位 的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假 设； ②首参定位元件限制移动自由度的作用不变； ③让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制移动自由度 的方向上移动，引起工件的动向就是次参定位元件限制的自 由度。
任务实施：
（1）根据加工要求，分析需限制
③可调支承—毛坯面作基准平面，当工件毛坯尺寸有较 大变化，每更换一批毛坯，就要调整一次可调支承。高 度一经调好，就相当于一个固定支承。
用可调支承加工相似件
1—销轴 2—V形块 3—可调支承
④自位支承—毛面定位或刚性不足的场合。
⑤辅助支承—当工件定位基准面需提高定位刚度、稳 定性和可靠性时选用
1、点是指对自由度的限制。 2、自由度是位置不定度。 3、夹紧和定位的概念不同。
二、 工件的定位形式 1、完全定位
工件的六个自由度均被限制，使工件位置完全确定的定位方式称 为完全定位。
当工件在x,y,z三个坐标轴方向上都有尺寸或位置精度要求时，需 采用这种定位方式。
2、不完全定位
工件六个自由度中有一个或几个自由度未被限制，但 能满足加工技术要求的定位方式 称为不完全定位。
过定位分析
讨论：
分析图示两种情况下各限制几个自 由度？ 属于什么定位方式？如何改进？
定位分析： 1、如图车一小
轴（图a），只用三 爪卡盘夹很短的外 圆，限制Y移动、Z 移动，属于欠定位。
机床夹具_自由度的概念
第二节工件的定位一、工件定位的基本原理1.自由度的概念由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有六个自由度。
图4-5所示的工件，它在空间的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、OZ三个坐标轴移动，称为移动自由度，分别表示为元、了、z；又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度，分别表示为无、1。
2.六点定位原则由上可知，如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体的六个运动自由度。
在讨论工件的定位时，工件就是我们所指的自由刚体。
如果工件的六个自由度都加以限制了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。
因此，定位实质上就是限制工件的自由度。
分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。
用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。
例如在如图4-6a所示的矩形工件上铳削半封闭式矩形槽时，为保证加工尺寸A,可在其底面设置三个不共线的支承点1、2、3,如图4-6b所示，限制工件的三个自由度：玄、又z为了保证B 尺寸，侧面设置两个支承点4、5,限制无、z两个自由度；为了保证C尺寸，端面设置一个支承点6,限制5j自由度。
于是工件的六个自由度全部被限制了，实现了六点定位。
在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。
如图4-6C所示，设置了六个支承钉。
对于圆柱形工件，如图4-7a所示，可在外圆柱表面上，设置四个支承点1、3、4,5即2、卜z四个自由度；槽侧设置•个支承点2,限制工一个自由度；端面设置一个支承点6,限制元一个自由度；工件实现完全定位，为了在外圆柱面上设置四个支承点一般采用V形架，如图4-7b所示。
通过上述分析，说明了六点定位原则的几个主要问题：1）定位支承点是定位元件抽象而来的。
在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而常用面或线来代替。
根据数学概念可知，两个点决定一条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点，一个平面可代替三个支承点。
5.2 工件的定位(理解)
生产中常采用在三爪 与工件之间设置一钢 丝圆环，以减少相对 夹持长度。
Z
X
当相对夹持长度长时，限制工件四个自由度： X 、Y 、X 、Y
当相对夹持长度短时，限制工件二个自由度：
X 、Y
22
以工件内孔定位
定位销
分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
23
定位销定位
定位銷定位限制的自由度：
Z
2.应用六点定位原理应注意的问题 （1）正确的定位形式
正确的定位形式就是在满足加 工要求的情况下,适当地限制 工件的自由度数目 。
根据零件加工要求,限制部 分自由度的定位,称为对应定 位(也称不完全定位) 。
（2）明确定位支承点所限制的自由度数
V形块定位
17
活动V形块的应用
18
以工件外圆定位
Z
Y
短銷
X
X
图2－28 定位销定位
Y 长銷
短銷定位仅限制工件二个自由度：
X 、Y
长銷定位限制工件四个自由度：
X 、Y 、X 、Y
24
圆锥销
圆锥销常用 于工件孔端的 定位，可限制 三个移动自由 度。
25
定位心轴
定位心轴
主要用于盘套类零件的定 位：
长心轴限制工件4个自由 度（如b)图所示）。
较高时,过定位又是允许的,因为它可以提高 工件的安装刚度和加工的稳定性。
夹具设计——定位状态
完全定位 工件的6个自由度均被限制，称为“完全定位”。
不完全定位（部分定位） 工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制。
欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制； 不能保证工件的正确安装，不允许。
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理工件定位的基本原理教学环节教学内容教学方法说明引入新课课前提问：1、三轴数控铣床一般指哪三个轴？2、多轴数控机床（例如五轴加工中心）一般有哪些轴？答案：1、X、Y、Z三个轴。
2、X、Y、Z（三个直线轴）和A、B、C（三个旋轴）通过对熟悉的知识类比掌握与之有关的陌生知识讲授新课讲授新课一、工件的定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。
例如：机床在装配时，其主轴箱、滑板及其上的工件，均须精确地安装在相应的位置上；机械加工时，刀具必须精确地安装在主轴头上，其回转中心必须与主轴中心线重合；模具也一样，其零部件均须精确地安装在以冲模上下座板或者是塑料模的定动模板的相应位置上。
定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。
二、自由度一个物体在三维空间中可能具有的运动。
例如：工件有六个自由度，分别是：三个移动自由度：，三个转动自由度：。
如图1所示：图1三、六点定位原理用一个支承点限制工件的一个自由度，用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置，即为工件的六点定位原理。
如果工件的六个自由度用六个支承点与工件接触使其完全消除，则该工件在空间的位置就完全确定了。
如下图所示：首先介绍定位的目的，让学生明白此次课程的作用通过图例联系物体的运动掌握自由度的概念通过挂图，让学生更加形象的理解六点讲授新课讲授新课图2四、工件定位的几种情况完全定位：工件的六个自由度需要完全被限制的定位情况。
不完全定位：工件的六个自由度不需要完全被限制的定位情况。
欠定位：工件应该被限制的自由度而没有被限制的定位情况。
过定位：工件某个自由度被限制了两次或两次以上而出现的重复定位现象。
1、完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。
当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。
工装设计之工件定位原理
工装设计之工件定位原理
工件在夹具中的定位问题，可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系中位置的方法加以分析。
工件在没有采取定位措施以前,与空间自由状态的刚体相似，每个工件在夹具中的位置可以是任意的、不确定的。
对一批工件来说,它们的位置是不一致的。
这种状态在空间直角坐标系中可以用如下六个方面的独立部分加以表示(图1)。
沿X轴位置的不确定,称为沿X轴的自由度(不定度),以表示;
沿Y轴位置的不确定，称为沿Y轴的自由度(不定度),以表示;
沿Z轴位置的不确定，称为沿Z轴的自由度(不定度),以表示;
绕X轴位置的不确定，称为绕X轴的自由度(不定度),以表示;
绕Y轴位置的不确定,称为绕Y轴的自由度(不定度),以表示;
绕z轴位置的不确定,称为绕z轴的自由度(不定度),以表示。
六个方面的不定度都存在,是工件在夹具中所占空间位置不确定的最高程度，即工件在空间最多只能有六个不定度。
限制工件在某-方面的不定度,工件在夹具中某一方向的位置就得以确定。
工件在夹具中定位的任务,就是通过定位元件限制工件的不定度,以求满足工序的加工精度要求。
图1工件在夹具中的六个不定度
目前一般习惯上把工件定位范畴内的位置不确定性称为自由度,因此工件定位就是限制工件的自由度。
但是自由度往往容易按力学概念理解为工件有沿坐标轴移动和绕坐标轴转动的可能性。
这样就把工件定位的概念引偏至限制工件的运动上去,从
而可能得出夹紧才能使工件定位,不夹紧就不能定位的错误结论,造成定位和夹紧概念的混淆。
为了避免与力学中的自由度概念混淆,这里将工件定位范畴中习惯所称的“自由度"改为“不定度”。
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一致。
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6）定位中存在问题
➢ ⑴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。实际不允许发生。
图2.7加工槽，有尺 寸A和B的要求
.
⑵过定位(重复定位)：工件定位时，几个定位 元件重复限制工件同一自由度的定位。
如下2.7图，位于同一平面内的四个定位 支承钉限制了三个自由度。
不允许：如果工件的定位面为没 有经过机械加工的毛坯面，或虽 经过了机械加工、但仍然很粗糙， 这时过定位是不允许的。
第二章 工件在夹具中的定位
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2.1 概述
1、定位的概念
本门课程研究的是专用夹具，所以定位专 门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工 的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具 中的定位。 定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、 “正确”加工位置的过程。
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2、基准的概念
⑴ 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)。
一块短V形块
X、Z
一个短定位销
X、Z
两块短V形块
X、Z、X、Z
两个短定位销
X、Z、X、Z
一块长V形块
X、Z、X、Z
一个长定位销
X、Z、X、Z
.
定 位 情 况
固 定 顶 尖
圆 锥 孔
图 示
限 制 的 自 由 度
X、 Y、 Z
浮 动 顶 尖
锥 度 心 轴
Y、 Z
X 、 Y、 Z、 Y、 Z
.
固定锥销
况
图 圆锥 示
销 限 制 的 自 由 度
X、Y、Z
浮动锥销
固定锥销与 浮动锥销组
合
Y、Z
X、Y、Z、Y、Z
.
定 位 长圆柱心 情轴 况
短圆柱心轴
小锥度心轴
图 心轴 示
限
制
的 自
X、Z、X、Z
由
度
X、Z
.
X、Z
定位情况
V
形 图示
块 外
圆
限制的自由度
柱
定位情况
面定
位 图示
销
限制的自由度
图2.3
铣槽定位分析
.
图2.4长方体上铣不通槽
X, Y, Z方向移动 自由度
X, Y, Z方向转 动自由度
（长方体上铣不 通槽）
xzy
x zy
.
图2.5球体铣平面和球体钻通孔
a) Z方向移动自由度（球体铣平面） z
b) x,y方向移动自由度（球体钻通孔） xy
.
注意：有时为了使定位 元件帮助承受切削力、夹 紧力或为了保证一批工件 的进给长度一致，常常对 无位置尺寸要求的自由度 也加以限制。
注意：定位元件所限制的自由度与其大小、 长度、数量及其组合有关
长短关系、大小关系、数量关系、组合关系
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工件的 定位面
定位情况
表 1-10 典型定位元件的定位分析
夹具的定位元件
1 个支承钉
2 个支承钉
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
X
Y、Z
定位情况
一块条形支承板 二块条形支承板
3 个支承钉
Z、X、Y
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1--3个自由度： ⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5个自由度： ⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。 特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在 圆柱上铣平面需限制2个自由度。
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8）定位元件的合理布置
要求：定位元件的布置应有利于提高定位精 度和定位的稳定性。
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3、定位付：把定位基面和定位元件工作面合 称定位付，二者重合，称定位付设计、制造 准确。
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2.2 工件定位的基本原理
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1）六点定位原理
一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标 系中分别为3个平移运动和3个转动。习惯上，把上述6
个独立运动称作六个自由度。
ZZ
Y
X
Y
X
X
.
在实际应用中，常把接触面积很小的 支承钉
.
理限为下：图x2y.6在z，工现件把上工磨件平放面在，磨保床证磁h和性平工行作度台，面
上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分
析实际仍然限制了三个自由度：x y z。
.
注意问题
1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作 用。
2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力 影响，即要分清定位和夹紧的区别。
一块矩形支承板
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
Y、Z
Z、X、Y
Z、X、Y
.
定位情况
图示
限制的自
圆 孔
圆 由度 柱 定位情况 销
图示
限制的自 由度
短圆柱销
Y、Z
菱形销
Z
长圆柱销 两段短圆柱销
Y、Z、Y、Z
长销小平面 组合
Y、Z、Y、Z
短销大平面组 合
X、Y、Z、Y、Z
X、Y、Z、Y、
Z
.
定
位 情
X，Z方向移动 自由度,
X，Z方向转动 自由度
（轴上通铣键槽）
xz
x z .
图2.2为长方体上通 铣平面
X,Y方向转动自由度, Z方向移动自由度
x y z
.
图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的 上下、左右位置要求，试确定定位方案
保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制
.
5）从上面几例分析总结可知：
①工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用
定位元件限制工件自由度的方法来分析；
②工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加
工要求确定；
③一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其
量≯6； ④各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见 下面相关内容分析)； ⑤限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置
布置原则
(1) 一平面上布置的三个定位支承钉应相互远离， 且不能共线；
(2) 窄长面上布置的二个定位支承钉应相互远离， 且连线不能垂直三个定位支承钉所在平面；
(3) 防转支承钉应远离回转中心布置； (4) 承受切削力的定位支承钉应布置在正对切削
力方向的平面上； (5) 工件重心应落在定位元件形成的稳定区或内。
设计基准
基准 工艺基准
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
⑵ 设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计பைடு நூலகம்人员确定。
⑶ 工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。
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图2.1 加工键槽的工序图 ⑶ 工序基准：工序图上 用以确定被加工表面位 置的基准。
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2.1所示 键槽为加工面，h、L 、b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。
允许：如果工件的定位面经过了 机械加工，并且定位面和定位元 件的尺寸、形状和位置都做得比 较准确，比较光整，则过定位不 但对工件加工面的位置尺寸影响 不大，反而可以增强加工时的刚 性，这时过定位是允许的。 .
过定位例
.
过定位例
.
过定位例
球面垫圈
.
7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从 上面几例分析知，一般情况下：
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本节重点内容是根据工序加工要 求，会分析理论上应该限制哪几个自 由度。
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2－16、基准辨认 如下图1、2铣平面，3、5铣槽，4车端面、镗孔，6钻孔，试指出工序、定 位基准。
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㈠ 根据工件加工要求、分析理 论上应该限制哪几个自由度
.
.
.
.
R9
.
目录 下一节
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图2.1 加工键槽的工序图
⑷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。当接触的工件上的点、线、面 为回转面、对称面时，称回转面、对称 面为定位基面，其回转面、对称面的中 心线称定位基准。由工艺人员确定，是 工序图上标“ ”所示的基准。
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（5） 对刀基准：确定刀具相对夹具(工件)位 置的基准，一般选与定位基准重合的定位元件 上的要素。 （6）测量基准 （7）装配基准
3）完全定位和不完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，需要6个根据工件加工面的位置度（包括 位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称 作完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度 的定位。称作不完全定位。
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4） 举例
图2.1为轴上通铣键槽
支承钉看作是约束点
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六点定位原理：
一个物体在空间可以有六个独立的 运动，若采用6个按一定规则布置的约 束点，就可以限制工件的6个自由度， 实现完全定位，称为六点定位原理。
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2）工件的实际定位
定位元件的种类：
支承钉；支承板，长销，短销，长V形块， 短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，
浮动锥销等。
xxyyzz
槽宽由定尺寸刀具保证
综合结果： 必须限制五个自由度
xx y zz
.
② 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度
见布图置2.三3(b个)在支与承机钉床与工工作件台底面面平接行触的，坐限标制面了x上y“z 合理”，
在综支与合承机结钉床果与进：工给限件方制侧向了面平x接行x触的y，坐z限标z制。面了x 上“z 合，理”布置两个