工件组合定位和自由度分析

例2：如图2.29工件以外圆柱在3个短V形 块上定位，分析各元件限制的自由度。 单个定位时： V1 限制了： V2 限制了： V3 限制了：
按上准则分析，实际V1、V2较V3先 参与，V1、V2参与分不出先后，假 设Ｖ１为首参限制了 x ，V 2次参 限制了 ；V3最后限制了 y y 。
x 两次重复限制， z 叁次重复限制，
（2）先判断各定位元件限制的自由度数目。
（3）确定分析顺序：由多到少 （4）先按各定位元件单独作用分析其限制工件自由度的情 况，再判断各定位元件组合之后是否存在移动自由度转化为 转动自由度的情况：
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教学单元3 工件在夹具中的定位
2、判断准则 （1）定位元件单个定位时，限制转动自由度的作用在组合 定位中不变； （2）组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度
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度，而在组合定位时则转化为限制旋转自由度。
4）从多种定位方案中选择定位元件时，应特别注意定位元 件所限制的自由度与加工精度的关系，以满足加工要求。
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二、组合定位中各定位元件限制自由度分析
1、分析方法 （1）组合面定位限制工件自由度的数目与各定位元件单独 作用限制工件自由度的数目之和相等。
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一、 组合定位
1、组合定位： 工件以两个及以上定位基准的定位。可以是平面、外 圆柱面、内圆柱面、圆锥面等各种组合。
工件加工孔1、2
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欠定位 过定位
根据加工要求应该限制的自 由度而没有限制的现象
工件的某个自由度被重复限 制的现象称为过定位
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教学单元3 工件在夹具中的定位 四、组合定位中重复定位现象的消除方法
1、过定位的不良后果： （1）使接触点不稳定，增加了不同性； （2）增加了夹紧变形； （3）部分工件不能顺利与定位元件配合。
活动顶尖2限制了：
活动顶尖
yz
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例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位，分析各元 件限制的自由度。
图2.32 V形块组合定位分析右－V1、左－V2
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单个定位时：
V1 限制了： x y
｝
y
两次重复限制，V1 首参限制了
2．三爪1： x z xz
中心架2：
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3．固定顶尖1： 活动顶尖 2 ： 4 ．浮动长 V 形块： x yz 活动锥坑： yz z xz xx 中心架3： 0
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5．长心轴： xxz z 支承钉： y 浮动双支承： y
大端面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
短销限制: X、 Y 方向的移动自由度
防转菱形销限制: Z 方向转动自由度
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注意事项
1）合理选择定位元件，实现工件的完全定位或不完全定位，
不能发生欠定位。对于过定位应区别对待。 2）按基准重合的原则选择定位基准，首先确定主要定位基 准，然后确定其它定位基准。 3）组合定位中，一些定位元件原单独作用时限制移动自由
10．两定位块： x yz 两活动V形块： yz
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11．三个支承钉1：x yz 辅助支承钉2： 0
活动锥销： x yz xy 活动短V形块： z
12．大支承面：
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x x z z 13．大支承面： 14．长圆柱销： 定承块： y x yz活动锥坑：xy 自位双支承： y 活动圆锥： z
圆柱销1：限制了： 圆柱销2：限制了：
x x x
y z
y y
｝
重复限制 ，分析知 x y
实际参与定位先后分不出，
假设1首参，限制：
2次参， 限制了
xy x z
y 综合结果：限制了：x x y z z 且 x重复限制。
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综合限制了
且 x y 重复限制
xxyy z
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例4：如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位，分析各元件限制 自由度。
图2.31 两顶尖组合定位分析
单个定位时： 固定顶尖1限制了：
xyz
y z
固定顶尖为首参，限制了： y x z
z x x z yz
xz
z
图2.29 三个V形块 组合定位分析
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例3：如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支承平面上 定位，分析各元件限制的自由
平面限制了： yz x ｝ 销限制了： x x y y
单个定位时：
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。
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3、应用举例
例1 如图2.28工件以两孔一面在两销一面上定位，分析各元 件限制的自由度。
图2.28 两销一面
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单个定位时： 支承平面：限制了：
x y
V2 限制了： y
；V2 次参限制了 y ； 结果 y 仍重复限制。
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三、定 位 形 式
工件完全定位 加工时，工件的六个自由 度被完全限制了的定位
在夹具中限制 工件的自由度
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不完全定位
在满足加工要求的前提下， 工件的六个自由度没有被完 全限制的现象
x 6．支承大平面：yz 活动锥坑： xy
活动短V形块：z
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7．固定长V形块： x x z z 活动顶尖： yy
8．支承环： x yz 活动球面： x y
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9．长接触弹性心轴： yyz z
⑶改变定位元件的结构，消除重复限制自 由度的支承，把圆柱销改为削边销就是典 型的例子。
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⑷提高定位基准之间、定位元之间的位置精度，避 免重复定位的干涉。
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练习题：分析下面各定位元件都限制了哪几个自由度
x yz 两支承 1．两支承板： 钉： xz菱形销： x
，相互间若无重复，则在组合定位中该元件限制该移动自
由度的作用不变；若有重复，其限制自由度的作用要重新 分析判断，方法如下：
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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；
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2、消除或减小过定位所引起的干涉，一般有以下一些方法
⑴减小接触面积
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⑵设法使过定位的定位元件在干涉方向能浮动，以减少实 际支承点数目。
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工件组合定位和自由度分析
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上次课的主要内容
1.工件以平面定位 2.工件以外圆柱面定位
3.工件以圆柱孔定位 4.工件以圆锥孔定位
本次课程的重点
1.组合定位的概念 2.组合定位中各定位元件限制自由度分析（所限自由度分析） 3.组合定位中重复定位现象的消除方法