六点定位原理

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用三爪卡盘定位的定位分析,主要看工件的定位表面
与三爪卡盘的相对长度的多少:
Y
相对夹持长度长
Z
X Y
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
相对夹持长度短
X

当相对夹持长度长时,限制工件四个自由度: 当相对夹持长度短时,限制工件二个自由度:
X、 Y、 X、 Y
长销小平面组合
Y Z Y Z
短销大平面组合
图示
限制的 自由度
Z
X Y Z Y Z
X Y Z Y Z
36
典型定位元件的定位分析
工件 的定 位面
夹具的定位元件
定位情 况
固定锥销
浮动锥销
固定锥销和浮动锥销 组合

圆 锥 销
图示
限制的 自由度
X Y Z
29
过定位分析
.
Z
X
Z
X
X Y Z X a)
X Y Z X a1)
X
Y a2)
X
Y a3)
30
过定位
消除过定位及其干涉的途径:
1. 改变定位元件结构,消除对自由度的重复 限制,如长销改成短销; 2. 提高工件定位基面之间的位置精度,提高 夹具定位元件之间的位置精度,减少或消 除过定位引起的干涉,精加工时可增加刚 度和定位稳定性。(如:两个山形导轨)
5
六点定位原理
一个自由的物体,它对三个相互垂直的坐标系来说,有六个活动可能性,其中
三种是移动,三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度,因此空间 任一自由物体共有六个自由度。
6
六点定位原理
采用六个按一定规则布置的支承点,限制工件的六个自由度,使工件 在机床或夹具中占有正确的位置。
7
六点定位原理
3
夹具设计——工件在夹具中的定位

基准 零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、 线、面。 设计基准 零件图上用以确定点、线、面位置的基准。 定位基准 零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为工 序基准、定位基准、度量基准和装配基准。
4
夹具设计——工件在夹具中的定位
解:定位分析:
三爪卡盘限制工件四个自由度(三爪与工件的相对夹持长度 较长): X 、 Y、 X、 Y 左顶尖限制工件三个自由度:X 、 Y、 Z 右顶尖限制工件二个自由度:X 、 Y 分析可知,这属于过定位。 改进方案:去掉三爪定位,采用双顶尖定位。(部分定位)

23
部分定位
重要概念: 不能片面地理解为“少于六点定位的定位方法称为部分


定位”。因为下面讲到的“欠定位”也是少于六点的定 位,两者不能混淆。 影响该加工表面加工精度的自由度也称必须限制的自由 度。换句话说, 必须限制的自由度如果不限制的话,必将 影响工件的加工精度而出现废品工件,这是绝对不允许 的。 不影响工件加工精度的自由度允许不被限制。
31
过定位分析
消除过定位的干涉,一般有两种途径: (1)提高定位基面之间以及定位元件工作表面之间的位置精度; (2)改变定位元件的结构。
32
定位原理分析举例
例一:工件上的孔与端面联合定位。试对下图所示工件的定
位方案进行定位分析,指出定位性质。如不合理,提出改进 意见。(如下图所示)
Y Y Y
Z
Z
24
生产中的实际定位
⑴ 完全定位 举例:连杆工件在由定位支承板、短銷和挡銷组成 的夹具中定位,试对此定位方案进行定位分析。 (如下图所示) 解:写出各定位元件所限制的自由度: 支承板限制工件三个自由度: 短銷限制工件二个自由度: Z 、 X、 Y 挡銷限制工件一个自由度: X 、 Y Z

X
Z
X
Z
X
Z
X
Z
X
Z
38
典型定位元件的定位分析
定位情 况
固定顶尖
浮动顶尖
锥度心轴
圆 锥 孔
锥 顶 尖 和 锥 度 心 轴
图示
限制的 自由度
X Y Z
Y Z
X Y Z Y Z
39
定位原理分析例一 解:定位分析 :
心轴的大端面限制的自由度为:Y 、 X、 Z 心轴的长銷限制的自由度为: X 、 Y、 X、 Y 分析可知: Y、 X 两个自由度被重复限制。故属过定位。 改进方案有两个: 方案一(工件孔作为主要基准时):采用长銷与小端面组合 定位(长銷限制工件四个自由度;心轴的小端面限制工件 一个自由度)。 方案二(工件端面作为主要基准时):采用短銷与大端面组 合定位(短銷限制两个自由度,大端面限制三个自由度)。
8
六点定位原理

关于“六点定位”的几个问题:

定位限制自由度,几“点”定位不能机械地理解成几 个接触点; 限制自由度应理解为:


定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触;

定位支承点数目原则上不应超过工件自由度数目; 自由度被限制,是指工件在此方向上有确定的位置:

不考虑外力的影响(注:定位和夹紧的区别);

定位支承点是抽象的,通过具体定位元件来体现。 工件应限制几个自由度,由工件加工技术条件来确定。
9
六点定位原理举例
在XOY平面内布置了3个支承点,工件被限制的自由度为 三个:Z 、 X、 Y
Z
5 6 4 2 1 3
Y
支承元 件
X
在XOZ平面内布置了 2个支承点,工件被 限制的自由度为二 个: Y、 Z ; 在YOZ平面内布置了 1个支承点,工件被 限制的自由度为一 个: X 。
图: 六点定位原理
10
以工件外圆定位
① V形块
用V形块定位,工件的定位基准始终处在V形块两定位 面的对称面中,对中性好。
结构尺寸已标准化,斜面夹角有60°90°120° 如下图所示: 长V形块定位限制工件四个自由度: X、 Y、 X、 Y 短V形块定位限制工件二个自由度:X 、 Y
Y Z
X Y Z Y Z
37
典型定位元件的定位分析
定位情 况 V 形 块 一块短V形块 两块短V形块 一块长V形块
图示

圆 柱 面
定 位 套 限制的 自由度
X
Z
X
Z
X
Z
X
Z
X
Z
定位情 况
图示
一个短定位套
两个短定位套
一个长定位套
限制的 自由度

25
完全定位举例
故定位性质:为完全定位。
Z
短销
Y
挡销
支承板
Y X
26
必须限制的自由度分析 举例1:在长方形工件毛坯上,用铣刀铣槽、铣台阶面和
铣平面。试分析必须限制的自由度有哪些?允许不限制 的自由度又有哪些?(如下图举例1所示)
X

27
必须限制的自由度分析
举例2:如上右图所示,在
球体的中心加工一个不透孔, Z 台阶面 试分析必须限制的自由度有哪 些?允许不限制的自由度又有 哪些?
Z Y
Y
解:由于加工的孔必须位于
球的中心,孔还有深度要求, 故:必须限制的自由为: X 、 X Y、 Z
们并不影响孔的加工精度。)
球面 X
(其余的三个自由度允许不限制,它
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过定位
过定位造成的后果:
(1)使工件或夹具元件变形,引起加工误差; (2)使部分工件不能安装,产生定位干涉(如一面两销) 过定位一般是不允许的。
X、 Y
16
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
17
定位销定位
定位銷定位限制的自由度:
Z Z
Y Y
短銷
X X
长銷
图2-28 定位销定位
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
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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。
X、 Y、 Z、 X、 Y
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双顶尖定位
Y
Z
X
固定顶尖
活顶尖
图: 双顶尖定位
固定顶尖限制工件三个自由度: X 、 Y、 Z 活顶尖限制工件二个自由度: X、 Y
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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。 过定位(重复定位) 工件某一个自由度(或某几个自由度)同时被两个(或两个以上)定位 支承点限制。(过定位将影响工件的加工精度,有时甚至无法对工件进 行安装定位,故应避免)
定位与夹紧的区别: 定位是使工件占有一个正确的位置,夹紧是使
工件保持这个正确位置。定位与夹紧在夹具设计中是两个非常重要的概 念,两者既有紧密联系,缺一不可,但在概念上又有严格区别: 定位的作用是 确定工件在夹具中相对于刀具处于一个正确的加工位置,而夹紧的作用是 保证工件在加工过程中始终保持由定位所确定的正确加工位置, 夹紧不能 代替定位

11
V形块定位
12
活动V形块的应用
13
用定位套定位
定位套限制的自由度:
Z Z
Y
Y
X 短定位套
X 长定位套

长定位套限制工件四个自由度: X、 Z、 X、 Z 短定位套限制工件二个自由度: X 、 Z

14
半圆定位座
常用于大型工件的定位,其定位原理与定位套相同。
15
三爪卡盘
夹具的定位元件
一块条形支承板
二块条形支承板
一块矩形支承板
平 面
支 承 板
图示
限制的 自由度
Y Z
Z
X
Y
Z
X
Y
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典型定位元件的定位分析
定位情 况 短圆柱销 长圆柱销 两段短圆柱销
图示

圆Байду номын сангаас柱 销
限制的 自由度
定位情 况
Y Z
菱形销
Y Z Y Z
六点定位原理基本概念 六点定位原理基本概念
1
基本概念
装夹的基本概念
装夹:将工件安放在机床上或夹具上进行定位和 夹紧的操 作过程。 定位:使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的 操作过程。 夹紧:工件在夹具中定位后,将其压紧、夹牢,使工件在加工过程中, 始终保持定位时所取得的正确加工位置。 夹紧的作用:保持工件在夹具中由定位所获得的正确加工位置,使工件 在加工时不至于由于切削力等外力作用而破坏已取得的正确定位。
Z
X 心轴 例一题图
X
心轴 改进方案一
X
心轴 改进方案二
33
图: 定位方案分析一
典型定位元件的定位分析
工 件 的 定 位 面
夹具的定位元件
定位情况
1个支承钉
2个支承钉
3个支承钉


支 承 钉
图示
限制的自 由度
X
Y Z
Z
X
Y
34
典型定位元件的定位分析
工 件 的 定 位 面 定位情 况
2
工件在夹具中的定位(重点和难点)
工件定位目的:使同批工件在机床或夹具上有 正确的加工位置。 用夹具定位涉及到三层关系:(1)工件在夹具 上的定位;(2)夹具相对于机床的定位;(3)工 件相对于机床的定位——间接通过夹具来保证的。 本章主要讨论工件在夹具上的定位原理。
工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力, 使工件保持在准确的位置上。这种产生夹紧力的装 置就是夹紧装置。

基准——(续) 设计基准 零件图上用以确定点、线、面位置的基准。 定位基准 零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为工序基准、定位基 准、度量基准和装配基准。 几点注意: 作为基准的点、线、面在工件上不一定存在,而常常由基准面来体 现; 基准可以是没有面积的点或线,但基准面一定是有面积的; 基准包含尺寸之间的联系和位置之间的关系(如平行度、垂直度 等)。

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定位原理分析例二
例二:如图所示为一长轴工件在双顶尖和三爪卡盘上定位。
试分析此定位方案:写出各定位元件所限制的自由度;属于 何种性质的定位?如有不合理之处,提出改进意见。
Y
三爪 卡 盘( 相 对夹 持长 度 为长 )
Z
固 定顶 尖
X
可移 动活 顶尖
图: 双顶尖定位方案分析二
41
定位原理分析例二
19
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)。 短心轴限制工件2个移 动自由度,如c)图所示。 (不能限制转动自由度) a)图所示,为带台阶面 的定位心轴:限制5个自由 度。
20
大锥度心轴定位
大锥度心轴定位
Y
Z X
大锥度心轴定位限制工件五个自由度:
未受约束的刚体,在空间的位置是不确定的,它具有六 个自由度: X、 Y、 Z、 X、 Y、 Z 。为使刚体在空间具有确定的
位置,就必须限制其六个自由度。 由度。
定位就是用各种形状不同的定位元件,来限制工件的自
六点定位原理:用六个支承点分别限制工件的六个自
由度从而使工件在夹具中得到正确加工位置的方法称为六点 定位原理. 强调:是用六个支承点,而不是用六个定位元件
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