六点定位原理

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）
42
定位原理分析例三
例三：分析下图所示加工零件，加工两个小孔时必须限制的
自由度，选择定位基准和定位元件，并在图中用示意图 画出；确定夹紧力作用点的位置和作用方向，用规定的 符号在图中标出。
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
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
在XOZ平面内布置了
5 4
6
2
3
1
X
图： 六点定位原理
Y
支承元件
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 。
10
以工件外圆定位
① V形块
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

X

、Y

、Z
活顶尖限制工件二个自由度：

X 、Y
22
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。
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。
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
Z
X
X
心轴
心轴
例一题图
改进方案一
图: 定位方案分析一
X 心轴
改进方案二
33
典型定位元件的定位分析
工
件
的 定
夹具的定位元件
位
面
定位情况
1个支承钉
2个支承钉
平支
承
图示
面钉
Z
Z
削边销
支承板
X
AA
H
YX
图：定位方案分析三
Y
支承销
43
定位原理分析例三
提示：解此类题目，要把握二点：一是定位方案必须合理
（无重复定位和欠定位）；二是该定位方案必须能够保证加 工精度（尺寸精度和位置精度），如不能同时满足以上二点， 则该定位方案是错误的。
解:
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。
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
孔
圆 锥
图示
销
限制的 自由度
XYZ
Y Z XYZYZ
37
典型定位元件的定位分析
定位情 况
V 形
图示
块
外
限制的
圆
自由度
柱
定位情
况
面
定 位
图示
套
限制的 自由度
一块短V形块
两块短V形块
一块长V形块
XZ
一个短定位套
XZXZ
两个短定位套
XZXZ
一个长定位套
40
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 可移动活顶尖 X
图： 双顶尖定位方案分析二
41
定位原理分析例二
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
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
25
完全定位举例
故定位性质：为完全定位。
Z 短销
X
挡销
Y
支承板
Y
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）
限制的自

由度
X
YZ
3个支承钉
Z XY
34
典型定位元件的定位分析
工
件
的 定
夹具的定位元件
位
面
定位情 况
一块条形支承板
二块条形支承板
一块矩形支承板
平支
承
图示
面板
限制的 自由度
YZ
Z X Y ZXY
35
典型定位元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的定位分析
定位情 况
图示
短圆柱销
长圆柱销
两段短圆柱销
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
11
V形块定位
12
活动V形块的应用
13
用定位套定位

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)。
定位套限制的自由度：
Z
Z
Y Y
X
X
短定位套
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
➢ 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
XZ
XZXZX Z X Z
38
典型定位元件的定位分析
定位情 况
锥
圆顶
尖
锥
和 锥
图示
度
孔心
轴
限制的
自由度
固定顶尖
XYZ
浮动顶尖
YZ
锥度心轴
XY ZY 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：
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
28
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。
29
过定位分析
.Z X
Z X
X
Y
Z
a）
X
X Y
Z X
a1）
X
X
Y a2）
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；
强调：是用六个支承点，而不是用六个定位元件
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。
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）
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。
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）。
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。
定位就是用各种形状不同的定位元件，来限制工件的自
由度。
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．
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： X 、Y 、Z 、X 、Y
21
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：
Z
X Y
相对夹持长度短
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
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：
➢ 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。
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）
Z
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
18
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。
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）。

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Z 个不透孔台，阶面
Z
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 Y
Y
哪些？
解：由于加工的孔必须位于
球的中心，孔还有深度要求，
球面
故：必须限制的自由为：
X X

、Y

、Z
X
（其余的三个自由度允许不限制，它
们并不影响孔的加工精度。）
圆
圆柱
销
限制的 自由度
定位情 况
图示
YZ
菱形销
Y ZY Z
Y ZY Z
长销小平面组合
短销大平面组合
限制的 自由度
Z
XY ZY Z XY ZY Z
36
典型定位元件的定位分析
工件 的定
夹具的定位元件
位面
定位情 况
固定锥销
浮动锥销
固定锥销和浮动锥销 组合
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）
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