机床夹具定位机构的设计_精品文档.ppt
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第三节第三节机床夹具定位机构的设计机床夹具定位机构的设计11-定位原理分析定位原理分析补充：
补充：
工件的装夹工件的装夹1、工件装夹的概念、工件装夹的概念在机床上对工件进行加工时，为了保证加工表面相对于其在机床上对工件进行加工时，为了保证加工表面相对于其他表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确他表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在加工过程中承受各种力的作用而始终保持这一准的位置，并在加工过程中承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。
确位置不变。
定位：
定位：
使工件获得正确的加工位置使工件获得正确的加工位置夹紧：
夹紧：
固定工件的正确加工位置固定工件的正确加工位置定位夹紧的过程统称为工件的定位夹紧的过程统称为工件的装夹装夹。
工件的装夹的方式有：
先定位后夹紧工件的装夹的方式有：
先定位后夹紧和和夹紧过程中同时夹紧过程中同时实现定位两种实现定位两种2、工件装夹的方法、工件装夹的方法方法一：
方法一：
找正安装法找正安装法直接找正法和划线找正法直接找正法和划线找正法方法二：
夹具安装方法二：
夹具安装采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。
这种方法无需专夹时用划针或百分表找正后再夹紧。
这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于单件和小批生产。
用装备，但效率低，一般用于单件和小批生产。
批量较大时，大都采用夹具装夹工作批量较大时，大都采用夹具装夹工作定位的概念定位的概念定位：
定位：
工件加工前，在夹具中占据工件加工前，在夹具中占据“确定确定”、“正确正确”加工位置的过程。
加工位置的过程。
或者说：
一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加或者说：
一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。
工位置的过程。
注：
本节主要讲什么是注：
本节主要讲什么是“确定确定”、“正确正确”的加工位置。
的加工位置。
一、六点定位原理：
一、六点定位原理：
工件在没有采取定位措施工件在没有采取定位措施之前，与空间自由状态的之前，与空间自由状态的刚体相似，每个工件在夹刚体相似，每个工件在夹具中的位置可以是任意的、具中的位置可以是任意的、不确定的。
不确定的。
存在存在6个方向的自由度个方向的自由度一、六点定位原理：
一、六点定位原理：
六点定位原理六点定位原理是指用六个是指用六个适适当分布当分布支撑点来支撑点来分别限制工件的分别限制工件的六个自由度，从六个自由度，从而使工件在空间而使工件在空间得到确定位置的得到确定位置的方法。
方法。
六点定位原理的四点说明六点定位原理的四点说明11、“点点”的含义：
的含义：
“点点”表示对自由度的限制，与直接接触点不同表示对自由度的限制，与直接接触点不同22、支承点必须适当分布、支承点必须适当分布三个支承点在一直线上没有限制三个自由度六点定位原理的四点说明六点定位原理的四点说明33、夹具上的定位元件与工件的定位基准始终保持夹具上的定位元件与工件的定位基准始终保持紧紧密接触密接触或配合，才能起到限制自由度的作用。
或配合，才能起到限制自由度的作用。
六点定位原理的四点说明六点定位原理的四点说明44、定位与夹紧的概念应分清、定位与夹紧的概念应分清将夹具上定位元件抽象转化为相应的定位支承点，将夹具上定位元件抽象转化为相应的定位支承点，每个支承点限制某一方面的自由度，并不是说工件已每个支承点限制某一方面的自由度，并不是说工件已失去了在该方面移动或转动的可能性。
失去了在该方面移动或转动的可能性。
这种可能性需要用夹紧装置来限制。
这种可能性需要用夹紧装置来限制。
六点定位原理的四点说明六点定位原理的四点说明二、由工件加工要求确定工件应限制二、由工件加工要求确定工件应限制的自由度数的自由度数生产现场生产现场应该限制:
Y、Z方向的移动X、Y、Z的转动举一反三考考你应该限制:
X、Y、Z方向的移动X、Y、Z的转动小结：
小结：
工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也可不限制，视加工时的具体情况而定。
可不限制，视加工时的具体情况而定。
因此，按照工件加工要求确定工件必须限制的因此，按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度数是工件定位中应解决的首要问题。
自由度数是工件定位中应解决的首要问题。
三、定位的分类三、定位的分类大端面限制:
X方向的移动Y、Z的转动短销限制:
Y、Z方向的移动防转销限制:
X方向转动11、完全定位：
、完全定位：
定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度66个个应该限制:
Y、Z方向的移动Y、Z的转动22、不完全定位：
、不完全定位：
定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度6个个定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度工件所需限制的自由度工件所需限制的自由度完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）图2-15工件应限制的自由度33、欠定位、欠定位工件所需限制的自由度没有全部限制工件所需限制的自由度没有全部限制。
欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
图2-16欠定位示例XZYa）b）BBB44、过定位、过定位过过定定位位工工件件某某一一个个自自由由度度（或或某某几几个个自自由由度度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。
被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。
过定位分析过定位分析（桌子与三角架）图2-17过定位分析44、过定位、过定位过定位是否允许，要视具体情况而定：
过定位是否允许，要视具体情况而定：
11）如如果果工工件件的的定定位位面面经经过过机机械械加加工工，且且形形状状、尺尺寸寸、位位置置精精度度均均较较高高，则则过过定定位位是是允允许许的的。
有有时时还还是是必必要要的的，因因为为合合理理的的过过定定位位不不仅仅不不会会影影响响加加工工精精度度，还还会会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。
起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。
22）反反之之，如如果果工工件件的的定定位位面面是是毛毛坯坯面面，或或虽虽经经过过机机械械加加工工，但但加加工工精精度度不不高高，这这时时过过定定位位一一般般是是不不允允许许的的，因因为为它它可可能能造造成成定定位位不不准准确确，或或定定位位不不稳稳定定，或或发发生生定位干涉等情况。
定位干涉等情况。
第三节第三节机床夹具定位机构的设计机床夹具定位机构的设计22-典型表面的定位方法典型表面的定位方法图图2.12辅助支承应用实例辅助支承应用实例图图2.13辅助支承应用实例辅助支承应用实例如下如下2.20（a）图图固定式固定式定位销，中批量以下生产用定位销，中批量以下生产用如下如下2.20（b）图图可换式可换式定位销，大批量以上生定位销，大批量以上生产用；产用；图图2.15刚性心轴刚性心轴图图a动配合心轴动配合心轴图图b静配合心轴静配合心轴小结小结11、平面定位、平面定位支承钉支承钉支承板支承板22、圆孔定位、圆孔定位圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销心轴心轴33、外圆定位、外圆定位VV形块形块44、圆锥孔定位、圆锥孔定位顶尖顶尖组合定位中各定位元件限制组合定位中各定位元件限制自由度分析自由度分析组合定位：
组合定位：
工件以两个或两个以上定位基准的定位，工件以两个或两个以上定位基准的定位，称为组合定位。
称为组合定位。
一、判断准则一、判断准则1）转动不变）转动不变2）移动）移动若不重复，则不变若不重复，则不变若重复，则重新判断若重复，则重新判断根据限制自由度的多少，选定首参和次参根据限制自由度的多少，选定首参和次参首参不变首参不变移动次参，看工件能否转动。
若工件不能转动，移动次参，看工件能否转动。
若工件不能转动，则该移动不能转换；若工件能转动，则该移动转则该移动不能转换；若工件能转动，则该移动转换为转动。
换为转动。
二二应用举例应用举例例例1如图如图2.28工件以两孔一面在两销一面上定位，分析各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。
元件限制的自由度。
图图2.28两销一面两销一面过定位及其改进过定位及其改进图图2.29三个三个V形块形块组合定位分析组合定位分析例例2：
如图：
如图2.29工件以外圆柱在工件以外圆柱在3个个短短V形块上定位，分析各元件限制形块上定位，分析各元件限制的自由度。
的自由度。
例例3：
如图：
如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支工件以内孔面、平面在圆柱销、支承平面上定位，分析各元件限制的自由度承平面上定位，分析各元件限制的自由度例例4：
如图：
如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位，分析各工件以两顶尖孔在两顶尖上定位，分析各元件限制的自由度。
元件限制的自由度。
图图2.31两顶尖组合定位分析两顶尖组合定位分析例例5如图如图2.32工件以外圆柱在两工件以外圆柱在两V形块上定位，分析各元形块上定位，分析各元件限制的自由度。
件限制的自由度。
图图2.32V形块组合定位分析右形块组合定位分析右V1、左、左V2三、组合定位中重复定位现象的消除方法三、组合定位中重复定位现象的消除方法如下如下2.33图使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其限制沿该图使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其限制沿该坐标轴移动方向自由度的作用。
坐标轴移动方向自由度的作用。
如下如下2.34图采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个图采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个（或两个或两个）坐标轴转动方向的自由度的作用。
坐标轴转动方向的自由度的作用。
改变定位元件的结构，消除重复限制自由度的支承，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。
把圆柱销改为削边销就是典型的例子。
提高定位基准之间、定位元之间的位置精度，避免重提高定位基准之间、定位元之间的位置精度，避免重复定位的干涉。
复定位的干涉。
第三节第三节机床夹具定位机构的设计机床夹具定位机构的设计33-定位误差的分析计算定位误差的分析计算基准与定位副基准与定位副基准：
基准：
用来确定生产对象上的几何要素之间的几何关系所依据的用来确定生产对象上的几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。
那些点、线、面。
基面：
基面：
基准不一定具体可见（如孔的中心线等），在零件上通常基准不一定具体可见（如孔的中心线等），在零件上通常是通过有关具体表面表现出来的，这些表面称为基面。
是通过有关具体表面表现出来的，这些表面称为基面。
1、基准与基面、基准与基面2、工序基准与定位基准、工序基准与定位基准工序基准：
工序基准：
在工序图上用来确定本工序所加工表面的尺寸在工序图上用来确定本工序所加工表面的尺寸和形状位置的基准。
和形状位置的基准。
定位基准：
定位基准：
在加工中可用作定位的基准。
在加工中可用作定位的基准。
3、定位基准（定位基面）与限位基准（限位基面）、定位基准（定位基面）与限位基准（限位基面）定位基准（定位基面）在定位基准（定位基面）在工件上工件上限位基准（限位基面）在限位基准（限位基面）在定位元件上定位元件上4、定位副、定位副将定位基面与限位基面合称为定位副将定位基面与限位基面合称为定位副定位误差（定位误差（DD）是指由于定位不准而造成的加工误差。
）是指由于定位不准而造成的加工误差。
定位误差定位误差基准位移误差基准位移误差（YY）基准不重合误差基准不重合误差（BB）1定位误差的概念：
定位误差的概念：
定位误差的概念：
定位误差的概念：
定义：
定位基准相对于定义：
定位基准相对于限位基准的变动范围在限位基准的变动范围在加工尺寸上的投影加工尺寸上的投影定义：
工序基准与定位基定义：
工序基准与定位基准之间的联系尺寸的公差准之间的联系尺寸的公差在加工尺寸上的投影在加工尺寸上的投影定位误差的计算定位
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