1、第一章第一章 工艺过程的基础知识工艺过程的基础知识第二节第二节 工件的定位和安装工件的定位和安装定位、夹紧、安装的概念 定位定位：工件在加工加紧之前，要确定工件在：工件在加工加紧之前，要确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定称为定位位。夹紧：夹紧：在加工过程中，为了使工件能承受切在加工过程中，为了使工件能承受切削力，并保持其正确位置，还必须把它压紧削力，并保持其正确位置，还必须把它压紧或夹牢，或夹牢，称为夹紧称为夹紧。安装：安装：从定位到夹紧的整个过程，从定位到夹紧的整个过程，称为安装称为安装。工件的装夹方法有两种：工件的装夹方法有两种：一种是工件直接
2、装夹在机一种是工件直接装夹在机床的工作台上；另一种是工件装夹在夹具上。床的工作台上；另一种是工件装夹在夹具上。夹具夹具：加工工件时，为了完成某一道工序：加工工件时，为了完成某一道工序在在各种金属切削机床上用来装夹工件的工艺各种金属切削机床上用来装夹工件的工艺装备，称机床夹具，简称夹具。装备，称机床夹具，简称夹具。机床夹具通常分为两大类：机床夹具通常分为两大类：通用夹具：通用夹具：通用夹具是指已标准化、无需调通用夹具是指已标准化、无需调整或稍加调整就可用于装夹不同工件的夹具。整或稍加调整就可用于装夹不同工件的夹具。广广泛用于泛用于单件、小批量生产单件、小批量生产中。中。专用夹具：专用夹具：专门为
3、某一工件的一定工序加工专门为某一工件的一定工序加工而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，适用而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，适用于于产品固定、批量较大产品固定、批量较大的加工过程。的加工过程。此外，还有：此外，还有：可调夹具、成组夹具、组合夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。随行夹具。通用夹具三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头组合夹具组合夹具组合夹具组合夹具随行夹具随行夹具一、工件定位的六点定则一、工件定位的六点定则 要使工件在夹具中的位置完全确定，必须用要使工件在夹具中的位置完全确定，必须用六个支撑点来限制工件在空间的六个自由度，六个支撑点来限制工件在空间的六个自由度
4、，称为称为六点定位原理（定则）。六点定位原理（定则）。物体的六个自由度物体的六个自由度 六点定位原理的应用（六点定位的几种情况）六点定位原理的应用（六点定位的几种情况）1 1）完全定位）完全定位 工件在夹具中的六个自由度完全被六个支承工件在夹具中的六个自由度完全被六个支承点消除，称为完全定位。点消除，称为完全定位。采用完全定位的工件在采用完全定位的工件在夹具中的位置是唯一的，如上述六点定位原理中夹具中的位置是唯一的，如上述六点定位原理中方形工件、盘类工件和轴类工件定位例子属于完方形工件、盘类工件和轴类工件定位例子属于完全定位。全定位。是是合理合理的定位方式。的定位方式。上一页上一页 下一页下一
5、页 返回返回完全定位完全定位举例：完全定位举例：完全定位 连杆钻孔定位方案连杆钻孔定位方案平面支承平面支承侧挡销侧挡销短圆柱销短圆柱销 2 2）不完全定位）不完全定位 由于工件的几何特点，消除工件某些方由于工件的几何特点，消除工件某些方面的自由度无意义，也无法消除，或工件某面的自由度无意义，也无法消除，或工件某些方面的自由度存在不影响加工要求。些方面的自由度存在不影响加工要求。工件工件在夹具中的六个自由度不需要完全消除就可在夹具中的六个自由度不需要完全消除就可获得相对于刀具的正确位置，称为不完全定获得相对于刀具的正确位置，称为不完全定位。位。图图4-1中的铣键槽是属于不完全定位。中的铣键槽是属
6、于不完全定位。是是合理合理的定位方式的定位方式上一页上一页 下一页下一页 返回返回举例分析：不完全定位举例分析：不完全定位 例如，铣如图所示工件上的通槽，为保证槽底面例如，铣如图所示工件上的通槽，为保证槽底面与与 A 面的平行度和尺寸面的平行度和尺寸 两项加工要求，必须限两项加工要求，必须限制制 、三个自由度；为保证槽侧面与三个自由度；为保证槽侧面与 B 面的面的平行度和尺寸平行度和尺寸 两项加工要求，必须限制两项加工要求，必须限制 、两个自由度；至于两个自由度；至于 ，从加工要求的角度看，可，从加工要求的角度看，可以不限制。因此，在此情况下，限制工件的五个以不限制。因此，在此情况下，限制工件
7、的五个自由度就可以保证工序的加工要求。自由度就可以保证工序的加工要求。Z 3 3）欠定位）欠定位 定位点少于应消除的自由度数，使定位点少于应消除的自由度数，使某些应消除的自由度没有消除，造成工某些应消除的自由度没有消除，造成工件定位不足，称为欠定位件定位不足，称为欠定位。欠定位不能。欠定位不能保证加工要求，因而是保证加工要求，因而是不允许不允许的。任何的。任何一个满足要求的完全定位、不完全定位一个满足要求的完全定位、不完全定位方案，去掉某个定位点，都可以成为欠方案，去掉某个定位点，都可以成为欠定位。定位。欠定位在实际生产中是欠定位在实际生产中是绝对不允许绝对不允许的。的。上一页上一页 下一页下
8、一页 返回返回举例分析：欠定位举例分析：欠定位欠定位示例XZYa）b）BB铣刀铣刀 4 4）过定位（超定位）过定位（超定位）工件的一个或几个自由度被重复限制，即有些定工件的一个或几个自由度被重复限制，即有些定位点重复消除了同一个自由度，称为过定位位点重复消除了同一个自由度，称为过定位,也叫重复也叫重复定位。定位。实际定位时发生了两个以上的定位支承点重复实际定位时发生了两个以上的定位支承点重复消除了一个自由度定位。消除了一个自由度定位。在设计夹具时，是否允许过定位，应根据工件的在设计夹具时，是否允许过定位，应根据工件的不同定位情况进行分析。不同定位情况进行分析。过定位造成的后果：过定位造成的后果
9、：（1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；）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）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）两销）过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。上一页上一页 下一页下一页 返回返回举例分析：过定位举例分析：过定位一面两销组合定位产生的一面两销组合定位产生的XYa）ZY 解决：一面两销组合定位产生的一面两销组合定位产生的b）ZYXY二、工件的基准 基准的概念：基准的概念：用来确定生产对象上几何要素间的几用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。何关系所
10、依据的那些点、线、面。1.1.基准的分类基准的分类 根据基准的作用不同，基准分为根据基准的作用不同，基准分为设计基准设计基准和和工工艺基准艺基准两大类。两大类。（1 1）设计基准）设计基准 在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准，即标注设计尺寸的起点，称为设计基准。基准，即标注设计尺寸的起点，称为设计基准。图图1-5 1-5 设计基准的实例设计基准的实例(a)两面之间距离(位置)尺寸 (b)阶梯轴同轴度和圆柱面尺寸 (c)键槽底面位置尺寸（2 2）工艺基准）工艺基准 工艺基准是指工艺基准是指在工艺过程中，即在制造零件和装在工艺过程中，即在制造零件和
11、装配机器时所采用的基准。配机器时所采用的基准。根据用途的不同，工艺基准又可根据用途的不同，工艺基准又可分为以下四种分为以下四种：工序基准工序基准 它是在工序图上用来确定本工序所它是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工表面加工后加工后的尺寸、形状、位置的基准。简言之，的尺寸、形状、位置的基准。简言之，工序图上的基准。工序图上的基准。定位基准定位基准 它是在加工中用作工件定位的基准。它是在加工中用作工件定位的基准。测量基准测量基准 它是测量时所采用的基准。它是测量时所采用的基准。装配基准装配基准 它是装配时用来确定零件或部件在它是装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。产品中的相
12、对位置所采用的基准。返回返回图图1-9 1-9 齿轮齿轮 如如图图1-91-9所示的齿轮，加工齿圈时，装在心轴上，以内所示的齿轮，加工齿圈时，装在心轴上，以内孔和端面定位，以保证加工出的齿圈与孔的中心线的同轴度，孔和端面定位，以保证加工出的齿圈与孔的中心线的同轴度，和与端面的垂直度。和与端面的垂直度。检验齿圈相对于孔的中心线的径向跳动时，也是同样地检验齿圈相对于孔的中心线的径向跳动时，也是同样地装在心轴上。装在心轴上。装配时，齿轮孔以一定的配合精度安装在轴上。所以齿装配时，齿轮孔以一定的配合精度安装在轴上。所以齿轮的孔中心线既是设计基准，又是定位基准、测量基准和装轮的孔中心线既是设计基准，又是
13、定位基准、测量基准和装配基准。配基准。上一页上一页 下一页下一页 返回返回 2 2定位基准的选择定位基准的选择（1 1）粗基准的选择）粗基准的选择 选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准准称为粗基准称为粗基准。粗基准的选择原则：粗基准的选择原则：(1)(1)为了保证加工面与非加工面之间的位置要为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择求，应选择不加工表面不加工表面为粗基准。如果有几个为粗基准。如果有几个不加工表面，应选择与加工表面位置精度要求不加工表面，应选择与加工表面位置精度要求高的不加工表面作为粗基准。高的不加工表面作为粗基准。(2)(2
14、)为保证重要加工面的加工余量，应选为保证重要加工面的加工余量，应选择要择要求加工余量均匀求加工余量均匀或或重要加工表面重要加工表面为粗基准。为粗基准。（见（见P P1313图图1-131-13的床身加工）的床身加工）.(3)(3)为保证各加工面都有足够的加工余量，应为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择选择毛坯余量和公差最小的表面毛坯余量和公差最小的表面为粗基准。为粗基准。(4)(4)选作粗基准的表面，应选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，尽可能平整和光洁，面积足够大，不能有飞边、浇口、冒口或其他面积足够大，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位准确，夹紧可靠。缺陷，以便定位准确，夹紧
15、可靠。(5)(5)粗基准只在第一道工序使用，应粗基准只在第一道工序使用，应避免重复避免重复使用使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。次。（2 2）精基准的选择）精基准的选择用加工过的表面作定位基准，则称为用加工过的表面作定位基准，则称为精基准精基准。可按下列原则选择精基准：可按下列原则选择精基准：基准重合原则基准重合原则选择零件上的设计基准作为定位基准称为基准重合原则。选择零件上的设计基准作为定位基准称为基准重合原则。这样可这样可以避免因基准不重合而引起的基准不重合误差。以避免因基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则基准统一原则在工件的加工过程
16、中尽可能地采用统一的定位基准称为基准统一在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准称为基准统一原则。原则。工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。若都按基工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。若都按基准重合原则选择定位基准，会使夹具的种类很多，设计和制造准重合原则选择定位基准，会使夹具的种类很多，设计和制造夹具的周期变长。这时可设法在工件上找到或专门设计一组定夹具的周期变长。这时可设法在工件上找到或专门设计一组定位面位面(如一面二孔如一面二孔)，用它们定位来加工工件上多个表面，既简，用它们定位来加工工件上多个表面，既简化了夹具结构，又保证了各加工面之间的相互关系。比如加工化了夹
17、具结构，又保证了各加工面之间的相互关系。比如加工精度较高的阶梯轴，加工顶尖孔作为统一的定位基准。精度较高的阶梯轴，加工顶尖孔作为统一的定位基准。选择选择精度较高、安装稳定可靠的表面作为精基精度较高、安装稳定可靠的表面作为精基准，保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。准，保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧可靠所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧可靠以及使夹具结构简单、操作方便。为此以及使夹具结构简单、操作方便。为此精基准应是精精基准应是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。自为基准原则自为基准
18、原则对某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择对某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。用用自为基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只能自为基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只能提高加工面本身的精度。提高加工面本身的精度。磨削床身的导轨面时，就是磨削床身的导轨面时，就是以导轨面本身作定位基准。以导轨面本身作定位基准。互为基准原则互为基准原则当零件的两个表面之间有相对位置精度要求时，选择当零件的两个表面之间有相对位置精度要求时，选择其一作为另一个表面的定位基准，反复加工，互为基其一作为另一个表面的定位基准，反复加工，互为基准，这就是互为基准原则。准，这就是互为基准原则。例如，加工精密齿轮时，用高频淬火把齿面淬硬后例如，加工精密齿轮时，用高频淬火把齿面淬硬后需进行磨齿工序。先以齿面为基准磨内孔，再以孔需进行磨齿工序。先以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面。为基准磨齿面。作 业1.什么叫六点定位原则？2.简述定位基准的选择原则？
