1、第第3 3章章 数控加工中工件的定位与装夹数控加工中工件的定位与装夹一、学习目标一、学习目标了解机床夹具的功能、种类及特点。了解机床夹具的功能、种类及特点。掌握六点定位的基本原理及应用。掌握六点定位的基本原理及应用。掌握粗、精基准的选择原则。掌握粗、精基准的选择原则。掌握常见定位方式、定位元件及所限制的掌握常见定位方式、定位元件及所限制的自由度数。自由度数。理解定位误差的计算方法。理解定位误差的计算方法。掌握夹紧装置应具备的基本要求和夹紧力掌握夹紧装置应具备的基本要求和夹紧力方向、作用点的选择原则。方向、作用点的选择原则。1、六点定位原理（、六点定位原理（3.2.1）二、教学重点二、教学重点3
2、、定位基准的选择原则（、定位基准的选择原则（3.3）2、六点定位原理的应用（六点定位原理的应用（3.2.2）4、常见定位方式及定位元件（、常见定位方式及定位元件（3.4）5、工件的夹紧（、工件的夹紧（3.6）定位误差（定位误差（3.5）三、教学难点三、教学难点四、考核点四、考核点1 1、常、常用定位元件限制的自由度数目用定位元件限制的自由度数目 2 2、粗、精基准的选择原则粗、精基准的选择原则 3 3、定位误差概念定位误差概念4 4、夹紧装置基本要求夹紧装置基本要求5 5、夹紧力方向、作用点选择夹紧力方向、作用点选择五、作业安排五、作业安排安排安排2学时习题课，内容如下：学时习题课，内容如下：
3、1、各种定位方式限制的自由度分析、各种定位方式限制的自由度分析2、定位误差计算、定位误差计算3、夹紧力方向、作用点合理性分析、夹紧力方向、作用点合理性分析什么是过定位？试分析图中的定位元件分别什么是过定位？试分析图中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？根据六点定位原理分析图中各定位方根据六点定位原理分析图中各定位方案的定位元件所限制的自由度。案的定位元件所限制的自由度。套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如下图所示，定位销为水平放标注方法，如下图所示，定位销为水平放置，试分别计算工序尺寸置，试分别计算工
4、序尺寸H1、H2、H3的定的定位误差。位误差。第第三章主要内容讲解三章主要内容讲解3.2 工件的定位工件的定位定位基准定位基准工件上用于定位的表面工件上用于定位的表面就是确定工件位置的基准，称为定位就是确定工件位置的基准，称为定位基准。以内外、圆柱面，内外圆锥面基准。以内外、圆柱面，内外圆锥面定位时，其中心线为定位基准。定位时，其中心线为定位基准。3.2.1 六点定位原理六点定位原理xyzxyz六点定位原理六点定位原理定位的任务定位的任务是限制工件的自由度，通常用是限制工件的自由度，通常用一个支承点来限制工件的一个一个支承点来限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支自由度，用合理分布的六个支承
5、点来限制工件的六个自由度，承点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确使工件在夹具中的位置完全确定。定。3.2.2 六点定位原理的应用六点定位原理的应用 完全定位完全定位工件的六个自工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的唯制，而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。一位置，称为完全定位。MNPCCAabBbxzy 不完全定位不完全定位根据工件根据工件加工表面的不同加工要求，定位支加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。承点的数目可以少于六个。五点定位示例五点定位示例 欠定位欠定位如工件定位的实际支承点
6、数目少如工件定位的实际支承点数目少于理论上应予限制的自由度数，不能于理论上应予限制的自由度数，不能满足加工要求，称为欠定位。满足加工要求，称为欠定位。过定位过定位工件的一个或几个工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。位称为过定位。要具体情况具体分析：要具体情况具体分析：当过定位导致工件或定位元件变形，当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。加工精度有利时，也可以采用。xyzyzy
7、z限制限制P限制限制xyz长轴大平面定位长轴大平面定位短轴、大平面定位短轴、大平面定位yz限制限制P限制限制xyzxyz长轴、小平面定位长轴、小平面定位xyzyzy z限制限制限制限制x3.2.3 定位与夹紧的关系定位与夹紧的关系 3.3 定位基准的选择原则定位基准的选择原则（1）相互位置要求原则相互位置要求原则3.3.1 粗基准的选择原则粗基准的选择原则 选取与加工表面相互位置精度要求选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。不加工表面与加工表面的位置要求。（a）选内圆不加工面为粗）选内圆不加工面为粗基准
8、（三爪反撑）基准（三爪反撑）（b）选外圆为粗基准）选外圆为粗基准（2）加工余量合理分配原则）加工余量合理分配原则 应该根据加工余量最小的表面找正，应该根据加工余量最小的表面找正，防止因位置偏移而造成余量太少的部位防止因位置偏移而造成余量太少的部位加工不出来。加工不出来。（3）重要表面原则重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。应选择重要加工面为粗基准。（4 4）不重复不重复使用原则使用原则（5）便于工便于工件装夹原则件装夹原则3.3.2 精基准的选择原则精基准的选择原则（1 1）基准重合原则）基准重合原则 选择加工表面的设计基准为定位
9、基准。选择加工表面的设计基准为定位基准。cBATTBCBCAAT)(maxminminmaxminmax（2）基准统一原则）基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。一个定位基准，称为基准统一原则。保证各加工表面间的相互位置精度，保证各加工表面间的相互位置精度，简化夹具设计与制造工作，降低成本，简化夹具设计与制造工作，降低成本，缩短生产准备周期。缩短生产准备周期。（3）自为基准原则自为基准原则1磁力表座；磁力表座；2百分表；百分表；3床身；床身；4垫铁垫铁 精加工或光整加工工序要求余量小而均精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，选
10、择加工表面本身作为定位基准，称为匀，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。自为基准原则。（4）互为基准原则互为基准原则 为使各加工表面之间具有较高的位为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。反复加工的方法，称为互为基准原则。互为基准示例互为基准示例1卡盘卡盘 2滚柱滚柱 3齿轮齿轮 所选精基准应能保证工件定位所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。同时，构
11、简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。以承受较大的切削力。（5）便于装夹原则）便于装夹原则3.4 常见定位方式及定位元件常见定位方式及定位元件（4）工件以一面两孔定位）工件以一面两孔定位 DTTbXdD)(min削边销与孔削边销与孔的最小配合的最小配合间隙：间隙：3.5 3.5 定位误差定位误差（1）定位误差的概念与类型）定位误差的概念与类型 因工件在夹具上定位不准而造因工件在夹具上定位不准而造成的加工误差，称为定位误差。包成的加工误差，称为定位误差。包括基准位移误差和基准不重合误差括基准位移误差和基准不重合误差两种类型。
12、两种类型。基准位移误差基准位移误差 定位基准相对于其理想位置的最定位基准相对于其理想位置的最大变动量，称为基准位移误差，用大变动量，称为基准位移误差，用 Y表示。表示。2222maxminminmaxminmaxdDYTTdDdDAA基准位移误差示例：心轴水平放置基准位移误差示例：心轴水平放置 基准位移误差示例：心轴垂直放置基准位移误差示例：心轴垂直放置 minminmaxXTTAAdDY 基准不重合误差基准不重合误差 定位基准和工序基准不重合而造成定位基准和工序基准不重合而造成的加工误差，称为基准不重合误差，用的加工误差，称为基准不重合误差，用 B表示。表示。B的大小等于工序基准相对于定的大
13、小等于工序基准相对于定位基准的最大位置变动量。位基准的最大位置变动量。B=2 L 基准不重合误差示例：尺寸基准不重合误差示例：尺寸A 工序基准不在定位面上：工序基准不在定位面上：D=Y+B（2）定位误差的计算方法）定位误差的计算方法 当基准位移和基准不重合误差引起当基准位移和基准不重合误差引起的加工尺寸变化方向相同时，取的加工尺寸变化方向相同时，取“+”号；反之取号；反之取“-”号。号。工序基准在定位面上：工序基准在定位面上：D=|Y B|分别计算分别计算 Y 、B注意？注意？定位误差只产生在用调整法加工一批定位误差只产生在用调整法加工一批工件的条件下，采用试切法加工，不存工件的条件下，采用试
14、切法加工，不存在定位误差。在定位误差。基准位移误差和基准不重合误差并不基准位移误差和基准不重合误差并不是在任何情况下都存在，当定位基准是在任何情况下都存在，当定位基准与工序基准重合时，与工序基准重合时，B=0；当基准无；当基准无变动时，变动时，Y=0。（3）几种典型定位方式的定位误差）几种典型定位方式的定位误差 工件以平面定位工件以平面定位 定位误差主要是有基准不重合定位误差主要是有基准不重合误差引起的，一般不计算基准位移误差引起的，一般不计算基准位移误差。误差。工件以圆孔定位工件以圆孔定位 定位误差与工件圆孔的制造精定位误差与工件圆孔的制造精度、定位元件的放置形式、工件圆度、定位元件的放置形式、工件圆孔与定位元件的配合性质和工序基孔与定位元件的配合性质和工序基准与定位基准是否重合等因素密切准与定位基准是否重合等因素密切相关。相关。工件以外圆在工件以外圆在V形块上定位形块上定位h1定位误差？定位误差？2sin21dYToo B=0（基准重合）（基准重合）2sin2dYDTh2定位误差？定位误差？2sin21dYToo 2dBT22sin2ddBYDTTh3定位误差？定位误差？2sin21dYToo 2dBT22sin2ddBYDTT
