工件的定位和机床夹具2

1、 l自由度：一个自由刚自由度：一个自由刚 体在某个方向上活动体在某个方向上活动 的可能性。的可能性。 l一个自由刚体有六个一个自由刚体有六个 自由度。自由度。 l（1）沿X轴移动，用 表示； l（2）沿Y轴移动，用 表示； l（3）沿Z轴移动，用 表示； l（4）绕X轴转动，用 表示； l（5）绕Y轴转动，用 表示； l（6）绕Z轴转动，用 表示。 X Y Z X Y Z o 若使物体在某个方向有确定的位置，就必须限制该方若使物体在某个方向有确定的位置，就必须限制该方 向的自由度，所以要使工件在空间处于相对固定的位向的自由度，所以要使工件在空间处于相对固定的位 置，就必须对六个自由度加以限制。

2、限制的方法就是置，就必须对六个自由度加以限制。限制的方法就是 用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面 接触。接触。 X Y o 这种用正确分布的这种用正确分布的 六个支承点来限制工件六个支承点来限制工件 的六个自由度，使工件的六个自由度，使工件 在夹具中得到正确位置在夹具中得到正确位置 的规律，称为的规律，称为六点定位六点定位 原理。原理。 l完全定位完全定位：六个自由度都需要限制的定位方法，称为六个自由度都需要限制的定位方法，称为 完全定位。完全定位。 l不完全定位：不完全定位：没有完全限制六个自由度而仍然保证有关没有完全限制六个自由度而

3、仍然保证有关 工序尺寸的定位方法称为不完全定位。工序尺寸的定位方法称为不完全定位。 l过定位过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一个方向自当两种定位元件均能限制工件的同一个方向自 由度时称为过定位。由度时称为过定位。 l欠定位欠定位：若定位支承点少于所应消除的自由度数时，则若定位支承点少于所应消除的自由度数时，则 工件定位不足，称为欠定工件定位不足，称为欠定位位。 Z Y X l工件的定位问题，可以转工件的定位问题，可以转 化为在空间直角坐标系中，化为在空间直角坐标系中， 用限制工件用限制工件工序基准工序基准的自的自 由度的方法来分析；由度的方法来分析； l工件定位时应限制的自由工件定位时应

4、限制的自由 度，完全由在该工序中的度，完全由在该工序中的 加工要求和工序基准的性加工要求和工序基准的性 质决定。质决定。 l第一类自由度：影响加工要求（尺寸和位置）的自由度。第一类自由度：影响加工要求（尺寸和位置）的自由度。 l第二类自由度：与保证加工要求（尺寸和位置）无关的自由第二类自由度：与保证加工要求（尺寸和位置）无关的自由 度。度。 对第一类自由度必须加以限制。对第二类自由度，应按照承对第一类自由度必须加以限制。对第二类自由度，应按照承 受切削力、夹紧力等需要，判断是否应加以限制。受切削力、夹紧力等需要，判断是否应加以限制。 l第一类自由度：第一类自由度：Z移动，移动，X转动转动 l第

5、一类自由度：第一类自由度：X移动，移动， Y移动，移动，X转动，转动，Y转动转动 球体加工平面球体加工平面 柱体加工平面柱体加工平面 长方体加长方体加 工平面工平面 l圆柱轴向通孔：4个； l圆柱轴向通槽：4个； l平面上通孔：5个； l圆柱轴向盲孔：5个； l圆柱轴向不通槽：5个； l平面上盲孔：6个； 限制高度方面自由度限制高度方面自由度 l第一类自由度判断：第一类自由度判断： 1. 找出工序尺寸的工序基准找出工序尺寸的工序基准 2. 确定工序基准需要限制的自由度确定工序基准需要限制的自由度 l工件在机床上或夹具上定位时，其第一类自由工件在机床上或夹具上定位时，其第一类自由 度是通过工件的

6、定位基准与机床或夹具定位元度是通过工件的定位基准与机床或夹具定位元 件接触或配合而被限制的。件接触或配合而被限制的。 l定位基准（或定位基面）定位基准（或定位基面）：平面、内圆、外圆、：平面、内圆、外圆、 内锥面、外锥面等；内锥面、外锥面等； l定位元件定位元件：支承钉、支承板、定位销（心轴）、：支承钉、支承板、定位销（心轴）、 定位套、定位套、V型块等型块等 l定位元件的性能要求定位元件的性能要求： 1精度：一般定位元件的尺寸及位置公差 只有工件相应部位公差的1/51/2。 2耐磨性：避免因磨损影响精度。 3、刚性：避免或减少受力变形影响精度。 1. 工件以平面为定位基准工件以平面为定位基准

7、 2. 工件以内孔为定位基准工件以内孔为定位基准 3. 工件以外圆为定位基准工件以外圆为定位基准 4. 工件以组合表面为定位基准工件以组合表面为定位基准 汽车拖拉机制造工艺学第2版，王宝玺主编， 机械工业出版社，2000年： 1、习题一（1）(P66页）； 2、习题二(6) (P66页） ； 汽车制造工艺学曾东建主编，机械工业出版 社，2005年： 1、习题4.12 (P135页）； 2、习题4.19 (P137页） ； l1. 支承钉支承钉 l2. 支承板支承板 l3. 可调支承可调支承 l4. 自位支承自位支承 l5. 辅助支承辅助支承 推式辅助支承 弹性辅助支承 基础支承 限制工件自 由

8、度，起独 立定位作用 不限制工件 自由度，加 强刚性和稳 定性 标准件标准件 A型：精基准平面型：精基准平面 B型：粗基准平面型：粗基准平面 C型：摩擦大，易型：摩擦大，易 积屑，侧面定位积屑，侧面定位 支承钉相对于大支承钉相对于大 平面为一个点，平面为一个点， 限制一个自由度限制一个自由度 如如图图2-15 两支承钉成一直线限制一两支承钉成一直线限制一 个移动和一个转动自由度个移动和一个转动自由度 限制限制 X方向移动方向移动 限制限制 X方向转动方向转动 三支承钉成一平面限制一三支承钉成一平面限制一 个移动和两个转动自由度个移动和两个转动自由度 A A型：结构简单，埋头钉难清理切屑，型：结

9、构简单，埋头钉难清理切屑， 适用于侧面和顶面定位；适用于侧面和顶面定位； B B型：斜凹槽，适用于底面定位。型：斜凹槽，适用于底面定位。 定位基准平面较大时，用几块支承板组合成一个平面定位基准平面较大时，用几块支承板组合成一个平面 I IZ Z方向移动，方向移动，X X和和Y Y方向转动方向转动 IIIIX X方向移动和方向移动和Z Z方向转动方向转动 两个固定支承钉两个固定支承钉 用于粗基准平面，可调性适应粗基准位置变化用于粗基准平面，可调性适应粗基准位置变化 特点：多点支承之间的浮动联特点：多点支承之间的浮动联 接，实现一个支承点的作用，接，实现一个支承点的作用， 所以只限制一个自由度所以

10、只限制一个自由度 辅助支承不能作为定位元件，辅助支承不能作为定位元件， 只用于增加刚性和稳定性，不只用于增加刚性和稳定性，不 允许破坏工件定位，可以承受允许破坏工件定位，可以承受 切削力。切削力。 在非工作位置时，不与工件接触。工件定在非工作位置时，不与工件接触。工件定 位夹紧后，推出支承顶在工作表面上。位夹紧后，推出支承顶在工作表面上。 2 弹簧力使支承滑柱的工作面与工件接触弹簧力使支承滑柱的工作面与工件接触 l1 心轴心轴 l2 定位销定位销 锥形心轴锥形心轴 过盈配合圆柱心轴过盈配合圆柱心轴 间隙配合圆柱心轴间隙配合圆柱心轴 a)a) 锥形心轴锥形心轴，锥，锥 度为度为1/1000-1/

11、1000- 1/50001/5000；依靠心轴；依靠心轴 的锥体定心和胀紧；的锥体定心和胀紧； 限制限制5 5个自由度个自由度 b) b) 过盈配合圆柱心过盈配合圆柱心 轴轴，经压力机压入心，经压力机压入心 轴；定心精度高，用轴；定心精度高，用 于多刀车床盘套类零于多刀车床盘套类零 件；限制件；限制4 4个自由度个自由度 c) c) 间隙配合心轴间隙配合心轴， 心轴轴肩轴向定位；心轴轴肩轴向定位； 靠右端螺母夹紧；靠右端螺母夹紧； 限制限制5 5个自由度个自由度 L L L L a)a)固定式固定式 b)b)可换式：定位销与衬套配合，用螺母拉紧可换式：定位销与衬套配合，用螺母拉紧 长销：长销：

12、L/D=1,L/D=1,限制四个自由度（限制四个自由度（单指与孔配合的单指与孔配合的 圆圆 柱定位面柱定位面） 短销：短销：L/D1,L/D50mm 结构参数可查夹具标结构参数可查夹具标 准和设计手册准和设计手册 b为菱形销修边后留为菱形销修边后留 下的圆柱部分宽度，下的圆柱部分宽度， b1为修圆后留下的圆为修圆后留下的圆 柱部分宽度。柱部分宽度。 D23668820202424-303040 4050 BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5D2-5 b11233345 b2345568 l1. 圆柱销直径圆柱销直径d1的基本尺寸及公差。的基本尺寸及公差。基本尺基本尺 寸应等于

13、与之配合的工件定位孔的最小极限寸应等于与之配合的工件定位孔的最小极限 尺寸，公差取尺寸，公差取g6g6或或f7f7 l2. 圆柱销与菱形销之间的中心距及公差。圆柱销与菱形销之间的中心距及公差。两两 销中心距平均尺寸等于两定位孔中心距平均销中心距平均尺寸等于两定位孔中心距平均 尺寸，公差一般为：尺寸，公差一般为： LgxL 5 1 3 1 TT 夹具上两定夹具上两定 位销中心距位销中心距 公差公差 工件上两定工件上两定 位孔中心距位孔中心距 公差公差 l3. 菱形销直径菱形销直径d2的基本尺寸及公差。的基本尺寸及公差。查 表得菱形销b b与B B，代入下式： 2min LxLg min2max2

14、 )( D TTb Dd 菱形销直径菱形销直径 最大允许值最大允许值 与菱形销相配合的与菱形销相配合的 孔的最小极限尺寸孔的最小极限尺寸 设计两销尺寸。孔中心距为两定位孔为例,mm06. 080,mm1221 027. 0 0 mm126g12 1 006.0 017.0 确定圆柱销直径为：）解 mm)02. 080 mm04. 0mm12. 0 3 1 3 1 2) LDLd （中心距及公差为： 间的所以圆柱销与菱形销之 取 间中心距：确定圆柱销与菱形销之 053. 0 064. 0 0 011. 02 min2 min2max2 12947.116947.11 ,mm011. 0, 6 mm947.11 mm 12 )12. 004. 0(4 12 )( 10mm,B4mm,b 3) hd h D b Dd LDLd 所以菱形销直径为： 其下偏差为取菱形销与定位孔的配合 菱形销最大直径为查表得 确定菱形销直径： D TTb X TT XD b TT TT XXD b bXD TTb D TTOOAE XDd EO b EH D AO EHEOAHAO EHOAHO TTOO HxHg HxHg HxHg