任务三(4-1)工件定位

1、任务三任务三(4) 工件的定位及定位基准的选择工件的定位及定位基准的选择4、1 基准的概念基准的概念4、2 工件定位原理工件定位原理4、3 工件的定位方式工件的定位方式基准的概念及分类基准的概念及分类基准：零件上用以确定其它点、线、面所依据的点、线、面。基准：零件上用以确定其它点、线、面所依据的点、线、面。根据功能不同分为：根据功能不同分为：设计基准、工艺基准设计基准、工艺基准设计基准：设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。 端面端面A A：是端面：是端面B B、C C的设计基准。的设计基准。轴线轴线O-OO-O：是内孔、外圆表面的设计基

2、准。：是内孔、外圆表面的设计基准。内孔内孔20H820H8的的轴心线：是轴心线：是28k628k6外圆表外圆表面的径向跳面的径向跳动的设计基动的设计基准。准。左：齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线为基准；两端面是互为基准。左：齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线为基准；两端面是互为基准。右：表面右：表面2 2和和3 3及孔及孔4 4的轴线的设计基准是表面的轴线的设计基准是表面1 1；孔；孔5 5的轴线的设计基准的轴线的设计基准是孔是孔4 4的轴线。的轴线。请分析：下图各部分的设计基准。请分析：下图各部分的设计基准。F F面：是面：是C C、E E面尺寸的设面尺寸的设计基准；也是两孔垂直度计基准；

3、也是两孔垂直度和和C C面平行度的设计基准。面平行度的设计基准。A A面：是面：是B B面尺寸及平行度面尺寸及平行度的设计基准。的设计基准。工艺基准：在零件的工艺基准：在零件的加工和装配加工和装配中使用的基准。中使用的基准。按用途不同分为：按用途不同分为：工序基准工序基准：在工序图上用以标注本工序被加工表面加工后的尺寸、：在工序图上用以标注本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。其所标注的尺寸为工序尺寸。形状、位置的基准。其所标注的尺寸为工序尺寸。图图1左：在加工时轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左：在加工时轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。左端面的

4、定位基准。工序基准尽可能选择设计基准，避免基准转换带来加工误差。工序基准尽可能选择设计基准，避免基准转换带来加工误差。定位基准定位基准：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中占有：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中占有正确正确 位置位置的点、线或面。它是工艺基准中最主要的基准。的点、线或面。它是工艺基准中最主要的基准。如图如图1 1：零件的内孔套在心轴上加工外圆时，内孔即为定位基准。：零件的内孔套在心轴上加工外圆时，内孔即为定位基准。定位基准应尽量使用工序基准，避免基准不重合带来加工误差。定位基准应尽量使用工序基准，避免基准不重合带来加工误差。测量基准测量基准：零件检验时，用以测量已加工表

5、面尺寸及位置的基准。：零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准装配基准：装配时，用来确定零件或部件在机器中位置的基准。装配时，用来确定零件或部件在机器中位置的基准。定位基准的选择定位基准的选择 选择定位基准是为了保证工件的选择定位基准是为了保证工件的位置精度位置精度，因此，选择定位基，因此，选择定位基准总是从有准总是从有位置精度要求的表面位置精度要求的表面开始进行选择的。开始进行选择的。 定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和定定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和定形精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定形精度、安排加工顺序、提高生产率

6、以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。粗基准粗基准：在加工起始工序中，用毛坯上未经加工的表面作定位基准。：在加工起始工序中，用毛坯上未经加工的表面作定位基准。精基准精基准：用已加工过的表面做基准。：用已加工过的表面做基准。粗基准粗基准的选择原则：的选择原则：1、选取选取不加工表面不加工表面作为粗基准：可保证不加工面与加工面之间的位作为粗基准：可保证不加工面与加工面之间的位置关系。置关系。若工件上有多个未加若工件上有多个未加工面，则选择与加工工面，则选择与加工面间位置精度要求高面间位置精度要求高的面为粗基准的面为粗基准 如图：

7、下模座上表面如图：下模座上表面B B是安装是安装其它模版是基准面，要求加其它模版是基准面，要求加工余量均匀，将上表面作为工余量均匀，将上表面作为粗基准，先加工出下表面粗基准，先加工出下表面A A，再以再以A A作为精基准加工面作为精基准加工面B B 。选择要求选择要求加工余量均匀的面加工余量均匀的面作粗基准。作粗基准。选择选择余量小的面余量小的面为粗基准，以保证个加工面有足够的加工余量。为粗基准，以保证个加工面有足够的加工余量。选择选择加工余量均匀的面加工余量均匀的面为粗基准。为粗基准。粗基准应避免重复使用。粗基准应避免重复使用。如图导套的加工，如果重复使用如图导套的加工，如果重复使用B面定位

8、加工面面定位加工面A、C，必使，必使A、C两表面两表面产生较大的同轴度误差，因此，应选产生较大的同轴度误差，因此，应选A或或C面为粗基准。面为粗基准。选择面积大而平整或缺陷少的面为粗基准，以便定位可靠。选择面积大而平整或缺陷少的面为粗基准，以便定位可靠。精基准的精基准的选择：应考虑如何减少定位误差，保证加工精度，选择：应考虑如何减少定位误差，保证加工精度，使装夹方便，夹具简单。使装夹方便，夹具简单。精基准选择原则：精基准选择原则：基准重合基准重合的原则：选择加工表面的设计基准作为定位基准，避免基的原则：选择加工表面的设计基准作为定位基准，避免基准不重合带来误差。准不重合带来误差。双顶尖装夹工双

9、顶尖装夹工件，设计基准件，设计基准与定位基准都与定位基准都是轴线，符合是轴线，符合基准重合原则。基准重合原则。容易保证各段容易保证各段圆柱面的同轴圆柱面的同轴度。度。图（图（b b）定位基准）定位基准A A与设计基准与设计基准B B不重合，尺寸不重合，尺寸C C的加工误差包含上道工序的加工误差包含上道工序尺寸尺寸a a的误差和本道工序的加工误差，不容易保证质量。的误差和本道工序的加工误差，不容易保证质量。图（图（c c）以）以B B面定位加工面定位加工C C面，使得基准重合，此时尺寸面，使得基准重合，此时尺寸a a的误差对加工尺的误差对加工尺寸寸c c无影响，尺寸无影响，尺寸c c的公差容易保

10、证。的公差容易保证。(b)(c)基准统一基准统一的原则的原则:避免基准变换引起的定位误差，一次装夹能加工多避免基准变换引起的定位误差，一次装夹能加工多个表面，利于保证各加工表面的位置精度和提高生产率。个表面，利于保证各加工表面的位置精度和提高生产率。选择几个被加工面或几道工序都能用的定位基准为精基准。选择几个被加工面或几道工序都能用的定位基准为精基准。选择两相邻的侧面做基选择两相邻的侧面做基准，加工全面孔，符合准，加工全面孔，符合基准统一。基准统一。自为基准自为基准的原则：加工表面余量小而均匀时应尽可能用加工表面自的原则：加工表面余量小而均匀时应尽可能用加工表面自身为精基准。身为精基准。如，铰

11、刀铰孔、无心磨床磨外圆、型腔研磨抛光。如，铰刀铰孔、无心磨床磨外圆、型腔研磨抛光。互为基准互为基准的原则：的原则： 当两个表面之间的位置精度较高，加工余量小而均当两个表面之间的位置精度较高，加工余量小而均匀时，多以两表面互为基准加工。匀时，多以两表面互为基准加工。如图导套的加工，如图导套的加工，先装夹外圆以外圆先装夹外圆以外圆柱面定位，磨内孔；柱面定位，磨内孔；然后再以加工好的然后再以加工好的内孔在心轴上定位，内孔在心轴上定位，磨外圆，从而达到磨外圆，从而达到较高的同轴度。较高的同轴度。4、2 工件定位原理工件定位原理 机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精机械加工中，为了保证

12、工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须定位。下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。定位。下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。 工件加工的尺寸、形状和表面间的相互位置精度都是由刀具工件加工的尺寸、形状和表面间的相互位置精度都是由刀具与工件的相对位置来保证的。与工件的相对位置来保证的。 工件在夹具中的定位涉及到定位原理、定位误差、夹具上采工件在夹具中的定位涉及到定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题，有关定用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题，

13、有关定位误差的计算和定位元件的选用在夹具设计一章讲授，这里只介位误差的计算和定位元件的选用在夹具设计一章讲授，这里只介绍定位原理和定位基准的选择。绍定位原理和定位基准的选择。 工件在夹具中定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工件在夹具中定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置。工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置。怎样才能使各个怎样才能使各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢? ?要弄清楚这个要弄清楚这个问题，我们先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位问题，我们先来讨论与定位相反的问题

14、，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化置可能有哪些变化? ?如果消除了这些可能的位置变化，那么工件如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定了位。也就定了位。 任一工件在夹具中未定位前，有六个运动方向，即六个自由任一工件在夹具中未定位前，有六个运动方向，即六个自由度。度。 工件定位原理工件定位原理六点定位六点定位 为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为由度，使工件的位置完全确定，称为“

15、六点定位规则六点定位规则”，简称，简称“六点定则六点定则”。如图所示：如图所示：底面底面XOYXOY内的三个支承点限制了三个自由度；内的三个支承点限制了三个自由度；侧面侧面YOZYOZ内的两个支承点限制了两个自由度；内的两个支承点限制了两个自由度；端面端面XOYXOY内的一个支承点限制了一个自由度。内的一个支承点限制了一个自由度。在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来体现的在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来体现的 注意：注意：1 1、6 6个支承点的位置必须合理分布在三个互相垂直的平个支承点的位置必须合理分布在三个互相垂直的平面上；面上；2 2点决定一条直线，不在同一直线上

16、的三点确定一个点决定一条直线，不在同一直线上的三点确定一个平面。平面。 2 2、工件定位是指一批工件在夹紧前与定位元件、工件定位是指一批工件在夹紧前与定位元件紧密接紧密接触触且能保证工件位置正确。且能保证工件位置正确。 3 3、定位与夹紧是两个不同的概念。工件在任何位置都、定位与夹紧是两个不同的概念。工件在任何位置都可被夹紧，但并不能保证工件位置正确，可被夹紧，但并不能保证工件位置正确，限制工件自由度与加工要求有关限制工件自由度与加工要求有关 工件在空间有工件在空间有6个自由度，但并不是每次加工都要限制个自由度，但并不是每次加工都要限制6个自由个自由度，二是根据加工要求，限制那些对加工尺寸有影

17、响是自由度，度，二是根据加工要求，限制那些对加工尺寸有影响是自由度，对加工精度无影响的，则可不限制。对加工精度无影响的，则可不限制。完全定位完全定位：六个自由度都需要限制的定位方法，称为完全定位。：六个自由度都需要限制的定位方法，称为完全定位。不完全定位不完全定位：没有完全限制六个自由度但仍然满足加工要求的定位方法：没有完全限制六个自由度但仍然满足加工要求的定位方法称为不完全定位。称为不完全定位。不完全定位是合理的。如钻通孔时，钻孔方向的移动不完全定位是合理的。如钻通孔时，钻孔方向的移动自由度可不限制。自由度可不限制。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由度时称为过定：当两种

18、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。将造成定位不稳，使工件或夹具变形。位。将造成定位不稳，使工件或夹具变形。欠定位欠定位：若定位支承点少于所应消除的自由度数时，则工件定位不足，：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，称为欠定位。称为欠定位。思考思考 1、分析下面图形定位是否合理？分析下面图形定位是否合理？工件在支承工件在支承1 1和两个和两个圆柱销圆柱销2 2上定位，但上定位，但在在X X方向上的位置不方向上的位置不确定，为欠定位。应确定，为欠定位。应在在X X方向设置一个止方向设置一个止推销。推销。如图加工压板导向槽，要限制哪些自由度？如图加工压板导向槽，要限

19、制哪些自由度？要求槽深：要求槽深：Z Z移移槽底与底面平行：槽底与底面平行：X X、Y Y旋转旋转保证保证A1A1：X X移移槽对称：槽对称：Y Y移、移、Z Z旋转。旋转。 （完全定（完全定位）位）工件装夹的概念工件装夹的概念 工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一一正确的位置正确的位置，这个过程称为，这个过程称为定位定位。为了使定位好的工件不致于。为了使定位好的工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持始终保持正确的位正确的位置，还需将工件压紧夹牢，这个过程称为置

20、，还需将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧夹紧。定位和夹紧定位和夹紧的整的整个过程合起来称为个过程合起来称为装夹装夹。 工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率、加工成本及操工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率、加工成本及操作安全都有直接影响。作安全都有直接影响。 机床夹具是机械加工必不可少的工艺装备。机床夹具是机械加工必不可少的工艺装备。采用夹具后，工件各加工表面间的相互位置精度是由夹具保证的，而采用夹具后，工件各加工表面间的相互位置精度是由夹具保证的，而不是依靠工人的技术水平与熟练程度，所以产品质量容易保证。不是依靠工人的技术水平与熟练程度，所以产品质量容易保证。1. 1. 稳定保证加工质

21、量稳定保证加工质量机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在机械加工中的作用使用夹具使工件装夹迅速、使用夹具使工件装夹迅速、方便，从而大大缩短了辅助方便，从而大大缩短了辅助时间，提高了生产率。特别时间，提高了生产率。特别是对于加工时间短、辅助时是对于加工时间短、辅助时间长的中、小零件，效果更间长的中、小零件，效果更为显著。为显著。2. 2. 提高劳动生产率提高劳动生产率 有些工件，特别是比较大的工件，调整和夹紧很费力气，而且注意有些工件，特别是比较大的工件，调整和夹紧很费力气，而且注意力要高度集中，很容易疲劳；如果使用夹具，采用气动或液压等自动力要高度集中，很容易疲劳；如果使用夹具，采用气动或液压等

22、自动化夹紧装置，既可减轻工人的劳动强度，又能保证安全生产。化夹紧装置，既可减轻工人的劳动强度，又能保证安全生产。3. 3. 减轻工人的劳动强度，保证安全生产减轻工人的劳动强度，保证安全生产4. 4. 扩大机床的使用范围扩大机床的使用范围 实现一机多用，一机多能。如在铣床上安装一个回转台或分度装置，实现一机多用，一机多能。如在铣床上安装一个回转台或分度装置，可以加工有等分要求的零件；在车床上安装镗模，可以加工箱体零件可以加工有等分要求的零件；在车床上安装镗模，可以加工箱体零件上的同轴孔系。上的同轴孔系。 1. 机床夹具的分类机床夹具的分类通用夹具：通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂

23、生产，常作三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。为机床附件提供给用户。专用夹具：专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。中。组合夹具：组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试制和

24、单件小批生产。夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。 可在一定范围内用于加工不同工件的夹具。如车床使用的三爪卡盘、可在一定范围内用于加工不同工件的夹具。如车床使用的三爪卡盘、四爪卡盘，铣床使用的平口虎钳、万能分度头等。这类夹具已经标准化，四爪卡盘，铣床使用的平口虎钳、万能分度头等。这类夹具已经标准化，作为机床附件由专业厂生产。其通用性强，不需调整或稍加调整就可以作为机床附件由专业厂生产。其通用性强，不需调整或稍加调整就可以用于不同工件的加工；生产率低，夹紧工件操作复杂。这类夹具主要用用于不同工件的加工；生产率低，夹紧工件操作复杂。这类夹具主要用于单件小批量生产。于单件小批量生产。通用夹具通用

25、夹具三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头通用夹具 指专为某一工件的某一道工序设计和制造的夹具。其特点是结指专为某一工件的某一道工序设计和制造的夹具。其特点是结构紧凑、操作迅速、方便；可以保证较高加工精度和生产率；设计构紧凑、操作迅速、方便；可以保证较高加工精度和生产率；设计和制造周期长，制造费用高；在产品变更后，无法利用而导致报废。和制造周期长，制造费用高；在产品变更后，无法利用而导致报废。因此这类夹具主要用于产品固定的大批大量生产中；对于形状和结因此这类夹具主要用于产品固定的大批大量生产中；对于形状和结构复杂工件构复杂工件( (如薄壁件如薄壁件) )，为保证加工质量有时也采用专用夹具。

26、，为保证加工质量有时也采用专用夹具。专用夹具专用夹具专用夹具 4 3D L零件工序简图 由预先制造好的通用标准由预先制造好的通用标准零部件经组装而成的专用夹具，零部件经组装而成的专用夹具，是一种标准化、系列化、通用是一种标准化、系列化、通用化程度高的工艺装备。其特点化程度高的工艺装备。其特点是组装迅速、周期短；通用性是组装迅速、周期短；通用性强，元件和组件可反复使用；强，元件和组件可反复使用；产品变更时，夹具可拆卸、清产品变更时，夹具可拆卸、清洗、重复再用；一次性投资大，洗、重复再用；一次性投资大，夹具标准元件存放费用高；与夹具标准元件存放费用高；与专用夹具比，其刚性差，外形专用夹具比，其刚性

27、差，外形尺寸大。这类夹具主要用于新尺寸大。这类夹具主要用于新产品试制以及多品种、中小批产品试制以及多品种、中小批量生产中。量生产中。组合夹具组合夹具图2-46 组合夹具1234567891011121314151617181加筋角铁（2） 2槽用螺栓（6） 3平键（10） 4方形支承 5定位支承 6方形支承 7平垫圈 8六角螺母（8） 9 槽用螺栓 10钻套螺钉 11快换钻套 12钻模板 13圆形定位销 14工件 15方形支承 16角铁 17压紧螺钉 18基础板机床夹具的组成机床夹具的组成定位元件：保证工件在夹具中处于正确位置的元件。定位元件：保证工件在夹具中处于正确位置的元件。夹紧装置：将工

28、件压紧夹牢。夹紧装置：将工件压紧夹牢。对刀、导向元件：确定刀具相对于定位元件具有正确位置的元件。对刀、导向元件：确定刀具相对于定位元件具有正确位置的元件。夹具连接元件：确定夹具在机床上正确位置的元件。夹具连接元件：确定夹具在机床上正确位置的元件。夹具体：机床夹具的基础件。夹具体：机床夹具的基础件。定位元件：定位元件：4、5、9夹紧装置：夹紧装置：6、7、8对刀、导向元件：对刀、导向元件：1、2夹具连接元件：夹具连接元件：3的底面为安装基面，保证的底面为安装基面，保证1的轴线垂直钻床的工作的轴线垂直钻床的工作台、台、5的轴线平行钻床的工作台。的轴线平行钻床的工作台。夹具体：夹具体：3气动虎钳 液

29、压夹具工件装夹的方式工件装夹的方式1 1直接找正装夹直接找正装夹: :用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。位置的装夹方法。 直接找正的定位基准是直接找正的定位基准是工件工件的表面。的表面。 在磨床上用三爪卡盘装夹导套磨内孔，先用百分表找正导套外在磨床上用三爪卡盘装夹导套磨内孔，先用百分表找正导套外圆，百分表用磁性表座固定在机床床身上，挂空挡后手动转动工圆，百分表用磁性表座固定在机床床身上，挂空挡后手动转动工件，用铜棒调整工件位置，观察百分表的摆动范围在工件设计精件，用铜棒调整工件位置，观察百分表的摆动范围在工件设计精度允许的范围内

30、时再夹紧，以保证内孔与外圆同轴，工件的定位度允许的范围内时再夹紧，以保证内孔与外圆同轴，工件的定位基准是外圆。基准是外圆。 在刨床或铣床上用压板装夹模板加工通槽，先用百分表找正工在刨床或铣床上用压板装夹模板加工通槽，先用百分表找正工件侧面，百分表用磁性表座固定在机床床头上，用手动转动手柄件侧面，百分表用磁性表座固定在机床床头上，用手动转动手柄移动工作台，根据百分表的摆动方向用铜棒调整工件位置，观察移动工作台，根据百分表的摆动方向用铜棒调整工件位置，观察百分表的摆动范围在工件设计精度允许的范围内时再夹紧，以保百分表的摆动范围在工件设计精度允许的范围内时再夹紧，以保证槽的中心线与模板侧面平行，定位基准是模板的右侧面。证槽的中心线与模板侧面平行，定位基准是模板的右侧面。 用四爪卡盘装夹矩形凸缘模柄毛坯车外圆，用划线盘找正外用四爪卡盘装夹矩形凸缘模柄毛坯车外圆，用