机械制造定位分析汇总ppt课件

1、机械制造技术与工艺零件加工定位分析讨论 六点定位原理六点定位原理六点定位原理 是指是指 工件在空间具有六个自在度，沿工件在空间具有六个自在度，沿x、y、z三个直角坐标轴方向的挪动自在度和绕这三个直角坐标轴方向的挪动自在度和绕这三个坐标轴的转动自在度三个坐标轴的转动自在度 。因此，要完全确定工。因此，要完全确定工件的位置，就必需消除这六个自在度，通常用六件的位置，就必需消除这六个自在度，通常用六个支承点即定位元件来限制工件的六个自在个支承点即定位元件来限制工件的六个自在度，其中每一个支承点限制相应的一个自在度度，其中每一个支承点限制相应的一个自在度 1.六点定位原理六点定位原理l一个自在的物体，

2、它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动能够性，其中三种是挪动，三种是转动。习惯上把这种活动的能够性称为自在度，因此空间任一自在物体共有六个自在度。 .六点定位原理简图：采用六个按一定规那么布置的支承点，限制工件的六个自在度，使工件在机床或夹具中占有正确的位置。 强调：是用六个支承点，而不是用六个定位元件z x yx zy六点定位简图六点定位原理举例换个说法 在在XOY平面内布置了平面内布置了3个支承点，工件被个支承点，工件被限制的自在度为三个：限制的自在度为三个：、Z X Y 图： 六点定位原理 在在XOZ平面内布置了平面内布置了2个支承点，工件被限制个支承点，工件被限制的自在度为二个：的自

3、在度为二个： ;在在YOZ平面内布置了平面内布置了1个支承点，工件被限制个支承点，工件被限制的自在度为一个：的自在度为一个： 。、Y ZX123456XZ支支 承承 元元 件件Y运用六点定位原理需求留意的几个问题：六个支承点的位置必需合理分布六个支承点的位置必需合理分布; ;当然，定位只是保证工件在夹具中的位置确定，并不能保证在加工中工件不挪动，故还需夹紧。定位和夹紧是两个不同的概念。2)留意区分定位与夹紧的概念; 12XYZ图7-12 工件在磁性任务台上的定位工件在空间的六点定位原理装夹的根本概念装夹的根本概念装夹：将工件安放在机床上或夹具上进展定装夹：将工件安放在机床上或夹具上进展定位和位

4、和 夹紧的操夹紧的操 作过程。作过程。定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的刀具处在正确的加工位置的 操作过程。操作过程。夹紧：工件在夹具中定位后，将其压紧、夹夹紧：工件在夹具中定位后，将其压紧、夹牢，使工件在加工过程中，牢，使工件在加工过程中， 一直坚持定位时所获得的正确加工位一直坚持定位时所获得的正确加工位置。置。夹紧的作用：坚持工件在夹具中由定位所获夹紧的作用：坚持工件在夹具中由定位所获得的正确加工位置，使工件得的正确加工位置，使工件 在加工时不至于由于切削力等外力在加工时不至于由于切削力等外力作用而破坏已获得的正确定位。作用

5、而破坏已获得的正确定位。n定位与夹紧的区别：定位与夹紧的区别： 定位是使定位是使工件占有一个正确的位置，夹工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件坚持这个正确位置紧是使工件坚持这个正确位置。定位与夹紧在夹具设计中是。定位与夹紧在夹具设计中是两个非常重要的概念两个非常重要的概念,两者既有两者既有严密联络严密联络,缺一不可缺一不可,但在概念上但在概念上又有严厉区别又有严厉区别: 定位的作用是确定位的作用是确定工件在夹具中相对于刀具处定工件在夹具中相对于刀具处于一个正确的加工位置于一个正确的加工位置,而夹紧而夹紧的作用是保证工件在加工过程的作用是保证工件在加工过程中一直坚持由定位所确定的正中一直坚持由定

6、位所确定的正确加工位置确加工位置, 夹紧不能替代定位夹紧不能替代定位 最后：关于“六点定位的几个问题u定位限制自在度，几定位限制自在度，几“点定位不能机械地了解成几个接点定位不能机械地了解成几个接触点；触点；u限制自在度应了解为：限制自在度应了解为：u定位支承点与工件定位基准面一直坚持紧贴接触定位支承点与工件定位基准面一直坚持紧贴接触;u定位支承点数目原那么上不应超越工件自在度数目；定位支承点数目原那么上不应超越工件自在度数目；u自在度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置自在度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置:u不思索外力的影响注：定位和夹紧的区别不思索外力的影响注：定位和夹紧的区别;

7、u定位支承点是笼统的，经过详细定位元件来表达。定位支承点是笼统的，经过详细定位元件来表达。u工件应限制几个自在度，由工件加工技术条件来确定。工件应限制几个自在度，由工件加工技术条件来确定。完全定位，不完全定位，欠定位和过定位比较工件定位nl 完全定位完全定位n工件的六个自在度全部被夹具中的定位元件所限工件的六个自在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独一位置，称为制，而在夹具中占有完全确定的独一位置，称为完全定位。完全定位。n2不完全定位不完全定位n根据工件加工外表的不同加工要求，定位支承点根据工件加工外表的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自在度对加工要求有

8、的数目可以少于六个。有些自在度对加工要求有影响，有些自在度对加工要求无影响，这种定位影响，有些自在度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，n3欠定位欠定位n按照加工要求应该限制的自在度没有被限制的定按照加工要求应该限制的自在度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。由于欠定位位称为欠定位。欠定位是不允许的。由于欠定位保证不了加工要求。保证不了加工要求。n4过定位过定位n工件的一个或几个自在度被不同的定位元件反复工件的一个或几个自在度被不同的定位元件反复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定限制的定位称为过定位。当过定

9、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。位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。ZYXaZYXbZYXc 工件应限制的自在度工件应限制的自在度完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位图图 欠定位例如欠定位例如XZYabBB B欠定位欠定位 过定位分析图 过定位分析过定位的利弊 四点配作: 加强工件定位的稳定性措施：n1. 提高夹具定位面和工件定位基准面的加工精度是防止过定位的根提高夹具定位面和工件定位基准面的加工精度是防止过定位的根本方法。本方法。 2. 由于夹具加工精度的提高有一定限制，因此采用两种由于夹具加工精度的提高有一定限制，因此采用两种定位方式组合定位时，应以一种定

10、位方式为主，减轻另一种定位方式定位方式组合定位时，应以一种定位方式为主，减轻另一种定位方式的干涉，如采用长芯轴和小端面组合或短芯轴和大端面组合，或工件的干涉，如采用长芯轴和小端面组合或短芯轴和大端面组合，或工件以一面双孔定位时，一个销采用菱形销等。从本质上说，这也是另一以一面双孔定位时，一个销采用菱形销等。从本质上说，这也是另一种提高夹具定位面精度的方法。种提高夹具定位面精度的方法。 3. 利用工件定位面和夹具定位面利用工件定位面和夹具定位面之间的间隙和定位元件的弹性变形来补偿误差，减轻干涉。在分析和之间的间隙和定位元件的弹性变形来补偿误差，减轻干涉。在分析和判别两种定位方式在误差作用下属于干

11、涉还是过定位时，必需对误差判别两种定位方式在误差作用下属于干涉还是过定位时，必需对误差、间隙和弹性变形进展综合计算，同时根据工件的加工精度要求才干、间隙和弹性变形进展综合计算，同时根据工件的加工精度要求才干作出正确判别。从广义上讲，只需采用的定位方式能使工件定位准确作出正确判别。从广义上讲，只需采用的定位方式能使工件定位准确，并能保证加工精度，那么这种定位方式就不属于过定位，就可以运，并能保证加工精度，那么这种定位方式就不属于过定位，就可以运用。用。小结小结: :欠定位欠定位完全定位完全定位过定位过定位 不完全定位不完全定位允许允许尽量防止不允许完全定位实例分析 如下图工件上铣槽，槽宽取决于铣

12、刀的尺寸，为了保证槽底面和A面的平行度和尺寸要求，必需限制z的平移，x和y的转动三个自在度；为了保证槽侧面和B面的平行度和尺寸要求，必需限制z的转动，x的平移两个自在度；又由于不是通槽，所以在长度方向还要限制y的平移。因此，需求运用完全定位。不完全定位实例分析 如图为在车床上加工通孔， 根据加工要求，不需求限制x的平移和转动两个自在度，所以用三抓卡盘限制其他四个自在度即可，实现四点定位；如右图所示，为平板工件磨平面，只需平行度和厚度的要求，所以只需求限制x和y的转动和z的平移三个自在度，任务时在磨床上采用电磁任务面上就可实现三点定位。欠定位实例分析 如下图，工件在三个点进展了定位，按此方式，工

13、件在x方向上的位置无法确定，因此钻出的孔也就不能确定，无法保证精度和尺寸要求。过定位实例分析 如图的滚齿夹具是能运用过定位的典型实例，前提是齿坯加工时工艺已保证了作为定位基准的内孔和端面具有很高垂直度，而且夹具上的定位心轴和支承凸台之间也保证了很高垂直度，此时不用刻意消除反复限制的自在度，利用过定位进展定位装夹，还可以提高加工中的稳定性，从而有利于保证加工精度，获得很好的效果。定位方法与定位元件分析n工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度和夹具的任务效率以及制造运用性能等。下面按不同的定位基准面分别引见其所用定位元件的构造方式。1工件以平

14、面定位(1) 支承钉 当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉(A型)。当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉(B型)，其与毛坯良好接触。齿纹头支承钉(C型)用在工件的侧面，能增大摩擦系数防止工件滑动。 在支承钉的高度需求调整时，应采用可调支承。可调支承主要用于工件以粗基准面定位，或定位基面的外形复杂，以及各批毛坯的尺寸、外形变化较大时。(2) 支承板 工件以精基准面定位时，除采用上述平头支承钉外，支承板作定位元件。A型支承板构造简单，便于制造，但不利于去除切屑，故适用于顶面和侧面定位；B型支承板那么易保证任务外表清洁，故适用于底面定位。2工件以圆柱孔定位(1) 圆柱销图(a)、(

15、b)、(c)是最简单的定位销，用于不经常需求改换的情况下。图(d)带衬套可换式定位销。(2) 圆柱心轴 心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。图3-16为常用圆柱心轴的构造方式。其中(a)为间隙配合心轴，(b)为过盈配合心轴，(c)是花键心轴。(3) 圆锥销 工件以圆柱孔在圆锥销上定位。孔端与锥销接触，其交线是一个圆，相当于三个止推定位支承，限制了工件的三个自在度(x的平移、y的平移、z的平移)。(4) 小锥度心轴 这种定位方式的定心精度较高，但工件的轴向位移误差较大，适用于工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。 3工件以圆锥孔定位(1) 圆锥形心轴 圆锥

16、心轴限制了工件除绕轴线转动自在度以外的其它五个自在度。 (2) 顶尖 在加工轴类或某些要求准确定心的工件时，在工件上专为定位加工出工艺定位面中心孔。中心孔与顶尖配合，即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面，所表达的定位基准是由两个中心孔确定的中心线。中心孔定位的优点是定心精度高，还可实现定位基准一致，并能加工出一切的外圆外表。这是轴类零件加工普遍采用的定位方式。4工件以外圆柱外表定位(1) V形架 V形架定位的最大优点是对中性好。即使作为定位基面的外圆直径存在误差，仍可保证一批工件的定位基准轴线一直处在V形架的对称面上；并且使安装方便。(2) 定位套 工件以外圆柱面在圆孔中定位，这种定位方法

17、普通适用于精基准定位，常与端面结合定位。所用定位件构造简单，通常做成钢套装于夹具中，有时也可在夹详细上直接做出定位孔。工件以外圆柱面定位，有时也用半圆套或锥套作定位元件。常见定位元件及其组合所能限制的自在度见表过定位讨论分析过定位的定义及运用n工件的同一自在度被二个或二个以上的支撑点反复限制的定位。n在通常情况下，应尽量防止出现过定位。n普通情况下，过定位会导致工件或定位元件变形，影响加工精度，严禁采用。但在一些特定场所，过定位并不影响加工精度，反而对提高加工 精度有利。过定位的分析n普通情况下，假设工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工，但依然很粗糙，这时过定位是不允许的

18、。过定位实例分析n如下图为加工连杆 小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。图b中，长圆柱销限制了 , , , 4个自在度，支承板限制了 、 、 3个自在度。显然 、 被2个定位元件反复限制，出现了过定位。XYXYZXYXYn假设工件孔与端面垂直度保证很好，那么此过定位是允许的。但假设工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又很小时，定位后会呵斥工件歪斜及端面接触不好的情况，压紧后就会使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求，这种情况下应防止过定位的产生。n最简单的处理方法是将长圆柱定位销改成短圆柱销图a所示，由于短圆柱销仅限制 、 2个挪动自在度， 、 的反复定位被防止了。XYXY 典型零件加工定位分析5.典型零件加工的定位分析盘套类零件的加工过程5.典型零件加工的定位分析5.典型零件加工的定位分析工序号工种工 序 内 容设备1锻锻造毛坯2车三爪自定心卡盘夹小端，粗车大端面见平，粗车大外圆至96。车床工序号工种工 序 内 容设备3车调头夹大端，粗车小端面保证总长52，粗车小外圆至57长31，粗车孔至33。车床4热调质处置B2202405.典型零件加工的定位分析工序号工种工 序 内 容 设备5车半精车大外圆至图纸要求94,半精车大端面保证94外圆长