机械制造工艺学之工件加工时的定位及基准

1、第第一讲一讲 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定第二节第二节 工件加工时的定位工件加工时的定位及基准及基准1共28页一、基准及其分类一、基准及其分类什么是基准？ 基准就是用来确定生产对象基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。据的点、线、面。2共28页1. 设计基准 在零件设计图上用以确定在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准其它点、线、面位置的基准( (点、点、线、面），称为设计基准。线、面），称为设计基准。 3共28页 图14-11所示的轴套零件，端面B和C的位置是根据端面A来确定的，所以端面A就是端面B和C的设计基准；

2、孔的轴线是40h6外圆柱面的径向圆跳动的设计基准。设计基准设计基准例：例：4共28页2. 工艺基准 零件在加工、检验和装配零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，称为工过程中所采用的基准，称为工艺基准。艺基准。 5共28页设计基准设计基准设计基准与工艺基准示例工艺基准工艺基准6共28页（1 1）定位基准）定位基准 加工时，使加工时，使工件在机床或工件在机床或夹具中占据正夹具中占据正确位置所用的确位置所用的基准。基准。 加工A面和B面时，将底面C靠在夹具的下支承面上，而侧面D则靠在夹具的侧向支承面上(所以C面和D面就是定位基准。2. 工艺基准7共28页2. 工艺基准（2 2）工序基准）工序基准

3、 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。 所标定的被加工面位置的尺寸称为工序尺寸。工序尺寸。 图中所示是钻孔工序的工序图，(a)、(b)分别表示两种不同的工序基准和相应的工序尺寸。8共28页（3 3）测量基准）测量基准 检验零件时，检验零件时，用以测量加工表用以测量加工表面的尺寸面的尺寸、形状形状、位置位置等等误差误差所依所依据的基准据的基准。 2. 工艺基准图中所示，检验A面时是以轴的上素线B作为检验的根据的，因此素线B就是A面的测量基准。 (b)所示的测量基准是大圆素线C。9共28页（4 4）装配基准）装配基准 装配时用以确定零件、组件装配时用以确定零件、组件和

4、部件相对于其他零件、组件和和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。部件的位置所采用的基准。2. 工艺基准10共28页 图14-12所示的齿轮装配，在轴上，其内孔表面及端面A就是装配基准。 图14-13所示的车床主轴箱装配，其底部侧面A和底面B是主轴箱装在床身上的装配基准。装配基准装配基准例：例：11共28页基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准基准分类归纳如下：基准分类归纳如下：12共28页二、基准重合二、基准重合 在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消在实际生产中，应

5、尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。除基准不重合误差。 1 1）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求；保证装配技术要求； 2 2）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件加工精度；基准，以保证零件加工精度； 3 3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。13共28页三、工件在工艺系统内的安装三、工件在工艺系统内的

6、安装定位：定位：加工前加工前，使，使工件在机床上或夹具工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置上占有正确的加工位置的过程的过程，称为，称为定位定位。 定位定位 + + 夹紧夹紧 = = 安装安装14共28页机床夹具：机床夹具：在机床上用来完成工件在机床上用来完成工件定位、定位、夹紧夹紧任务的装置任务的装置，称为，称为机床夹具机床夹具。 三、工件在工艺系统内的安装三、工件在工艺系统内的安装夹紧：夹紧：用施加外力的形式，把工件已确用施加外力的形式，把工件已确定的定的定位位置固定定位位置固定下来的过程，下来的过程，称为称为夹紧夹紧。15共28页四、工件的定位四、工件的定位定位定位工件在加工前，必须首先

7、使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置。什么是定位？16共28页四、工件的定位四、工件的定位物体的六个自由度物体的六个自由度 尚未定位的工件在空间的位置是任意的、不确定的。工件位置的这种不确定性，可以用直角坐标系加以描述。17共28页四、工件的定位四、工件的定位 通常把工件沿着每一坐标轴线所处位置的可能性和绕着每一坐标轴线的角度方位所处位置的可能性称为自由度自由度，并以符号 、 、 分别表示沿X、Y、Z轴的轴向位置自由度轴向位置自由度(简称轴向自由度)和以符号 、 、 分别表示绕X、Y、Z轴的角角度方位的位置自由度度方位的位置自由度(简称角向自由度)。因此，工件的自由工件的自由度共有六个度共有

8、六个。XYZ 18共28页 就是要设法限制工件的自由度。 若工件的某一个自由度被限制，工件在这个方向或方位上的位置就确定了；若工件的六个自由度均被限制，工件在空间就将占有一个惟一确定的固定位置。四、工件的定位四、工件的定位定位的任务定位的任务:19共28页六点定位简图六点定位简图（一）六点定位原理（一）六点定位原理四、工件的定位四、工件的定位 用图中如此用图中如此设置的六个定位设置的六个定位点，去分别限制点，去分别限制工件的六个自由工件的六个自由度，从而使工件度，从而使工件在空间得到确定在空间得到确定位置的方法，称位置的方法，称为六点定位原理。为六点定位原理。20共28页应用六点定位原理时，须

9、注意以下两点:四、工件的定位四、工件的定位(1)定位支承点与工件的定位基准始终保持紧贴接触定位支承点与工件的定位基准始终保持紧贴接触。若二者一脱离，就表示定位支承点失去了限制工件自由度的作用。(2)在分析定位支承点起定位作用时，不考虑力的影响在分析定位支承点起定位作用时，不考虑力的影响。工件在某一座标参数方向上的自由度被限制，是指工件在该坐标参数方向上有了确定的位置，而不是指工件在受到使工件脱离定位支承点的外力时，不能运动。使工件在外力作用下不能运动，是夹紧的任务。不要把定位与夹紧两个概念相混淆。21共28页 包括：包括： 完全定位 不完全定位 欠定位 过定位 五、常见定位分析五、常见定位分析

10、22共28页 1 1） 完全定位完全定位 连杆钻孔定位方案连杆钻孔定位方案平面支承，限制平面支承，限制 、 、侧挡销，限制侧挡销，限制短圆短圆柱销，柱销，限制限制 、五、常见定位分析五、常见定位分析根据工件加工面的位置度(包括位置尺寸)要求，需要限制6个自由度。XYZ23共28页2 2） 不完全定位不完全定位连杆加工侧面定位方案连杆加工侧面定位方案五、常见定位分析五、常见定位分析平面支承，限制平面支承，限制 、 、短圆短圆柱销，柱销，限制限制 、XYZ根据工件加工面的位置度(包括位置尺寸)要求，仅需要限制1个或几个(少于6个)自由度。24共28页3 3）欠定位）欠定位五、常见定位分析五、常见定

11、位分析 根据工件加工面位置尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，或者说在完全定位和不完全定位中，约束点不足，这样的定位称为欠定位欠定位。 欠定位是不允许的。欠定位是不允许的。25共28页图 (a)中只限制了 、 、 三个自由度，属欠定位属欠定位，难以保证位置尺寸B。五、常见定位分析五、常见定位分析 在铣床上加工长方体工件台阶，台阶高度尺寸为A，宽度尺寸为B。应限制的自由度为 、 、 、 、 。欠定位欠定位例：例：XZZ图 (b)中加进一块支承板加进一块支承板后，补充限制了 、 两个自由度，才使位置尺一寸A和B都得到了保证。X26共28页 工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上定位点限制，这样的定位被称为过定位过定位(或定位干涉定位干涉)。 过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。五、常见定位分析五、常见定位分析4 4）过定位）过定位如果如果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，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的；如果如果工件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确，比较光整，则