机械加工工艺规程制定定位基准选择课件

1、2022/8/101 工件定位的基本原理张进生2022/8/102 1.工件的定位夹紧 使同一工序的同一批工件在加工时，必须使工件在夹具上相对于刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。 (以保证加工精度和提高生产效率！) 为了使工件已经获取的正确位置在切削过程中因切削力、惯性力、重力等外力作用不被破坏，必须对工件施加夹紧力，该过程称为夹紧。定位和夹紧的全过程，称为工件的装夹。在机床上用于装夹工件的装置，称为机床夹具。2022/8/103定位 夹紧 使工件相对于机床及刀具处于正确的位置 工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化 找正安装 专用夹具安装 工件安装的内容 安装的方法 工

2、件的装夹2022/8/1042.基准的概念基 准-指用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点线面。基 面:具体体现基准的几何表面。设计基准:图样上所采用的基准。工艺基准:工艺过程中应用的基准。2022/8/105工艺基准包括：(1)工序基准；(2)定位基准；(3)测量基准；(4)装配基准。工艺过程设计涉及到的基准:定位基准/工序基准2022/8/106工件在夹具中定位的目的是使同一工序的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。工件位置正确与否，用加工要求来衡量，一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能绝对一致，但各个工件的位置变动量必须控制在加工要求所允许的范围内。工

3、件的定位应解决两方面的问题：一是工件位置的“定与不定”问题，使工件在宏观上得到定位；二是工件位置的“准与不准”问题，即定位精度问题。 3. 工件的定位原理六点定位原理讨论工件在加工之前其位置“定与不定”问题。2022/8/107一个尚未定位的工件是一个自由物体，其空间位置是不确定的。一个自由物体的空间位置不确定性，称为自由度。自由度的概念在空间直角坐标系中描述工件的位置不确定性，如图所示：一个自由工件具有六个自由度。2022/8/108要使工件在空间占据完全确定的位置，就必须限制工件的六个自由度。如果按图所示设置六个支承点，工件的三个面分别与这些点接触，工件的六个自由度便都被限制了。这些用来限

4、制工件自由度的固定点，称为定位支承点。通常把工件的某个表面限制的自由度数抽象为相应的定位支承点数。 定位支承点2022/8/1094. 定位的不同情况举例并非所有的情况下，工件的六个自由度都要限制。工件定位时，影响加工要求的自由度必须加以限制，不影响加工要求的自由度，有时可以不限制，视具体情况而定。如考虑定位的稳定性、夹具结构简单、夹紧方便、安全等因素。 2022/8/1010铣图示工件上的通槽为保证槽底面与A面的平行度和尺寸两项加工要求，必须限制 、 、 三个自由度；为保证槽侧面与B面的平行度和尺寸300.1mm两项加工要求，必须限制 、 两个自由度；至于 ，从加工要求的角度看，可以不限制。

5、因此，在此情况下，限制工件的五个自由度就可以保证工序的加工要求。 2022/8/1011完全定位示例分析2022/8/1012六点定位原理(1)一个工件在空间可以有六个独立的运动，即在空间有六个自由度，即 、 、 和 、 、 。(2)采用6个按一定规则布置的不重复作用的约束点，可以限制工件的6个自由度。(3)工件定位时，需要限制的自由度的数目，是由工件在该工序的加工要求所确定的。独立定位支承点总数，应不少于工件加工时必须限制的自由度数目。工件在夹具中的定位，就是工件在未夹紧之前，为了达到工序规定的加工要求，适当地限制某些对加工要求产生影响的自由度，使同一批工件在夹具中占有一个确定的正确加工位置

6、。由上述分析可以得出如下结论： 这个结论就是工件定位时，必须遵循的定位原理。通常称为工件的六点定位原理。2022/8/10132022/8/10145、工件定位原理的应用 在实际生产中，应用六点定位原理分析工件在夹具中的定位问题时，常有以下几种情况： 2022/8/1015(1) 完全定位工件的六个自由度都被限制的定位称为完全定位。如长方体工件铣不通槽需要限制工件的六个自由度，应该采用完全定位。 2022/8/1016完全定位2022/8/1017(2) 不完全定位工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。这种定位有两种情况：一种是由于工件的几何形状特点，限制工件的某些

7、自由度没有意义，有时也无法限制，如光轴的绕轴线旋转自由度。2022/8/1018另一种情况是，工件的某些自由度不限制并不影响加工要求。如图加工通槽的例子，工件的位移自由度不影响通槽的加工要求。2022/8/1019不完全定位2022/8/1020(3) 欠定位：按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。确定工件在夹具中的定位方案时，欠定位是决不允许发生的。因为欠定位保证不了工件的加工要求。2022/8/1021(4) 过定位工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上约束点重复约束的定位，称为过定位。2022/8/1022一般情况下，如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经

8、过了机械加工，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。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，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响不大，反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。 过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。2022/8/1023若工件定位时出现过定位现象，可能产生以下不良后果：1)定位不稳定，增加了同批工件在夹具中位置的不一致性。2)增加工件和夹具定位元件的夹紧变形。 3)导致部分工件不能顺利与定位元件配合，造成干涉。 （1）过定位的不良效果2022/8/1024在实际应用中，应当根据具体情况，采取如下措施，消除或减少

9、过定位带来的不良后果： 1)提高工件定位基准之间及定位元件工作表面之间的位置精度，减小过定位对加工精度的影响，使不可用过定位变为可用过定位。2)改变定位方案，避免过定位。消除重复限制自由度的支承或将其中某个支承改为辅助支承(或浮动支承)；改变定位元件的结构，如圆柱销改为菱形销、长销改为短销等。(2)消除或减少过定位不良效果的措施2022/8/10253)有些情况下，过定位是允许的，也是必要的；有时甚至是不可避免的。对于刚性差的薄壁件、细长杆件或用已加工过的大平面作为工件定位基准时，为减小切削力造成工件和夹具定位元件的变形，确保加工中定位稳定，常常采用过定位。例如，在车床上车削细长轴时，往往采用

10、前后顶尖和中心架(或跟刀架)定位。2022/8/1026机械加工工艺规程设计中几个主要定性问题2022/8/1027 主要内容定位基准的选择精基准选择粗基准选择加工路线的拟定表面加工方法的选择加工阶段的划分工序的集中与分散工序先后顺序的安排机床与工艺装备的选择切削用量的确定2022/8/1028一、定位基准的选择机械加工工艺过程设计的：第一个问题！ 核心问题！基准选择的理想与否：影响工艺过程的效率、工装的多少和复杂程度、生产线的长短、生产成本！2022/8/1029定位基准的选择说明分析的前提条件：调整法加工-刀具相对于定位表面的尺寸调整好后不变。根据定位基面的形态把定位基准分为:精基准:加工

11、过的具有一定精度的定位基面；粗基准:未经加工的毛坯定位基面(即铸造、锻造或轧制等表面)。2022/8/10301.精基准的选择应遵循的原则（五大原则）基准重合；基准统一；自为基准；互为基准；稳定可靠。2022/8/1031（1）“基准重合”原则尽量选被加工面的工序（设计）基准作为精基准-消除基准不重合误差2022/8/1032示例2022/8/1033（2）“基准统一”原则 选择尽可能多的表面加工都能使用的基准精基准箱体零件、发动机机体零件的加工工艺过程。轴类、回转体零件的加工工艺过程活塞加工2022/8/1034“基准统一”的优点夹具结构统一-设计制造方便；- 便于实现自动化（线）生产； 有

12、利于保证相互位置要求。生产中常为实现“基准统一”而人为增加“辅助基准”：箱体、活塞等2022/8/1035活塞加工-止口-统一基准（辅助基准）：2022/8/1036（3）“自为基准”的原则 对于加工精度高，余量小且均匀的工件表面，可选择加工表面本身作为精基准 2022/8/1037“自为基准”示例又例：铰孔、浮动镗孔、珩磨等2022/8/1038（4） “互为基准”的原则对于两个表面间的相互位置精度要求很高时，宜采用“互为基准，反复加工”的原则 2022/8/10395“稳定可靠”原则(便于装夹原则） 选幅面大、稳定可靠的定位面的作精基准，保证定位准确，夹紧可靠2022/8/1040 2.粗

13、基准的选择 粗基准的作用：合理分配加工余量；保证加工面与不加工表面之间的位置精度；加工出精基准。2022/8/1041选择粗基准遵循的原则：应遵循的原则（五大原则）不加工表面余量小表面重要表面平整光洁、幅面大的表面一般只用一次 2022/8/1042（1）“不加工表面” 原则当工件上加工表面与不加工表面之间有相互位置要求时，应选不加工表面为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。 2022/8/1043（2) “余量小表面”原则保证工件上所有加工表面的余量要求， 应当选择余量小的表面作为粗基准如果在工件上有很多需要加工的表面，则应以其中余

14、量较小的加工表面作粗基准。（偏心误差） 2022/8/1044（3）“重要表面”原则如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准 2022/8/1045（4）“平整光洁、幅面大的表面”原则(便于装夹原则） 选作粗基准的表面，应平整，没有浇口冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠（5) “一般只用一次 ”原则粗基准在一个自由度方向上一般只能使用一次应当尽快地为后续工序创造出高精度、可靠定位的定位基准！2022/8/1046基准选择综合示例-活塞加工2022/8/1047基准选择综合示例-活塞加工基准重合精镗销孔2022/8/1048基准选择综合示例-活塞加工基准统一燃烧室、外圆、环槽等（止口/辅助基准）2022/8/1049基准选择综合示例-活塞加工粗基准不加工、相互要求2022/8/1050（1）精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精度； （2）各条基