机械制造工艺与装备

第六节六点定位原则及定位基准的选择

第二章

机械加工工艺基本知识

一、定位的基本原理1、自由度移动自由度：沿X、Y、Z轴移动转动自由度：绕X、Y、Z轴转动一个在空间处于自由状态的物体具有六个自由度。

工件定位的实质就是限制工件的自由度，使工件在夹具中占有某个确定的正确加工位置。一个尚未定位的工件，其位置是不确定的，工件要正确定位，首先要限制其自由度。2、六点定位原则用适当分布的6个支承点限制工件的6个自由度的原则称为六点定位原则。主要定位面导向定位面止推定位面

1）工件以平面定位常用定位元件限制的工件自由度

2）工件以圆孔定位

2）工件以圆孔定位

3）工件以外圆柱面定位

4）工件以圆锥孔定位二者组合限制了5个自由度

注意事项：1、一个定位支承点只能限制一个自由度。2、定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧接触。一旦分离，定位支承点就失去了限制工件自由度的作用。3、工件在定位时需要限制的自由度数目以及究竟是哪几个自由度，完全由工件该工序的加工要求所决定，应该根据实际情况进行具体分析，合理设置定位支承点的数量和分布情况。4、定位支承点所限制的自由度，原则上不允许重复或相互矛盾。二、工件定位中的几种情况1）完全定位指工件的六个自由度全部被限制，且在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。2）不完全定位

工件的六个自由度中有一个或几个自由度未被限制，但也能满足加工要求。（不影响工件加工精度的自由度允许不被限制）导向槽的加工，为完全定位；压板在磨床上磨平面，要保证板厚A3，只需要限制3个自由度，为不完全定位。42例：：在在一一个个长长方方体体工工件件上上加加工工一一个个台台阶阶面面，，宽宽度度为为B,距底底面面高高度度为为A，且且与与底底面面平平行行。。只限制了，不能保证尺寸B及其侧面与右侧面的平行度A条形形支支承承板板增加限制，，，共限制5个自由度3）欠欠定定位位根据据工工件件的的加加工工要要求求，，应应该该限限制制的的自自由由度度没没有有完完全全被被限限制制。。（无法法保保证证加加工工要要求求，，是是不不允允许许的的。。））夹具具上上的的两两个个或或两两个个以以上上的的定定位位元元件件，，重重复复限限制制工工件件的的同同一一个个或或几几个个自自由由度度。。（影影响响工工件件的的加加工工精精度度，，有有时时甚甚至至无无法法对对工工件件进进行行安安装装定定位位，，一一般般不不允允许许））4）过过定定位位X轴方方向向移移动动重重复复限限制制1）如如果果工工件件的的定定位位面面的精度度较较高高，则则过过定位是是允许许的，，因为为合理理的过过定位位不仅仅不会影响响加工工精度度，还还会起起到加加强工工艺系系统刚度和和增加加定位位稳定定性的的作用用。2）反之之，如如果工工件的的定位位面是是毛坯坯面，，或虽经过过机械械加工工，但但加工工精度不不高，这时时过定位位一般般是不不允许许的，，因为为它可可能造造成定位不不准确确，或或定位位不稳稳定，，或发发生定定位干涉等等。改进措施b）将长长圆柱柱销改改为短短圆柱柱销a）将大大支承承板改改为小小支承承板c）将大大支承承板改改为浮浮动支支承例：大大端平平面与与长销销组合合产生生的过过定位位大平面面限制制绕X、Y轴转动动和沿Z轴移动动。长销限限制沿沿X、Y移动和和绕X、Y轴转转动动。42说明明：：在在不不完完全全定定位位和和欠欠定定位位的的情情况况下下，，不不一一定定就就没没有有过过定定位位，，过过定定位位的的判判别别是是看看是是否否存存在在重重复复定定位位，，不不是是看看所所限限制制的的自自由由度度的的多多少少。。56定位位分分析析方方法法正向向分分析析法法：：限制制了哪哪些些自自由由度度思路路逆向向分分析析法法：：哪哪些些自自由由度度未被被限限制制总体体分分析析法法：：分分析析工件件实际际限限制制的的自自由由度度。。分件件分分析析法法：：分分析析各各定位位元元件件实际际限限制制的的自自由由度度总体体分分析析法法易易于于判判断断有有无无欠欠定定位位；；分件件分分析析法法易易于于判判断断是是否否存存在在过过定定位位。。如图：总体分析：欠定位（x需限制）分件分析：过定位（y、z重复）三、、定定位位基基准准的的选选择择在制制订订工工艺艺规规程程时时，，先先采采用用粗粗基基准准定定位位，，加加工工出出精精基基准准表表面面；；然然后后采采用用精精基基准准定定位位，，加加工工零零件件的的其其他他表表面面。。零件在加加工前为为毛坯，，所有的的面为毛毛面，开始加工工时只能选选用毛面为基准，，称为粗基准；以后选选已加工的面为定定位基准准，称为为精基准。粗基准影影响：位置精度度、各加加工表面面的余量量大小。。重点考虑虑：如何保保证各加加工表面面有足够余量量，使不加加工表面面和加工工表面间间的尺寸寸、位置置符合零零件图要要求。1、粗基准准的选择择a）以外圆圆1为粗粗基准（自定心心卡盘装装夹外圆圆）：孔的余量量不均，，但加工后壁厚均匀b）以内内孔3（毛毛坯孔孔）为为粗基基准（（直接找正装夹）：孔的余量均匀，，但加加工后后壁厚厚不均均匀例：两两种粗粗基准准选择择对比比毛坯孔外圆加工面（孔）为了保保证工工件加加工表表面与与不加工表表面的相相互位置置精度，，选择不加工表表面作为粗基基准。1）工件表表面间相相互位置置要求原原则如果零件件有多个个不加工工表面，，应选择择其中与加工表表面相互互位置要要求高的的表面作为粗基基准。若零件上上各个表表面均需需加工，，则以加工余量量最小的的表面为粗基准准，以保证各各加工表表面都有有足够的的加工余余量，不不至于造造成废品品。2）余量量足够原原则工件如果果必须保保证某重重要表面面的余量量均匀，，则选择择该重要表表面为粗基准准。机床床身身，要求求导轨面面有较好好的耐磨磨性，以以保持其其导向精精度。（a）（b）3）重要要表面余余量均匀匀原则4）不重重复使用用原则在同一尺尺寸方向向上粗基准只只准使用用一次。否则加加工出的的各表面面之间会会有较大大的位置置误差。。以表面B为粗基准准加工表表面A之后，若若仍以表表面B为粗基准准来加工工表面C选择平整光洁洁的表面面作为粗基基准（便便于装夹夹）。作为粗基基准的表表面不应应有飞边边、浇口口、冒口口及其他他缺陷，，也不宜宜选用铸铸造分型型面作粗粗基准。。若无法法避免，，则应在在使用前前对其修修整。这这样可减减少定位位误差，，并使工工件夹紧紧可靠。。5）定位位可靠性性原则粗基准只只能使用用一次粗基准应应平整，，无浇冒冒口、飞飞边等，，以使定定位可靠靠选择零件件上重要要表面为为粗基准准选择毛坯坯上余量量最小表表面为粗粗基准以不加工工表面为为粗基准准粗基准：：应尽量选选择零件件的主要要表面为为定位基基准；定位基准准应便于于夹紧，，在加工工中稳定定可靠。。一般性原原则：选择最大大尺寸的的表面为为安装面面，选择择最长距距离的表表面为导导向面，，选择最最小尺寸寸的表面面为支承承面；首先考虑虑保证位位置精度度，再考考虑保证证尺寸精精度；（二）精精基准的的选择⑴基准重重合原则则尽可能选选用设计计基准作作为定位位基准，，（不重合容容易产生生定位误误差）。（2）基准统统一原则则当工件以以某一精精基准定定位，可可以较方方便地加加工大多多数（或或所有））其它表表面，则则应尽早早加工该该基准。。这称之之为基准准统一原原则。优点：简化夹具具设计，，减少工工件搬动动和翻转转次数，，在数控控机床中中有广泛泛应用。。减少了了工艺路路线，工工序相对对集中。。提高了了位置精精度缺点：基准不重重合。轴类（两两顶尖孔孔）平面销孔1销孔2箱体类（（一面二二孔）盘套类（（一端面面一孔））（3）自自为为基基准准原原则则以加工工面面本本身身为基基准准进进行行加加工工。。（（类类似似与与加加工工余余量量均均匀匀的的粗粗基基准准选选择择））优点点:可以以减减小小表表面面粗粗糙糙度度，，减减小小加加工工余余量量和和保保证证加工余量量均匀，，提高尺寸精度度。缺点：不能保证证位置精度度例如：导轨面磨磨削、拉孔、推孔孔、铰孔孔、珩磨磨孔孔、浮动动镗镗刀刀块块镗镗削削、、光光整整加加工工床身身导导轨轨面面自自为为基基准准定定位位工件件调整整用用锲锲铁铁找正正百百分分表表（4）互互为为基基准准原原则则指某某个个工工件件上上有有两两个个相互互位位置置精精度度要要求求很很高高的表表面面，，采采用用工工件件上上的的这这两个个表表面面互相相作作为为定定位位基基准准，，反反复复进进行行加加工工。。可使使两两个个加加工工表表面面间间获获得得高高的的位位置置精精度度，，加加工工余余量量小小而而均均匀匀。。优点点：：例如如：：1、精密密齿齿轮轮高高频频淬淬火火后后磨磨削削:齿面面定位位磨磨内孔孔，内孔孔定位位磨磨齿面面；2、主轴轴颈颈和锥孔孔加工工。。应用““基准准重合合”原原则，，用B面为为定位位基准准，夹夹具结结构复复杂，，工件件装夹夹不便便。用A面面为定定位基基准，，夹具具结构构简单单，工工件装装夹方方便。。但又又产生生基准准不重重合误误差。。（5））定位位准确确、夹夹紧可可靠、、操作作方便便原则则对尺寸精精度较较高的加工工表面面应服服从基准重重合原原则，以免免使工工序尺尺寸的的实际际公差差减小小，给给加工工带来来困难难；此此外，，一般般主要要考虑虑基准统统一原原则。一般原原则：：基准重重合原原则(=设计基基准））基准统统一原原则互为基基准原原则自为基基准原原则便于装装夹原原则精基准准的选选择注意：：粗、精精基准准选择择的各各条原原则，，是从从不同同方面面提出出的要要求，，在具具体使使用时时常常常会互互相矛矛盾，，必须须结合合具体体的生生产条条件进进行分分析，，抓住主主要矛矛盾，，灵活活选用用这些些原则则。（三））辅助助基准准的应应用为了装装夹方方便和和易于于实现现基准准统一一，人人为制制造的的一种种定位位基准准。如：毛毛坯