《检具设计的基本要求74762.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《检具设计的基本要求74762.docx（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、检具基础知识培训一、定义：什么叫工装装，夹具，治治具量具，检具具工装,即工工艺装备:指制造过过程中所用用的各种工工具的总称称.包括刀刀具/夹具具/模具/量具/检检具/辅具具/钳工工工具/工位位器具等.工装为其其通用简称称.工装分分为专用工工装/通用用工装/标标准工装(类似于标标准件) 夹具：顾名思义义,用以装装夹工件(或引导刀刀具)的装装置. 模模具,用以以限定生产产对象的形形状和尺寸寸的装置. 刀具,机机械制造中中使用的刀刀具基本上上都用于切切削金属材材料,所以以刀具一词词一般就理理解为金属属切削 辅辅具,一般般指用以连连接刀具和和机床的工工具. 钳工工具具,各种钳钳工作业所所用的工具具总称
2、. 工位器具具,用以在在工作地或或仓库中存存放生产对对象或工具具的各种装装置. 治具,制制造用器具具,有时与与工装同意意,有时也也指夹具，一般台资资/韩资/日资等电电子企业多多用该词。夹具属于工工装,工装装包含夹具具,属于从从属关系. 量具: 任任何用来获获得测量结结果的装置置，包括用用来测量合合格/不合合格的装置置检具：生产产中检验所所用的器具具.检具是大批批量生产时时,为方便检检查质量而而设计制作作的专用检检查工具.检具比用通通用量具检检验更省时时省力检具分总成成检具和零零件检具二零件供供应商的责责任A.零件件供应商对对检具获得得过程的所所有要素应应负直接的的责任。另另外，零件件供应商必必
3、须保存所所有相关活活动的文件件。 B.供应应商应保证证检具符合合下列条件件：1.时间进进度要符合合整个项目目的时间节节点。2.与被测测零件的使使用功能相相符合。3.通通过遵循定定位基准方方案，使检检具符合被被测零件的的几何尺寸寸和公差图图纸（GDD&T）。3.1 注注意：供应应商必须核核实检具上上是否需要要垫块。（比比如在有尼尼龙扣或没没有尼龙扣扣的情况下下）4.在检具中中必须包括括所有关键键产品特性性（KPCC：合理的预预期的变差差可能足以以影响产品品安全性或或政府标准准或法规的的符合性，或或很可能足足以影响顾顾客对产品品满意程度度的产品特特性），产产品质量特特性(PQQC：指那些特特殊特性
4、：客户满意意与其整个个公差范围围相符，但但一旦超出出规范，客客户损失将将急剧上升升。公差范围内内的变差略略微影响客客户满意，而而一旦超出出公差，将将严重影响响客户满意意)的测量。5. 所有的KPPC,PQQC应该使使用定量型型数据采集集装置，而而且它们必必须固定在在检具上。这这些装置必必须满足测测量系统分分析（MSSA）的所所有要求。6.应应具有辨别别被测零件件相对于名名义值的变变差的能力力。C.供供应商应建建立并保持持用于测量量系统控制制的编制成成文件的程程序。此文文件应包括括该检具的的：1.尺尺寸测量报报告，使用用三坐标测测量仪（CCMM）。2.工工程更改文文件。3. 检具重复复性和再现现
5、性分析。4. 检具设计计图。供应商应维维护更新检检具设计和和检具更改改的记录。无无论检具是是否受到影影响，更改改记录应反反应产品设设计更改级级别。供应商应及及时解决设设计上的问问题。设计计和制造方方应及时通通知发生的的问题。任任何相对原原定检具费费用的变化化，必须得得到主机厂厂采购部门门的批准。三、检具设设计方案设计概念是是检具设计计过程中的的第一步。设设计概念的的目的是建建立和用文文字描述检检具的要求求。它保证证设计的检检具包括了了零件所有有KPC,PQC要要求。A. 开始设计计前，应召召开一个设设计概念的的预备会议议。应参加加的主要人人员为：供供应商检具具工程师、检检具设计及及制造方的的代
6、表、主主机厂的 SQE和和检具工程程师。还可可以邀请：主机厂的的产品工程程师、尺寸寸工程工程程师、制造造工程师、采采购员。B.设计概念念应包括详详细的检具具的草图和和书面描述述，以便能能依此进行行检具设计计。设计概概念不必详详细得如一一个完成的的设计，但但应包括下下列信息：1.被测零件件与检具基基座的位置置关系。最最好使用装装车位置（被测零件件在检具中中的位置与与其被装配配在整车中中的方向和和位置一致致），然而而，其它位位置可能更更适应被测测零件/检具的使使用（即第第一使用位位置：被测测零件在量量具中的位位置与其在在第一次装装配中在装装配模具中中的方向和和位置一致致。如在装装配过程中中，将支架
7、架焊接至门门框上时，门门框可能被被水平放置置的）。如果相对对装车位置置有偏离 ，应以900为增量进进行偏转。2.定位基基准方案应应与几何尺尺寸及公差差图纸一致致。可以使使用附带基基准垫块。3.支撑被被测零件的的检具零件件和装置。4. 建议的的夹紧技术术。5. 用于检测测下列特性性的检具零零件和装置置： 关关键产品特特性(KPPC)，产产品质量特特性（PQQC），过过程监控点点（PMPP） 特特性线 功功能孔 过过去经常发发生过程变变差较大的的区域6. 所用的材材料应依据据检具的使使用和环境境，以确保保在零件现现行生产有有效期内的的功能性、重重复性和再再现性。7.相配配或邻近零零件的轮廓廓外形或
8、线线条特性。C. 设计计概念应考考虑操作者者的人机工工程学、被被测零件的的装和拆的的容易度、三三坐标 检查和SPPC的数据据采集的可可行性。D.主机厂SQQE 和检检具工程师师将审核和和批准在产产品表面上上选取用于于采集SPPC数据来来监测KPPC和PQC以及及特性的XX、Y、Z位置。四、检具设设计要求A检具图图纸上必须须依次列出出如下信息息：零件号号，零件名名称，零件件图纸号，零零件图纸更更改级别。另另外：1. 所所有检具零零件图必须须用三视图图绘出，并并且必须标标注完工表表面和/或车身和和/ 或工作作参考线。2. 所所有的剖面面图应标明明与量具设设计图引出出号相对应应的剖面号号及页号。 （
9、如：剖面 CC或100.0 ；第1页3. 检具具设计图必必须包括在在检具上的的被测零件件轮廓图（虚虚线）。线线条要足够够粗以便于于图纸的复复印。4. 如可能能，检具原原材料(如:角架、堆堆积块、铰铰链、导板板、螺钉和和键等)应尽可能能选用可采采购到的标标准件。5. 检具具设计必须须由客户认认可的软件件生成B. 定位基准准的方案必必须应用于于检具设计计图纸中和和检具上，一一般概念是是：将被测测零件定位位在由第一一定位面，第第二定位面面，第三定定位面(译注：6点定位原原则）组成成的三维空空间中。C. 定位基基准孔的定定位装置:1. 不作作为定位方方向的销子子不能限制制非规定定定位基准的的任何方向向
10、的被测零零件的运动动。这种情情况可使用用导轨或可可移动的检检具零件来来允许被测测零件在非非定位方向向上的移动动。但是，只只有使用高高精度的导导轨才能不不影响规定定的定位装装置的定位位精度。2. 对对定性型检检具的检验验销需充分分运用最大大的允许公公差，即用用于检测被被测零件的的检具上的的定位装置置应按最大大实体条件件制造，其其所对应的的定位销可可以装在 一个导板板或可移动动的零件上上以允许在在非定位方方向上的移移动。3. 对对定量型检检具的所有有基准定位位销均不考考虑其尺寸寸大小，并并将被测零零件准确地地定位在规规定的定位位基准方向向上。实现现这种情况况的一种方方法是使用用弹簧座锥锥型销，该该
11、销安装于于导轨或可可移动的零零件上，确确保在非定定位基准方方向的运动动。D . 应重视与与点焊、缝缝焊或分型型面邻近的的定位基准准。如果这这些定位基基准不能迁移的的话，为便便于检具的的重复性和和再现性分分析，则这这些检具的的基准零件件必须与点点焊、缝焊焊或分型面面有一 定的间隙隙（在定位位基准上开开槽或孔）。E.检具具设计中应应确定在被被测零件检检测中应用用的每一检检具零件，包包括测量销销的尺寸。此此外，还应应确定所有有可拆卸及及可互换的的检具零件件，并注明明它们相关关的功能。 可可互换零件件的要求有有：1.定位销衬衬套须用淬淬火钢制造造；2.有永久性性的把手。3.可互换零零件须安放放在固定于
12、于检具底板板上储物盒盒中F.当使用用高度量具具进行被测测零件评价价时，应考考虑在尺寸寸大于1.2m的基基面上作定定位切割线线（如网格格线）。G.为了了保证从制制造到认证证中尺寸测测量的一致致性，设计计中应包括括注明的坐坐标测量的的基准起始始点。这些些点可以是是工装球、销销子、零位位块或基座座上其他一一些可以清清楚识别的的区域。H.检具具设计图中中没有必要要标注重复复或左右的的对称，在在实际可行行时，只要要注明特有有的、单侧侧的细部即即可，并加加上“除已指出出部分外对对中心轴对对称”的附注。N.对检具设设计的任何何更改，都都应该用文文字数字按按顺序注明明于附于第第一页右上上角的更改改通知栏内内，
13、并且在在整个设计计中合适之之处圈出。每每一更改项项都应有简简短的参考考适当EWWO (Engiineerring Workk Ordder) 工程工作作顺序或工工程更改号号码的更改改说明。五、 检具制造要要求A.所所有定位基基准、检测测用零件、夹夹头和可互互换件都应应在检具上上显见处注注 明。B. 操作指指导和/或操作顺顺序应被牢牢固地附于于量具上。这这些指导必必须与检具具设计图中中的相同。C.超过22公斤的的检具上建建议使用有有眼螺栓作作吊耳。D 所所有的焊接接件都应作作应力消除除。E. 所有有可活动件件和可互换换件，如把把手和测量量销，都应应永久性地地附于检具具上。建议议使用自固固装置或回
14、回缩型的连连接缆。F.将将检具的所所有非检验验用表面都都漆成适中中的蓝色。G.检具具的制造公公差1.、一般指导导原则a. 所有用用于被测零零件定位的的定位基准准在检具上上的位置公公差都必须须限制在0.100mm 以内 。b. 检具的所所有用于检检测被测零零件的部件件包括检验验销和衬套套，以及用用于电子测测量器件的的零件等，在在检具上的的位置公差差都必须限限制在0.100mm以内内。c.用于检验验产品表面面轮廓特性性，采用型型面齐平/塞片检验验的检具型型块位置公公差都应该该限制在 0.115mm以以内。d. 用用于检验产产品周边轮轮廓特性，采采用周边齐齐平/塞片检验验的检具型型块位置公公差都应该
15、该限制在 0.115mm以以内。e.模板在检检具上的公公差应限制制在0.200mm以内内。f. 作为目目测基准的的公差应在在0.500mm 以内。2. 当当某一产品品的特性偏偏离上述规规范时，检检具的公差差可采用11/10准准则。在产产品图纸上上针对某一一特别产品品特性标注注公差的11/10可可用作检具具制造公差差。H.每每个检具应应附带一个个金属标识识牌以标明明下列信息息（当需要要时进行更更新）： 被被测零件名名。 被被测零件号号。 工工程更改级级别。 车车型、年型型和用途。 生生产厂名。 重重量。 制制造时间。六、检具认认可要求A.在要要求得到被被测零件供供应商批准准之前，制制造方应自自行
16、检验并并以书面报报告认证成成品检具的的质量。B. 保保证书至少少应包括对对以下的内内容： 定位基准准、检具的的功能特性性（比如数数据采集装装置、持平平检测、支支座点、检检验销、定定位销、匹匹配件的代代表性结构构球等）。同同时也包括括可互换的的定位基准准垫块。七、检具重重复性与再再现性要求求A.用于于定位基准准方案重复复性的初步步评价；1.在进进行检具重重复性和再再现性研究究时，应选选择数量足足以评价33个定位基基准面 的每一个个面的点。在在被测零件件上选取的的点应是尽尽可能远离离定位基准准的点。2.有有可能需要要更多的测测量点，这这取决于被被测零件的的大小和被被测零件的的刚度。B. 均值值和极
17、差法法是一种能能决定测量量系统重复复性和再现现性的数学学方法。均值和极差差法研究检检具重复性性和再现性性的判别标标准指南：1.误误差10 测测量系统可可接受2.误差10，30 可能能可接受，取取决于实际际应用的重重要性、量量具费用、修修复费用等等。3. 误误差30 必须改进进检具系统统。尽力找找出问题并并纠正。当检具误差差百分比在在上述第22条所列范范围内，如如对是否需需要改进检检具存有疑疑问时 ，请与采采购部门的的SQE和检检具工程师师联系。C. 采用定量量型数据收收集的每一一个关键产产品特性（KPC）和产品质量特性(PQC)都需要进行独立的重复性和再现性评价。D.当当检具发生生可能影响响重
18、复性和和再现性的的修改后，应应进行一次次检具重复复性和再现现性研究。八、 保养要要求A. 依据据QS90000要素素4.111，为保证证测量系统统在现行生生产的有效效期内的有有效性，零零件供应商商应对检具具进行定期期的有计划划的保养（按按使用情况况）。B.无论论正在进行行的更改是是否影响检检具，零件件供应商必必须根据最最新工程级级别持续更更新检具的的相关记录录。当一个个工程更改改确实影响响检具时，必必须对检具具进行修改改、再认证证、和进行行检具重复复性和再现现性研究。定位基准的的选择 正确确选择定位位基准是制制订机械加加工工艺规规程和进行行夹具设计计的关键。定定位基准分为为精基准和和粗基准。在
19、在起始工序序中，只能能选用未经经加上过的的毛坯表面作为定位位基准，这这种基准称称为粗基准准。用加工工过的表面面所作的定定位基准称称为精基准。 在在设计工艺艺规程的过过程中，当当根据零件件工作图先先选择精基基准、后选选粗基准。结合合整个工艺艺过程要进进行统一考考虑，先行行工序要为为后续工序序创造条件件。1. 选择精基准准选择精基准准应掌握五五个原则： (l)基基准重合原原则 以设计计基准为定定位基准，避避免基准不不重合误差差， (22)基准统统一原则 选用统一一的定位基基准来加工工工件上的的各个加工工表面。以以避免基准准的转换带来的误差差，利于保保证各表面面的位置精精度,简化化工艺规程程,夹具设
20、设计和制造造缩短生产准备备周期。 典型的基基准统一原原则是轴类类零件、盘盘类零件和和箱体类零零件。轴的的精基准为轴两端的的中心孔，齿齿轮是典型型的盘类零零件，常以以中心孔及及个端面为为精加工基准，而箱箱体类常以以一个平面面及平面上上的两个定定位用工艺艺孔为精基基准。(3)保证证工件定位位准确、夹夹紧安全可可靠、操作作方便、省省力的原则则。测量系统（用来获得得表示产品品或过程特特性的数值值的系统，称称之为测量量系统。测测量系统是是与测量结结果有关的的仪器、设设备、软件件、程序、操操作人员、环环境的集合合）分析 （Meassuremment Systtems Anallysiss）一、测量量系统所
21、应应具有之统统计特性 测量系统统必须处于于统计控制制中，这意意味着测量量系统中的的变差只能能是由于普普通原因而而不是由于于特殊原因因造成的。这这可称为统统计稳定性性 。 测测量系统的的变差必须须比制造过过程的变差差小 。 变差应小小于公差带带 。 测测量精度应应高于过程程变差和公公差带两者者中精度较较高者，测测量精度是是过程变差差和公差带带两者中精精度较高者者的十分之之一 。 测量系统统统计特性性可能随被被测项目的的改变而变变化。若真真的如此，则则测量系统统的最大的的变差应小小于过程变变差和公差差带两者中中的较小者者 。量具重复性性（AV)：指同一个个评价人，采采用同一种种测量仪器器，多次测测
22、量同一零零件的同一一特性时获获得的测量量值（数据据）的变差差。量具再现性性(EV)：指由不不同的评价价人，采用用相同的测测量仪器，测测量同一零零件的同一一特性时测测量平均值值的变差。稳定性：指指测量系统统在某持续续时间内测测量同一基基准或零件件的单一特特性时获得得的测量值值总变差。结果分析 : 当重重复性(AAV)变差差值大于再再现性(EEV)时 .量具的的结构需在在设计增强强. 量具具的夹紧或或零件定位位的方式(检验点)需加以改改善 .量量具应加以以保养. 当再现性性(EV)变差值大大于重复性性(AV)时 . 作业员对对量具的操操作方法及及数据读取取方式应加加强教育, 作业标标准应再明明确订
23、定或或修订 . 可能需需要某些夹夹具协助操操作员, 使其更具具一致性的的使用量具具 . 量量具与夹治治具校验频频率于入厂厂及送修纠纠正后须再再做测量系系统分析, 并作记记录 .六点定位原原则 一个个尚未定位位的工件，其其位置是不不确定的。如如图 3-29 所所示，将未未定位的的的工件（长长方体）放放在空间直直角坐标系系中，长方方体可以沿沿 X 、 Y 、 Z 轴移移动有不同同的位置，也也可以绕 X 、 Y 、 X 轴转转动有不同同的位置，分分别用 、 、 和 、 、 表示。用以描描述工件位位置不确定定性的 、 、 、 、 、 合称为工工件的六个个自由度。其其中 、 、 称为为工件沿 X 、 Y
24、 、 Z 轴的的移动自由由度， 、 、 称为为工件绕 X 、 Y 、 Z 轴的的转动自由由度。工件要要正确定位位首先要限限制工件的的自由度。设设空间有一一固定点，长长方体的底底面与该点点保持接触触，那么长长方体沿 Z 轴的的移动自由由度即被限限制了。如如果按图 3-300 所设置置六个固定定点，长方方体的三个个面分别与与这些点保保持接触，长长方体的六六个自由度度均被限制制。其中 XOY 平面上的的呈三角形形分布的三三点限制了了 、 、 三个自由由度； YYOZ 平平面内的水水平放置的的两个点，限限制了 、 二个自由由度； XXOZ 平平面内的一一点，限制制了 一个个自由度。限限制三个或或三个以
25、上上自由度的的称为主要要定位基准准。 这这种用适当当分布的六六个支承点点限制工件件六个自由由度的原则则称为六点点定位原则则。 支承点点的分布必必须适当，否否则六个支支承点限制制不了工件件的六个自自由度。例例图 3-30 中中 XOYY 平面内内的三点不不应在一直直线上，同同理， YYOZ 平平面内的两两点不应垂垂直布置。六六点定位原原则是工件件定位的基基本法则，用用于实际生生产时起支支承作用的的是有一定定形状的几几何体，这这些用于限限制工件自自由度的几几何体即为为定位元件件。表 33-10 为常用定定位元件能能限制的件件自由度。 由工件加工工要求确定定工件应限限制的自由由度数工件定定位时，影影
26、响加工精精度要求的的自由度必必须限制；不影响加加工精度要要求的自由由度可以限限制也可以以不限制，视视具体情况况而定。 按照工工件加工要要求确定工工件必须限限制的自由由度是工件件定位中应应解决的首首要问题。 例如如图 3-31 所所示为加工工压板导向向槽的示例例。由于要要求槽深方方向的尺寸寸 A 22 ，故要要求限制 Z 方向向的移动自自由度 ；由于要求求槽底面与与 C 面面平行，故故绕 X 轴的转动动自由度 和绕 YY 轴的转转动自由度度 要限制制；由于要要保证槽长长 A 11 ，故在在 X 方方向的移动动自由度 要限制；由于导向向槽要在压压板的中心心，与长圆圆孔一致，故故在 Y 方向的移移动
27、自由度度 和绕 Z 轴的的转动自由由度 要限限制。这样样，在加工工导向槽时时，六个自自由度都应应限制。这这种六个自自由度都被被限制的定定位方式称称为完全定定位。 图 33-31 的导板如如在平面磨磨床上磨平平面，要求求保证板厚厚 B ，同同时加工面面与底面应应平行，这这时，根据据加工要求求只需限制制 、 、 三个自由由度就可以以了。这种种根据零件件加工要求求实际限制制的自由度度少于六个个的定位方方法称为不不完全定位位。 如工件件在某工序序加工时，根根据零件加加工要求应应限制的自自由度而未未被限制的的定位方法法称为欠定定位。欠定定位在零件件加工中是是不允许出出现的。 如果某一个自由度同时由多于一
28、个的定位元件来限制，这种定位方式称为过定位或重复定位。如图 3-32 所示为一个零件在 自由度上有左右两个支承点限制，这就产生了过定位。如图 3-33 所示是齿坯定位的示例。其中图 a 是短销和大平面定位，大平面限制了 、 、 三个自由度，短销限制了 、 二个自由度，无过定位；图 b 是长销和小平面 定位 ，长销限制了 、 、 、 四个自由度，小平面限制了 一个自由度，因此也无过定位；图 c 是长销和大平面定位，长销限制 、 、 、 四个自由度，大平面限制 、 、 三个自由度，其中 、 为两个定位元件所限制，所以产生了过定位。 由于过定位的影响，可能会发生工件不能装入、工件或夹具变形等后果，破
29、坏工件的正确定位。因此当出现过定位时，应采取有效的措施消除或减小过定位的不良影响。 消除或减小过定位的不良影响一般有如下两种措施： 1 改变定位装置结构如图 3-34 所示，使用球面垫圈，消除 、 两个自由度的重复限制，避免了过定位的不良影响。2 提高工作和夹具有关表面的位置精度如图 3-33d 、 e 中，如能提高工工件内孔与端正面的垂直度和提高定位销与定位平面的垂直度，也能减小过定位的不良影响。 三、定位基准的选择当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，此时提出了如何正确选择定位基准的问题。 定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序
30、中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。 （一）粗基准的选择选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则： 1 对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。如图 3 -35a 所示。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图 3-35b ，该零件有三个不加工表面，若要求表面 4 与表面 2 所组成的壁厚均匀，则应选择不加工
31、表面 2 作为粗基准来加工台阶孔。 2 对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点： （ 1 ）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图 3 -35c 所示的阶梯轴，应选择 55mm 外圆表面作为粗基准。 （ 2 ）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图 3-36 所示的床身导轨表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整个导轨面内具有大体一致的力学性能。因此，在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准加工床身底面（图
32、3 -36a ），然后以底面为基准加工导轨平面（图 3-36b ）。 3 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。如图 3-37 所示的小轴加工，如重复使用 B 面加工 A 面、 C 面、则 A 面和 C 面的轴线将产生较大的同轴度误差。 4 选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 （二）精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则： 1 “基准重合”原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则
33、称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。 2 “基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。 （三）辅助基准的应用 工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，大多优先选择设计基准或装配基准作为主要定位基准，这些基准一般为零件上的主要表面。但有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一
34、，人为地制造一种定位基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面，只是为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。 此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工艺上宜作定位基准而提高其加工精度和表面质量以便定位时使用。这种表面也称为辅助基准。例如，丝杠的外圆表面，从螺纹副的传动来看，它是非配合的次要表面，但在丝杠螺纹的加工中，外圆表面往往作为定位基准，它的圆度和圆柱度直接影响到螺纹的加工精度，所以要提高外圆的加工精度，并降低其表面粗糙度值。 六点定位法法则是指导导夹具设计计的基本原原则，已沿沿用了几十十年，但法法则本身并并不完善，对对法则的理理解和
35、应用用也存在许许多混乱之之处，因此此有必要对对六点定位位法则进行行再探讨。 1 传统六六点定位法法则的含义义工件定位的的实质就是是使工件在在夹具中占占据确定的的位置，因因此工件的的定位问题题可转化为为在空间直直角坐标系系中决定刚刚体坐标位位置的问题题来讨论。在在空间直角角坐标系中中，刚体具具有六个自自由度，即即沿X、YY、Z轴移移动的三个个自由度和和绕此三轴轴旋转的三三个自由度度。用六个个合理分布布的支承点点限制工件件的六个自自由度，使使工件在夹夹具中占据据正确的位位置，称为为六点定位位法则。人人们在阐述述六点定位位法则时常常以图1所所示铣不通通槽的例子子来加以说说明：a11、a2、a3三个点
36、体体现主定位位面A，限限制 X、YY方向的旋旋转自由度度和 Z方方向的移动动自由度；a4、 a5两个点体体现侧面BB，限制 X方向的的移动自由由度和Z方方向的旋转转自由度； a6点体现止止推面C，限限制 Y方方向的移动动自由度。这这样，工件件的六个自自由度全部部被限制，称称为完全定定位。当然然，定位只只是保证工工件在夹具具中的位置置确定，并并不能保证证在加工中中工件不移移动，故还还需夹紧。定定位和夹紧紧是两个不不同的概念念。图1图2 a1a66在有的专专著中称为为六个定位位点，在有有的文献中中则称为六六个支承点点，事实上上这是两个个不同的概概念。支承承点应是安安装在夹具具上直接与与工件接触触的
37、具体定定位元件，如如支承钉、支支承板、VV形块等，在在加工过程程中它们还还要参与平平衡切削力力、重力、夹夹紧力等；而定位点点应是一个个抽象概念念，是指定定位方式对对自由度的的限制。限限制一个自自由度称为为一个定位位点，与支支承点的多多少无关。例例如，工件件直接以平平面定位时时，应限制制三个自由由度，只应应有三个定定位点，而而事实上此此时的支承承点远不止止三个。而而且在一些些特殊情况况下，工件件定位时根根本就无具具体的支承承点，如常常见的在车车床上用四四爪卡盘夹夹紧工件，用用千分表找找正，此时时并没有具具体的支承承点参与定定位，工件件位置的确确定是由千千分表来完完成的，这这种定位方方式在无支支承
38、点的情情况下同样样可以实现现定位。 六点定位法法则源于刚刚体力学，与与夹具设计计的实际情情况并不完完全一致。一一方面，夹夹具和工件件均是弹性性体，在定定位、尤其其夹紧时易易产生弹性性变形；另另一方面，定定位副之间间大多存在在间隙。而而传统的六六点定位法法则忽略了了弹性变形形和间隙的的存在。事事实上，弹弹性变形和和间隙的存存在对工件件的定位有有重要影响响。 过定位问题题是夹具设设计和使用用中的敏感感问题。文文献和专著著中一般将将过定位定定义为“几几个定位支支承点重复复限制同一一个自由度度，这种现现象称为过过定位。在确定定工件定位位方案时，一一般不能出出现过定位位”。但事事实上在夹夹具设计和和应用
39、中，过过定位的情情况并不少少见，而且且一些过定定位夹具使使用效果不不错。如图图3a所示定定位方式，平平面限制XX、 Y方方向的旋转转自由度和和Z方向的的移动自由由度，芯轴轴限制X、 Y方向的的旋转自由由度和移动动自由度，两两种定位方方式重复限限制X、 Y方向的的旋转自由由度，按现现行的过定定位定义属属过定位，应应避免使用用，但在实实际加工中中却常用这这种定位方方式来滚切切齿轮，如如图2所示示。因此必必须对过定定位有一个个准确的解解释，以避避免在过定定位问题上上造成混乱乱。 对六点定定位法则的的再探讨在用传统的的六点定位位法则确定定工件定位位方案和判判断是否属属于过定位位时，很多多人忽略了了定位
40、副误误差的影响响。事实上上，夹具和和工件的定定位面以及及定位元件件的误差对对定位影响响很大。图图3a所示定定位方式虽虽然属于过过定位，但但只要工件件和夹具定定位面的尺尺寸、形状状、位置均均无误差，芯芯轴和端面面都能与夹夹具定位元元件的工件件表面相吻吻合，相互互之间对自自由度的限限制就不会会发生矛盾盾。显然，这这种状态下下的定位是是成功的，该该夹具是可可以使用的的。故不应应简单地根根据自由度度被重复限限制就判定定定位方案案属于过定定位。如图图3b所示示，当工件件定位面存存在垂直度度误差时，端端面和芯轴轴对X、 Y方向旋旋转自由度度的限制就就会发生矛矛盾。如按按平面定位位，工件应应放平；如如按芯轴
41、定定位，工件件则应垂直直。一批工工件的内孔孔和芯轴之之间的实际际间隙是变变化的，当当间隙变化化时则会形形成如图33b、 33c所示的的两种定位位情况，这这样工件在在夹具中的的位置就不不确定，导导致过定位位。若夹具具定位面与与芯轴存在在垂直度误误差，也会会产生类似似情况。显显然，重复复限制自由由度不一定定会产生过过定位，定定位副误差差才是产生生过定位的的主要原因因。图3由于存在误误差而使两两种定位方方式之间产产生矛盾称称为干涉。在在干涉范围围内，若有有A、 BB两种定位位方式重复复限制某一一自由度，设设计时必须须确定以某某一种定位位方式为主主。如以AA方式为主主，则发生生 B方式式干涉A方方式，
42、应通通过合理设设计将B方方式的干涉涉减至最小小，确保以以A方式为为主进行定定位，反之之亦然。如如对于图33a所示定定位方式，一一些夹具设设计专著中中提出以大大端面和短短芯轴组合合或小端面面和长芯轴轴组合平改改善其定位位性能，认认为这种组组合方式不不存在过定定位。我们们认为这种种解释是不不严密的。大大端面和短短芯轴组合合或小端面面和长芯轴轴组合可改改善定位性性能的根本本原因是采采用了以一一种定位方方式为主，减减轻了另一一种定位方方式的干涉涉，从本质质上说，这这种改善后后的组合方方式与大端端面和长芯芯轴组合方方式相比，夹夹具定位面面之间的垂垂直度误差差更小，从从而可满足足工件的定定位要求，不不会导
43、致过过定位。 由于定位副副误差会改改变和影响响定位性质质，故应尽尽量减小定定位副误差差，但夹具具制造精度度的提高毕毕竟有一定定限度，而而定位副之之间的间隙隙和定位副副的弹性变变形可在一一定程度上上对定位副副误差进行行补偿，客客观上可减减轻干涉程程度。如图图3c、 33d所示，在在干涉情况况下，工件件仍可保证证以大平面面定位为主主。当然，配配合面的间间隙必须满满足工件加加工精度的的要求，不不能任意扩扩大。对于于弹性变形形，变形量量在合理范范围内波动动是不会导导致过定位位的。 可以认为，在在定位副误误差作用下下，两种定定位方式重重复限制自自由度的矛矛盾在量变变阶段表现现为干涉，在在质变阶段段表现为
44、过过定位。干干涉是否会会转化为过过定位，取取决于定位位副误差、定定位副之间间的间隙、夹夹紧后芯轴轴的弹性变变形等多种种因素。图图2所示的的滚齿定位位就属于存存在干涉的的定位，而而不是过定定位。 避免过定定位的措施施提高夹具定定位面和工工件定位基基准面的加加工精度是是避免过定定位的根本本方法。 由于夹具加加工精度的的提高有一一定限度，因因此采用两两种定位方方式组合定定位时，应应以一种定定位方式为为主，减轻轻另一种定定位方式的的干涉，如如采用长芯芯轴和小端端面组合或或短芯轴和和大端面组组合，或工工件以一面面双孔定位位时，一个个销采用菱菱形销等。从从本质上说说，这也是是另一种提提高夹具定定位面精度度
45、的方法。 利用工件定定位面和夹夹具定位面面之间的间间隙和定位位元件的弹弹性变形来来补偿误差差，减轻干干涉。在分分析和判断断两种定位位方式在误误差作用下下属于干涉涉还是过定定位时，必必须对误差差、间隙和和弹性变形形进行综合合计算，同同时根据工工件的加工工精度要求求才能作出出正确判断断。从广义义上讲，只只要采用的的定位方式式能使工件件定位准确确，并能保保证加工精精度，则这这种定位方方式就不属属于过定位位，就可以以使用。结论六点定位法法则中的支支承点是指指夹具上直直接与工件件接触的具具体定位元元件，而定定位点是指指定位方式式对自由度度的限制，是是一个抽象象的概念，两两者不可混混淆，更不不能替代使使用。 不可仅凭自自由度被重重复限制就就判定为过过定位，定定位副误差差是产生过过定位的根根本原因。 误差的存在在使重复限限制自由度度表现为干干涉和过定定位，干涉涉为量变阶阶段，过定定位为质变变阶段。干干涉夹具可可以使用，过过定位夹具具破坏定位位，不可使使用。判断是否属属于过定位位时，应进进行误差、间间隙和弹性性变形的综综合计算，同同时根据工工件加工精精度要