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1、第第4章汽车零件机械加工工艺规程的制定章汽车零件机械加工工艺规程的制定4.7 定位方案与夹具设计定位方案与夹具设计 第一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。围绕工件的装夹问题，介绍有关基准概念、围绕工件的装夹问题，介绍有关基准概念、工件的装夹方法、工件的定位的基本规律和机床工件的装夹方法、工件的定位的基本规律和机床夹具等方面的知识。夹具等方面的知识。第二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。1 工件的装夹工件的装夹 汽车零件属于成批大量生产，工件的装夹是通汽车零件属于成批大量生产，工件的装夹是通过机床夹具实现的。过机床夹具实现的。机床夹具：用以装夹工件的装置。机床夹具：用以装夹工件的装置。工件装
2、夹的是否正确、迅速、方便和可靠，将直接工件装夹的是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产率、制造成本和操作安全。影响工件的加工质量、生产率、制造成本和操作安全。第三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。1 工件的装夹工件的装夹 工件的装夹工件的装夹将工件在机床上或机床夹具中将工件在机床上或机床夹具中定位、夹紧定位、夹紧的过程。的过程。（1）定位定位 通常将确定工件在机床上或机床夹具中占在正确位置的过程，通常将确定工件在机床上或机床夹具中占在正确位置的过程，称为称为定位定位。在机床上加工工件时，为了使工作在该工序所加工的表面能达到的尺寸和位置公差在机床上加工工件时，为了使工作在该
3、工序所加工的表面能达到的尺寸和位置公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件在机床或机床夹具上占有一正确位置。要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件在机床或机床夹具上占有一正确位置。（2）夹紧夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为作，称为夹紧夹紧。当工件定位后，为了避免工件在加工中受到切削为、重力等力的作用而受到破坏，还应该用当工件定位后，为了避免工件在加工中受到切削为、重力等力的作用而受到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件固定住。一定的机构或装置将工件固定住。第四页，编辑于星期日：十三点 四
4、十二分。1 工件的装夹工件的装夹 第五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。2 机床夹具的基础知识机床夹具的基础知识 机床夹具概念机床夹具概念 在机械加工过程中，为了保证零件的加工精度，固定工件、使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具机床夹具，简称夹，简称夹具。具。第六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。2 机床夹具的基础知识机床夹具的基础知识 机床夹具的作用机床夹具的作用(1)工件装夹迅速，减少辅助时间，生产高效稳定。工件装夹迅速，减少辅助时间，生产高效稳定。(2)保证加工精度。机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之问保证加工精度。机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之问的相对位
5、置，从而保证被加工表面的工序尺寸和位置公差要的相对位置，从而保证被加工表面的工序尺寸和位置公差要求，加工精度的稳定性好。求，加工精度的稳定性好。(3)对加工成批工件效率十分显著。减轻工人的劳动强度，平衡工序对加工成批工件效率十分显著。减轻工人的劳动强度，平衡工序时间，生产节拍稳定，便于生产过程自动化。时间，生产节拍稳定，便于生产过程自动化。(4)扩大机床的工艺范围。如在卧式车床刀架处安装一专用镗孔扩大机床的工艺范围。如在卧式车床刀架处安装一专用镗孔夹具，车床可对箱体轴承座孔进行加工。夹具，车床可对箱体轴承座孔进行加工。第七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。2 机床夹具的基础知识机床夹具的基础
6、知识 夹具的组成夹具的组成 定位元件定位元件 夹紧装置夹紧装置 对刀、导向元件对刀、导向元件 夹具连接元件夹具连接元件 其他元件及装置其他元件及装置 夹具体夹具体第八页，编辑于星期日：十三点 四十二分。2 机床夹具的基础知识机床夹具的基础知识 夹具的分类夹具的分类 第九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。3工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位工件的六点定位原理工件的六点定位原理注：为方便分析，所建立的坐标系，若不特殊指明，以主视图为准，即主视图为XOZ平面，以左右方向为X轴方向（右向为其正方向）；上下方向为Z轴方向（竖直向上为其正方向）；进出纸面方向为Y轴方向（从纸中穿出为其正方向）。第十页，
7、编辑于星期日：十三点 四十二分。第十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件的六点定位原理工件的六点定位原理 第十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件的六点定位原理工件的六点定位原理第十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。如果在直角坐标系分布的六个点位置不合适，就可能出现“过定位”和“欠定位”的现象直角坐标系分布不合适的六个点的位置第十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。为保证某一工序的加工要求，工件必须正确定位。正确定位可以用对工件工序基准限制一定的自为保证某一工序的加工要求，工件必须正确定位。正确定位可以用对工件工序基准限制一定的自由度来达到。但是工件应限制的并不一定是要将六个
8、自由度全部被限制住，只要对加工要求有影响的由度来达到。但是工件应限制的并不一定是要将六个自由度全部被限制住，只要对加工要求有影响的自由度加以限制，而由刀具直接保证的加工要求和不影响加工要求的自由度，都不必加以限制。自由度加以限制，而由刀具直接保证的加工要求和不影响加工要求的自由度，都不必加以限制。（1）为保证加工精度，工件正确定位应限制的自由度，称为第一类自由度第一类自由度；（2）对于加工要求无关的自由度，称为第二类自由度第二类自由度。工件实际定位时，第二类自由度可根据工件所承受切削力、夹紧力，重力等情况和刀具在工件加工表面上运行的工作行程范围，考虑是否加以限制。按照工件加工要求确定工件必须限
9、制的自由按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度是工件定位中应解决的首要问题。度是工件定位中应解决的首要问题。第十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件定位有以下几种情况：工件定位有以下几种情况：(1)完全定位完全定位：工件的六个自由度全部被限制的定位。(2)不完全定位不完全定位（第一类自由度限制）：是指根据工件的加工要求，仅限制对加工精度有影响的工件的部分自由度，并不需要结工件的全部自由度进行限制的定位(3)欠定位欠定位：根据工件的加工要求，工件定位时，应该限制的自由度没有完全被限制的定位。这种情况在实际定位时不允许发生。(4)过定位过定位(重复定位)：工件定位时，夹具上的两个或两个以上
10、的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的定位。在通常情况下不允许出现这种定位方式。第十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第十八页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件正确定位的分析工件正确定位的分析 l工件的正确定位，就是工序基准的正确定位。工序基工件的正确定位，就是工序基准的正确定位。工序基准的正确定位，可以转化为在直角坐标系中用限制工准的正确定位，可以转化为在直角坐标系中用限制工件工序基准的自由度来分析和保证。件工序基准的自由度来分析和保证。l为简化分析自由度，可将对工件工序各项加工要求应为简化分析自由度，可将对工件工序各项加工要求应限制
11、的自由度分析，转化成对各项加工要求的工序基限制的自由度分析，转化成对各项加工要求的工序基准的自由度分析。工序基准常见的有点、线、平面三准的自由度分析。工序基准常见的有点、线、平面三种，它们在直角坐标系中的位置分别由：点种，它们在直角坐标系中的位置分别由：点一个一个移动白由度；线移动白由度；线一个移动和一个转动自由度；平一个移动和一个转动自由度；平面面一个移动和两个转动白由度决定的。一个移动和两个转动白由度决定的。第十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。确定工件应限制的自由度确定工件应限制的自由度l重要概念:工件的定位（限制的自由度）问题，可以转化成在直角坐标系中，用限制工序基准自由度的方法来
12、分析。第二十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。例：法兰盘工序图，确定工件应限制的自由度工序尺寸：外径D、内径d、长度L1和L2工序基准：工件中心线、F表面第二十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。思考：1.哪些是工序基准？2需要限制哪几个自由度？X、Z轴位移绕X、Y、Z轴转动例：确定工件应限制的自由度第二十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。l工序尺寸：工序尺寸：B、b、Hl工序基准：工序基准：K1是是H的工序基准的工序基准l K2是是B的工序基准的工序基准l工序基准类型工序基准类型：平面：平面l而尺寸而尺寸b，由三刃铣刀自身尺寸保证。，由三刃铣刀自身尺寸保证。同时保证同时保证b槽三个面
13、与槽三个面与K1、K2工序基工序基准的平行度。准的平行度。限制限制K1：Z轴的位移，轴的位移，X 和和Y 轴的转动轴的转动限制限制K2:X轴的位移轴的位移,Z和和Y轴的转动轴的转动共限制五个自由度共限制五个自由度l上述工件的加工可知，为了保证加工质量，必须限制五个自由度。l定义：l第一类自由度：限制Z、X轴的位移，限制X、Z和Y轴的转动。称为第一类自由度，该自由度直接会影响加工要求。l第二类自由度：Y轴的位移没限制，该自由度与保证加工尺寸或位置公差无关。第二十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。思考：需要限制哪几个自由度？Z轴位移和绕X轴的转动例：用圆柱铣刀铣削轴上的平面，确定工件应限制的自
14、由度第二十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。l加工面（铣削加工面（铣削)：Fl工序尺寸：工序尺寸：Hl工序基准：工件园柱体中工序基准：工件园柱体中心线心线l工序基准类型：中心线工序基准类型：中心线l坐标系建立在主视图坐标系建立在主视图l限制工序基准自由度：限制工序基准自由度：l限制限制Z轴的位移，保证轴的位移，保证H尺尺寸寸l限制限制X轴的转动，保证加工面轴的转动，保证加工面F和工件园柱体中心线平行。和工件园柱体中心线平行。第二十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。思考：需要限制哪几个自由度？限制X、Y轴的位移，限制绕X、Y轴的转动例：在钻床上钻孔加工，确定工件应限制的自由度例：在钻床上
15、钻孔加工，确定工件应限制的自由度第二十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。l加工面加工面:钻圆孔钻圆孔,直径直径Dl工序基准工序基准:工件圆柱体的中心工件圆柱体的中心线线l工序基准的类型工序基准的类型:中心线中心线l工序尺寸工序尺寸:直径直径D,由钻头自由钻头自身保证身保证l限制工序基准限制工序基准(中心线中心线)自由自由度度:限制限制X、Y轴的位移，限轴的位移，限制饶制饶X、Y轴的转动。可保证轴的转动。可保证所钻圆孔直径所钻圆孔直径D的中心线和工的中心线和工件圆柱体的中心线同心，保件圆柱体的中心线同心，保证壁厚均匀。证壁厚均匀。第二十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第二十八页，编辑于
16、星期日：十三点 四十二分。第二十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。在应用在应用“六点定位原理六点定位原理”分析工件的定位时，应注意以下几点分析工件的定位时，应注意以下几点：(1)支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持接触。若二者脱离，则意味着失去定件定位基准面始终保持接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。位作用。(2)一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目原则上不应超过六个。所设置的定位支承点数目原则上不应超过六
17、个。（3）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力一自由度被限制，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动；欲使其在外力作用下不能运动，是夹紧的任务。反时不能运动；欲使其在外力作用下不能运动，是夹紧的任务。反之，工件在外力作用下不能运动，即被夹紧，也并非是说工件的之，工件在外力作用下不能运动，即被夹紧，也并非是说工件的所有自由度都被限制了。所有自由度都被限制了。（4）工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制；不影响加工精度）工件定位时，影响加工精度要求的自由度
18、必须限制；不影响加工精度要求的自由度可以限制也可以不限制，视具体情况而定。要求的自由度可以限制也可以不限制，视具体情况而定。第三十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。定位和夹紧是两个概念，绝不能混淆。定位和夹紧是两个概念，绝不能混淆。定位是解决工件在夹紧前位置是否正确的问题；夹紧是解决工件在加工过程中，受到重力、切削力等外力作用时，是否稳固地保持在定位位置的问题；换言之，定位是解决工件位置定不定的问题，夹紧是解决工件在加工过程中动不动的问题。第三十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。常见加工形式中，为保证加工要求必须限常见加工形式中，为保证加工要求必须限制的自由度（第一类自由度），见下表所示
19、。制的自由度（第一类自由度），见下表所示。第三十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第三十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第三十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第三十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。确定工件应限制的自由度的总结确定工件应限制的自由度的总结l限制工件的自由度，是一个很重要的基本概念，具有广泛的限制工件的自由度，是一个很重要的基本概念，具有广泛的应用前景，要引起足够的重视。应用前景，要引起足够的重视。l限制工件的自由度的问题，可转化成限制工序基准的自由限制工件的自由度的问题，可转化成限制工序基准的自由度。度。l工序基准的类型：平面、中心线、点。工序基准的类型：平
20、面、中心线、点。第三十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。定位方案与夹具设计定位方案与夹具设计(续）续）工件的定位方式与定位元件工件的定位方式与定位元件第三十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。在实际生产中，为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置，必须选择合理的定位方式和设计相应的定位装置。在实际应用时，工件正确定位时，是指对工在实际应用时，工件正确定位时，是指对工件第一类自由度的限制，一般件第一类自由度的限制，一般不允许将工件的定不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触，位基面直接与夹具体接触，而是通过工件定位基而是通过工件定位基准（或基面）与机床夹具的定位元件的配合或接准（或基面）
21、与机床夹具的定位元件的配合或接触来实现的。触来实现的。工件定位基面与定位元件的工作表面合称为工件定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。定位副。第三十八页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件的定位方式与定位元件工件的定位方式与定位元件 1、工件以平面定位。、工件以平面定位。2、工件以内孔定位。、工件以内孔定位。3、工件以外圆定位。、工件以外圆定位。4、工件以组合表面定位。、工件以组合表面定位。第三十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。定位元件必须满足以下几点要求定位元件必须满足以下几点要求 1足够的精度足够的精度 由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精由于
22、工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度要求。度要求。2足够的强度和刚度足够的强度和刚度 定位元件不仅限制工件的自由度，还起着支承工件、承受夹紧力和切削力的定位元件不仅限制工件的自由度，还起着支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此必须具备足够的强度和刚度，以免使用中发生变形和损坏，影响工作作用。因此必须具备足够的强度和刚度，以免使用中发生变形和损坏，影响工作的加工精度。的加工精度。3有较高的耐磨性有较高的耐磨性 批量生
23、产中，工件的反复装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面批量生产中，工件的反复装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应有较高位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应有较高的耐磨性。的耐磨性。4.良好的工艺性良好的工艺性 定位元件的结构应力求简单、合理、便于制造加工、装配、维修和更换。对于工件不同定位元件的结构应力求简单、合理、便于制造加工
24、、装配、维修和更换。对于工件不同的定位基面的形式，定位元件的结构、形状、尺寸和布置方式也不同。的定位基面的形式，定位元件的结构、形状、尺寸和布置方式也不同。第四十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。1、工件以平面定位 在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基准来定位工件的方式，称为准来定位工件的方式，称为平面定位平面定位。如箱体、支架类零。如箱体、支架类零件等，常以工件的平面做为定位基准。件等，常以工件的平面做为定位基准。平面定位常用的定位元件有：平面定位常用的定位元件有：(1)固定支承、固定支承、(2)可调支承、可调支承、(3)自位
25、支承、自位支承、(4)辅助支承。辅助支承。第四十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。(1)固定支承 固定支承固定支承是指高度尺寸固定，不能调整的是指高度尺寸固定，不能调整的支承，包括支承，包括支承钉和支承板支承钉和支承板两类，在使用过程两类，在使用过程中它们都是固定不动的。中它们都是固定不动的。支承钉、支承板均已标准化，其公差配合、支承钉、支承板均已标准化，其公差配合、材料、热处理等可查国家标准机床夹具零件材料、热处理等可查国家标准机床夹具零件及部件。及部件。第四十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。A型平头支承钉用于支承精基准，当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉型平头支承钉用于
26、支承精基准，当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉(A型型)；B型球头支承钉用于支承粗基准，当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用型球头支承钉用于支承粗基准，当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉球头支承钉(B型型)，使其与毛坯良好接触；，使其与毛坯良好接触；C型齿纹平面支承钉常用于要求摩擦力大型齿纹平面支承钉常用于要求摩擦力大的工件侧面的支承，能增大摩擦系数，防止工件滑动。的工件侧面的支承，能增大摩擦系数，防止工件滑动。需要经常更换的支承钉应加需要经常更换的支承钉应加衬套衬套.一个支承钉相当于一点支承，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉一个支承钉相当于一点支承，限制一个自由
27、度；在一个平面内，两个支承钉限制两个自由度；不在同一条直线上的三个支承钉限制三个自由度。限制两个自由度；不在同一条直线上的三个支承钉限制三个自由度。第四十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。常用支承板的结构形式如图所示。当工件以加工过的平面定位时，可采用图a所示的平头支承板，该支承板结构简单，制造方便，由于埋头螺钉孔处落入的切屑不易清除，故适用于工件侧面和顶面的定位；图b为带斜槽型支承板，易保证工作表面清洁，便于清除槽内落人的切屑，适用于工件底面的定位。第四十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。限制三个自由度，限制三个自由度，一般称为一般称为主要支承；主要支承；一个支承板相当于两一个支承板
28、相当于两个支承点，限制两个个支承点，限制两个自由度，一般称为自由度，一般称为导导向支承，向支承，如图所示。如图所示。一般将限制一个自由一般将限制一个自由度的支承称为度的支承称为止推支止推支承。承。第四十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。(2)可调支承 可调支承可调支承是指顶端位置能够在一定高度范围内调整的支承。是指顶端位置能够在一定高度范围内调整的支承。可调支承多用于支承工可调支承多用于支承工件的粗基准面件的粗基准面，支承高度可根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。支承高度可根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。第四十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。在
29、图中，工件为砂型铸件，先以在图中，工件为砂型铸件，先以A 面定位铣面定位铣B面，再以面，再以B面定位镗双孔。铣面定位镗双孔。铣B面时若用固定支承，由于定位基面时若用固定支承，由于定位基面面A的尺寸和形状误差较大，铣完后的的尺寸和形状误差较大，铣完后的B面与两毛坯孔（图中的点划线）的距离尺寸面与两毛坯孔（图中的点划线）的距离尺寸H1、H2变化也大，致使变化也大，致使镗孔时余量很不均匀，甚至可能使余量不够。因此图中可采用可调支承，定位时适当调整支承钉的高度，便镗孔时余量很不均匀，甚至可能使余量不够。因此图中可采用可调支承，定位时适当调整支承钉的高度，便可避免出现上述情况。对于中小型零件，一般每批调
30、整一次，调整好后，用锁紧螺母拧紧固定，此时其作用可避免出现上述情况。对于中小型零件，一般每批调整一次，调整好后，用锁紧螺母拧紧固定，此时其作用与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时，也可能每件都要调整。在同一夹具上加工形状相同但与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时，也可能每件都要调整。在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时，可用可调支承，如图尺寸不同的工件时，可用可调支承，如图b所示，在轴上钻径向孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调所示，在轴上钻径向孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调整支承钉的伸出长度，便可进行加工。整支承钉的伸出长度，便可进行加工。可调支承的应
31、用可调支承的应用第四十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。(3)自位支承（浮动支承）（浮动支承）自位支承是指支承本身的位置在定位过程自位支承是指支承本身的位置在定位过程中能自动适应工件定位基准面位置变化的一类中能自动适应工件定位基准面位置变化的一类支承。支承。自位支承能增加与工作定位面的接触点数自位支承能增加与工作定位面的接触点数目，使单位面积压力减小，自位支承适用于工目，使单位面积压力减小，自位支承适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。（刚件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。（刚度不足的毛坯表面或不连续平面的定位）度不足的毛坯表面或不连续平面的定位）第四十八页，编辑于星期日：十三点
32、四十二分。a、b是两点式自位支承。图是两点式自位支承。图c是三点式自位支承。这类支承的工作特点是：支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其是三点式自位支承。这类支承的工作特点是：支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的中一点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自由度。一个自由度。由于自位支承是摆动的或浮动的结构，所以结构是以
33、两点或=点与工件支承表面接触，其实质只起一个点的支承作用，限制一个自由度。自位支承用以增加与工件表面的支承点，以减小工件的变形或减小接触应力。第四十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。(4)辅助支承 在生产中有时为了提高工件的刚度和定位在生产中有时为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采用辅助支承。辅助支承用来提高稳定性，常采用辅助支承。辅助支承用来提高装夹刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承装夹刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的支承刚性作用，支承刚性作用，无论采用哪种形式的辅助支承，它都不起无论采用哪种形式的辅助
34、支承，它都不起定位作用，因此不限制工件的自由度。定位作用，因此不限制工件的自由度。第五十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。如图4.55所示，工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承，工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。若在A点设置固定支承则属过定位，有可能破坏左端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以承受切削力。第五十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。2、工件以圆孔定位、工件以圆孔定位（工件以内孔为定位基面）（工件以内孔为定位基面）有些工件，如套筒、法兰盘等类工件常以内有些工件，如套筒、法兰盘等类工件常
35、以内孔作为定位基准，以内孔作为定位基面。孔作为定位基准，以内孔作为定位基面。常用的定位元件有两类：常用的定位元件有两类：（1）定位销）定位销（2）定位心轴。）定位心轴。第五十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。（1）定位销 定位销所限制的自由度，一般可根据工件定位面与定位元件工作表面相接触的长度L与孔的直径D之比而定。当L/D1时,认为是长定位销配合,它限制了四个自由度:X、Y、绕X、绕Y。当L/D1时，是短定位销配合，它限制了两个自由度：X、Y。第五十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以内孔定位工件以内孔定位/刚性心轴刚性心轴锥形心轴锥形心轴除了绕除了绕X轴转动轴转动外外,其它其它
36、5个自由个自由度限制度限制过盈配合圆柱心轴过盈配合圆柱心轴除了绕除了绕X轴转动和位移外轴转动和位移外,其它其它4个自由度限制个自由度限制 间隙配合心轴间隙配合心轴除了绕除了绕X轴转动外轴转动外,其它其它5个自由度限个自由度限制制第五十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以内孔定位工件以内孔定位（2）刚性心轴 锥形心轴工件定位时，是依靠心轴的锥体定心和涨紧。所限定的自由度为五个（除了心轴本身的转动之外）。常用在车削或磨削中，外圆要求同轴度高的盘类零件。第五十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。刚性心轴刚性心轴过盈配合圆柱心轴，可以克服锥度心轴轴向位置不固定的缺点，常用于多可以克服锥度心轴
37、轴向位置不固定的缺点，常用于多刀车床精车盘套类零件；刀车床精车盘套类零件；所限制的自由度：所限制的自由度：Y，Z，绕，绕Y，绕，绕Z。第五十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。刚性心轴刚性心轴间隙配合心轴间隙配合心轴以心轴轴肩作轴向定位，安装方便，但定心精度较差。所限制的自由度：X，Y，Z，绕Z，绕Y。第五十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。3 工件以外圆定位 工件以外圆柱面作为定位基准时，根据外圆工件以外圆柱面作为定位基准时，根据外圆柱面的完整程度、加工要求和安装方式，常用定柱面的完整程度、加工要求和安装方式，常用定位元件有位元件有V形块、半圆定位块、定位套及定心夹形块、半圆定位块、定
38、位套及定心夹紧机构等。其中最常用的是在紧机构等。其中最常用的是在V形块上定位。形块上定位。第五十八页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第五十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。一个短一个短V形块限制两个自由度；两个短形块限制两个自由度；两个短V形块的形块的组合或一个长组合或一个长V形块均限制四个自由度。形块均限制四个自由度。第六十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。V形块定位的优点是：形块定位的优点是：对中性好，即能使工件的定位基准轴线对中在对中性好，即能使工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称平面上，在左右方向上不会形块两斜面的对称平面上，在左右方向上不会发生偏移，且安装方便；发生偏移
39、，且安装方便；应用范围较广。不论定位基准是否经过加工，应用范围较广。不论定位基准是否经过加工，不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用V形块定位。形块定位。V形块形块上两斜面间的夹角一般选用上两斜面间的夹角一般选用60、90和和120，其中，其中以以90应用最多应用最多。第六十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。4 工件以组合表面定位工件以组合表面定位 在实际生产中，工件往往不是采用单一表面定位，而是在实际生产中，工件往往不是采用单一表面定位，而是以组合表面定位。为满足工序的加工要求，一般都采用几个以组合表面定位。为满足工序的加工要求，一般都采用几
40、个定位基准（基面）的组合方式进行定位，即定位基准（基面）的组合方式进行定位，即组合定位组合定位。常常用用的的组组合合定定位位基基准准（基基面面）有有：前前后后顶顶尖尖孔孔、一一孔孔一一端端面面、一一端端面面一一外外圆圆、两两阶阶梯梯外外圆圆及及一一端端面面、一一长长孔孔一一外外圆圆、一一面面两两孔孔等等；相相应应地地采采用用定定位位元元件件的的组组合合定定位位，如如前前后后顶顶尖尖、定定位位销销（或或心心轴轴）与与支支承承钉钉（或或小小支支承承环环）组组合合、V形形块块与与支支承承钉钉（或或小小支支承承环环）组组合合、长长定定位位销销与与V形形块块组组合合和和支支承承板板与与双双销销组组合合等
41、等。使使用用几几个个定定位位元元件件共共同同限限制制第一类自由度，保证工件的正确定位。第一类自由度，保证工件的正确定位。第六十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位/一面一孔定位一面一孔定位长圆柱体限制4个自由度,小端面限制1个自由度短圆柱体限制2个自由度,大端面限制3个自由度第六十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位 /一面二孔定位一面二孔定位平面限制3个自由度(2个转动,1个位移)短销限制2个位移自由度菱形销限制1个绕Z轴转动自由度第六十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位(例题
42、分析例题分析)如果菱形销如果菱形销4被短圆柱销代替，将出现何种结果？被短圆柱销代替，将出现何种结果？l短圆柱销限制Z、X轴的位移，而支承板1也限制Z轴的位移，当两个定位元件，同时限制一个自由度时，过定位就发生。第六十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位两端以顶尖定位的组合表面定位第六十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位分析分析l细长轴类零件的两端采用“顶尖”加工，其中靠车头一侧的顶尖，限制三个位移（X、Y、Z轴）自由度，而尾端顶尖则限制二个转动（绕Y和Z轴）自由度，并非向前顶尖一样（要求同学们灵活应用，千万不能从概念
43、到概念）。l中间如果加了“跟刀架”，则是过定位，又限制三个位移（X、Y、Z轴）自由度，但这是为了避免让刀的需要,但对于细长轴的加工是允许其有效的。两端以顶尖定位的组合表面定位第六十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件以组合表面定位工件以组合表面定位l过定位的问题在一般情况都应该避免,否则会引起定位误差,或者定位困难。l但是在有一些特殊零件的加工过程中，则有意识的要用到过定位的概念，如细长轴类零件的两端采用“顶尖”加工的方法，有的在加工时，还设置“跟刀架”。l这种是明显的过定位，但为了避免“让刀”，保证质量，效果则更好。两端以顶尖定位的组合表面定位第六十八页，编辑于星期日：十三点 四十二分
44、。工件常见的定位方法、定位元件及所能限制的工件自由度工件常见的定位方法、定位元件及所能限制的工件自由度 第六十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。工件常见的定位方法、定位元件及所能限制的工件自由度工件常见的定位方法、定位元件及所能限制的工件自由度 第七十页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第七十一页，编辑于星期日：十三点 四十二分。第七十二页，编辑于星期日：十三点 四十二分。3.定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 工工件件定定位位的的目目的的是是为为了了保保证证工工件件的的加加工工质质量量，即即保保证证工工件件加加工工面面与与其其设设计计基基准准之之间间的的位位置置精精度度（如如同同轴
45、轴度度、平平行行度度、垂垂直直度度等等）和和尺尺寸精度。寸精度。工工件件定定位位的的本本质质，是是使使加加工工面面的的设设计计基基准准在工艺系统中占据一个正确位置。在工艺系统中占据一个正确位置。第七十三页，编辑于星期日：十三点 四十二分。使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面：（1）与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差）与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差D；（2）与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差）与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差A；（3）与刀具同夹具定位元件有关的误差，称为调整误差）与刀具同夹具定位元件有关的误差，称为调整误差T；（4）与加工过程有关
46、的误差，称为过程误差）与加工过程有关的误差，称为过程误差G，包括机床误，包括机床误差和刀具误差、变形误差和测量误差等。差和刀具误差、变形误差和测量误差等。为了保证工件的加工要求，上述误差合成后不应超出为了保证工件的加工要求，上述误差合成后不应超出工件的加工公差工件的加工公差K，即：，即：D+A+T+GK3.定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 第七十四页，编辑于星期日：十三点 四十二分。3.定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 由定位引起的同一批工件的设计基准在加由定位引起的同一批工件的设计基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差定位误差。定位误差的
47、值为工件的工序基准沿工序尺定位误差的值为工件的工序基准沿工序尺寸方向发生的最大位移量，用符号寸方向发生的最大位移量，用符号D表示。表示。当定位误差当定位误差D1/3K，一般认为选定的，一般认为选定的定位方式可行。定位方式可行。第七十五页，编辑于星期日：十三点 四十二分。定位误差产生的原因及计算 造成定位误差的原因有两个：造成定位误差的原因有两个：1.是是由于定位基准与设计基准不重合由于定位基准与设计基准不重合，称为基准不重合误，称为基准不重合误差（基准不符误差）；差（基准不符误差）；B2.是是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移由于定位副制造误差而引起定位基准的位移，称为基，称为基准位移误差
48、。准位移误差。Y D=B+Y 工件定位基面与定位元件的工作表面合称为工件定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。定位副。第七十六页，编辑于星期日：十三点 四十二分。l组合时可有如下情况：1Y0，B=0时，D=B2Y=0，B0时，D=Y3Y0，B0时，如果工序基准不在定位基面上：如果工序基准不在定位基面上：D=B+Y如果工序基准在定位基面上，如果工序基准在定位基面上，D=BYl“+”、“”的判别方法为：分析定位基面尺寸由大变小（或由小变大）时，定位基准的变动方向；当定位基面尺寸作同样变化时，设定位基准不动，分析工序基准变动方向；若两者变动方向相同即“+”，两者变动方向相反即“”。D=B+Y第七
49、十七页，编辑于星期日：十三点 四十二分。1 基准不重合误差及计算基准不重合误差及计算 由于定位基准与设计基准不重合由于定位基准与设计基准不重合，称为，称为基准不重合误差（基准不符误差）基准不重合误差（基准不符误差）B第七十八页，编辑于星期日：十三点 四十二分。如如图图所所示示为为零零件件简简图图，在在工工件件上上铣铣缺缺口口，加加工工尺尺寸寸为为A、B。右右图图为为加加工工示示意意图图，工工件件以以底底面面和和E面面定定位位，C为为确确定定刀刀具具与与夹夹具具相相互互位位置的对刀尺寸，在一批工件的加工过程中置的对刀尺寸，在一批工件的加工过程中C的位置是不变的。的位置是不变的。加加工工尺尺寸寸A
50、的的设设计计基基准准是是F，定定位位基基准准是是E，两两者者不不重重合合。当当一一批批工工件件逐逐个个在在夹夹具具上上定定位位时时，受受尺尺寸寸SS/2的的影影响响，工工序序基基准准F的的位位置置是是变变动动的的，F的的变变动动影影响响A的的大小，给大小，给A造成误差，这个误差就是基准不重合误差。造成误差，这个误差就是基准不重合误差。1 基准不重合误差及计算基准不重合误差及计算 第七十九页，编辑于星期日：十三点 四十二分。显然基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准不重合而造显然基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围，由图可知：成的加工尺寸的变动范围，