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1、第四章工件的定位和机床夹具第四章工件的定位和机床夹具夹具夹具：机床上用以：机床上用以装夹工件装夹工件（和（和引导刀具引导刀具）的一种）的一种装置装置。其。其作用作用是使工件获得相对于机床和刀具的是使工件获得相对于机床和刀具的正正确位置（定位），确位置（定位），并把工件并把工件可靠地夹紧。可靠地夹紧。定位：定位：确定工件在机床或夹具中占有正确位置确定工件在机床或夹具中占有正确位置的操作；的操作；夹紧：夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程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。中保持定位位置不变的操作。定位与定位与夹紧夹紧是两个不同的概念，是两个不同的概念，前者为确定工件正
2、前者为确定工件正确确 位置，后者为保持工件正确位置。两个操作合位置，后者为保持工件正确位置。两个操作合称装夹。称装夹。第一节基准的概念和工件的安装第一节基准的概念和工件的安装一一.基准基准：用来确定工件上几何要素间的几何关系所依：用来确定工件上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。基准可分为据的点、线、面。基准可分为设计基准设计基准和和工艺基准工艺基准。设计基准：设计基准：在设计图上所采用的基准（图在设计图上所采用的基准（图4-14-1）。）。工艺基准：工艺基准：在工艺过程中使用的基准。在工艺过程中使用的基准。1 1）工序基准工序基准：在工序图上在工序图上用来确定本工序被加工面加用来确定本工
3、序被加工面加工后的尺寸、位置的基准（图工后的尺寸、位置的基准（图4-24-2）（）（工序尺寸工序尺寸）。）。2)2)定位基准定位基准：在加工中在加工中使工件在夹具上占有正确位置使工件在夹具上占有正确位置所采用的基准（图所采用的基准（图4-24-2）。）。(定位粗基准、定位精基准定位粗基准、定位精基准)3)3)测量基准测量基准：在检验时在检验时所使用的基准（图所使用的基准（图4-24-2）。）。4)4)装配基准装配基准：装配时装配时用来确定零件或部件在机器中位置用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准（图所采用的基准（图4-24-2）。）。5 5）对刀基准对刀基准：调整刀与夹具位置所用基准叫对
4、刀基准调整刀与夹具位置所用基准叫对刀基准F：工序基准、：工序基准、2的测量基的测量基准准5、6：定位基准：定位基准（1、4：装配基准）：装配基准）作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，如孔的中心线、外圆的轴线以及对称面等，而是常常由某些具体的表面来体现，这些面称为定位基面（如：两中心孔锥面）。作为基准，可以是没有面积的点或线，但是基准面总是有一定面积的。（2）基准的定义不仅针尺寸精度，对位置精度（平行度、垂直度等）也是同样的。（3）基准重合：采用同一几何要素作为起不同作用的基准的方法称为基准重合。好处：减差、方便。举例：基准间的关系（图举例：基准间的关系（图4-34-3）确定基准应注意：确定
5、基准应注意：问题：问题：c）、）、d）、）、e）有什么区别？）有什么区别？2 2）专用机床夹具装夹法专用机床夹具装夹法：用工件定位基准或定位基面：用工件定位基准或定位基面与夹具上的定位元件接触或配合来实现定位（图与夹具上的定位元件接触或配合来实现定位（图4-74-7）。）。适用于：成批大量生产。适用于：成批大量生产。二二 工件的安装和安装方式工件的安装和安装方式正确定位正确定位：必须使工件的工序基准相对于刀具和机：必须使工件的工序基准相对于刀具和机床有一正确位置；床有一正确位置；合理夹紧合理夹紧：不破坏正确定位：不破坏正确定位。1）找正装夹法找正装夹法：以工件实际表面、或在工件上划出的：以工件
6、实际表面、或在工件上划出的待加工表面所在位置的线痕作为定位依据（图待加工表面所在位置的线痕作为定位依据（图4-64-6）。）。适用于：单件小批生产适用于：单件小批生产。（直接、划线）。（直接、划线）（一）工件的安装（一）工件的安装（二）工件的安装方式（二）工件的安装方式图：保图：保证尺寸：，证尺寸：，工序基准：工序基准：K1、K2。对刀基准：对刀基准：k1、k2三三.工件位置公差的保工件位置公差的保证（成批大量生产）证（成批大量生产）.夹具定位元件相对夹具定位元件相对于夹具安装基准具有于夹具安装基准具有正确位置；正确位置；.夹具相对于机床具夹具相对于机床具有正确位置；有正确位置；.刀具切削刃相
7、对于刀具切削刃相对于工件或夹具定位元件工件或夹具定位元件具有正确位置。具有正确位置。工件在夹具中正确工件在夹具中正确定位定位二二.分类分类第二节第二节机床夹具的组成及其分类机床夹具的组成及其分类一、机床夹具的组成（专用、通用）一、机床夹具的组成（专用、通用）1、定位元件和夹紧装置、定位元件和夹紧装置2、对刀和导向元件、对刀和导向元件3、夹具连接元件、夹具连接元件4、其他装置（分度、送进、操纵机构等）、其他装置（分度、送进、操纵机构等）5、夹具体、夹具体1、通用夹具（机床附件类夹具）：三爪夹盘、分度头等通用夹具（机床附件类夹具）：三爪夹盘、分度头等2、专用夹具：用于特定工序，产品产量较大、专用夹
8、具：用于特定工序，产品产量较大3、组合夹具：用系列化的零部件根据加工工序组合而成、组合夹具：用系列化的零部件根据加工工序组合而成4、成组夹具：用于结构相似的多品种、小批量的零件加工、成组夹具：用于结构相似的多品种、小批量的零件加工（p77图图4-10）5、随行夹具随行夹具：随行夹具常用于生产线上，使用随行夹具时，随行夹具常用于生产线上，使用随行夹具时，工件随夹具一起由输送带依次送到各工位。工件随夹具一起由输送带依次送到各工位。通用夹具：三爪夹盘通用夹具：三爪夹盘铣床专用夹具铣床专用夹具孔系组合夹具元件孔系组合夹具元件用用T型槽系组合夹具元件组成的组合夹具型槽系组合夹具元件组成的组合夹具盘套类，
9、端面、内外圆面加工盘套类，端面、内外圆面加工用成组夹具用成组夹具成组夹具成组夹具KT1：压板座（可移）：压板座（可移）KH1：钩型螺栓（可换）：钩型螺栓（可换）KH2：定位元件（可换）：定位元件（可换）一、一、工件定位的六自由度规则：六点定位工件定位的六自由度规则：六点定位 用六个适当用六个适当分布的分布的定位支定位支承点承点来限制工来限制工件的六个自由件的六个自由度，从而使工度，从而使工件在空间得到件在空间得到唯一确切位置唯一确切位置的规则的规则。第三节工件的定位原理第三节工件的定位原理“六点定位六点定位”应应注意注意问题问题（1 1）定位就是限制自由度。定位就是限制自由度。这这应理解为应理
10、解为定位支承点与定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则。若二者脱离，则意味着失去定位作用。意味着失去定位作用。（2 2）定位支承点是由定位元件抽象而来的）定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位支承点总是通过具体的定位元件定位元件体现。体现。（3 3）一个定位支承点限制一个自由度一个定位支承点限制一个自由度，一个工件有，一个工件有6 6个自由度。因此所设置的定位支承点数目，原则上不个自由度。因此所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。应超过六个。（4 4）定位和夹紧是两个概念）定位和夹紧是两个概念：
11、定位是限制工件的某一：定位是限制工件的某一自由度，保证工件在这一方向上的位置。但工件受外自由度，保证工件在这一方向上的位置。但工件受外力后能否继续保持位置，要靠夹紧来保证。力后能否继续保持位置，要靠夹紧来保证。二二.工件正确定位应限制的自由度数工件正确定位应限制的自由度数工件工件刀具刀具工艺要求工艺要求 应限自由度数应限自由度数 应该限制:Y、Z方向的移动自由度；X、Y、Z的转动自由度Play 应该限制:X、Y、Z方向的移动自由度；X、Y、Z的转动自由度；Play工件的正确定位工件的正确定位工件的正确定位，是根据加工要求，限工件的正确定位，是根据加工要求，限制工件的某几个（或全部）自由度，以制
12、工件的某几个（或全部）自由度，以达到加工要求。达到加工要求。工件的定位问题，可以转化为空间直角工件的定位问题，可以转化为空间直角坐标系中限制工件工序基准自由度的方坐标系中限制工件工序基准自由度的方法来分析法来分析沿沿y移动可不限制移动可不限制全限制全限制l平面上铣通槽平面上铣通槽l铣非通槽铣非通槽沿沿y移动、绕移动、绕y转动不限制转动不限制限制：限制：x转、转、y转、转、z移移l铣平面铣平面l轴上铣键槽轴上铣键槽限制：沿限制：沿z移动移动限制：沿限制：沿x、y移动移动l球体上铣平面球体上铣平面l球体上钻孔球体上钻孔第二类自由度：与加工要求无关的自由度。第二类自由度：与加工要求无关的自由度。第一
13、类自由度：影响加工要求（尺寸与位置）的自第一类自由度：影响加工要求（尺寸与位置）的自由度。由度。考虑定位方案时，前者必须限制，后者是否限制，考虑定位方案时，前者必须限制，后者是否限制，要考虑定位方案的实现与夹紧问题。（举例）要考虑定位方案的实现与夹紧问题。（举例）限制：限制：x、z移移（限制：（限制：3个移动）个移动）定位与夹紧的区别定位与夹紧的区别定位：定位：是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到位的问题；位的问题；夹紧：夹紧：是解决工件在加工过程中，受到切削力、重是解决工件在加工过程中，受到切削力、重力等外力的作用下，是否稳定地保持在定位位置的力等外力
14、的作用下，是否稳定地保持在定位位置的问题问题定位是解决工件的位置定不定的问题，定位是解决工件的位置定不定的问题，而夹紧是解决工件受力后位置动不动的而夹紧是解决工件受力后位置动不动的问题。问题。lP80（要求：会分析要求：会分析）第四节第四节 常用定位元件和工件在夹具中的定位误常用定位元件和工件在夹具中的定位误差分析差分析 工件上常用的定位基准工件上常用的定位基准 (或基面或基面)：平面、内圆面、外圆面、内锥面、外锥面等。夹夹具具中中常常用用的的定定位位元元件件：支承钉、支承板、定位销(心轴)、定位套、V形块等。定位元件的设计应满足下列要求：定位元件的设计应满足下列要求：要有与工件精度要求相适应
15、的精度；要有与工件精度要求相适应的精度；要有足够的刚度，不允许受力后发生较大变形；要有足够的刚度，不允许受力后发生较大变形；要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为HRC58HRC58 6262。定位定位：工件的基面与夹具上的定位元件接触或配合：工件的基面与夹具上的定位元件接触或配合 利用工件上一个（或几个）平面作为定位基面。常用的利用工件上一个（或几个）平面作为定位基面。常用的定位元件有定位元件有(1)支承钉：限制一个自由度（限制哪个具体分析）一一.工件以平面定位工件以平面定位
16、（2 2）支承板支承板：一个支撑板限制两个自由度（一移：一个支撑板限制两个自由度（一移动、一转）动、一转）支承板多用于工件上已加工表面的定位，有时可用一块板代替两个钉。两个以上的支承板组合成一个支承平面时（组后磨制），限制三个自由度（如右例）底面定位底面定位侧面定位侧面定位(3)(3)可调支承可调支承：顶端位置可在一定范围内调整的支承。：顶端位置可在一定范围内调整的支承。多用于多用于未加工平面的定位未加工平面的定位，以，以调节和补偿各批毛坯尺调节和补偿各批毛坯尺寸的误差寸的误差，一般每批毛坯调整一次。，一般每批毛坯调整一次。(4)自位支承：支承与工件多点接触，但由于有浮动机构，因此仍然只限制一
17、个自由度(5)(5)辅助支承辅助支承:生产中生产中,为了提高工件的刚度和定位稳为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采用辅助支承。如图所示阶梯零件，可避免定性，常采用辅助支承。如图所示阶梯零件，可避免加工过程中工件的变形。加工过程中工件的变形。注意：辅助支承不起定位作注意：辅助支承不起定位作用，不能破坏零件的定位，但可以承受切削力。用，不能破坏零件的定位，但可以承受切削力。辅助支承与可调支承的区别辅助支承与可调支承的区别：1、后者起定位作用，前者不起；、后者起定位作用，前者不起；2、在加工一批零件时，前者对每个工件都要进、在加工一批零件时，前者对每个工件都要进行调整，因此要有快速调整、锁紧机构。行
18、调整，因此要有快速调整、锁紧机构。推式辅助支承推式辅助支承：1、工件定位、工件定位2、工件夹紧、工件夹紧（其它部位（其它部位先夹紧）先夹紧）3、辅助支承、辅助支承推入、锁紧推入、锁紧弹性辅助支承弹性辅助支承：工件定位：工件定位辅助支承锁紧辅助支承锁紧工件夹紧工件夹紧盘类、套筒类等零件常以孔作定位基准。此时盘类、套筒类等零件常以孔作定位基准。此时采用的定位元件有定位销、定位心轴等。采用的定位元件有定位销、定位心轴等。（1）心轴心轴：常用的有三种，分别限制常用的有三种，分别限制5、4、5个自个自由度由度,（但要注意，在（但要注意，在a）结构中，轴向有时要有夹）结构中，轴向有时要有夹紧装置；在紧装置
19、；在c）结构中，实际上是组合表面定位）结构中，实际上是组合表面定位）二二.工件以圆孔定位工件以圆孔定位(2)(2)圆柱定位销：圆柱定位销：主要用于主要用于D50mmD=1时，为长圆柱销与孔配合，时，为长圆柱销与孔配合，限制限制4个自由度（绕轴线的转动、沿轴线的个自由度（绕轴线的转动、沿轴线的移动）；反之，为短圆柱销与孔配合，限制移动）；反之，为短圆柱销与孔配合，限制2个自由度（具体限制哪两个自由度依定位个自由度（具体限制哪两个自由度依定位系统确定）系统确定）(3)(3)锥销锥销:用于工件孔端定位用于工件孔端定位,限制工件三个自由限制工件三个自由度（度（具体限制哪三个自由度依定位系统确定）具体限
20、制哪三个自由度依定位系统确定）。左端结构：左端结构：用于已加工过的用于已加工过的孔。孔。右端结构：右端结构：用于未加工过的用于未加工过的孔。孔。与夹具体的与夹具体的连接方式同圆柱连接方式同圆柱销：固定式与可销：固定式与可更换式更换式（1 1）V V形块形块:用得最广泛的外圆表面定位元件。用得最广泛的外圆表面定位元件。常用定位元件有常用定位元件有V V形块、定位套、半圆定位形块、定位套、半圆定位座、自定心夹紧机构等。座、自定心夹紧机构等。长长V V形块形块与外圆接触定位（与外圆接触定位（L/d=1)：限制：限制4个自个自由度。由度。单个短单个短V V形块形块与外圆接触定位（与外圆接触定位（L/d
21、=1)：限：限制制2个自由度。个自由度。三三.工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位V V形块基本尺寸：形块基本尺寸：D D标准心轴直径，即工件定位用外圆直径的平均值标准心轴直径，即工件定位用外圆直径的平均值 (mm);(mm);H HV V形块高度形块高度(mm);(mm);N NV V形块的开口尺寸形块的开口尺寸 (mm);(mm);T T对标准心轴而言，对标准心轴而言，V V形块的标准定位高度；形块的标准定位高度；V V形块两工作平面间的夹角（多用形块两工作平面间的夹角（多用9090）。V形块的结构形块的结构与基本尺寸已与基本尺寸已标准化。现设标准化。现设工件定位基面工件定位基面的直径为的
22、直径为d，求尺寸求尺寸T？移动式移动式V V形块的应用形块的应用定位元件：两个支承环，定位元件：两个支承环，两个两个V形块，其中右端形块，其中右端的位置可调整。的位置可调整。两个支承环构成一两个支承环构成一个定位平面，限制个定位平面，限制1移移2转共转共3个自由度。个自由度。左端左端V形块限制形块限制2个个移动自由度。移动自由度。右端右端V形块限制形块限制1个个转动自由度。同时还有转动自由度。同时还有“夹紧夹紧”、“补偿补偿”作作用。用。(2)(2)定位套筒定位套筒(组合表面定位）组合表面定位）定位套筒装在夹具体上，用以支承外圆表面，起定位作用。其结构简单，但定心精度不高，当工件外圆与定位孔配
23、合较松时，还易使工件偏斜，因而常采用套筒内孔与端面一起定位，以减少偏斜。若工件端面较大，为避免过定位，定位孔应做短些，若定位孔较长，则端面要小。定位套筒所限制的自由度要具体分析（一般为5）(3)(3)半圆孔定位座半圆孔定位座 将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹紧作用，半圆孔定位座适用于大型轴类工式盖上，起夹紧作用，半圆孔定位座适用于大型轴类工件的定位。件的定位。(4)(4)外圆定心夹紧机构外圆定心夹紧机构 实现定心的同时，将工件夹紧的机构
24、，称为定心夹紧机构，如三爪自定心卡盘、弹簧夹头等。弹簧夹头适用于工件尺寸比较一致的场合；如果工件尺寸的变化大，可能需要采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加工工件。常见定位元件及其组合所限制的自由度：常见定位元件及其组合所限制的自由度：p90 p90 表表4-34-3（要求会分析要求会分析）以工件上的几个表面同时定位的，称为以工件上的几个表面同时定位的，称为“组组合表面定位合表面定位”。常用的有：一面二孔、一孔一常用的有：一面二孔、一孔一端面，一外圆一端面等。端面，一外圆一端面等。如果工件以一组几何元素作为定位基准，那如果工件以一组几何元素作为定位基准，那么定位元件也应当有多个，并联合起来构成一个么
25、定位元件也应当有多个，并联合起来构成一个定位系统。定位系统。有没有这些可能：两个定位元件限制同一个自有没有这些可能：两个定位元件限制同一个自由度？某些一类自由度未被限制？。由度？某些一类自由度未被限制？。四、工件以组合表面定位四、工件以组合表面定位因此，在组合定位系统中，可能出现下因此，在组合定位系统中，可能出现下列几种情况：列几种情况：1、完全定位完全定位：定位系统限制了工件全部：定位系统限制了工件全部6个个自由度。自由度。2、部分定位部分定位：定位系统限制的工件自由度：定位系统限制的工件自由度数数6，若第一类自由度都限制了，仍为正确，若第一类自由度都限制了，仍为正确定位；否则为欠定位。定位
26、；否则为欠定位。3、欠定位欠定位：工件的第一类自由度没有得到：工件的第一类自由度没有得到完全限制。显然这是不能容许的。完全限制。显然这是不能容许的。4、过定位（重复定位、超定位）过定位（重复定位、超定位）：工件的：工件的某一自由度被两个以上的定位元件限制，此某一自由度被两个以上的定位元件限制，此时会出现定位干涉问题。时会出现定位干涉问题。（1）“重复定位重复定位”分析举例：分析举例：一孔与一平面一孔与一平面组合定位（孔轴线与平面平行）（组合定位（孔轴线与平面平行）（p92-93，图，图4-28）箱体的某加工工序，箱体的某加工工序，要保证两个尺寸，本工要保证两个尺寸，本工序前，底面和孔（两端）序
27、前，底面和孔（两端）都已加工好。坐标系如都已加工好。坐标系如图所示（注意：与书上图所示（注意：与书上的有所不同）。的有所不同）。显然，除沿显然，除沿X向移动向移动外，其余外，其余5个自由度为第个自由度为第一类自由度。现讨论如一类自由度。现讨论如下的定位方案：下的定位方案：短销限制:Y、Z Z方向的移动自由度 端面限制:X方向的移动自由度Y Y、Z的转动自由度 大平面限制:Z Z方向的移动自由度Y Y、X的转动自由度1、Z向移动向移动若在夹具体和工件上，底面若在夹具体和工件上，底面与孔轴线的距离与孔轴线的距离分别记为分别记为H1、H2,若二者不等，则或孔、销若二者不等，则或孔、销装配不上，或底面
28、脱离接触。装配不上，或底面脱离接触。解决方案：解决方案：用菱形销。用菱形销。这样，有两个自由度被重复限制：这样，有两个自由度被重复限制：Z向移动、向移动、Y向转动向转动2 2、Y Y向转动向转动实际上，底面与侧面不能实际上，底面与侧面不能同时作为同时作为Y Y向转动的定位面。向转动的定位面。由于底面是已加工面，因由于底面是已加工面，因此应以其为主定位面，此应以其为主定位面，侧侧面改用两个与底面平行的面改用两个与底面平行的定位钉为好。定位钉为好。加工尺寸要求不同时，一个孔和一个平行于孔中心线的加工尺寸要求不同时，一个孔和一个平行于孔中心线的平面组合定位时的解决方案：平面组合定位时的解决方案：图中
29、所示两个零件，均需以大孔及底面定位，加工两图中所示两个零件，均需以大孔及底面定位，加工两小孔。视其加工尺寸要求的不同，图小孔。视其加工尺寸要求的不同，图a a零件选用图定位方零件选用图定位方案，图案，图b b零件选用图零件选用图d d定位方案，均能避免过定位，并保证定位方案，均能避免过定位，并保证工件要求。工件要求。（2 2）一面两销组合定位（销轴线与平面平行）一面两销组合定位（销轴线与平面平行）大平面限制:Z 方向的移动自由度X、Y 的转动自由度 防转菱形销限制:Z 方向转动自由度短销限制:X、Y 方向的移动自由度如果小端如果小端的菱形销改的菱形销改为短圆柱销，为短圆柱销，会出现什么会出现什
30、么问题？问题？解决解决“一面两孔一面两孔”的定位干涉问题的定位干涉问题的途径：的途径：(1)(1)减小一个销的直减小一个销的直径；径；(2)(2)将一个销做成削将一个销做成削边销（其中菱形边销（其中菱形销最常用）。销最常用）。如何求如何求B B、b b、b1?b1?（可见表可见表4-4）l干涉最严重：两孔距离最长、两销距离最短（或反之）干涉最严重：两孔距离最长、两销距离最短（或反之）l孔的尺寸最小、孔的尺寸最小、销的尺寸最大销的尺寸最大l干涉方向：两销的连心线方向干涉方向：两销的连心线方向现设孔现设孔1与销与销1轴轴线重合，则干线重合，则干涉最严重时，涉最严重时，孔孔2与销与销2的轴的轴心偏移
31、量为：心偏移量为：求得求得l由于由于关于合理利用重复定位：关于合理利用重复定位：应该限制:Z方向的移动自由度X、Y 的转动自由度 四点配作:增强工件定位的稳定性。夹持较长:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度 夹持较长X、Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度 顶尖限制:Y、Z 方向转动自由度一夹一顶（或一夹一中心架）且夹持部分较长时，会出现重复定位。但。解决方案：将夹盘夹持长度减小；此时，如果X有定位要求，则应加定位支撑点 重复限制重复限制:Y Y、Z Z 方向转动自由度方向转动自由度作业：分析下列定位系统，并回答提出的问题（4-184-21，P137）五、定位误差的分析与计算五、定位
32、误差的分析与计算考虑几个问题：考虑几个问题：1、工序尺寸、工序尺寸b、A靠什么保证？靠什么保证？2、定位系统所限、定位系统所限制的自由度数？制的自由度数？3、在工序图上，、在工序图上，尺寸尺寸A的工序基的工序基准是什么？在定准是什么？在定位系统中，工件位系统中，工件的定位基准是什的定位基准是什么？夹具的对刀么？夹具的对刀基准是什么？基准是什么？对刀、定位基准 工序基准（一）定位误差（一）定位误差 首先首先，考虑工序基准工序基准与定位基准（或对刀基与定位基准（或对刀基准）不重合准）不重合的影响。的影响。现设定位孔、轴间隙为现设定位孔、轴间隙为零，如果工序尺寸为零，如果工序尺寸为C，则基准重合。但
33、现在工则基准重合。但现在工序尺寸为序尺寸为A，基准是外圆，基准是外圆最下端母线，因此基准最下端母线，因此基准不重合。如果工序尺寸不重合。如果工序尺寸基准基准D有尺寸偏差，则加有尺寸偏差，则加工得到的尺寸工得到的尺寸A也会有偏也会有偏差，偏差的最大值是差，偏差的最大值是A的的极限偏差，称其为极限偏差，称其为基准基准不重合误差：不重合误差：jb=0.5Tdgcl称基准不重合误差称基准不重合误差与基准位移误差之与基准位移误差之和为定位误差：和为定位误差：ld=jb+jy。l此外，如果此外，如果定位孔、轴（定位基面）因制造误差而定位孔、轴（定位基面）因制造误差而产生间隙，产生间隙，则在工序尺寸方向上，
34、孔的轴线在工序则在工序尺寸方向上，孔的轴线在工序尺寸方向相对定位轴的轴线产生位移，由此会导致尺寸方向相对定位轴的轴线产生位移，由此会导致加工得到的尺寸加工得到的尺寸A A有偏差。如果设心轴水平放置，有偏差。如果设心轴水平放置，轴与孔总在上母线接触，则：轴与孔总在上母线接触，则：lAmax=Dmax-dminAmin=Dmin-dmaxljy=Amax-Amin=TD+Td例例1 1：求前例中尺寸：求前例中尺寸A A的定位误差的定位误差基准不重合误差基准不重合误差：大端外圆直径：大端外圆直径dg存在制造误差，存在制造误差，因此将引起工序尺寸产生变化，其最大值是：因此将引起工序尺寸产生变化，其最大
35、值是：基准位移误差基准位移误差：定位基面和定位元件的制造误差，使：定位基面和定位元件的制造误差，使得定位基准在工序尺寸方向发生位移，在芯轴水平布得定位基准在工序尺寸方向发生位移，在芯轴水平布置时，工件向单一方向运动，故最大偏移为：置时，工件向单一方向运动，故最大偏移为：l定位误差：工序基准沿工序尺寸方向发生的最大定位误差：工序基准沿工序尺寸方向发生的最大偏移量偏移量定位误差产生的一般规律和计算方法：定位误差产生的一般规律和计算方法：1)1)定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的场合定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的场合,如一批工件逐个按试切法加工，则不产生定位误差如一批工件逐个按试切法
36、加工，则不产生定位误差2)2)定位误差分两部分：定位误差分两部分：基准不重合误差；基准不重合误差；基准基准位移误差。在一个具体问题中，定位误差包括哪部位移误差。在一个具体问题中，定位误差包括哪部分要具体分析。分要具体分析。3)3)定位误差计算方法：定位误差计算方法：极限位置法极限位置法:画出工件定位时引起工序尺寸变化的画出工件定位时引起工序尺寸变化的两个极限位置两个极限位置,由几何关系由几何关系,找出工序基准的位置变化找出工序基准的位置变化量在量在工序尺寸方向上工序尺寸方向上的分量的分量,即为工序尺寸定位误差。即为工序尺寸定位误差。单项计算合成法单项计算合成法：根据定义，分别求基准不重合误：根
37、据定义，分别求基准不重合误差和基准位移误差，然后进行合成。差和基准位移误差，然后进行合成。例例2：求尺寸：求尺寸A、B的定位误差的定位误差 对尺寸对尺寸A A：显显然然jbjb的的大大小小应应等等于于定定位位基基准准与与工工序序基基准准不不重重合合而造成的加工尺寸的变动范围，即：而造成的加工尺寸的变动范围，即：jb=Amax-Amin=Smax-Smin=S S S是是定定位位基基准准E E与与工工序序基基准准F F间间的的距距离离尺尺寸寸。当当工工序序基基准准的的变变动动方方向向与与加加工工尺尺寸寸的的方方向向相相同同时时，bb就就等等于于定定位位基基准准与与工工序序基基准准间间尺尺寸寸的的
38、公公差差。jbjb=S S。对尺寸对尺寸B B，因定位基准与工序基准重合，故基准，因定位基准与工序基准重合，故基准不重合误差为零。不重合误差为零。l如果如果E E面与底面垂直，则面与底面垂直，则jyjy=0=0。（不垂直呢？）（不垂直呢？）例例3.3.如下图所示，用角度铣刀铣削斜面，求加工距如下图所示，用角度铣刀铣削斜面，求加工距离尺寸为离尺寸为390.04mm390.04mm的定位误差。的定位误差。解：定位基准与工序基解：定位基准与工序基准重合（为什么？），准重合（为什么？），故无基准不重合误差，故无基准不重合误差，基准位移误差为：基准位移误差为：Td/2sin45（方向：垂直）（方向：垂直
39、）在工序尺寸方向上在工序尺寸方向上jy=Tdcos30/2sin45定位误差定位误差d=jyTd/2sin45Tdcos30/2sin451.1.工件以平面定位工件以平面定位 jb是否存在决定是否存在决定于基准是否重合。于基准是否重合。jy是否存在取决是否存在取决于定位平面是否加于定位平面是否加工过，以及定位面工过，以及定位面与工序尺寸的方向与工序尺寸的方向是否一致？是否一致？（二）典型定位方式的定位（二）典型定位方式的定位误差计算误差计算如果，如果，E面与底面不面与底面不垂直则存在垂直则存在jy。例例 ：如下图所示，以：如下图所示，以A A 面（已加工表面）定面（已加工表面）定位加工位加工2
40、0H820H8孔，求加工尺寸孔，求加工尺寸400.1mm400.1mm的定的定位误差。位误差。因为定位基面为加工后的平因为定位基面为加工后的平面面jy=0mm.d=jb=0.15mm解解:工序基准工序基准B B与定位基准与定位基准A A不不重合，因此将产生基准不重重合，因此将产生基准不重合误差。合误差。jb=0.15mm？（？（为什么）为什么）定位基准偏移的定位基准偏移的方向有两种方向有两种：一是可以在任意方一是可以在任意方向上偏移，例如向上偏移，例如垂直放置；垂直放置；二是只能在某一方二是只能在某一方向上偏移，例如向上偏移，例如水平放置。水平放置。2.2.工件以圆孔在圆柱销上定位工件以圆孔在
41、圆柱销上定位 工工件件以以圆圆孔孔在在圆圆柱柱销销定定位位、其其定定位位基基准准为为孔的中心线，定位基面为内孔表面。孔的中心线，定位基面为内孔表面。(1)(1)心轴心轴 (或定位销或定位销)水平放置水平放置 2)心轴心轴(定位销定位销)垂直放置垂直放置 3.工件以外圆定位（只讨论工件以外圆定位（只讨论V形块定位）形块定位）(1)(1)以外圆轴线为工序基准以外圆轴线为工序基准 定位基准与工序基准定位基准与工序基准重合（轴线）。重合（轴线）。jbjb=0.=0.jyjy=?=?定位基面（外圆）存定位基面（外圆）存在误差在误差Td，因此引起，因此引起工序基准（轴线）的工序基准（轴线）的串动，即有串动
42、，即有jyjy.所以，所以，d=jy(2)(2)以外圆下母线为工序基准以外圆下母线为工序基准 定位基准定位基准:轴线轴线工序基准工序基准:外圆下母线外圆下母线基准不重合基准不重合.jb=-Td/2.？定位基面（外圆）存定位基面（外圆）存在误差在误差Td，因此引起，因此引起工序基准（轴线）的工序基准（轴线）的串动，故有串动，故有jy.？(3)(3)以外圆上母线为工序基准以外圆上母线为工序基准 定位基准定位基准:轴线轴线;工序基工序基准准:外圆下母线外圆下母线;基准不基准不重合重合.jb=+Td/2？.定位基面（外圆）存定位基面（外圆）存在误差在误差Td，因此引起，因此引起工序基准（轴线）的工序基
43、准（轴线）的串动，即串动，即jyjy.1、基准不重合误差与基准位移误差都是有方、基准不重合误差与基准位移误差都是有方向性的；向性的；2、从减小定位误差来考虑，以外圆下母线作、从减小定位误差来考虑，以外圆下母线作为工序基准效果最佳。为工序基准效果最佳。同样的定位方案，三种标注方式有不同的同样的定位方案，三种标注方式有不同的定位误差。由此我们可以明确以下两个问题：定位误差。由此我们可以明确以下两个问题：l以上三种定位方式（平面、孔、外圆），是以上三种定位方式（平面、孔、外圆），是最常用、最基础的定位方式，必须深刻理解、最常用、最基础的定位方式，必须深刻理解、熟练掌握。熟练掌握。4 4、工件以组合表
44、面定位时的定位误差（以一面、工件以组合表面定位时的定位误差（以一面两销定位系统为例）两销定位系统为例）加工加工M1、M2孔，保证尺寸孔，保证尺寸A、B、E、F，求定位误差，求定位误差l工序基准工序基准：孔：孔I的中心、孔的中心、孔I与与II的中心连线的中心连线l定位基准定位基准：与工序基准重合（定位平面不考虑）：与工序基准重合（定位平面不考虑）l定位误差定位误差：基准位移误差：基准位移误差(定位孔、销的制造误差所致）定位孔、销的制造误差所致）l1、定位点（孔定位点（孔I的中心）沿连心线方向的位移的中心）沿连心线方向的位移（影响尺寸（影响尺寸A、E）（称为纵向定位误差）：）（称为纵向定位误差）：
45、l属于工件以孔定位、轴线垂直放置的情况，故基准位属于工件以孔定位、轴线垂直放置的情况，故基准位移误差为：移误差为：l2、定位中心连线的转动位移定位中心连线的转动位移（影响尺寸（影响尺寸B、F）：）：l显然，显然，I孔、孔、II孔的轴线在垂直于连心线方向的两孔的轴线在垂直于连心线方向的两极限位置的距离分别为：极限位置的距离分别为：l对于对于M1孔而言，在尺寸孔而言，在尺寸B的方向上，连心线的最大的方向上，连心线的最大位移是：位移是：l对于对于M2孔而言，在尺寸孔而言，在尺寸F的方向上，连心线的最的方向上，连心线的最大位移是：大位移是：表表4-5（p103105）列出了常见定位方式的定）列出了常见
46、定位方式的定位误差计算式，设计定位系统时可直接选用。位误差计算式，设计定位系统时可直接选用。（要求会分析要求会分析）l思考：对一面两销定位系统，减小定位误差的措思考：对一面两销定位系统，减小定位误差的措施？施？l1、减小孔、销本身的尺寸误差，即提高制造精度；、减小孔、销本身的尺寸误差，即提高制造精度；l2、增大中心距，（公差通常取双边对称形式）。、增大中心距，（公差通常取双边对称形式）。l以上分析方法适用于各种组合表面定位系统的定以上分析方法适用于各种组合表面定位系统的定位误差分析。位误差分析。l例：表例：表4-5序号序号5、序号、序号6中的公式中的公式l序号序号5中的公式前面已经推导过中的公
47、式前面已经推导过l序号序号6中的公式如何求出？这些误差中的公式如何求出？这些误差属于属于基准不重合误差基准不重合误差还是基准位移误还是基准位移误差？差？l例：表例：表4-5序号序号9、序号、序号10中的公式中的公式l序号序号9中的公式前面已经推导过中的公式前面已经推导过l序号序号10中的公式如何求出？这些误差中的公式如何求出？这些误差属于属于基准不重合误差基准不重合误差还是还是基准位移误基准位移误差差？l例：表例：表4-5序号序号14中的公式中的公式l公式公式1（尺寸（尺寸A）：平面定位（基准不重合）：平面定位（基准不重合误差）误差）l公式公式2（尺寸（尺寸A1）：平面定位（基准不重）：平面定
48、位（基准不重合误差）合误差）l公式公式3（尺寸（尺寸A2）：平面定位（基准重合，）：平面定位（基准重合，无误差）无误差）l公式公式4（尺寸（尺寸B）：工件以孔在圆柱销中）：工件以孔在圆柱销中（削边销）定位（基准位移误差）（削边销）定位（基准位移误差）l公式公式5（尺寸（尺寸B1）：工件以孔在圆柱销中）：工件以孔在圆柱销中定位。基准不重合误差定位。基准不重合误差+基准位移误差基准位移误差常常见见定定位位方方式式的的定定位位误误差差常常见见定定位位方方式式的的定定位位误误差差常见定位方式的定位误差常见定位方式的定位误差（三）加工误差不等式（三）加工误差不等式 (1)(1)定位误差定位误差:工件定位
49、时工件定位时,由定位系统所产生的误差由定位系统所产生的误差d d。(2)(2)对刀误差对刀误差:如对刀和导向元件与定位元件间的位置误差、如对刀和导向元件与定位元件间的位置误差、定位元件与夹具安装基面间的位置误差等（定位元件与夹具安装基面间的位置误差等（dddd）。）。(3)(3)安装误差安装误差:夹具安装不准确而引起的误差夹具安装不准确而引起的误差a a 。(4)(4)其他误差其他误差:加工中其他原因引起的加工误差，如机床误差、加工中其他原因引起的加工误差，如机床误差、刀具误差、热变形及弹性变形引起的误差等刀具误差、热变形及弹性变形引起的误差等c c 。要求：要求：l夹具设计中，可将三部分误差
50、处理为各占三分之一夹具设计中，可将三部分误差处理为各占三分之一例题：圆盘形工件外径例题：圆盘形工件外径8080（0/-0.15)mm0/-0.15)mm，按尺寸按尺寸3030（0.07/-0.07)mm0.07/-0.07)mm，然后通过图，然后通过图2-92-9给出的定位元件定位加工内孔给出的定位元件定位加工内孔2020（0.045/0)mm0.045/0)mm。试计算孔加工后由于定。试计算孔加工后由于定位所产生的与外圆的同轴度误差。位所产生的与外圆的同轴度误差。解：工件的两个极限位置分别出现在外圆与平解：工件的两个极限位置分别出现在外圆与平面尺寸最大、最小时。分析时可这样考虑：设面尺寸最大