02讲 工件定位的基本原理ppt课件

第二章工件在夹具中的定位,1,2.1概述,1、定位的概念,本门课程研究的是专用夹具，所以定位专门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具中的定位。,定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、“正确”加工位置的过程。,2,2、基准的概念,基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计人员确定。工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。,3,查找：首先找到加工面，确定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基准。见图2.1所示键槽为加工面，h、L、b为三个方向的工序尺寸，三个方向上的中心线为工序基准。工序基准由工艺人员确定。,图2.1加工键槽的工序图,图2.1加工键槽的工序图工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。,4,定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。由工艺人员确定，是工序图上标“”所示的基准。,5,（5）对刀基准：确定刀具相对夹具(工件)位置的基准，一般选与定位基准重合的定位元件上的要素。（6）测量基准（7）装配基准,6,3、定位付：把定位基面和定位元件工作面合称定位付，二者重合，称定位付设计、制造准确。,7,2.2工件定位的基本原理,8,一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标系中分别为3个平移运动和3个转动。习惯上，把上述6个独立运动称作六个自由度。,1）六点定位原理,9,支承钉,在实际应用中，常把接触面积很小的支承钉看作是约束点,10,六点定位原理：一个物体在空间可以有六个独立的运动，若采用6个按一定规则布置的约束点，就可以限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。,11,定位元件的种类：支承钉；支承板，长销，短销，长V形块，短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，浮动锥销等。注意：定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关长短关系、大小关系、数量关系、组合关系,2）工件的实际定位,12,13,14,15,16,17,18,根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，需要6个根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称作完全定位根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度的定位。称作不完全定位。,3）完全定位和不完全定位,19,X，Z方向移动自由度,X，Z方向转动自由度（轴上通铣键槽）,图2.1为轴上通铣键槽,4）举例,20,X,Y方向转动自由度,Z方向移动自由度,图2.2为长方体上通铣平面,21,图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求，试确定定位方案,保证槽的上下位置要求：必须限制,保证槽的左右位置要求：必须限制,槽宽由定尺寸刀具保证,综合结果：必须限制五个自由度,22,用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度,见图2.3(b)在与机床工作台面平行的坐标面上“合理”布置三个支承钉与工件底面接触，限制了，在与机床进给方向平行的坐标面上“合理”布置两个支承钉与工件侧面接触，限制了，综合结果：限制了。,图2.3铣槽定位分析,23,X,Y,Z方向移动自由度X,Y,Z方向转动自由度（长方体上铣不通槽）,图2.4长方体上铣不通槽,24,a)Z方向移动自由度（球体铣平面）b)x,y方向移动自由度（球体钻通孔）,图2.5球体铣平面和球体钻通孔,25,注意：有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力或为了保证一批工件的进给长度一致，常常对无位置尺寸要求的自由度也加以限制。,26,下图2.6在工件上磨平面，保证h和平行度，理限为：，现把工件放在磨床磁性工作台面上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分析实际仍然限制了三个自由度：。,27,注意问题,1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作用。,2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力影响，即要分清定位和夹紧的区别。,28,5）从上面几例分析总结可知：工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用定位元件限制工件自由度的方法来分析；工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加工要求确定；一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其量6；各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见下面相关内容分析)；限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置一致。,29,6）定位中存在问题,欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。实际不允许发生。,图2.7加工槽，有尺寸A和B的要求,30,过定位(重复定位)：工件定位时，几个定位元件重复限制工件同一自由度的定位。如下2.7图，位于同一平面内的四个定位支承钉限制了三个自由度。,不允许：如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工、但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。允许：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。,31,过定位例,32,过定位例,33,过定位例,球面垫圈,34,7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从上面几例分析知，一般情况下：保证一个方向上的加工尺寸需要限制1-3个自由度：保证二个方向上的加工尺寸需要限制4-5个自由度：保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在圆柱上铣平面需限制2个自由度。,35,8）定位元件的合理布置,要求：定位元件的布置应有利于提高定位精度和定位的稳定性。,布置原则,一平面上布置的三个定位支承钉应相互远离，且不能共线；窄长面上布置的二个定位支承钉应相互远离，且连线不能垂直三个定位支承钉所在平面；防转支承钉应远离回转中心布置；承受切削力的定位支承钉应布置在正对切削力方向的平面上；工件重心应落在定位元件形成的稳定区或内。,36,本节重