机设学习课件-机械制造工艺学

机械制造工艺学授课老师：电邮话：箱：

第一章绪论第一节制造与制造系统第二节生产过程、工艺过程与工艺系统第三节生产类型与工艺特点第四节工件加工时的定位和基准第四节定位与基准本节内容二、工件的定位三、基准度，六点定位原则，实际定位，定位分析方法工件定位中的几种情况：过与欠，完全与不完全设计基准，工艺基准一、工件装夹直接找正安装，划线找正装夹，夹具中装夹是在分析多个表面定位情况下各表面限制的

度时，分清主次定位面很重要。 工件在两顶尖上的定位，应首先确定前顶尖限制的

度，他们

。然后再分析后顶尖限制的 度。此时，应与前顶尖一起综合考虑，可以确定其限制的 度是课堂作业补充：定位方法及定位元件定位方案的确定1工件在夹具中定位时，起定位支承点作用的是一定形状的定位元件；2必须根据工件定位所需限制的

度数目和工件的结构，合理选择定位元件；3当一个定位元件所提供的支承点不能满足定位要求时，则必须考虑多个定位元件的合理搭配，使之既能满足定位要求，又不能过定位，而且结构应简单、工艺性好。设计定位元件时，应满足以下基本要求：较高的制造精度足够的强度和刚度较好的工艺性便于清除切屑1、定位方式根据平面所限制度的数目分为三种：主要支承面导向支承面止推支承面限制工件的三个

度的定位平面，常用于精度比较高的工件定位表面。限制工件的两个

度的定位平面，常做成窄长面。限制一个

度的平面，为了确保定位准确，往往将平面面积作的尽可能小。（一）工件以平面定位2、定位元件常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。（1）标准固定支撑钉

支撑高度不变A型：较小精基准平面定位用；

B型：水平面粗基准定位用；

C型：侧平面粗基准定位用。（2）标准可调支撑钉支撑高度可调工件从轻到重适用于毛坯分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位。（3）标准固定支撑板A型：侧平面精基准定位用；

B型：水平面精基准定位用。小平面限制一个窄长平面限制两个大平面限制三个度；度；度。常用的定位元件有圆柱销和各种心轴；定位基准为孔的中心线。圆柱定位销（二）工件以孔定位长销限制4个

度；短销限制2个度。L/d<0.5视为短；L/d>1.2视为长。短销可理解为一条圆母线接触；长销可理解为相距较远的两条圆母线接触。圆柱心轴常用的定位元件有V形架、圆孔、半圆孔、圆锥孔等；定位基准为外圆中心线。（三）工件以外圆柱面定位(a)较长精基准(c)阶梯轴定位用(b)较长粗基准

(d)较长、较重工件短接触限制2个长接触限制4个度；度。固定V形块183、工件定位中的几种情况（1）完全定位与不完全定位度均被限制，称为完全定位。度中有1个或几个 度未被限制，称为不完全工件的6个工件6个定位。根据工件加工时被加工面的尺寸和形位要求，有的需要限制6个

度，有的不需要将6个

度均限制住,这都是合理的。1）完全定位指工件的六个

度全部被限制。槽有深度要求，故要限制1个自由度；（Z移动）槽底要与其工件底面平行，故要限制2个度；（

X、Y转动）槽有宽度，并要对中，故要限制2个度；（X移动，Z转动）不通槽有一定长度，故要限制1个度；（Y移动）因此一共要限制6个度，是为完全定位。3、工件定位中的几种情况2）不完全定位度。根据加工要求，并不需要限制工件的全部不完全定位是合理的。不完全定位主要有两种情况：①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的 度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。②工件加工要求不需要限制某一个或某几个度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制3个度就够了。202）不完全定位在车

加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。工件在平面磨采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，故只用三点定位。应当

：有些加工虽然按加工要求不需要限制某些

度，但从承受夹紧力、切削力、加工调整方面等角度考虑，可以多限制一些是必要的，也是合理的，称之为附加度，这度。在一个球形工件上加工一个平面，从定位分析只需限制1个度。但为了加工装卡方便，易于对刀和控制加工行程等，可限制2个

度，甚至可限制3个

度。图1-20

附加度的限制练习：下面哪个属于完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）图工件应限制的度3）欠定位根据工件的加工（尺寸、形状、位置）要求，应该限制的度没有完全被限制，无法保证加工要求，欠定位是绝对不允许的。工件的加工要求:在长方形块上加工高A宽B的台阶，要求平行度。分析：保证A、B尺寸，需要限制X、Z移动保证两个平行度，需要限制X、Y、Z的转动分析：图a中只限制了3个

度，不能保证尺寸B及其侧面与工作右侧面的平行度，为欠定位。图b所示，增加一个条形支承板，增加限制2个度

，限制5个

度。图

欠定位示例ZYXa）b）B值得

是：不完全定位时不一定就是欠定位，即所限制的自由度少于6个时不一定会产生欠定位，不完全定位时应注意可能会有欠定位，要判别应限制的

度是否已被限制。4）过定位工件某一个

度（或某几个上）约束点约束，称为过定位。度）被两个（或两个以大端平面与长销组合产生的过定位改进：1大端面短销小端面长销2过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位

确，或定位不稳定，或发生定位

等。过定位的示例分析29过定位的示例分析30过定位的示例分析31过定位的示例分析32原因：过定位引起夹紧变形过定位处理分析改短销度没有欠定位——应该消除的消除，不允许。过定位——几个支承点重复限制某个度，一般不允许，应用是有条件的。欠定位与过定位正确配置支承点正确处理过定位提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度；改变定位元件的结构。一般按三、二、一布置。主要定位表面受力面积越大越好。从分析思

来看，有正向分析法和逆向分析法，即既可以从限制了哪些

度的角度来分析，也可以从哪些

度未被限制的角度来分析，前者可谓正向分析法，后者可谓逆向分析法。两种方法均可应用。在分析欠定位时，可能用逆向分析法更好些。从分析步骤上来看，有总体分析法和分件分析法。4、定位分析方法（1）总体分析法

:总体分析法是从工件定位的总体来分析限制了哪些

度。图1-25所示是在正方体工件上加工一个不通槽,分析其定位情况就可发现其只限制了5个

度,但从加工面的尺寸、形状和位置来看,应限制6个

度，因此可肯定为不完全定位。槽在X方向的位置尚需限制其自由度，因此为欠定位。所以总体分析法易于判别是否存在欠定位。4、定位分析方法分件分析法：分别从各个定位面的所受约束来分析所限制的

度。分析图1-25的定位情况，可知矩形支承板1限制了3个

度，左边的条形支承板2右侧面限制了、2个

度，右边的条形支承板3左侧面又限制了2个

度，因此在该两个

度上有重复定位，为过定位。可知分件分析法易于判别是否有过定位。4、定位分析方法404、定位分析方法定位分析方法总体分析法：分析工件实际限制的被限制，欠定位）。分件分析法：分析各定位元件实际限制的

度（图1-25，矩形支承板限度（图1-25，未度制3个支承板1限制2个，条形度度，条形支承板2同样限制2个

，过定位）。总体分析法易于判断有无欠定位；分件分析法易于判断是否存在过定位。根据加工面的尺寸、形状和位置要求确定所需限制的度。在定位方案中，利用总体分析法和分件分析法来分析是否有欠定位和过定位，分析中应注意定位的组合关系，若有过定位，应分析其是否允许。从承受切削力、夹紧力、重力，以及为装夹方便、易于加工尺寸调整等角度考虑，在不完全定位中是否应有附加

度的限制。定位分析方法注意事项题分析图示定位方案：①各方案限制的

度；②有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。42434445三、基准基准确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。基准分类（图1-26）46基准设计基准设计图上用来标定其它点、线、面位置的点、线、面工艺基准加工过程中所采用的基准工序基准工序图上用来确定本工序加工表

面的尺寸和位置时所依据的基准。定位基准加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所依据的基准。装配基准在机器装配时，确定零件在部件或产品中的位置时所依据的基准。测量基准47在测量工件已加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。1、设计基准设计基准根据零件在装配结构中的装配关系和零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（含角度）的起始位置（点、线或面），称为设计基准。例48492、工艺基准工艺基准在工艺过程中采用的基准。又可分为工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。尽可能用设计基准作工序基准。所选工序基准尽可能用于工件的定位和工序尺寸检查。工序基准（OperationDatum）——工序图使用的基准。定位基准（Location

Datum）——加工中用作定位的基准。粗基准—— 机械加工的表面作为定位基准