第二节工件的定位

第二节工件的定位第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一一、工件定位的基本原理1．定位基准的基本概念定位基准是指加工中用作定位的基准工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．自由度的概念所谓自由度，即空间位置的不确定性一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：三个位移自由度和三个旋转自由度。第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一3．六点定位原则定位的实质：就是限制自由度。工件的六个自由度如果都加以限制了，工件在空间的位置就完全被确定下来了。通常，一个支承点限制工件的一个自由度。第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一六点定位法则使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定的方法称为六点定位法则。矩形工件定位第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一说明定位支承点是定位元件抽象而来的定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自由度的作用分析定位支承点的作用不考虑力的影响圆柱形工件定位第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一4．定位中的几种情况完全定位：指不重复地限制了工件的六个自由度的定位不完全定位：指根据工件的加工要求，有时并不需要限制工件的全部自由度的定位方式欠定位：指根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位过定位：指夹具上两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一不完全定位示例过定位及其消除示例第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一工件定位中的过定位问题

通常自由度限制大于3，小于、等于6

被限制的自由度个数大于6的现象称为过定位过定位的不良后果：使接触点不稳定，增加了不同性；增加了夹紧变形；部分工件不能顺利与定位元件配合。第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一消除或减少过定位干涉的两种方法改变定位元件结构，使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用；提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。只有提出合理的附加条件，才允许采用过定位。第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一二、常用定位元件及选用1．对定位元件的基本要求足够的精度；较好的耐磨性；足够的强度和刚度；较好的工艺性；便于清除切屑。第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．常用定位元件所能限制的自由度

常用定位元件可按工件典型定位基准面分为用于平面定位的用于外圆柱面定位的用于孔定位的常用定位元件所能限制的自由度见表4-1第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一3．常用定位元件的选用

工件以平面定位面积较小的基准平面选用支承钉面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一支承钉可调支承第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一支承板第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一自位支承第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一辅助支承提高工件的刚度和稳定性辅助支承起预定位作用第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一辅助支承的类型第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一工件以外圆柱定位当工件对称度要求较高时，选用V形块当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或半圆形定位座第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一V形块半圆定位座第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一工件以内孔定位工件上定位内孔较小时，常选定位销在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一圆锥定位销圆柱心轴第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一三、定位误差分析工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，用ΔD表示。在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一般限定定位误差不超过工件加工公差T的1/5～1/3，即

ΔD≤(1/5～1/3)T

第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一1．产生定位误差的原因基准位移误差ΔY定位基准发生位移产生定位误差由于定位副的制造误差或定位副配合间隙所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用ΔY表示第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一基准位移产生的定位误差ΔY＝H2-H1=（δD+δd+Xmin）/2第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一用圆柱心轴、圆柱定位销中心定位用定位套定位用V形块定心定位ΔY＝δd/2·Sin(α/2)当α=90º时，V形块的ΔY：

ΔY＝0.707δd第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一用平面支承定位第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合产生定位误差

由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差,用ΔB表示尺寸定位误差ΔD=ΔY+ΔB第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一ΔB＝H2-H1=（d1max-

d1min）/2基准不重合产生的定位误差第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一2．定位误差的计算计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情况,确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一例1：用单角度铣刀铣削斜面，求加工尺寸为39±0.04mm的定位误差。求得：

ΔD=ΔY=0.014mm

（参见教材）第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一例2：如图，以B面定位，铣工件上台阶面C，求保证尺寸20±0.015mm的定位误差。求得：方案a：ΔD=ΔB=0.28mm

方案b：ΔD=0（参见教材）第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一例3：如图，ΔB≠0，ΔY≠0时的定位误差

ΔD=ΔB+ΔY第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一3．组合表面定位及其误差分析常见的组合方式有：一个孔及其端面一根轴及其端面一个平面及其上的两个圆孔第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期一生产中最常见的“一面两孔”定位“一面两孔”定位的特点：容易实现基准统一；位置精度高；存在过定位现象（支承平面限制三个自由度，每根短销限制两个自由度）第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期一

A.

两圆柱销一支承板定位方式第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期一两圆柱销定位时工件顺利装卸的条件第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期一销、孔安装时，必须有一定的间隙，此时

dmax=Dmin–Xmind—轴径；D—孔径；X—间隙第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期一第二定位销装入的条件(1)当孔径、销径为：D1min、D2min、d1max、d2max

孔间距最小、销间距最大：(L–LD)、(L+Ld)第一销孔中心到第二孔径的最大距离为：L–LD+D2min/2=L+Ld+d2max/2+X2min/2即：d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)当孔径、销径为：D1min、D2min、d1max、d2max

孔间距最大、销间距最小：(L+LD)、(L–Ld)第一销孔中心到第二孔径的最小距离为：L+LD–D2min/2=L–Ld–d2max/2–X2min/2即：d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)由此可知，只要将定位销的直径缩小到：

d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)即可第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期一实际定位时上述两种极限情况的机会是很少的，因此通常第二定位销孔不预留间隙，即X2min=0；此外，第一定位销、孔的最小配合间隙起补偿中心距偏差的作用。于是得到：d2max=D2min–2(LD+Ld–X1min/2)或：X2min=2(LD+Ld–X1min/2)第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期一B.

一圆柱销一削边销及一支承板的定位方式(1)削边销的形成第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期一为了保证销的强度，通常使用菱形销。图a用于直径很小时图b用于直径为3~50mm时图c用于大于50mm时第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期一(2)削边