车工工艺与技能训练（第三版）课件：工件的定位

工件的定位一、定位和基准的基本概念1.工件的定位使用夹具对工件进行加工时，必须按照加工工艺的要求先把工件放在夹具中，使工件在夹紧之前相对于机床和刀具有一个正确的确定位置，这个过程称为工件的定位。工件的定位是通过工件上的某些表面与夹具定位元件的接触来实现的。2.定位基准定位基准体现的是工件与夹具定位元件工作表面相接触的表面。当工件的定位基准确定后，工件上其他部分的位置也随之确定。工件定位时，作为基准的点和线往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。二、工件的定位原理1.六点定位规则任何工件在空间直角坐标系中，都可以沿ｘ、ｙ、ｚ这三个坐标轴移动，也可绕着这三个坐标轴转动。把沿ｘ、ｙ、ｚ坐标轴移动的自由度分别用表示，把沿着这三个坐标轴转动的自由度分别用表示。为使工件在夹具中有一个完全确定的位置，必须靠在夹具中适当分布的６个支撑点来限制工件的６个自由度，这就是６点定位规则。

2.工件定位的类型（1）完全定位

工件的６个自由度全部被限制，在夹具中只有唯一位置的定位称为完全定位。（2）不完全定位又称为部分定位，指根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，而工件应当限制的自由度都受到了限制。

（3）重复定位

工件的同一自由度同时被几个支撑点重复限制的定位称为重复定位。一夹一顶时的重复定位及改善措施ａ）重复定位ｂ）改善措施图ａ所示为用心轴定位１个套类工件，心轴的外圆相当于４个支撑点，限制了４个自由度。如果按图ｂ所示定位，由于增加了１个平面（台阶），限制３个自由度，所以对、是重复定位。由于工件的端面与孔的轴线有垂直度误差，夹紧时，心轴发生变形，影响了加工精度。为了改善重复定位，可采用以下几种措施：１）如果主要以孔定位，则平面与工件的接触面较小，使平面只限制1个自由度，如图ａ所示。２）如果心轴台阶面因装夹等原因不能减小，可使用球面垫圈作定位支撑。球面垫圈能自动定心，起浮动作用，相当于１个支撑点，限制工件的１个自由度，如图ｂ所示。３）如果工件主要以端面定位，则应把心轴的定位圆柱做得相对短些，使其只限制工件的和两个自由度，如图ｃ所示。（4）欠定位

工件定位时，定位元件实际所限制的自由度数目少于按加工要求所需要限制的自由度数目，使工件不能正确定位，称为欠定位。

欠定位不能保证加工要求，往往会产生废品，也不能保证生产的安全，因此绝对不允许欠定位。用卡盘装夹小轴ａ）夹持部分短ｂ）夹持部分长三、工件的定位方法和定位元件1.工件以平面定位

当工件以平面为定位基准时，由于工件的定位平面和定位元件支撑面不可能是绝对的理想平面，所以相互接触的只能是最突出的３个点，并且在一批工件中这３个点的位置无法预定。如果这３个点之间的距离很近，就会使工件定位不稳定。为了保证定位的稳定可靠，一般应采用３点定位的方法，并尽量增大支撑点之间的距离。如果工件定位基面经过精加工，平面度误差很小，也可适当增加定位元件的接触面积，以增加定位的刚度和稳定性。在用大平面定位时，应把定位平面的中间部分做成凹的，使工件定位基面的中间部分不与定位元件接触，这样既可减少定位基准的加工量，又可提高工件定位的稳定性。

工件以平面定位时的定位元件主要有支撑钉、支撑板、可调支撑和辅助支撑等。

（1）支撑钉

（2）支撑板装配后位置固定不变的定位元件称为固定支撑。支撑钉和支撑板都是固定支撑。

（3）可调支撑

由于支撑钉和支撑板的高度不可调整，在实际定位中会遇到一些困难，此时可采用可调支撑。可调支撑主要用于毛坯面的定位，尤其适用于尺寸变化较大的毛坯。

（4）辅助支撑

由于工件结构特点，使工件定位不稳定或工件局部刚度较差而容易变形，这时可在工件的适当部位设置辅助支撑。这种支撑在定位支撑对工件定位后才参与支撑，仅与工件适当接触，不起任何限制自由度的作用。下图所示为在滑动轴承座上车孔的夹具。由于工件以底面定位，其右端悬空，工件在加工时不稳定，所以采用辅助支撑。

2.工件以外圆定位

车削时，工件以外圆定位的情况很多，如台阶轴、曲轴及套类工件等的加工常以外圆定位。除通用夹具外，常用的定位元件有Ｖ形架、定位套和半圆弧定位套等。（1）在Ｖ形架中定位（2）在定位套中定位（3）在半圆弧定位套上定位常用定位套工件在半圆弧定位套上定位（4）圆锥定位夹具3.工件以内孔定位

工件以内孔定位在车削中应用广泛，如连杆、套筒、齿轮和盘盖等工件，常以加工好的内孔作为定位基准定位。用这种方法定位，不仅装夹方便，而且能很好地保证内、外圆表面的同轴度。工件以内孔定位时，其定位元件主要有定位销、定位心轴及定心夹紧装置。固定式定位销通过过盈配合与夹具体连接，其定位精度较高。可换式定位销的夹具体中压有衬套，衬套与定位销为间隙配合，定位销下端用螺母锁紧，其优点是更换方便，但由于存在装配间隙，因而影响定位销的位置精度。定位销的头部有１５°的倒角，以方便工件的顺利装入。（1）定位销

定位销常用于圆柱孔的定位，是组合定位中常用的定位元件之一。定位销分为固定式和可换式两类。定位销能限制工件的两个自由度。

定位销

ａ）固定式（Ｄ为3～10ｍｍ）ｂ）固定式（Ｄ10～18ｍｍ）ｃ）固定式（Ｄ为18ｍｍ）ｄ）可换式１—螺母２—可换式定位销３—衬套

（2）定位心轴

在加工齿轮、轴套、轮盘等工件时，为了保证外圆轴线和内孔轴线的同轴度要求，常以心轴定位加工外圆和端面。工件的圆柱孔常用间隙配合心轴、过盈配合心轴等定位。

圆柱心轴

ａ）间隙配合心轴ｂ）过盈配合心轴

１—传动部分２—工作部分３—引导部分

对于圆锥孔、螺纹孔、花键孔则分别用圆锥心轴、螺纹心轴和花键心轴定位。

圆锥心轴

ａ）普通圆锥心轴ｂ）带螺母的圆锥心轴螺纹心轴

ａ）简易螺纹心轴ｂ）带螺母的螺纹心轴花键心轴

ａ）普通花键