第二章 工件在夹具中的定位.doc

第二章工件在夹具中的定位

§2.1概述

1．定位的概念
本门课研究的是专用夹具，定位就专门研究工件在专用夹具中的定位，而专用夹具加工的是一批工件，所以定位就专门研究一批工件在专用夹具中的定位。
由工艺课中所讲定位的概念来分析：
定位：工件加工前，在机床或夹具中占据某一正确加工位置的过程。
↓
工件加工前，在夹具中占据某一正确加工位置的过程。
↓
指一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。
↓一致在坐标系中就是确定
定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、“正确”加工位置的过程。
怎样才算“确定”、“正确”，是本章要讲的主要内容。
2．基准的概念
⑴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)。
⑵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。
图2.1加工键槽的工序图
⑶工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。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、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。
⑷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。定位基准由工艺人员确定，是工序图上标“”所示的基准（定位基准的标注形式见附表1）。
(5)对刀基准：确定刀具相对夹具（工件）位置的夹具上的基准，一般选与工件定位基准重合的夹具定位元件上的要素为对刀基准。
3．工件尺寸精度获得的方法
⑴试切法：试切→测量→调刀，反复进行，达到要求，工件单件加工时用。
⑵定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。
⑶调整法：事先调整好刀具与工件(夹具)的相对位置，在加工一批工件过程中，刀具位置不图2.2工件自由度
变。本门课中涉及尺寸精度获得的方法一般视为调整法。
⑷自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，达到尺寸精度的方法。
4．工件的自由度：工件空间位置不确定性的数目。见图2.2所示，工件有六个自由度，表示为：。
5、定位付：把工件定位基面(准)和夹具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，反之称设计、制造不准确。

§2.2工件定位的基本原理

1．定位基本原理
a)b)
图2.3铣槽定位分析

⑴举例
[例2.1]如图2.3所示在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求，试确定定位方案。
①分析满足加工要求必须限制的自由度，也称理论上应该限制的自由度，简称理限。
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。
②用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度。
在与机床工作台面平行的平面上“合理”布置三个支承钉与工件底面接触，限制了三个自由度，在与机床进给方向平行的平面上“合理”布置两个支承钉与工件侧面接触，限制了两个自由度，综合结果：限制了五个自由度。
[例2.2]如图2.4所示在工件上铣槽，保证槽在三个方向上的位置要求，试确定定位方案。
①分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限。
保证槽的上下位置要求：必须限制
图2.4铣槽定位分析

保证槽的左右位置要求：必须限制
保证槽的前后位置要求：必须限制
综合结果：必须限制六个自由度。
②用定位元件来限制理论上应该限制的自由度。
用长V形块与工件外圆面接触限制；
用定位支承钉与工件端面接触限制；
用定位销与工件槽面接触限制；
综合结果：限制了。
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，一旦脱离接触就失去限制自由度的作用。
图2.5磨平面定位分析
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。
[例2.3]如图2.5所示在工件上磨平面，保证h尺寸和平行度，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？分析的结果实际仍然限制了三个自由度：。

判断工件在某一方向的自由度是否被限制，唯一的标准是看同一批工件先后定位后，在该方向上的位置是否一致。
⑵定位基本原理
①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；
②工件定位时，应该限制的自由度数目，主要由工件工序加工要求确定；
③一般讲，工件定位所需限制自由度的数目≤6个；
④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)。
⑶确定：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。
2．工件定位的几种情况
⑴完全定位：工件的6个自由度全部被限制的定位，如图2.4所示。
⑵不完全定位：