工件加工时定位和基准.

工件加工时定位和基准工件加工的装夹定位与夹紧工件的装夹方式工件的定位原理基准及其分类（1）定位：在进行机加工前，使工件在机床或夹具上，占据某一正确位置的过程。（2）夹紧：工件定位后，通过一定的机构给工件施以一定的力，避免工件因受切削力或重力等力的作用而改变原有的位置。注：夹紧力不是越大越好，夹紧力↑，工件形变↑，精度↓，夹具结构庞大。工件的装夹方式1.装夹：定位夹紧区分定位与夹紧2.装夹对机加工的影响①直接影响加工精度②影响生产率和劳动者的劳动强度3.工件的装夹方式(1)直接找正装夹(2)划线找正装夹(3)采用夹具装夹工件在机床上的应有位置，是通过一系列尝试而获得的。具体做法：用千分尺或划盘上的划针，以目测法校正工件位置，一边较正，一边找正。(1)直接找正装夹：工件中心线机床主轴中心线四爪卡盘直接找正装夹的特点：①缺点：装夹时费时，效率低，需凭经验操作，对工人技术要求高。②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。如：加工误差0.01～0.005mm，采用夹具加工难以达到。适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。(2)划线找正装夹对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工处划线，然后装上机床，工件在机床或夹具上位置按所划的线进行找正定位。划线找正装这种装夹方式是先按加工表面的要求在工件上划线，加工时在机床上按线找正以获得工件的正确位置。例如划线找正装夹特点：定位精度不高。定位误差来源：①划线误差②观察误差适用场合：生产批量小，毛坯精度低，以及大型工件等不适宜采用夹具的粗加工中。(3)采用夹具装夹夹具：是用来使加工对象，占有正确位置，以便接受施工，检测的装置。利用夹具进行加工，由于工件相对夹具的位置是一定的，而夹具与机床的位置关系预先调整好，这样，在切削一批零件时，不必再逐个找正定位，就能达到规定的技术要求。特点：采用夹具装夹是一种先进的装夹方式，既能保证质量，又能节省工时，对操作者的技能要求较低，特别适用于成批大量生产中。工件的定位原理六点定位原理用定位元件来代替约束点限制自由度完全定位和不完全定位欠定位和过定位六点定位原理任何刚体在空间都有六个自由度，它们分别是沿空间直角坐标系X、Y、Z轴方向的移动自由度(X、YZ)和绕三轴的转动自由度(X、Y、Z)。YYZXZXYXZ1、刚体的六个自由度是使工件在机床上(或夹具中)占有正确的位置，也就是使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置。2、工件定位之目的假定工件也是一个刚体，要使工件在机床上（或夹具中）完全定位，就必须限制它在空间的六个自由度。3、工件定位的实质若工件脱离定位支承点而失去了定位，这是由于工件还没有夹紧的缘故。因此，定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧才使它不能移动和转动，把工件保持在一个正确的位置，所以定位与夹紧是两个概念，决不能混淆。4、定位与夹紧用六个点(实际上相当于支承点的定位元件)与工件接触，每个固定点限制工件的一个自由度，这样图中刚体的六个自由度完全限制了。4、六个自由度的消除与六点定位原则不能移动，也不能转动，刚体在空间的位置是确定的。由此可见，要使工件完全定位就必须限定工件在空间的六个自由度，这一定律就称为六点定位原则。六个支承点完全限制了刚体的六个自由度，工件既六点定位原理六点定位原理是指用六个适当分布支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。六点定位原理的两点说明一、六点支承点必须适当分布三个支承点在一直线上，没有限制三个自由度六点定位原理的两点说明二、关于定位方向的确定在外力作用下，与基准紧密结触我们认为工件在某个方向的自由度被限制了，就是在该方向上有了正确的位置，并不表示在受到脱离支承点的外力的作用下也不运动用定位元件来代替约束点限制自由度平面定位：支承钉支承板孔定位：定位销定位心轴三爪卡盘，弹簧夹头外圆定位：V形块定位套筒及剖分套筒三爪卡盘，弹簧夹头完全定位：全部限定工件的六个自由度。不完全定位：至少有一个自由度未被限制。是否所有的工件加工时在夹具中都必须完全定位呢？不一定。究竟应该限制哪几个自由度，根据零件的具体加工要求来定。因我们讨论的是调整法定程切削加工，即刀具或工作台的行程调整至规定的距离为止，这样，在哪一个方向上有尺寸要求，就必须限制与此尺寸方向有关的自由度，否则用定程切削，就得不到该工序所要求的加工尺寸。5、完全定位和不完全定位不完全定位（部分定位）应该限制:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度举一反三考考你应该限制:Z方向的移动自由度X、Y的转动自由度ZXZYXYXYZYXYXYZXZYXZXZzyxxzzZ(a)(b)(c)图（a）中，工件上铣键槽，在沿x,y,z三个轴的移动和转动方向上都有尺寸要求，所以加工时必须将全部六个自由度限制。图（b）为工件上铣台阶面，只要限制五个自由度就够了;图（c）为工件铣上平面，它只需保持高度尺寸z，只要在工件底面上限制三个自由度就已足够，这也是不完全定位。注：不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可以，但增加了夹具的复杂程序。在机械加工中，一般为了简化夹具的定位元件结构，只要对影响本工序的加工尺寸的自由度加以限制即可。6、过定位与欠定位①欠定位：加工中，工件定位点数少于应限制的自由度数。会产生不良后果。②过定位：工件的某个自由度被限制两次以上。2.过定位是否允许?一般来说过定位将使工件定位不确定，夹紧后会使工件或定位元件产生变形。1.分析：工件的定位支承点少于应限制的自由度数时，会造成什么后果？结果：应限制了自由度来被限制，导致加工时达不到要求的加工精度。定位情况：①销：限制了XY(移动）XY(转动）四个自由②支承板：限制Z(移动)XY(转动)三个自由度③挡销：限制Z(转动)结果：XY重复限制连杆的过定位后果：当工件定位孔与端面垂直度误差较大，而且孔与长销的间隙又很小时：①若长销刚度好，工件被压歪，连杆变形；②若长销刚度不足时，长销被夹歪。两种情况均会引起加工的左孔的位置精度，使连杆大小头孔轴线不能平行。某些情况下过定位是允许的四点配作:增强工件定位的稳定性短销限制:Y、Z方向的移动自由度端面限制:X方向的移动自由度Y、Z的转动自由度大平面限制:Z方向的移动自由度Y、X的转动自由度HH1,工件无法装入HH1,工件底面无法与夹具底座贴合注：精加工中以一个精确平面代替三个支承点，刚度好，振动小，有利于提高精度。因此：过定位一般不允许，有时，若合理采用过定位，不仅不会影响零件的加工，反而有利于提高加工精度。六点定位中，支承点布置不合理也将产生过定位或欠定位。如：三支承点在一条线上，欠定位。二支承点转90°，既过，又欠定位。思考：①不完全定位就是欠定位?②过定位不一定是完全定位?③多于六个定位点的定位一定是过定位?1)方法问题：①根据工序加工技术要求和工件形状的特点，确定应限制那些自由度（如）。②分析时也可反过来分析哪几个自由度可不必限制，剩下的就是要限制的了。(2)过定位有时是允许的，而欠定位决不允许，欠定位的后果只导致加工时达不到加工精度。过定位优点：使定位可能更为可靠，如冰箱有四个支承点。缺点：易使工件的定位精度受影响，使工件或夹具夹紧后产生变形。7、应用六点定位原则应注意的问题由工件加工要求确定工件应限制的自由度数应该自由度数应该限制:Y、Z方向的移动自由度X、Y、Z的转动自由度举一反三考考你应该限制:X、Y、Z方向的移动自由度X、Y、Z的转动自由度返回(3)过定位一般会造成如下不良影响:a.使接触点不稳定，增加了同批工件在夹具中位置不同一性b.增加了工件和夹具的夹紧变形c.导致部分工件不能顺利与定位元件定位d.干扰了设计意图的实现因此，大多情况下，应避免过定位过定位常出现在精中工工序中。(4)必须结合定位基质面和定位无件的接触情况来分析、建立相对概念。1212Q8、定位符号的表示方法把定位元件抽象地转化为相应的定位支承点，分析其限制工件在空间的自由度时应搞清以下几个概念：1、不使工件在外力作用下脱离支承点而失去定位定位不考虑力的影响，工件在某一坐标方向上的自由度被限制，是指工件定位后在该坐标方向上有确定的位置，而不是指工件在受到使工件脱离支承点的外力时不能运动；2、反过来讲，夹紧不等于定位随意夹紧好的工件，不能动，但它的位置是不确定的；3、六点定位原则也适用于其它形状的工件，只是定位点的分布形式有所不同（例如）；4、定位与定位误差的关系定位：解决的是定与不定的问题定位误差：解决的才是定位精度的问题。基准及其分类用来确定生产对象(工件)上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做基准。设计基准在设计图样上所采用的基准。工艺基准在工艺过程中所采用的基准。(1)定位基准在加工中用作定位的基准(2)测量基准测量工件时所采用的基准(3)装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准(4)工序基准在工序图上，为了标注本工序加工面的尺寸、形状和位置，采用的基准一、设计基准：零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。一个零件可以有一个或几个设计基准。二、工艺基准：零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准包括：工序基准定位基准测量基准装配基准1、工序基准：在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基准称为工序基准。工序基准可以采用工件上的实际点、线、面，也可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。例：2、定位基准：工件在机床或夹具中进行加工时，用于定位的基准称为定位基准。3、测量基准：在测量时所用的基准，称为测量基准。4、装配基准：机器装配时，用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准，称为装配基准。