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1、1.4 1.4 工件的定位工件的定位 教学重点： 掌握定位基准的概念及分类； 掌握工件定位的基本原理； 掌握常用定位原件所能限制的自由度； 掌握定位基准的选择原则。 教学难点： 常用定位元件所能限制的自由度； 定位基准的选择原则。 形位公差形位公差 平行度 垂直度 对称度 同轴度 径向圆跳动度 1.4.1 基准的概念及其分类 设计基准 工艺基准：定位基准、测量基准、 装配基准、工序基准 1.4.2工件的定位方法 直接定位法 划线定位法 在夹具上定位 1.4.3 工件定位的基本原理 1. 六点定位原则 工件定位的实质，就是使工件在夹具中占有某一个 正确的加工位置。一个空间处于自由状态的刚体，具
2、有六个自由度。要使工件在夹具中占有正确的位置， 就是要对工件的 六个自由度加以 必要的限制即约束。 夹具用一个支承点限制工件的一个自由度，用合 理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件 在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。 2.工件的定位方式 （1）完全定位： 工件的六个支承点全部被限制， 工件在空间占有完全确定的惟一位置，称完 全定位。 （2）不完全定位： 有些工件，根据加工要求，并 不需要限制其全部自由度。 （3）欠定位： 工件的实际定位所限制的自由度数 少于按其加工要求所必须限制的自由度数目 。欠定位的结果将会导致工件应该被限制的 自由度不被限制的不合理现象，在夹具中的 位
3、置不能满足加工要求。 不完全定位例子： 为保证槽底面与A面的平行度和尺寸mm两项加工要求， 必须限制 、 、 三个自由度;为保证槽侧面与B面的平行 度及尺寸300.1 mm两项加工要求，必须限制 两个 自由度;至于 ，从加工要求的角度看， 可以不限制 图2 -9 加工零件通槽工序图 过定位（重复定位）：是指定位时几个 定位支承点重复限制工件的同 一个自由度 。 图2 -11 工件过定位及改进措施 3.3.正确处理重复定位正确处理重复定位 1.改变定位装置结构 2.提高工件定位基准之间 与定位元件之间的位置精度 1.4.4、常用的定位方式和定位元件 1、工件以平面定位 定位元件支承 起 定 位
4、作 用 的 支 承 固定支承、可调支承、浮动支承 不 起 定 位 作 用 的 支 承 辅 助 支 承 固定支承限制的自由度 点1、线2、面3 固 定 支 承 用于侧面定位 支承钉 (GB222680) 用于粗基准定位用于精基准定位 限制的自由度数 点1、线2、面3 用于侧面或顶面定位 支 承 板 (GB223680) 有下凹斜槽,用于底面定位 可调支承 主要 定位表面不规则或毛坯 尺寸变化较大的粗基准 应用 定位，也用于成组夹具 可调支承一般仅对 一批工件调整一次 可 调 支 承 应 用 实 例 以顶面A（毛坯面）定位加工B面，再以B面定位镗孔 ，采用可调支承可根据一批毛坯的实际偏差情况，调
5、节支承点的位置，以解决镗孔的余量均匀问题。 B 可调支承 A 采用可调支承可使夹具适应不 同尺寸工件加工的定位要求 可 调 支 承 应 用 实 例 自位支承（浮 动支承） (a ) (c) (b ) 工 作 原 理 根据工件定位面的变化自动调整 支承点与定位面的接触位置 作 用 增加支承接触点数 增大支承接触面积 避免过定位的产生 一般只限制一个自由度 （相当一点定位） 使 用 于 毛坯表面、断续表面 或阶梯面(图a、b) 有基准角度误差的平面(c) 自位支承的工作原理及定位情况自位支承的工作原理及定位情况 几 种 自 位 支 承 的 实 例 球 面 三 点 式 二点浮动式 杠 杆 二 点 式
6、 辅助支承 作 提高工件的定位刚度和稳定性，减 用 小工件的装夹受力变形及加工振动 工作 工件定位完成后再使辅助支承与工件 原理 表面接触；辅助支承必须逐件调整。 提高定位稳定性 提高工件安装刚度 辅助支承 的应用 辅助支承 不 起 定位作用 2.2.工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 菱形销 定 位 销 固定定位销 GB220380 可换定位销 GB220480 定心夹紧心轴 举 例 心 轴 定 位 过盈心轴小锥度心轴间隙心轴 固定锥销 活动锥销 用于 粗基准 用于 精基准 圆 锥 销 3、工件以外圆表面定位 定位形式定位元件限制的自由度 支承定位 V形块长4短2 定 心 圆柱套长4短2 定
7、位 圆锥套三点定位 外圆定心 夹紧机构 长4短2 V 形 块 特 点 对 中 性 好; 可用于非完整 外圆表面定位 主要参数: 夹角 标准: 90(GB220880) 非标准: 60 ，120 V形块的常用形式 活动V形块 按接触线长短分析圆柱体 在V形块上的定位 定 位 套 圆柱套筒 圆锥套筒 半圆套筒 L+ k Lk L+x Lx B 1、当两孔中心距最大，而两销的中心距最小时的干涉 2、当两孔中心距最小，而两销的中心距最大时的干涉 一面两销定位时的削边销 工件定位孔 夹具定位销 B 1.4.5 1.4.5 定位基准的选择定位基准的选择 1. 粗基准的选择 (1) 以不加工表面作粗基准。
8、1.4.5 1.4.5 定位基准的选择定位基准的选择 (2) 合理分配加工余量 重要加工面微粗基准 保证足够加工余量 1.4.5 1.4.5 定位基准的选择定位基准的选择 (3) 粗基准应尽量避免重复使用。 (4) 以质量较好的毛坯作为粗基准。 2. 精基准的选择 (1) 基准重合原则 设计基准为定位基准。 2. 精基准的选择 (1) 基准重合原则 设计基准为定位基准。 (2) 基准统一原则 采用同一组基准来加工工件的 多个表面。 (3) 自为基准原则 以加工表面本身作为定位基准 称为自为基准原则。 (4) 互为基准原则 用两个表面互相作为基准，反 复进行加工，以保证位置精度要求。 2.5 2
9、.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 教学重点： 掌握常用加工方法的经济精度和经济表面粗糙 度； 掌握加工阶段划分的方法和意义； 掌握工序集中和工序分散的特点； 掌握安排加工顺序应考虑的因素。 教学难点： 合理安排加工方法和加工顺序 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 表2-9外圆柱面加工方法 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 表2-10 孔加工方法 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 续表2-10孔加工方法 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 表2-11平面加工方法 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2. 工件材料的性质 各种加工方法对工件
10、材料及其热处理状态有不同的适用性。 3. 工件的形状和尺寸 工件的形状和加工表面的尺寸大小不同，采用的加工方法和加工方案往往 不同。 4. 生产类型、生产率和经济性 各种加工方法的生产率有很大的差异，经济性也各不相同。 5. 加工表面的特殊要求 有些加工表面可能会有一些特殊要求，如表面切削纹路方向的要 求。选择加工方法时应考虑加工表面的特殊要求。 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2.5.2 加工阶段的划分 1.各加工阶段的主要任务 粗加工阶段 主要任务是尽快从毛坯上去除大部分余量，关键问题是提高生产 率。 半精加工阶段 在粗加工阶段的基础上提高零件精度和表面质量，并留合适的余 量
11、，为精加工作好准备工作。 精加工阶段 从工件表面切除少量余量，达到工件设计要求的加工精度和表面 粗糙度。 光整加工阶段 对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光 整加工阶段，主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度。 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2. 划分加工阶段的原因 (1) 保证加工质量 (2) 合理使用设备 (3) 便于安排热处理工序 (4) 便于及时发现毛坯缺陷 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2.5.3 工序集中与工序分散 1. 工序集中的特点 (1) 可以采用高效机床和工艺装备，生产率高。 (2) 工件装夹次数减少，易于保证表面间相互位置
12、精 度，还能减少工序间的运输量。 (3) 工序数目少，可以减少机床数量、操作工人数和 生产面积，还可以简化生产。 (4) 如果采用结构复杂的专用设备及工艺装备，则投 资巨大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转 换新产品比较费时 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2. 工序分散的特点 (1) 设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便， 易适应产品更换。 (2) 可采用最合理的切削用量，减少基本时间。 (3) 设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。 在一般情况下，单件小批量生产多采用工序集中，大 批量生产则工序集中和分散二者兼有。实际生产中采用工 序集中或工序分散，需根据具体情况，通
13、过技术经济分析 来确定。 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2.5.4 加工顺序的安排 1.切削加工工序的安排 (1)先粗后精 (2)先主后次 (3)基准先行 (4)先面后孔 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2. 热处理工序的安排 为了使零件具有较好的切削性能而进行的预先热处理工序， 如时效、正火、退火等热处理工序，应安排在粗加工之前。 对于精度要求较高的零件有时在粗加工之后，甚至半精加工 后还安排一次时效处理。 为了提高零件的综合性能而进行的热处理，如调质，应安排 在粗加工之后半精加工之前进行，对于一些没有特别要求的 零件，调质也常作为最终热处理。 为了得到高硬度、
14、高耐磨性的表面而进行的渗碳、淬火等工 序，一般应安排在半精加工之后，精加工之前。 对于整体淬火的零件，则应在淬火之前，尽量将所有用金属 刀具加工的表面都加工完，经淬火后，一般只能进行磨削加 工。 为了提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀性而进行的 渗氮处理，由于渗氮层较薄，引起工件的变形极小，故应尽 量靠后安排，一般安排在精加工或光整加工之前。 2.5 2.5 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 3.辅助工序的安排 辅助工序包括工件的检验，去毛刺， 清洗和防锈等，其中检验工序是主要的辅 助工序，它对保证产品质量有极重要的作 用，检验工序应安排在：粗加工结束后;重 要工序前后;转移车间前后;全部加工
15、工序完 成后。 作作 业业 1. 什么是经济加工精度？ 2. 选择表面加工方法的依据是什么？ 3. 为什么对质量要求较高的零件在拟定工艺路线时 要划分加工阶段？ 4. 工序集中和工序分散各有什么优缺点？ 2.6 2.6 加工余量的确定加工余量的确定 教学重点： 掌握加工余量的概念和计算方法； 掌握确定加工余量的方法。 教学难点： 合理确定加工余量 2.6 2.6 加工余量的确定加工余量的确定 2.6.1 加工余量的概念 加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属表面 层。加工余量可分为工序加工余量和总加工余量。 1. 工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某 一加工表面切除的材料层厚度。 单边加工余量为：
