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1、机床夹具设计课件机床夹具设计课件第二部分第二部分 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2222.1 概述概述2.2 定位原理定位原理2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件2.6 工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2232.1 概述概述1、工件在夹具中定位的任务工件在夹具中定位的任务 使同一批工件在夹具中占据正确的位置。使同一批工件在夹具中占据正确的位置。2、定位与夹紧的关系定位与夹紧的关系 定位与夹紧是装夹工件的两个
2、有联系的过程，定位与夹紧是装夹工件的两个有联系的过程，不能等同。不能等同。 3、定位基准定位基准 选择时尽可能遵循基准重合原则。当用多个选择时尽可能遵循基准重合原则。当用多个表面定位时，应选择其中一个较大的表面为主要表面定位时，应选择其中一个较大的表面为主要定位基准。定位基准。 2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/224q 基准的定义基准的定义: 基准是用来确定生产对象上几何要素之间的基准是用来确定生产对象上几何要素之间的 几何关系所依据的哪些点、线或面。几何关系所依据的哪些点、线或面。 q 基准的类型基准的类型设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基
3、准测量基准装配基准装配基准2.1 2.1 概述概述概述概述2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/225 设计基准设计基准: 设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互关系，确定标注尺寸（或角度）的系以及零件本身结构要素之间的相互关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。 工艺基准工艺基准: 零件在加工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。零件在加工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。 工序基准工序基准: 在工序图上
4、用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准形状、位置的基准,称为工序基准。称为工序基准。 定位基准定位基准: 在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。 测量基准测量基准: 在加工中或加工后测量工件形状、位置和尺寸误差时在加工中或加工后测量工件形状、位置和尺寸误差时所采用的基准，称为测量基准。所采用的基准，称为测量基准。 装配基准装配基准: 在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采在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。用的基准。 2.1 2.1 概述概述概述概述20
5、24/7/22夹具设计教学课件2024/7/226定位基准定位基准a）、）、b）基准为实际表面；基准为实际表面；c）基准为表面的几何中心（中心要素）基准为表面的几何中心（中心要素）2.1 2.1 概述概述概述概述2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2274、工件的自由度工件的自由度2.1 2.1 概述概述概述概述2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2282.2 定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2291、六点定则、六点定则 工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定则”
6、。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 基准轴第二定位基准面第三定位基准面主定位基准面基准轴基准轴2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22102、定位点分布规律、定位点分布规律平面几何体的定位平面几何体的定位2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2211圆柱几何体的定位圆柱几何体的定位2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2212圆柱几
7、何体的定位圆柱几何体的定位 a）与轴线位置无关的两个自由度；与轴线位置无关的两个自由度； b）防转支承的布置防转支承的布置2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2213圆盘几何体的定位圆盘几何体的定位2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2214典型单一定位基准的定位特点典型单一定位基准的定位特点2.2 2.2 定位原理定位原理定位原理定位原理2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22152.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2、不完全定位：、不完全定位：根据
8、加工要求，根据加工要求，仅限制工件部分自由度的定位。仅限制工件部分自由度的定位。 1、完全定位：、完全定位：加工时，工件的加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位六个自由度被完全限制了的定位 正确的定位形式2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2216实例一：球体上通铣平面，如何定位？实例一：球体上通铣平面，如何定位？2.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22172.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2024/7/22夹
9、具设计教学课件2024/7/22182.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2219实例二：长方体上铣通槽，采用不完全定位。实例二：长方体上铣通槽，采用不完全定位。2.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2220实例三：长方体上铣不通槽，采用完全定位。实例三：长方体上铣不通槽，采用完全定位。2.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位20
10、24/7/22夹具设计教学课件2024/7/2221 不完全定位a）可以绕y轴旋转； b、c）可以沿Y轴移动；d）可以沿Y轴移动和旋转； e）可以沿X、Y轴移动，绕Z轴旋转2.3 2.3 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22222.4 欠定位与过定位欠定位与过定位2、过定位：、过定位：有重复限制的自由有重复限制的自由度。度。 1、欠定位：、欠定位：应该限制的自由度应该限制的自由度而没有限制而没有限制 。不正确的不正确的定位形式定位形式2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2223欠定位实例
11、欠定位实例2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2224过定位实例一过定位实例一2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2225过定位实例二过定位实例二2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22262.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22272.4 2.4 欠定位与过定位
12、欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22282.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2229过定位实例三过定位实例三2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22302.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2231连杆的定位分析连杆的定位分析1定位销；定位销； 2支承板；支承板；3圆柱销；圆柱销；4工件工件
13、（a）正确的定位正确的定位 （b）过定位过定位2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2232过定位的合理性分析过定位的合理性分析 在某些条件下，过定位的现象不仅允许，而且是必要的。此时应当采取适当的措施提高定位基准之间及定位元件之间的位置精度，以免产生干涉。 如车削细长轴时，工件装夹在两顶尖间，已经限制了所必须限制的五个自由度（除了绕其轴线旋转的自由度以外），但为了增加工件的刚性，常采用跟刀架，这就重复限制了除工件轴线方向以外的两个移动自由度，出现了过定位现象。此时应仔细调整跟刀架，使它的中心尽量与顶尖的中心一致
14、。 2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2233跟刀架跟刀架2.4 2.4 欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22342.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件 一、以平面定位一、以平面定位二、以圆柱孔定位二、以圆柱孔定位三、以外圆柱面定位三、以外圆柱面定位四、以锥面定位四、以锥面定位五、以特殊表面定位五、以特殊表面定位六、工件的组合定位六、工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2235一、以平面定位一、以平面定位
15、在在机机械械加加工工中中，大大多多数数工工件件都都以以平平面面作作为为主主要要定定位位基基准准，如如箱箱体体、机机体体、支支架架、圆圆盘盘等等零零件件。当当工工件件进进入入第第一一道道工工序序时时，只只能能使使用用粗粗基基准准定定位位；在在进进入入后后续续工工序序时时，则则可可使使用用精精基基准定位。准定位。 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22361、工件以粗基准平面定位、工件以粗基准平面定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/
16、7/22夹具设计教学课件2024/7/2237（1）粗基准平面定位的特点粗基准平面定位的特点 支承点随机分布。支承点随机分布。（2）粗基准平面定位的定位元件粗基准平面定位的定位元件 支承钉、浮动支承和调节支承等，属支承钉、浮动支承和调节支承等，属于点接触的定位元件。于点接触的定位元件。2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2238固定支承钉固定支承钉2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2239可换支
17、承钉可换支承钉2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2240可调支承钉可调支承钉2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2241可调节支承的应用示例可调节支承的应用示例2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2242支承钉定位情况支承钉定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位
18、元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22432、工件以精基准平面定位、工件以精基准平面定位 工件的基准平面经切削加工后，可直工件的基准平面经切削加工后，可直接放在平面上定位。经过刮削、磨削的平接放在平面上定位。经过刮削、磨削的平面具有较小的表面粗糙度和平面度误差，面具有较小的表面粗糙度和平面度误差，故可获得按精确的定位。常用的故可获得按精确的定位。常用的定位元件定位元件有支承扳和平头支承钉有支承扳和平头支承钉等，它们属于等，它们属于面接面接触的定位元件触的定位元件。2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024
19、/7/22夹具设计教学课件2024/7/2244支承板支承板2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2245平头支承钉平头支承钉2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2246支承板定位情况支承板定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22473、提高平面支承刚度的方法、提高平面支承刚度的方法A、辅助支
20、承辅助支承2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2248辅助支承与可调支承的区别辅助支承与可调支承的区别2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2249B、浮动支承浮动支承2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2250二、以圆柱面定位二、以圆柱面定位定位元件定位元件1、 V型块型块2、定位套、定位套3、支承
21、板、支承板2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22511、V型块型块 V型块结构形式型块结构形式 a） b) c) d)2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2252V型块定位情况型块定位情况 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2253V型块结构尺寸型块结构尺寸2.5 2.5 定位方式与定位元件定位
22、方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22542、定位套、定位套定位套结构定位套结构2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22553、支承板、支承板 支承板对工件外圆表面的定位支承板对工件外圆表面的定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2256三、以圆柱孔定位三、以圆柱孔定位1 1、圆柱孔定位的特点：、圆柱孔定位的特点：属于中心定位，定位
23、面为属于中心定位，定位面为圆柱孔，定位基准为中心轴线（中心要素），通常圆柱孔，定位基准为中心轴线（中心要素），通常要求内孔基准面有较高的精度。要求内孔基准面有较高的精度。 2 2、定位元件：、定位元件：圆柱销、圆锥销和心轴。圆柱销、圆锥销和心轴。 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2257A 型圆柱销型圆柱销（1）圆柱销圆柱销 圆柱销的结构圆柱销的结构2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2258
24、B 型圆柱销菱形销结构型圆柱销菱形销结构2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2259 圆柱销的定位情况圆柱销的定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2260圆柱销的定位情况圆柱销的定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2261 圆锥销的结构圆锥销的结构（2）圆锥销圆锥销2.5 2.5 定
25、位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2262 圆锥销的定位情况圆锥销的定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2263（3）心轴）心轴 心心轴轴常常用用于于套套类类、盘盘类类零零件件的的车车削削、磨磨削削和和齿齿轮轮加加工工中中，以以保保证证加加工工面面（或或齿齿轮轮分分度度圆圆）对对内内孔孔的的同同铀铀度度公公差差。心心轴轴是是夹夹具具中中一一种种结结构构较较紧紧凑凑的的单单元元体体，心心轴轴以以柄柄部部或或
26、中中心心孔孔与与机机床床连连接接。心心轴轴在在定定位位过过程程中中一般限制工件四个自由度。一般限制工件四个自由度。 心轴的专业化程度很高，许多工厂都制订了自己心轴的专业化程度很高，许多工厂都制订了自己的标准，如磨床、车床、滚齿、插齿、刨齿、磨齿等的标准，如磨床、车床、滚齿、插齿、刨齿、磨齿等心轴的标准。心轴的标准。 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2264 心轴的结构心轴的结构心轴结构示意图心轴结构示意图a）磨床心轴；磨床心轴； b）车床心轴；车床心轴； c）滚齿心轴；滚齿心轴；d）插齿心轴
27、；插齿心轴； e）磨齿心轴；磨齿心轴； f）刨齿心轴刨齿心轴 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2265 心轴的定位情况心轴的定位情况2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2266四、以锥面定位四、以锥面定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2267工件在锥度心轴上定位工件在锥度心轴上定位2.5
28、2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2268工件在顶尖孔上定位工件在顶尖孔上定位 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2269五、以特殊表面定位五、以特殊表面定位工件以导轨面定位工件以导轨面定位 2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2270工件以键槽孔定位工件以键槽孔定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定
29、位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2271工件以螺纹孔定位工件以螺纹孔定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2272工件以花键孔定位工件以花键孔定位2.5 2.5 定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件定位方式与定位元件2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2273六、六、工件的组合定位工件的组合定位1、组合定位应考虑的问题、组合定位应考虑的问题 （1）合理选择定位元件，实现工件的正确定位。）合理选择定
30、位元件，实现工件的正确定位。 （2）按基准重合原则选择定位基准。）按基准重合原则选择定位基准。（3）定位元件限制的自由度方向会发生变化。）定位元件限制的自由度方向会发生变化。（4）选择定位元件时，应考虑加工精度的要求。）选择定位元件时，应考虑加工精度的要求。 2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22742、一面两孔定位、一面两孔定位连杆盖工序图连杆盖工序图（1）定位方式）定位方式2.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22752.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位202
31、4/7/22夹具设计教学课件2024/7/22762.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2277（2）菱形销的设计）菱形销的设计 2.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22782.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2279菱形销的结构菱形销的结构2.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2280表表5-1 削边销的尺寸削边销的尺寸2.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/2281设计示例设计示例连杆盖工序图连杆盖工序图2.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件2024/7/22822.6 2.6 工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位工件的组合定位2024/7/22夹具设计教学课件
