工件定位的基本原理.pdf

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1、工件定位的基本原理 教学环节 教学内容 教学方法说明 引 入 新 课 课前提问：1、三轴数控铣床一般指哪三个轴￥2、多轴数控机床（例如五轴加工中心）一般有哪些轴 答案：1、X、Y、Z 三个轴。2、X、Y、Z（三个直线轴）和 A、B、C（三个旋轴）通过对熟悉的知识类比掌握与之有关的陌生知识 讲 授 新 课,讲 授 新 课 一、工件的定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。例如：机床在装配时，其主轴箱、滑板及其上的工件，均须精确地安装在相应的位置上；机械加工时，刀具必须精确地安装在主轴头上，其回转中心必须与主轴中心线重合；模具也一样，其零部件均须精确地安装在以冲模上下座板或者是塑料

2、模的定动模板的相应位置上。定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。二、自由度 一个物体在三维空间中可能具有的运动。例如：工件有六个自由度，分别是：三个移动自由度：，三个转动自由度：。如图 1 所示：图 1)三、六点定位原理 用一个支承点限制工件的一个自由度，用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置，即为工件的六点定位原理。如果工件的六个自由度用六个支承点与工件接触使其完全消除，则该工件在空间的位置就完全确定了。如下图所示：，首先介绍定位的目的，让学生明白此次课程

3、的作用 通过图例联系物体的运动掌握自由度的概念 通过挂图，让学生更加形象的理解六点定位原理 讲 授 新 课￥讲 授 新、课 图 2 四、工件定位的几种情况 完全定位：工件的六个自由度需要完全被限制的定位情况。不完全定位：工件的六个自由度不需要完全被限制的定位情况。欠定位：工件应该被限制的自由度而没有被限制的定位情况。过定位：工件某个自由度被限制了两次或两次以上而出现的重复定位现象。1、完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、y、z 三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。见图3 所示。图 3 1、平面支承 2、短圆柱销 3、侧挡销 2、不

4、完全定位 根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位。见图 4 所示。图 4 通过实物定位销和V 型铁让学生理解其限制的自由度 通过车细长轴实例讲述过定位与不完全定位 通过插齿机上的夹具掌握过定位的应用场合。、例如：车削细长轴时，除采用卡盘和顶尖外，为增加工件的刚性，往往还采用中心架或跟刀架，使之出现了过定位。车削细长轴时若用三爪卡盘和前后顶尖定位时，、方向的平移同时被三爪卡盘和前后顶尖约束了，此时已经出现了过定位，但是三爪卡盘是用来传递运动的，生产中可用卡箍来代替三爪卡盘，卡箍既可传递运动又不约束工件的自由度，变过定位为不完全定位。3、欠定位 根据工件的加工

5、要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。欠定位无法保证加工要求，所以是绝不允许的。4、过定位 工件的同一自由度被二个或二个以上的支承点重复限制的定位。可能造成工件的定位误差，或者造成部分工件装不进夹具的情况。过定位不是绝对不允许，要由具体情况决定。见图五所示。|图五 插齿夹具 消除过定位及其干涉的两种途径：1)改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度。2)提高工件定位基面之间及定位元件工作表面之间的位置精度，以减小或消除过定位引起的干涉。五、“六点定位”的注意问题 1、定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。2、定位支承点限制工件自由度的作用，

6、应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。3、一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。4、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响，定位和夹紧是两个概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，即夹紧。5、定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。课 例题：在图六中，钻、扩、铰 9H7 孔，其余表面均已加工，试分析其需要限制的自由度。通过练习 堂 练?习 （挂图）图六

7、分析：（1）保证尺寸 20 ，需要限制的自由度为：（2）保证垂直度 时，需要限制的自由度为：（3）保证 9H7 孔中心对称分布于尺寸 26mm 的中心线，需要限制的自由度为：综合上述可知，本工序要限制的自由度为：等五个自由度。一般地，分析零件所需限制的自由度，应考虑以下两方面的因素：)零件的工序要求；实际安装需要。让学生开动脑筋，将所学知识马上加以应用，加深理解。课 后 小 结 1、工件有六个自由度；2、工件定位的几种情况；3、欠定位无法保证加工要求，所以是绝不允许的；4、过定位不是绝对不允许，要由具体情况决定。&通过课堂小结对重点内容进行归纳总结。作 业 布 置 分析模具导向件（导柱、导套、

8、上模座板和下模座板）的定位形式及其作用。通过作业，进一步巩固所学新知识。工件定位的基本原理（板书设计）一、工件的定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。二、自由度 一个物体在三维空间中可能具有的运动。工件有六个自由度，分别是：三个移动自由度：，三个转动自由度：。三、六点定位原理 用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置。四、工件定位的几种情况：1、完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位。2、不完全定位 根据工件加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。3、欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位。4、过定位 工件的同一自由度被二个或二个以上的支承点重复限制的定位。五、“六点定位”注意问题 1、定位就是限制自由度；2、定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触；3、设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个；4、定位和夹紧是两个概念，不能混淆；5、定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。六、课堂练习 具体要求见教案 七、小结 1、工件有六个自由度；2、工件定位的几种情况；3、欠定位无法保证加工要求，所以是绝不允许的；4、过定位不是绝对不允许，要由具体情况决定 八、作业布置 分析模具导向件的定位形式及其作用。