现代制造系统机械制造过程基础知识.pptx

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1、2.1 2.1 机械制造工艺方法与工艺过程机械制造工艺方法与工艺过程 学习要点学习要点:了解机械制造工艺方法，熟悉机了解机械制造工艺方法，熟悉机械加工工艺过程，理解械加工工艺过程，理解工序、安装、工工序、安装、工位、工步及走刀位、工步及走刀的含义。的含义。工艺工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。是指制造产品的技巧、方法和程序。第第1页页/共共59页页2.1.2 机械加工工艺过程及其组成 机械加工工艺过程的定义机械加工工艺过程的定义采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置及表面质量，尺寸、各表面间相互位置及表面质量，使之成为合格零件的过程，称

2、为使之成为合格零件的过程，称为机械机械加工工艺过程加工工艺过程。机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成由按一定的顺序排列的若干个由按一定的顺序排列的若干个工序工序组成，组成，而每一个工序又可细分为而每一个工序又可细分为安装、工位、安装、工位、工步及走刀工步及走刀等。等。第第2页页/共共59页页工序工序工序 指由一个或一组工人在同一台机床或指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。所连续完成的那一部分工艺过程。工作地、工人、工件与连续作业工作地、工人、工件与连续作业构成了工构成了工序的四个要素，若其

3、中任一要素发生变更，序的四个要素，若其中任一要素发生变更，则构成了另一道工序。则构成了另一道工序。一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件的结构复杂程度、加工精度要求加工零件的结构复杂程度、加工精度要求及生产类型所决定的及生产类型所决定的。如如图图2.1所示。所示。第第3页页/共共59页页单件生产加工工艺过程大批量生产加工工艺过程第第4页页/共共59页页第第5页页/共共59页页第第6页页/共共59页页安装与工位安装安装安装安装 工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。工件每经一次装夹后所完成的那部分工序

4、称为安装。工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。如如如如表表表表2-22-22-22-2中的第中的第中的第中的第2 2 2 2、3 3 3 3及及及及5 5 5 5工序中，须经过两次安装才能完成其工工序中，须经过两次安装才能完成其工工序中，须经过两次安装才能完成其工工序中，须经过两次安装才能完成其工序的全部内容。序的全部内容。序的全部内容。序的全部内容。工位工位工位工位 当采用多工位夹具或多轴（多工位）机床时，使工件当采用多工位夹具或多轴（多工位）机床时，使工件当采用多工位夹具或多轴（多工位）机床时，使工件当采用多工位夹具或多轴（多工位）机床时，使工件在一次安装中先后经过若干个不同位置

5、顺次进行加工。则工在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工。则工在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工。则工在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工。则工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。如果一个工序只有一次安装，该安装又只有一个工位，则工序如果一个工序只有一次安装，该安装又只有一个工位，则工序如果一个工序只有一次安装，该安装又只有一个工位，则工序如果一个工序只有一次安装，该安装又只有一个工位，则工序内

6、容就是安装内容，同时也是工位内容。内容就是安装内容，同时也是工位内容。内容就是安装内容，同时也是工位内容。内容就是安装内容，同时也是工位内容。图图图图2-42-42-42-4是通过立轴式回转工作台使工件变换加工位置的例子。在该例中，有是通过立轴式回转工作台使工件变换加工位置的例子。在该例中，有是通过立轴式回转工作台使工件变换加工位置的例子。在该例中，有是通过立轴式回转工作台使工件变换加工位置的例子。在该例中，有4 4 4 4个工位，可在一次安装中实现钻孔、扩孔和绞孔加工。个工位，可在一次安装中实现钻孔、扩孔和绞孔加工。个工位，可在一次安装中实现钻孔、扩孔和绞孔加工。个工位，可在一次安装中实现钻

7、孔、扩孔和绞孔加工。第第7页页/共共59页页第第8页页/共共59页页工步与走刀工步工步 是指在加工表面不变、切削刀具不变是指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序内容。的情况下所连续完成的那部分工序内容。按照此定义，带回转刀架的机床（如转塔车床）或带自动换按照此定义，带回转刀架的机床（如转塔车床）或带自动换按照此定义，带回转刀架的机床（如转塔车床）或带自动换按照此定义，带回转刀架的机床（如转塔车床）或带自动换刀装置的机床（如加工中心），当更换不同刀具时，即使刀装置的机床（如加工中心），当更换不同刀具时，即使刀装置的机床（如加工中心），当更换不同刀具时，即使刀装置的机床（如加

8、工中心），当更换不同刀具时，即使加工表面不变，也属不同工步。加工表面不变，也属不同工步。加工表面不变，也属不同工步。加工表面不变，也属不同工步。在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。走刀走刀 每次工作进给所完成的工步称为一次每次工作进给所完成的工

9、步称为一次走刀。走刀。第第9页页/共共59页页2.1.3 机械装配工艺过程机械装配过程机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一是指将组成机器的全部零、部件按一是指将组成机器的全部零、部件按一是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。格机械产品的过程。格机械产品的过程。格机械产品的过程。机械装配工作机械装配工作包括：套装、组装、部装、总装、调包括：套装、组装、部装、总装、调包括：套装、组装、部装、总装、

10、调包括：套装、组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。机械装配过程机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。由一系列的工序、工步和操作组成。由一系列的工序、工步和操作组成。由一系列的工序、工步和操作组成。装配工序装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人是指在一个工作地点，由一个或一组工人是指在一个工作地点，由一个或一组工人是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。所连续完成的那一部分装配工作。所连续完成的那一部分装配工作。所连

11、续完成的那一部分装配工作。装配工步装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，是装配工序的组成部分，在装配工步中，是装配工序的组成部分，在装配工步中，是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配对象、装配工具和装配方法均不改变。图图图图2-62-62-62-6所所所所示为一钻夹具的装配过程示为一钻夹具的装配过程示为一钻夹具的装配过程示为一钻夹具的装配过程 。第第10页页/共共59页页第第11页页/共共59页页第第12页页/共共59页页2.1.4 生产类型及其工艺特点生产纲领生产纲领企业

12、根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划期内应当生产的产品数量称为生产纲领。计划期通常为一期内应当生产的产品数量称为生产纲领。计划期通常为一期内应当生产的产品数量称为生产纲领。计划期通常为一期内应当生产的产品数量称为生产纲领。计划期通常为一年，零件的年生产纲领年，零件的年生产纲领年，零件的年生产纲领年，零件的年生产纲领NN按下式计算：按下式计算：按下式计算：按下式计算：N=Q nN=Q n（1+%+%1+%+%）（2-12-1）式中式中式中式中 Q-Q-产

13、品年产量（件产品年产量（件产品年产量（件产品年产量（件/年）；年）；年）；年）；n-n-每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件/台）；台）；台）；台）；-备品率；备品率；备品率；备品率；-废品率。废品率。废品率。废品率。生产类型生产类型生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其主要根据产品的

14、生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，生产类型一般可分成：单件小批量生产、成批生他特征，生产类型一般可分成：单件小批量生产、成批生他特征，生产类型一般可分成：单件小批量生产、成批生他特征，生产类型一般可分成：单件小批量生产、成批生产和大批大量生产。产和大批大量生产。产和大批大量生产。产和大批大量生产。第第13页页/共共59页页2.3 2.3 基准与装夹基准与装夹学习要点学习要点学习要点学习要点：掌握基准的概念，深刻理解设计基准、工艺基掌握基准的概念，深刻理解设计基准、工艺基掌握基准的概念，深刻理解设计基准、工艺基掌握基准的概念，深刻理解设

15、计基准、工艺基准（包括工序基准、定位基准、装配基准和测量基准）的准（包括工序基准、定位基准、装配基准和测量基准）的准（包括工序基准、定位基准、装配基准和测量基准）的准（包括工序基准、定位基准、装配基准和测量基准）的含义及其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三种装夹方含义及其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三种装夹方含义及其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三种装夹方含义及其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三种装夹方法的特点。法的特点。法的特点。法的特点。2.3.1 2.3.1 基准基准 基准的概念：基准的概念：基准的概念：基准的概念：将用来确定加工对象上几何要素间的几何关将用来确定加工对象上几何要

16、素间的几何关将用来确定加工对象上几何要素间的几何关将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。系所依据的那些点、线、面称为基准。系所依据的那些点、线、面称为基准。系所依据的那些点、线、面称为基准。基准的分类：基准的分类：基准的分类：基准的分类：按照其作用的不同，基准可分为按照其作用的不同，基准可分为按照其作用的不同，基准可分为按照其作用的不同，基准可分为设计基准设计基准设计基准设计基准和和和和工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准两大类。两大类。两大类。两大类。(1)(1)设计基准设计基准设计基准设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准。在设计图样上所采用的基准称为设

17、计基准。在设计图样上所采用的基准称为设计基准。在设计图样上所采用的基准称为设计基准。如如如如图图图图2-82-8示示示示 。第第14页页/共共59页页图中所示的箱体零件，顶面图中所示的箱体零件，顶面B的设计基准为底面的设计基准为底面A（尺寸（尺寸H）；）；孔孔I的设计基准为底面的设计基准为底面A与角尺面与角尺面C（尺寸（尺寸X1、Y1）；）；孔孔的设计基准为底面的设计基准为底面A和孔和孔I的中心（尺寸的中心（尺寸Y2、R1）；）；孔孔的设计基准为孔的设计基准为孔I与孔与孔的中心（尺寸的中心（尺寸R2、R3）。）。第第15页页/共共59页页设计人员是从零件的工作性能要求出发而确定设计基准的。设计

18、人员是从零件的工作性能要求出发而确定设计基准的。图中孔图中孔I与孔与孔、孔、孔之间，孔之间，孔与孔与孔之间均有齿轮啮合传动关之间均有齿轮啮合传动关系。系。为保证齿侧啮合间隙量，孔为保证齿侧啮合间隙量，孔采用了孔采用了孔I中心作设计基准，孔中心作设计基准，孔采采用了孔用了孔I与孔与孔的中心作为的设计基准。的中心作为的设计基准。第第16页页/共共59页页(2)工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基是指在工艺过程中所采用的基是指在工艺过程中所采用的基是指在工艺过程中所采用的基准。准。准。准。根据其作用不同，工艺基准又可分为：根据其作用不同，工艺基准又可分为：根据其作用不同

19、，工艺基准又可分为：根据其作用不同，工艺基准又可分为：工工工工序基准、定位基准、测量基序基准、定位基准、测量基序基准、定位基准、测量基序基准、定位基准、测量基准与装配基准。准与装配基准。准与装配基准。准与装配基准。1 1）工序基准）工序基准）工序基准）工序基准 工序基准工序基准工序基准工序基准是在工序图上用来确定本是在工序图上用来确定本是在工序图上用来确定本是在工序图上用来确定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和道工序所加工的表面加工后位置尺寸和道工序所加工的表面加工后位置尺寸和道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准。位置关系的基准。位置关系的基准。位置关系的基准。工序基准的选择应主

20、要考虑如下两个方工序基准的选择应主要考虑如下两个方工序基准的选择应主要考虑如下两个方工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题：面的问题：面的问题：面的问题：尽可能用设计基准作工序基准。尽可能用设计基准作工序基准。尽可能用设计基准作工序基准。尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计基准为工序基准有困难时，当采用设计基准为工序基准有困难时，当采用设计基准为工序基准有困难时，当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零可另选工序基准，但必须可靠地保证零可另选工序基准，但必须可靠地保证零可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。件的设计尺寸和技术要求。件的设计尺

21、寸和技术要求。件的设计尺寸和技术要求。所选工序基准应尽可能用于工所选工序基准应尽可能用于工所选工序基准应尽可能用于工所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。件的定位和工序尺寸的检查。件的定位和工序尺寸的检查。件的定位和工序尺寸的检查。第第17页页/共共59页页(2)工艺基准2 2）定位基准）定位基准）定位基准）定位基准定位基准定位基准是加工中用作定位的基准。是加工中用作定位的基准。是加工中用作定位的基准。是加工中用作定位的基准。定位基准可进一步分为定位基准可进一步分为定位基准可进一步分为定位基准可进一步分为粗基准粗基准粗基准粗基准、精基准精基准精基准精基准和和和和附加基准附加基准附

22、加基准附加基准。粗基准粗基准粗基准粗基准 使用未经机械加工的表面作定位基使用未经机械加工的表面作定位基使用未经机械加工的表面作定位基使用未经机械加工的表面作定位基准，称为粗基准。准，称为粗基准。准，称为粗基准。准，称为粗基准。精基准精基准精基准精基准 使用已经机械加工的表面作定位基使用已经机械加工的表面作定位基使用已经机械加工的表面作定位基使用已经机械加工的表面作定位基准，称为精基准。准，称为精基准。准，称为精基准。准，称为精基准。附加基准附加基准附加基准附加基准 仅仅是为了机械加工工艺需要设仅仅是为了机械加工工艺需要设仅仅是为了机械加工工艺需要设仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为

23、附加基准。计的定位基准，称为附加基准。计的定位基准，称为附加基准。计的定位基准，称为附加基准。如轴类零件的两顶如轴类零件的两顶如轴类零件的两顶如轴类零件的两顶尖孔、小刀架上的尖孔、小刀架上的尖孔、小刀架上的尖孔、小刀架上的工艺凸台工艺凸台工艺凸台工艺凸台。第第18页页/共共59页页第第19页页/共共59页页(2)工艺基准3）测量基准）测量基准 零件测量时所采用的基准，称为零件测量时所采用的基准，称为测量基准测量基准。4）装配基准）装配基准 装配时用来确定零件或部件在机器中的相对装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准，称为位置所采用的基准，称为装配基准装配基准。如，齿轮和轴的装配

24、，齿轮的装配基准为齿轮内孔和端面。如，齿轮和轴的装配，齿轮的装配基准为齿轮内孔和端面。如，齿轮和轴的装配，齿轮的装配基准为齿轮内孔和端面。如，齿轮和轴的装配，齿轮的装配基准为齿轮内孔和端面。装配基准一般与零件的主要设计基准相一致。装配基准一般与零件的主要设计基准相一致。第第20页页/共共59页页2.3.2 工件的装夹装夹的概念装夹的概念在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能进行加工。后才能进行加工。后才能进行加工。后才能进行加工。装夹应实现两个

25、方面的任务：装夹应实现两个方面的任务：装夹应实现两个方面的任务：装夹应实现两个方面的任务：定位与夹紧定位与夹紧。1 1）定位）定位 使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。置。置。置。2 2）夹紧）夹紧 对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。保持定位后的正确位置不变动。保持定位后的正确位置不变动。保持定位后的正确位置不变动。

26、装夹方式装夹方式工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。杂程度、加工精度要求及定位的特点等。杂程度、加工精度要求及定位的特点等。杂程度、加工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式有三种：主要装夹形式有三种：主要装夹形式有三种：主要装夹形式有三种：直接找正装夹直接找正装夹 划线找正装夹划线找正装夹 夹具装夹夹具装夹第第21页页/共共59页页（1）直接找正装夹如何进行直接找正装夹？如何进行直接找正装

27、夹？将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，用划针或用百分表等量具进行找些）表面，用划针或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正确位置。正，以获得工件在机床上的正确位置。如如图图2-212-21所示所示直接找正装夹的特点直接找正装夹的特点 效率较低，但找正效率较低，但找正精度可以很高，适用于单件小批生产或定位精度可以很高，适用于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合。精度要求特别高的场合。第第22页页/共共59页页第第23页页/共共59页页（2）划线找正装夹 如何进行划线找正装夹？如何进行划线找正装夹？按图纸要求在工件表面上事先划出位置

28、线、加工线按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件。位置，然后夹紧工件。位置，然后夹紧工件。位置，然后夹紧工件。如如如如图图图图2-222-222-222-22所示所示所示所示划线找正装夹的特点划线找正装夹的特点 不需要专用设备，通用不需要专用设备，通用不需要专用设备，通用不需要专用设备，通用性好，但效率低，精度也不高，

29、通常划线找正精性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到度只能达到度只能达到度只能达到0.10.10.5mm0.5mm。此方法多用于单件小。此方法多用于单件小。此方法多用于单件小。此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。批生产中铸件的粗加工工序。批生产中铸件的粗加工工序。批生产中铸件的粗加工工序。第第24页页/共共59页页第第25页页/共共59页页（3）使用夹具装夹使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正确的定位和夹紧。确的定位和夹紧。这种装夹方式效率高、定位精度好

30、而可靠，这种装夹方式效率高、定位精度好而可靠，还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人技术水平的要求，因而广泛应用于各种生技术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类型。产类型。如如图图2-232-23所示。所示。第第26页页/共共59页页第第27页页/共共59页页2.3.3 2.3.3 定位原理定位原理学习要点学习要点：定位是机械加工中一个定位是机械加工中一个极为重要的问题。学习本节要深刻理极为重要的问题。学习本节要深刻理解和牢固掌握解和牢固掌握定位原理定位原理，熟知生产，熟知生产中常用的定位方法。深刻理解中常用的定位方法。深刻理解欠定欠定位位与与过定位过定位的概

31、念，能正确分析和的概念，能正确分析和处理有关欠定位与过定位的问题。处理有关欠定位与过定位的问题。第第28页页/共共59页页2.3.3.1 六点定位原则任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由度，即沿空间三个直角坐标轴由度，即沿空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向方向的的移动移动与绕它们的与绕它们的转动转动，分别以，分别以 、和和 、表示。要使工件在机床夹具中正确定表示。要使工件在机床夹具中正确定位，必须限制或约束工件的这些自由度。位，必须限制或约束工件的这些自由度。如如图图2-24中所示，采用六个定位支承点合理中所示，采用六个定位支承点合理布置，使工件有关

32、定位基面与其相接触，每一布置，使工件有关定位基面与其相接触，每一个定位支承点限制了工件的一个自由度，便可个定位支承点限制了工件的一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的位置被唯一地确定。这就是通常所说的工件的位置被唯一地确定。这就是通常所说的工件的六点定位原则六点定位原则。第第29页页/共共59页页下一张下一张第第30页页/共共59页页六点定位原则的两点说明1 1）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的概

33、念不完全相同。概念不完全相同。概念不完全相同。概念不完全相同。机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位置的机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位置的机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位置的机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位置的不确定性。这里特别要注意将定位与夹紧的概念不确定性。这里特别要注意将定位与夹紧的概念不确定性。这里特别要注意将定位与夹紧的概念不确定性。这里特别要注意将定位与夹紧的概念区分开来。工件一经夹紧，其空间位置就不能再区分开来。工件一经夹紧，其空间位置就不能再区分开来。工件一经夹紧，其空间位置就不能再区分开来。工件一经夹紧，其空间位置就不能再改变，但这并不意味着其空间

34、位置是确定的。例改变，但这并不意味着其空间位置是确定的。例改变，但这并不意味着其空间位置是确定的。例改变，但这并不意味着其空间位置是确定的。例如，如，如，如，图图图图2-252-252-252-25所示所示所示所示2 2）六点定位原则中）六点定位原则中）六点定位原则中）六点定位原则中“点点点点”的含义是限制自由度，不的含义是限制自由度，不的含义是限制自由度，不的含义是限制自由度，不要机械地理解成接触点。要机械地理解成接触点。要机械地理解成接触点。要机械地理解成接触点。例如，图例如，图例如，图例如，图2-252-252-252-25所示板状工件安放工作台上限制了所示板状工件安放工作台上限制了所示

35、板状工件安放工作台上限制了所示板状工件安放工作台上限制了3 3 3 3个个个个自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面接触点可能有多个接触点可能有多个接触点可能有多个接触点可能有多个 第第31页页/共共59页页板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被夹紧，其位置就

36、被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可夹紧，其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可夹紧，其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可夹紧，其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可以放在以放在以放在以放在1 1的位置上（图中实线所示），也可以放在的位置上（图中实线所示），也可以放在的位置上（图中实线所示），也可以放在的位置上（图中实线所示），也可以放在2 2的位置上（图中虚线的位置上（图中虚线的位置上（图中虚线的位置上（图中虚线所示），也即工件的所示），也即工件的所示），也即工件的所示），也即工件的 、和和和和 三个自由度未被限制。三个自由

37、度未被限制。三个自由度未被限制。三个自由度未被限制。xyz第第32页页/共共59页页典型定位元件的定位分析在实际生产中，工件总是通过定位元件实现其在夹具或机床上的定位。定位元件有多种形式，常用的有支承钉、支承板、定位销、定位套、心轴、V型块等。（见表2-10）第第33页页/共共59页页第第34页页/共共59页页第第35页页/共共59页页工件的定位面为圆孔工件的定位面为圆孔第第36页页/共共59页页工件的定位面为圆孔工件的定位面为圆孔固定锥销固定锥销浮动锥销浮动锥销固定锥销与浮动锥销组合固定锥销与浮动锥销组合第第37页页/共共59页页工件的定位面为外圆柱面工件的定位面为外圆柱面zyzxzxzyz

38、yyxxyyxzyzzyy第第38页页/共共59页页工件的定位面为外圆锥孔工件的定位面为外圆锥孔第第39页页/共共59页页典型定位元件的定位分析多个表面定位分析多个表面定位分析在多个表面同时参与定位的情况下，各定位表面在多个表面同时参与定位的情况下，各定位表面在多个表面同时参与定位的情况下，各定位表面在多个表面同时参与定位的情况下，各定位表面所起的作用有主次之分。所起的作用有主次之分。所起的作用有主次之分。所起的作用有主次之分。l通常称定位点数最多的表面为通常称定位点数最多的表面为通常称定位点数最多的表面为通常称定位点数最多的表面为主要定位面主要定位面主要定位面主要定位面或或或或支承面支承面支

39、承面支承面l称定位点数次多的表面为第二定位基准面或称定位点数次多的表面为第二定位基准面或称定位点数次多的表面为第二定位基准面或称定位点数次多的表面为第二定位基准面或导向面导向面导向面导向面l称定位点数为称定位点数为称定位点数为称定位点数为1 1的表面为第三定位基准面或的表面为第三定位基准面或的表面为第三定位基准面或的表面为第三定位基准面或止动面止动面止动面止动面（如书中如书中如书中如书中P28P28P28P28图图图图2.92.92.92.9)第第40页页/共共59页页第第41页页/共共59页页典型定位元件的定位分析多个表面定位分析多个表面定位分析在分析多个表面定位情况下各表面限制的自由度在分

40、析多个表面定位情况下各表面限制的自由度在分析多个表面定位情况下各表面限制的自由度在分析多个表面定位情况下各表面限制的自由度时，分清主次定位面（或定位元件）很重要。时，分清主次定位面（或定位元件）很重要。时，分清主次定位面（或定位元件）很重要。时，分清主次定位面（或定位元件）很重要。分析方法：分析方法：先利用反证法，看哪些自由度未被限制；然先利用反证法，看哪些自由度未被限制；然后再分开分析。后再分开分析。（下面补充生产中常用定位方法定位点分析（下面补充生产中常用定位方法定位点分析（下面补充生产中常用定位方法定位点分析（下面补充生产中常用定位方法定位点分析2 2 2 2例。）例。）例。）例。）第第

41、42页页/共共59页页未被限制的自由度为未被限制的自由度为短短V形块形块1限制了限制了短短V形块形块2限制了限制了12第第43页页/共共59页页车床上用前后顶尖装夹加工轴套类零件外圆车床上用前后顶尖装夹加工轴套类零件外圆未被限制的自由度为未被限制的自由度为前顶尖限制了前顶尖限制了后顶尖限制了后顶尖限制了第第44页页/共共59页页完全定位与不完全定位完全定位完全定位工件定位时，工件定位时，6个自由度完全被限制，称为完个自由度完全被限制，称为完全定位。全定位。l l不完全定位不完全定位工件定位时，工件定位时，6个自由度中有个自由度中有1个或个或1个以上个以上自由度未被限制，称为不完全定位。自由度未

42、被限制，称为不完全定位。如图如图如图如图 2-342-342-342-34所示所示所示所示。第第45页页/共共59页页在长方体工件上铣削上平面工序，在长方体工件上铣削上平面工序，要求保证要求保证Z方向上的高度尺寸及上方向上的高度尺寸及上平面与底面的平行度，只需限制平面与底面的平行度，只需限制 3个自由度即可。个自由度即可。第第46页页/共共59页页过球体中心打一通孔，定位基面为一球面，过球体中心打一通孔，定位基面为一球面，则对三个会标轴的转动自由度均无必要需则对三个会标轴的转动自由度均无必要需限制，所以限制限制，所以限制 二二 个自由度就够个自由度就够了。了。第第47页页/共共59页页在长方体

43、工件上铣削一个通槽，需在长方体工件上铣削一个通槽，需限制除限制除 以外的其他以外的其他5个自由度。个自由度。第第48页页/共共59页页需限制需限制在长方体工件上铣削一个不通的槽，在三个在长方体工件上铣削一个不通的槽，在三个坐标轴的移动和转动方向上均有尺寸及相互坐标轴的移动和转动方向上均有尺寸及相互位置的要求，因此，必须限制全部的位置的要求，因此，必须限制全部的6个自由个自由度度 ，即完全定位。，即完全定位。第第49页页/共共59页页e与与b进行比较，进行比较，e为圆柱形的工件，为圆柱形的工件，b为长方体工件。虽然它们均是铣为长方体工件。虽然它们均是铣一个通槽，加工内容、要求相同，但是加工定位时

44、，一个通槽，加工内容、要求相同，但是加工定位时，b的定位基面是的定位基面是一个底面与一个侧面，而一个底面与一个侧面，而e只能采用外圆柱面作为定位基面。因此只能采用外圆柱面作为定位基面。因此e对对 的限制就无必要，只需限制的限制就无必要，只需限制 四个自由度就可以了。四个自由度就可以了。需限制需限制第第50页页/共共59页页f与与e进行比较，均是在圆柱体工件上铣通槽，但进行比较，均是在圆柱体工件上铣通槽，但f的加工要求增加了一条，的加工要求增加了一条，被铣通槽与下面槽需对中。虽然它们均用外圆柱面作为定位基面，但被铣通槽与下面槽需对中。虽然它们均用外圆柱面作为定位基面，但f需增需增加对加对 自由度

45、的限制，一共需要限制自由度的限制，一共需要限制 个自由度。个自由度。需限制需限制第第51页页/共共59页页欠定位与过定位欠定位欠定位工件加工时必须限制的自由度未工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许的。的。的。的。过定位过定位如果工件的某一个自由度被定位如果工件的某一个自由度被定位元件重复限制，称为过定位。元件重复限制，称为过定位。第第52页页/共共59页页过定位实例分析之一过定位实

46、例分析之一 图图2-362-36所示为加工连杆小头孔工序中以连所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况杆大头孔和端面定位的两种情况 。先看图先看图b)长圆柱销限制长圆柱销限制支承板限制支承板限制出现了过定位出现了过定位图图a)长销改短销，限制长销改短销，限制解解决决办办法法第第53页页/共共59页页过定位实例分析之二图图图图2-372-372-372-37所示工件以底平面定位，要求限制所示工件以底平面定位，要求限制所示工件以底平面定位，要求限制所示工件以底平面定位，要求限制3 3 3 3个自由度个自由度个自由度个自由度 。第第54页页/共共59页页过定位实例分析之三图图图图2

47、-382-382-382-38所示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定所示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定所示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定所示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定位基准。位基准。位基准。位基准。12平面：平面：短圆柱销短圆柱销1：短圆柱销短圆柱销2：改改进进办办法法短圆柱销短圆柱销2改为菱形销：改为菱形销：第第55页页/共共59页页实际生产中实际生产中完全定位完全定位和和不完全定位不完全定位都有应都有应用。用。欠定位欠定位该限制的自由度未被限制，不能满该限制的自由度未被限制，不能满足加工技术要求，是绝对不允许的。足加工技术要求，是绝对不允许的。过定位过定位能否应用，应具体情

48、况具体分析。能否应用，应具体情况具体分析。生产中有时用过定位来增加工艺系统的刚生产中有时用过定位来增加工艺系统的刚度。度。如加工细长轴时，采用中心架或跟刀架。如加工细长轴时，采用中心架或跟刀架。定位原理小结定位原理小结第第56页页/共共59页页第第57页页/共共59页页第第2章学习要点章学习要点机械加工工艺过程的定义、组成、内容及机械加工工艺过程的定义、组成、内容及作用作用各种生产类工艺过程的主要特点各种生产类工艺过程的主要特点工件的装夹方法及应用场合工件的装夹方法及应用场合六点定位原理（要求会分析）六点定位原理（要求会分析）有关完全定位、不完全定位、欠定位和过有关完全定位、不完全定位、欠定位和过定位的概念定位的概念第第58页页/共共59页页感谢观看！感谢观看！第第59页页/共共59页页