六点定位法则

工件定位教学单元3：工件在夹具中的定位教学单元3：工件在夹具中的定位上次课的主要内容：1.装夹的概念和方法2.机床夹具的功能、作用和组成3.机床夹具的分类这次课的重点：1.基准的概念2.定位的概念和六点定位法则3.限制自由度数与工件加工要求的关系3.1工件定位的基本原理为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。如前所述，夹具保证加工精度的原理是加工需要满足三个条件：(1)一批工件在夹具中占有正确的位置；(2)夹具在机床上的正确位置；(3)刀具相对夹具的正确位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。教学单元3：工件在夹具中的定位1.基准基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。(1)设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计人员确定。外圆柱面径向圆跳动和肩面圆跳动的设计基准是内孔30H7的中心线，尺寸l、L的设计基准是端面A，30H7内孔和40h6外圆柱面的设计基准分别是它们自己的轴心线教学单元3：工件在夹具中的定位1.基准(2)工艺基准：在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。教学单元3：工件在夹具中的定位工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。查找：首先找到加工面，确定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基准。见图2.1所示键槽为加工面，h、L、÷为三个方向的工序尺寸，三个方向上的中心线为工序基准。工序基准由工艺人员确定。图2.1加工键槽的工序图教学单元3：工件在夹具中的定位定位基准：在加工时工件上用作定位的基准称为定位基准。确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。当接触的工件上面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。由工艺人员确定，是工序图上标“”所示的基准。教学单元3：工件在夹具中的定位教学单元3：工件在夹具中的定位定位基准的选择是否合理，直接影响加工精度和夹具的结构，下面简单介绍定位基准的选择原则。1）尽量使工件的定位基准与工序基准重合，以避免产生基准不重合误差。2）尽量用已加工面作为定位基准，以保证有足够的定位精度。3）应使工件安装稳定，使在加工过程中因切削或夹紧力引起的变形最小。4）尽可能使工件加工的各工序采用同样的定位基准，即遵守基准统一原则，以减少设计和制造夹具的时间和费用。5）应使工件定位方便，夹紧可靠，便于操作，夹具结构简单。教学单元3：工件在夹具中的定位2.工件定位按照加工工艺要求，将工件置于夹具中，使工件在夹紧前相对于机床和刀具就占有一个预定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到夹具中时都能占据同一位置。被加工件在机床上占据一个正确加工位置的过程。教学单元3：工件在夹具中的定位3.实现定位的方法•专用夹具•找正4.定位概念的理解1）定位必须是工件与定位元件接触2）一般是针对一批零件来说应该占据相同的位置教学单元3：工件在夹具中的定位5.定位与夹紧的关系定位与夹紧是装夹工件的两个有联系的过程。在工件定位以后，为了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不变，通常还需再夹紧工件，将工件紧固，因此它们之间是不相同的。若认为工件被加紧后，其位置不能动了，所以也就定位了，这种理解是错误的。此外，还有些机构能使工件的定位与夹紧同时完成，例如三爪自定心卡盘等。教学单元3：工件在夹具中的定位夹紧定位使工件相对于机床及刀具处于正确的位置1)工件相对于机床处于一个正确的位置;2）位于机床或夹具上的工件必须相对于刀具有一个正确位置；工件：在加工中保持这一正确位置不变教学单元3：工件在夹具中的定位6.自由度的概念所谓自由度，即空间位置的不确定性一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：三个位移自由度和三个旋转自由度。教学单元3：工件在夹具中的定位三个转动自由度：XYZXYZ三个移动自由度：教学单元3：工件在夹具中的定位1）定位的实质：就是限制自由度。工件的六个自由度如果都加以限制了，工件在空间的位置就完全被确定下来了。7.六点定位原则教学单元3：工件在夹具中的定位2）六点定位法则通常，一个支承点限制工件的一个自由度。使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定的方法，称为六点定位法则。教学单元3：工件在夹具中的定位平面几何体的定位一尚未定位的工件，其空间位置是不确的.如图1-1所示，将工件放在空间直角坐标系中，工件存在六个方向的自由度。三个转动自由度：XYZXYZ三个移动自由度：教学单元3：工件在夹具中的定位用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则，如图2-3所示。支承点1、2、3限制了三个自由度，称为主支承点。支承点4、5限制了两个自由度，导向支承点。支承点6限制了一个自由度，止推支承点。六点共限制了工件六个自由度。ZXYxzY教学单元3：工件在夹具中的定位六面几何体的定位图3-7矩形工件定位a)矩形工件b）定位布置矩形工件上铣削半封式矩形槽教学单元3：工件在夹具中的定位圆柱几何体的定位教学单元3：工件在夹具中的定位圆盘几何体的定位教学单元3：工件在夹具中的定位•通过上述三种典型定位示例的分析，说明了六点定位规则的五个主要问题：•1)定位支承点的合理分布主要取决于定位基准的形状和位置。如图2—3所示的“三、二、一”点分布；图2—4所示的“四、一、一”点分布；图2—6所示的“三、二、一”点分布。同样可以推理，定位支承点的分布是不能随意组合的。•2)工件的定位，是工件以定位面与夹具的定位元件的工作面保持接触或配合实现的。一旦工件定位面与定位元件工作面脱离接触或配合，就丧失了定位作用。教学单元3：工件在夹具中的定位3)工件定位以后，还要用夹紧装置将工件紧固。因此要区分定位与夹紧的不同概念。4)定位支撑点所限制的自由度名称，通常可按定位接触处的形态确定，其特点可以见表2-1。定位点分布应该符合几何学观点。教学单元3：工件在夹具中的定位教学单元3：工件在夹具中的定位5)有时定位点数量及其布置不一定如上述那样明显直观，如自动定心定位就是这样。图2-7所示是一个内孔为定位面的自动定心定位原理图。工件的定位基准为中心要素圆的中心轴线。教学单元3：工件在夹具中的定位8.根据零件图样要求分析理论上应限自由度六面几何体的定位图3-7矩形工件定位a)矩形工件b）定位布置矩形工件上铣削半封式矩形槽教学单元3：工件在夹具中的定位1）建立一个坐标系2）分析本道工序的加工要求与自由度的关系（1）分析这类自由度的意义在夹具设计时，应特别注意限制与工件加工技术要求有关的自由度。分析这类自由度的意义在于：1）说明了工件被限制的自由度是与其加工尺寸或位置公差要求相对应的，对与加工有关的自由度的限制是必不可少的，以保证工件的加工技术要求。2）自由度相关性分析也是分析加工精度的方法之一。3）自由度相关性分析也是定位方案设计的重要依据。在夹具定位设计之前必须分析加工时要限制工件的哪些自由度，然后必须对其进行限制（2）步骤教学单元3：工件在夹具中的定位加工5H7的孔教学单元3：工件在夹具中的定位内螺纹的轴心线与A面的距离尺寸：20±0.03mm、与底面A的平行度公差0.02mm、与尺寸61±0.01mm中心平面的对称度公差0.08mm。教学单元3：工件在夹具中的定位练习：根据工件加工要求、分析理论上应该限制哪几个自由度1．钻Φ6H7孔2．铣两台阶面教学单元3：工件在夹具中的定位3．铣b槽4．车端面保证L理限：理限：教学单元3：工件在夹具中的定位5．钻d孔6．铣台阶面理限：理限：教学单元3：工件在夹具中的定位7．铣前、后两平面8．a)钻2个d孔b)钻d孔ab理限：a)理限：b)理限：教学单元3：工件在夹具中的定位9．铣平面10．钻φ孔理限：理限：R9教学单元3：工件在夹具中的定位小结：工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也可不限制，视加工时的具体情况而定。因此，按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度数是工件定位中应解决的首要问题。教学单元3：工件在夹具中的定位