劳动版《机床夹具（第二版）》模块二 工件在夹具中的定位 任务1-2 自由度及其消除、工件的定位课件

机 床 夹 具 目录 CONTENTS 模块一 机床夹具基础知识 模块二 工件在夹具中的定位 模块三 工件的夹紧 模块四 夹具体及夹具的对定 模块五 夹具图的绘制 模块六 典型机床夹具 模块七 新型机床夹具 任务一 自由度及其消除 知识点： ◎ 工件在空间直角坐标系中的 6 个自由度。 ◎ 六点定则及应用。 能力点: ◎ 能运用六点定则对箱体类、 盘类、 轴类零件进行定位分析。 工件在夹具中位置的确定是通过工件表面 (定位基准面) 与夹具中定位元件的接触或配合来实现的, 如铣键槽夹具中工件与 V 形块等的接触, 如下图所示。通过接触或配合, 消除了工件的自由度。 那么, 铣键槽夹具中工件的自由度是如何消除的呢? 使用夹具的工序通常通过两个环节来保证工件的位置要求, 即定位装置和对定装置。 前者保证整批工件相对于夹具占据同一空间位置; 后者保证夹具与机床连接时相对于机床、刀具及其切削成形运动具有正确的相对位置。为了正确理解工件的定位及其方法, 必须掌握工 件的自由度、六点定则及其应用。 1、自由度 工件加工通常要经历定位、夹紧、走刀的过程。工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有满足加工要求的某个正确位置。 自由度是指用来描述工件在某一预先设定的空间直角坐标系中定位时, 其空间位置不确定程度的六个位置参量。 为了便于分析说明, 将工件 (或物体) 放在空间直角坐标系中进行讨论。 工件位置具有的自由度越少, 说明工件空间位置的确定性越好。 工件空间位置的自由度 2、六点原则 六点定则是指在工件的定位中, 用空间合理分布的六个定位点 (由定位元件抽象而来) 来限制工件, 使其获得一个完全确定的位置的方法。 定位点是夹具为工件的定位提供空间位置的依据, 是对工件自由度起消除作用的基本要素。在定位示意图中, 常以标注在视图轮廓线上的定位符号 “ ” 来表示。 当工件与固定不动的定位元件保持一点接触时, 即形成对工件沿此接触点法线方向移动位置的约束和限制, 将消除工件的一个移动自由度; 当工件与定位元件保持两点 (或直线) 接触时, 将消除工件的两个自由度; 当工件以加工过的平面与定位平面 (或不共线的三个点) 接触时, 将消除工件的三个自由度。 3、六点原则的应用 （1）箱体类工件 特点：具有规则的外形轮廓, 如六面体、八面体等, 并具有较大而稳固的安装平面。 定位方案：用相当于六个定位点的定位元件 (六个支承钉) 与工件表面 (定位基准面) 接触即可消除工件的六个自由度。 通过工件底面 (XOY 面) 与三个定位点的接触, 消除了工件的 X、Y转动自由度和Z移动自由度； 通过工件侧面 (XOZ 面) 与两个定位点的接触, 消除了工件的 Y移动自由度和Z转动自由度； 通过工件端面 (YOZ 面) 与一个定位点的接触, 消除了工件的 X移动自由度。 三基面基准体系：对箱体类工件的定位, 夹具上常设置三个不同方向上的定位基准来形成一个空间定位体系。 a) 主要定位基准面 b) 导向定位基准面 c) 止推定位基准面 （2）盘类工件 特点：具有较大的端部幅面, 其轴 向尺寸或高度尺寸相对较小。 定位方案：对于齿轮、连接盘这类盘类工件, 为了使其安装稳固、夹紧可靠, 以承受较大的切削力, 常把第一基准 (理应为轴线) 转到端面上，故夹具上常为工件的大端面设置一个环形安装面 (三点) 作为主要定位基准。 支承点 1、2、3与工件的接触，消除了工件的 X、Y两个转动自由度和Z移动自由度； 支承点 4、5 与工件的接触，消除了工件的X、Y 两个移动自由度； 支承点 6与工件的接触，消除了Z转动自由度 。 （2）轴类工件 特点：轴向尺寸大，加工时有较严格的同轴度、对称度等位置公差要求。工件用公共轴线定位安装时，应保证公共轴线与刀具的轴向运动轨迹平行。 定位方案：对于轴类工件的定位，夹具一般用轴向尺寸较大的 V 形块的两个斜面与工件支承轴颈相接触，形成不共面的四点约束，以保证工件公共轴线空间位置的正确性；第二、第三定位基准的顺序依工序要求及定位精度高低而确定。 为保证轴类工件前后工序的基准统一, 常利用轴两端面上的顶尖孔作为 定位基准, 或在车床上采用 “一夹一顶” 的方式装夹。 定位点 1、2、3、4 消除了工件的 X、Y两个移动自由度和X、Y 两个转动自由度； 当对对称度、位置度有较严格的公差要求时, 防转基准销 5 成为第二定位基准, 而止推基准销 6 成为第三定位基准; 当对轴向尺寸有较严格的公差要求时, 止推基准销 6 成为第二定位基准, 防转基准销 5 成为第三定位基准。 就铣键槽夹具而言, 通过套筒工件的圆柱面和端面与 V 形块和 L 形板 (对刀块) 的接触来消除其自由度。