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第2章工件的定位 定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn) 確定加工對(duì)象上某些點(diǎn) 線 面 幾何要素 位置所依據(jù)的那些點(diǎn) 線 面稱為基準(zhǔn) 根據(jù)使用場(chǎng)合不同 分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類 如下圖所示 圖1基準(zhǔn)分類 定義 設(shè)計(jì)部門 工藝部門 工裝部門 在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn) 零件圖上用以確定零件上某些點(diǎn) 線 面位置所依據(jù)的那些點(diǎn) 線 面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件加工與裝配過程中所采用的基準(zhǔn) 又可分為四種 工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn) 工序圖上用來標(biāo)注本工序加工的尺寸和形位公差的基準(zhǔn) 就其實(shí)質(zhì)來說 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有類似之處 只不過是工序圖的基準(zhǔn) 圖3支座工序1 車削 工序基準(zhǔn) 工件上用于定位的基準(zhǔn) 加工中 使工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn) 工件在加工中或加工后測(cè)量時(shí)所用的基準(zhǔn) 裝配時(shí) 用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn) 基準(zhǔn)選擇原則 各類基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使其重合 在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí) 應(yīng)盡可能以裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 以便直接保證裝配精度 在編制零件加工工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)盡可能以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn) 以便保證零件的加工精度 在加工和測(cè)量工件時(shí) 應(yīng)盡量使定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合 以便消除基準(zhǔn)不重合誤差 定位基準(zhǔn) 1 定位基準(zhǔn)為接觸要素 名詞解釋 要素 幾何要素的簡(jiǎn)稱 是指幾何體 工件 零件 上的點(diǎn) 線或面 工件與零件 機(jī)床上的加工對(duì)象稱為工件 即在制品 經(jīng)過多道工序加工后 得到了成品 這個(gè)成品稱為零件 兩種情況 2 定位基準(zhǔn)為中心要素 三爪卡盤定位外圓圓柱定位銷定位孔V形塊定位外圓 小結(jié) 工件的定位是通過工件與定位元件保持接觸 緊靠 靠牢 來實(shí)現(xiàn)的 工件上與定位元件的接觸面稱為定位面 定位基面或定位基準(zhǔn)面 但定位面 定位基準(zhǔn) 這與接觸情況有關(guān) 常見情形見下表 定位副 當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面 圓柱面 圓錐面 球面等 與定位元件接觸 或配合 時(shí) 工件上的回轉(zhuǎn)面稱為定位基面 其軸心線 或球心 稱為定位基準(zhǔn) 如圖1 16a所示 工件以圓孔在心軸上定位 工件的內(nèi)孔面稱為定位基面 它的軸心線稱為定位基準(zhǔn) 與此對(duì)應(yīng) 心軸的圓柱面稱為限位基面 心軸的軸心線稱為限位基準(zhǔn) 工件以平面與定位元件接觸時(shí) 如圖1 16b所示 工件上那個(gè)實(shí)際存在的面是定位基面 它的理想狀態(tài) 平面度誤差為零 是定位基準(zhǔn) 如果工件上的這個(gè)平面是精加工過的 形狀誤差很小 可認(rèn)為定位基面就是定位基準(zhǔn) 同樣 定位元件以平面限位時(shí) 如果這個(gè)面的形狀誤差很小 也可認(rèn)為限位基面就是限位基準(zhǔn) 為了簡(jiǎn)便 將工件上的定位基面和與之相接觸 或配合 的定位元件的限位基面合稱為定位副 定位基準(zhǔn)與定位基面 工件 vs限位基準(zhǔn)與限位基面 夾具的定位元件 工件與定位元件接觸的兩種主要形式 配合 緊貼 定位副對(duì)照表 設(shè)計(jì)任務(wù) 在如圖所示的機(jī)架上加工 9H7的孔 工件的其他表面均已加工好 試設(shè)計(jì)夾具并進(jìn)行精度分析 題2 3圖 定位原理 工件自由度 位置不確定度 六點(diǎn)定則 一個(gè)在空間處于自由狀態(tài)的工件放在空間直角坐標(biāo)系中 有六個(gè)活動(dòng)可能性 工件可以沿x y z軸有不同的位置 用 表示 也可以繞x y z軸有不同的位置 用 表示 用以描述工件位置不確定性的 和 稱為工件的六個(gè)自由度 工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制對(duì)工件加工有不良影響的自由度 工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度 工件定位原理模型 為了分析問題方便起見 將具體的定位元件抽象地轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn) 簡(jiǎn)稱支承點(diǎn) 在限制自由度時(shí) 支承點(diǎn)始終與工件表面接觸 用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件六個(gè)自由度 使工件的位置完全確定的原則 稱為六點(diǎn)定則 討論 一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度 平均意義 工件在夾具中定位時(shí) 所用支承點(diǎn)的數(shù)量最多不能超過6個(gè) 在夾具中 工件的自由度都是由定位元件實(shí)體來進(jìn)行限制的 往往不一定是 點(diǎn) 結(jié)構(gòu) 而是連續(xù)的表面 如何兌換成 轉(zhuǎn)化為 看作 支承點(diǎn)數(shù)量 直觀分析 一般認(rèn)為定位元件的平面支承兌換成3個(gè)支承點(diǎn) 線接觸兌換成2個(gè)支承點(diǎn) 點(diǎn)接觸兌換成為1個(gè)支承點(diǎn) 按照定位元件實(shí)際消除自由度的個(gè)數(shù) 來確定它能夠兌換的支承點(diǎn)數(shù)量 1 長(zhǎng)方體的定位如圖1a所示 工件以A B C三個(gè)不同方向的平面為定位基準(zhǔn) 其中A面最大 為主要定位基準(zhǔn) 圖1長(zhǎng)方體的定位a 三個(gè)平面定位基準(zhǔn)b c 定位點(diǎn)分布 定位點(diǎn)分布的規(guī)律 圖2圓柱幾何體的定位 2 圓柱體的定位如圖2所示 3 圓盤的定位圓盤幾何體的特點(diǎn)是圓柱面較短 圓柱面的定位功能將降低 而幾何體的端平面較大 則作主要定位基準(zhǔn) 圖3圓盤幾何體的定位 1 定位點(diǎn)的合理分布 組合 主要取決于定位面的形狀和位置 2 定位點(diǎn)不能隨意分布 組合 3 常用的主要定位基準(zhǔn)有大平面 長(zhǎng)圓柱表面 長(zhǎng)圓錐面等 4 工件的定位 是工件以定位基準(zhǔn)面與定位元件的工作面保持接觸或配合實(shí)現(xiàn)的 5 工件定位以后 還要用夾緊裝置將工件緊固 六點(diǎn)定則注意事項(xiàng) 對(duì)工件定位的兩種錯(cuò)誤理解 工件在夾具中被夾緊了 也就沒有自由度而言 因此 工件也就定了位 這種把定位和夾緊混為一談 是概念上的錯(cuò)誤 我們所說的工件的定位是指所有加工工件在夾緊前要在夾具中按加工要求占有一致的正確位置 不考慮定位誤差的影響 而夾緊是在任何位置均可夾緊 不能保證各個(gè)工件在夾具中處于同一位置 工件定位后 仍具有沿定位支承相反的方向移動(dòng)的自由度 這種理解顯然也是錯(cuò)誤的 因?yàn)楣ぜ亩ㄎ皇且怨ぜ亩ㄎ换鶞?zhǔn)面與定位元件相接觸為前提條件 如果工件離開了定位元件也就不成為其定位 也就談不上限制其自由度了 至于工件在外力的作用下 有可能離開定位元件 那是要由夾緊來解決的問題