第3章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.2工件的安裝與定位機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)一3.2.1基準(zhǔn)的概念工件的安裝方式基準(zhǔn)的概念定位原理限制工件自由度與加工要求的關(guān)系定位基準(zhǔn)的選擇3.2.23.2.33.2.43.2.53.2工件的安裝與定位工件的安裝與定位3.2.1工件的安裝方式裝夾方式

工件在機(jī)床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件大小及復(fù)雜程度、加工精度要求及定位的特點(diǎn)等。主要裝夾形式有三種：直接找正裝夾、劃線找正裝夾和夾具裝夾。

1）直接找正裝夾

將工件裝在機(jī)床上，然后按工件的某個(gè)（或某些）表面，用劃針或用百分表等量具進(jìn)行找正，以獲得工件在機(jī)床上的正確位置。直接找正裝夾效率較低，但找正精度可以很高，適用于單件小批生產(chǎn)或定位精度要求特別高的場(chǎng)合工件的安裝與定位2）劃線找正裝夾

這種裝夾方法是按圖紙要求在工件表面上事先劃出位置線、加工線和找正線，裝夾工件時(shí)，先按找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。

劃線找正裝夾不需要專用設(shè)備，通用性好，但效率低，精度也不高，通常劃線找正精度只能達(dá)到0.1～0.5mm。此方法多用于單件小批生產(chǎn)中鑄件的粗加工工序。3）使用夾具裝夾

使用夾具裝夾，工件在夾具中可迅速而正確的定位和夾緊。

這種裝夾方式效率高、定位精度好而可靠，還可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和降低對(duì)工人技術(shù)水平的要求，因而廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)類型。

工件的安裝與定位直接找正安裝劃線找正安裝工件的安裝與定位工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）工件的安裝與定位3.2.2基準(zhǔn)的概念

確定加工對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。

基準(zhǔn)分類

工件的安裝與定位1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系和零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系，確定標(biāo)注尺寸（含角度）的起始位置，這些起始位置可以是點(diǎn)、線或面，稱之為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。軸套工件的安裝與定位2、工藝基準(zhǔn)

在工藝過程中采用的基準(zhǔn)。又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)。1）工序基準(zhǔn)（Operation

Datum）——在工序圖上用來確定本工序所加工面加工后的尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)。盡可能用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)。所選工序基準(zhǔn)盡可能用于工件的定位和工序尺寸檢查。2）定位基準(zhǔn)（Location

Datum）——加工中用作定位的基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)——未經(jīng)機(jī)械加工的表面作為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)——經(jīng)過機(jī)械加工的表面作為定位基準(zhǔn)。附加基準(zhǔn)——根據(jù)加工工藝需要而專門設(shè)計(jì),如小刀架上的工藝凸臺(tái)。3）測(cè)量基準(zhǔn)（Measure

Datum）——測(cè)量時(shí)使用的基準(zhǔn)。4）

裝配基準(zhǔn)（Assembly

Datum）——裝配時(shí)確定零部件相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。工件的安裝與定位附加基準(zhǔn)示例——小刀架上的工藝凸臺(tái)工件的安裝與定位3.2.3定位原理六點(diǎn)定位原理任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有

6

個(gè)自由度——分別用

表示。工件的定位就是采取一定的約束措施來限制自由度，一個(gè)自由度只需要一個(gè)約束點(diǎn)來限制。采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱之為六點(diǎn)定位原理。六點(diǎn)定位原則工件的安裝與定位兩點(diǎn)注意：“點(diǎn)”的含義

——對(duì)自由度的限制，與實(shí)際接觸點(diǎn)不同，如板狀工件安放工作臺(tái)上限制了3個(gè)自由度，是三點(diǎn)定位。實(shí)際上，工件與工作臺(tái)面接觸點(diǎn)可能有多個(gè)。

與理論力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)自由度概念差別：——實(shí)質(zhì)上是位置不定度；——夾緊與定位概念分開；——工件、夾具是彈性體工件以平面3點(diǎn)定位工件的安裝與定位3.2.4限制工件自由度與加工要求的關(guān)系1、完全定位與不完全定位

工件的六個(gè)自由度均被限制，稱為完全定位。工件六個(gè)自由度中有一個(gè)或幾個(gè)自由度未被限制，稱為不完全定位。2.不完全定位主要有兩種情況：

1）工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線是完全對(duì)稱的，則工件繞此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。

例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)、圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)等。

2）工件加工要求不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制三個(gè)自由度就夠了。工件的安裝與定位工件應(yīng)限制的自由度

完全定位與不完全定位示例工件的安裝與定位3、欠定位與過定位 1)、欠定位——工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。工件的欠定位工件的安裝與定位2）

過定位——工件某一個(gè)自由度（或某幾個(gè)自由度）被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)限制。3）

過定位是否允許，要視具體情況而定。

1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的，有時(shí)還是必要的，因?yàn)楹侠淼倪^定位不僅不會(huì)影響加工精度，還會(huì)起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。

2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等。工件的安裝與定位過定位引起夾緊變形孔與端面組合定位的過定位工件的安裝與定位過定位處理分析工件的安裝與定位3.2.5定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)的選擇是零件加工工藝規(guī)程制定的重要問題，要深刻理解并牢固掌握粗基準(zhǔn)及精基準(zhǔn)的選擇原則，并會(huì)靈活地使用這些原則。定位基準(zhǔn)1.粗基準(zhǔn)2.精基準(zhǔn)3.輔助基準(zhǔn)采用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)。采用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)工藝孔或工藝凸臺(tái)工件的安裝與定位1、粗基準(zhǔn)選擇1）不加工表面原則：要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，應(yīng)要以不加工面為粗基準(zhǔn)。保證不加工表面與加工表面相互位置關(guān)系；多個(gè)情況下，選位置精度較高；被加工零件上有不加工表面應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)，以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置。2）余量最小原則：要求保證工件重要表面加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面的毛坯面為粗基準(zhǔn)。余量足夠；重要表面余量均勻；總金屬切除量少

工件的安裝與定位套的粗基準(zhǔn)選擇階梯軸粗基準(zhǔn)選擇工件的安裝與定位5）.大而平原則。：應(yīng)盡可能平整、光潔，且有足夠大，不得有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面。4）.粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向不得重復(fù)使用原則：粗基準(zhǔn)本身是毛坯表面，精度和粗糙度較差，如果重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)，就會(huì)造成較大位置誤差。3）.重要表面原則。如果必須保證工件上某重要表面加工余量均勻，則應(yīng)該選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。如加工車床床身

床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序2（a）工序2（b）工件的安裝與定位2、精基準(zhǔn)選擇1）基準(zhǔn)重合原則

應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”原則?？杀苊饣鶞?zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。在對(duì)加工面位置尺寸和位置關(guān)系有決定性影響的工序中，特別是當(dāng)位置公差要求較嚴(yán)時(shí)，一般不應(yīng)違反這一原則。否則，將由于存在基準(zhǔn)不重合誤差，而增大加工難度。 ☆1）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)； ☆2）特別是最終工序； ☆3）目的避免基準(zhǔn)不重合誤差。工件的安裝與定位2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可方便加工大多數(shù)（或全部）表面，應(yīng)盡早將該基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以其為精基準(zhǔn)。

1）有利于保證各加工表面之間的位置精度；

2）可簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。注：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合，需針對(duì)具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)，具體如下：

1）大部分表面采用同一組精基加工；

2）簡(jiǎn)化工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)與制造；

3）減少基準(zhǔn)變換所帶來的基準(zhǔn)更換誤差。工件的安裝與定位3）自為基準(zhǔn)原則

對(duì)精度要求很高的表面，精密加工時(shí)，為保證加工精度，加工余量小且均勻，可以已精加工表面自身為定位基準(zhǔn)，即"自為基準(zhǔn)"原則。

在導(dǎo)軌磨床上磨床身導(dǎo)軌面

工件的安裝與定位4）互為基準(zhǔn)原則：對(duì)某些位置精度要求高的表面，可采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來保證其位置精度。軸徑軸徑錐孔

如臥式銑床主軸，前端7:24錐孔對(duì)支承軸徑的同軸度要求很高，為保證這一要求，采用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，工藝過程如下：

1）以精車后的前后支撐軸