第六讲工件的定位与装夹
工件的定位和夹紧讲课文档
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图2-62 活动V型块的应用
3.常见定位方式及定位元件
3) 工件以外圆表面定位 定位套
图2-63 工件以圆孔定位的定位套
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3.常见定位方式及定位元件
4) 工件以组合表面定位
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图2-68 一面两销定位
3.常见定位方式及定位元件
平面支承
2. 常见定位分析
2） 不完全定位：
短圆柱销
侧挡销
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图2-54 连杆钻孔定位方案
平面支承
2. 常见定位分析
3）欠定位：
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图2-51 用专用夹具
安装工件
2. 常见定位分析
4）过定位：
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图2-55 过定位示意
2. 常见定位分析
4）过定位：
2）能大大地提高生产率，缩短辅助时间； 3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。
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三、工件在夹具中的定位
1.六点定位原理
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图2-52 物体的六个自由度
三、工件在夹具中的定位
1.六点定位原理
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图2-53 六点定位简图
三、工件在夹具中的定位
间隙配合心轴
H7 g6( f 7)
H7 r6
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图2-66 圆柱心轴
3.常见定位方式及定位元件
3) 工件以外圆表面定位
V形块
半圆环 定位套
支承定位
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3.常见定位方式及定位元件
3) 工件以外圆表面定位
工件的装夹和夹具
B
Omax
O Omin
D
+TD 0
A
d
0 -Td
轴最细，孔最大
3） 当定位孔与心轴(或定位销)任意边接触时（心轴垂直放置）时。
ΔH3
=2 (Rmax-r1min)+rmax-rmin；
= Dmax-d1min+Td/2=TD+Td1+Δmin+Td/2
轴最细，内孔最 大，外圆最大
正确位置
b
轴最细，孔最大 ，外圆最小
1）、在长方体工件上铣通槽
2）、在长方体工件上铣不通槽
Z O
X Y
应 该限制 五个 自由度： Y; Z; X; Y; Z;
不完全定位
应该 限制六个自由度 ： X ;Y;Z; X ;Y;Z;
完全定位
3）、在球面上铣平面
4）、在车床上车外圆
Z O
X Y
应该限制一个自由度： Z
不完全定位
应该 限制四个自由度： Y ; Z ;Y ; Z ;
b)
Y;Z
Y;Z
c)
顶尖限制:
X Y、Z 方向转动自由度
4）连杆加工
Z X
Z X
X Y b） Z
X
X Y
Z X
b1）
X Y
X Y
b2） 图2-23b 过定位示例分析
b3）
5）圆柱件钻孔
Z
X
X Y c） X
X
Z X
X
Y
Z
c’）
Y c1）
图2-23c 过定位示例分析
六、 定位误差
1. 定位误差的概念
工序尺寸方向与接触点和销子中心连线方向相同，则其定
数控加工中工件的装夹与定位
① 完全定位 工件的六个自由度全部被夹 具中的定位原件所限制，而在夹具中占有完全确 定的唯一位置，称为完全定位。
② 不完全定位 根据工件加工表面的不同 加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。
③ 欠定位 按照加工要求应该限制的自由 度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允 许的。
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数控加工中工件的装夹与定位
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数控加工中工件的装夹与定位
④ 过定位 工件的一个或几个自由度被不同的定位 元件重复限制的定位称为过定位。
1.2.3 定位与夹紧的关系
定位与夹紧的任务是不同的，两者是不能互相取代。 定位时，必须是工件的定位基准紧贴在夹具的定位元件， 否则不称其是定位，而夹紧则是工件不离开定位元件。
c.成组可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而 发展起来的，它是在加工某种工件后，经过调整或更换个 别定位元件和夹紧元件，即可加工另外一种工件的夹具。
d.组合夹具是一种由一套标准元件组装而成的夹具。 这种夹具用后可拆卸存放，当重新组装时有可循环使用。
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数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加工中工件的装夹与定位
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若按1-16（c）所示面2定位，则符合基准重合 原则，可以直接保证尺寸A的精度。
应用基准重合原则时，要具体情况分析。定位 过程中产生的基准不重合误差，是在用夹具装夹、 调整法加工——批工件时产生的。若用试切法加工， 设计要求的尺寸一般可直接测量，不存在基准不重 合误差的问题。在带有自动测量的数控机床上加时， 可在工艺中安排坐标系检查工步，即每个零件加工 前由CNC系统测量头检测设计基准并自动计算、修 正坐标值，消除基准不重合误差。在这种情况下， 可不必尊笔循基准重合原则。
工件在数控机床上的定位与装夹
精基准的选择
Ø 在实际生产中,经常使用的统1基准形式有： 1 轴类零件常使用两顶尖孔作统1基准； 2 箱体类零件常使用1面两孔 1个较大的平面和两个距离较
远的销孔 作统1基准； 3 盘套类零件常使用止口面 1端面和1短圆孔 作统1基准； 4 套类零件用1长孔和1止推面作统1基准
Ø 采用统1基准原则好处： 1 有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2 可以简化夹具设计,减少工件搬动和翻转次数
a）
b）
c）
图5-2 粗基准选择比较
粗基准的选择
工序1
工序1
工序2
工序2
图5-3 床身粗基准选择比较
重要表面原则
为保证重要表面的加工余量均匀,应选择重要加 工面为粗基准
精基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠
基准重合原则 基准统1原则 自为基准原则
选用设计基准作为定位基准,避免因基 准不重合带来的误差
课堂讨论
数控车床的装夹找正
Ø 打表找正 通过调整卡爪,使得工件坐标系 的Z轴与数控车床的主轴回转中心轴线重合
Ø 单件的偏心工件 Ø 使用3爪自动定心卡盘装夹较长的工件 Ø 3爪自动定心卡盘的精度不高
7、数控铣床的装夹
通用夹具的选用
平口钳分固定侧与活动侧,固定侧与底面 作为定位面,活动侧用于夹紧
选择平整、光洁、面积大、无飞边毛刺和浇 冒口的表面以便定位准确、夹紧可靠
作为粗基准的表面粗糙且不规则,多次使用 无法保证各加工表面的位置精度
粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基 准 ◆余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准
第3章-工件的定位和装夹
2.机床夹具的概念 在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过
程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。例如车床上 使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口钳等都是机床 夹具。
④辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需
增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点 是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁 紧；而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自 由度，也不允许破坏原有定位。如图3-19所示，工件以平面A定位，由于被 加工面悬伸较大，在切削力作用下会产生变形和振动，因此工件定位后增设 辅助支承3，以提高支承刚度，减少振动，提高加工精度。
(1)完全定位
(2) 工件的六个自由度都限制的定位称为完全定位
如图3-8所示，在长方形工件上加工一个盲孔，为满足所有加工要求， 必须限制工件的6个自由度，这就是完全定位。
图3-8 完全定位示例
（2）不完全定位 工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。如上
图中是加工一个通孔，就只需限制5个自由度，这就是属于不完全定位。
1)定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定 位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销 的顶端，而常用面或线来代替。根据数学概念可知，两个点决定一 条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点， 一个平面可代替三个支承点。在具体应用时，还可用窄长的平面 （条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
浅析车床工件的装夹与定位
浅析车床工件的装夹与定位摘要：车床用于加工回转体零件，零件表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的，了解工件的夹紧与定位的概念，定位原理及方式对车削加工中减少定位误差具有一定意义。
关键词：工件装夹定位原则定位误差1、车床工件的装夹与定位1.1 工件的安装在机械加工过程中为确保加工精度，首先要将工件装在机床上，并占据一个正确的位置，这就是工件的定位。
工件定位后，为了使其在加工过程中始终保持这一位置，必须把它压紧夹牢，这称为工件的夹紧，从定位到夹紧的整个过程称为对工件的安装。
常用的车床工件安装方法有以下几种：用顶尖安装工件；用三爪卡盘装夹工件；用其它附件安装工件；心轴安装工件等。
安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。
1.1.1 工件安装的基本原则在车床上安装工件的原则是要合理地选择定位基准和夹紧方案。
为了提高车削的加工效率，应注意以下几点：一是力求基准统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；二是尽量减少装夹次数，提高加工表面之间的相互位置精度；三是当零件批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间；四是装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以提高生产效率。
1.2.2 工件的安装方式工件的安装有一次安装法和多次安装法。
一次安装法是用专用夹具装夹实现的。
多次安装法是在工件的加工中，经常采用的方法。
[1]1.2 工件的夹紧车削中为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。
1.2.1 对工件夹紧的基本要求夹紧要求有四点：一是工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置；二是夹紧力的大小适当，即防止产生大的夹紧变形，也要使得加工振动现象尽可能小；三是操作方便、安全、省力；四是夹紧装置的自动化程度及复杂程度，应与工件的批量大小相适应。
1.2.2 夹具的选择一般机床夹具都有一个夹紧装置，为保证工件定位时所确定的正确加工位置。
工件定位与装夹方案
1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。
毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。
安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。
对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。
2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。
一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。
加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。
对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。
工件在夹具中的定位与夹紧
（3）精基准的选择
主要应保证加工精度和装夹方便
选择精基准一般应遵循以下原则：
1）基准重合原则
设计(工序)与定位
2）基准统一原则
各工序的基准相同
3）互为基准原则
两表面位置精度高
4）自为基准原则
加工余量小而均匀
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度， 再以相应定位点去限制。
(3)欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位， 在实际生产中是绝对不允许的。
工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的 定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合 理的。
过定位造成的后果： （1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差； （2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）
六点定位原理。
实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点， 视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定
定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正 确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。
(2)完全定位与不完全定位 工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位， 允许少于六点的定位称为不完全定位。 都是合理的定位方式。
(２)夹紧力作用点的确定 1）夹紧力应作用在刚度较好部位
2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件
形成的支承面内
3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
(３)夹紧力大小的估算
夹紧力的大小根据切削力、工件重力的 大小、方向和相互位置关系具体计算，并 乘以安全系数K ，一般精加工K =1.5～2， 粗加工K = 2.5～3。
向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差 以及两者之间的间隙所引起。
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三爪卡盘
南京信息职业技术学院
平口钳
三、夹具的种类
通用夹具 专用夹具
对某一固定工序设计(大批量）
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南京信息职业技术学院
缸底车床夹具
三、夹具的种类
通用夹具
成组相似性零件（多品种小批量）
专用夹具
安成徽组机夹电具职业技术学院
南京信息职业技术学院
微型三维可调夹具
三、夹具的种类
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
2. 夹紧
在加工过程中，为防止工件在切削力、重力、惯性 力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件定位。
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夹紧和定位是两 个概念!
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四、工件的定位
3. 六点定位原理
六点定位原理：用六个适当分布支承点来分别限制工件 的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置。
4. 常用零件的定位
平面 内孔 安徽机电职业技术学院 外圆 锥孔
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
5. 定位的种类
大端面限制: X 方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度
安徽机电职业技术学院
短销限制: Y、Z方向的移动自由度
防转销限制: X 方向转动自由度
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
5. 定位的种类
5. 定位的种类
2）过定位：某个自由度同时由二个以上元件来限制。
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四点配作: 增强工件定位的稳定性
一、夹具及其功能
1. 夹具的用途
切削加工、热处理、装配、焊接、检测。
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一、夹具及其功能
1. 夹具的用途
切削加工、热处理、装配、焊接、检测。
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一、夹具及其功能
2. 夹具的主要功能
定位
确定工件在夹具中占有正确位置的 过程。正确的定位可以保证工件加工 面的尺寸和位置精度。
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南京信息职业技术学院
四、工件的定位
3. 六点定位原理
❖ 六点支承点必须适当分布
安徽机电职业技术学院 南京信息职业技术学院
三个支承点在一 直线上，没有限制 三个自由度!
四、工件的定位
3. 六点定位原理
❖ 六点支承点必须适当分布 ❖ 关于定位方向的确定
安徽机电职业技术学院
在外力作用下， 与基准紧密接触
四、工件的定位
4. 常用零件的定位
平面 内孔 安徽机电职业技术学院 外圆
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
4. 常用零件的定位
平面 内孔 安徽机电职业技术学院 外圆
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
4. 常用零件的定位
平面 内孔 安徽机电职业技术学院 外圆 锥孔
南京信息职业技术学院
四、工件的定位
南京信息职业技术学院
二、夹具的组成
1. 夹具的主要部件
夹具体
定位原件1
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定位元件的定位精度直 接影响工件加工的精度。
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二、夹具的组成
1. 夹具的主要部件
夹具体
定位原件1
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夹紧装置
夹紧装置的结构类型很 多，设计时应注意选择。
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1）完全定位：六个自由度均被限制的定位方式
大端面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
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短销限制: X、 Y 方向的移动自由度
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防转菱形销限制: Z 方向转动自由度
四、工件的定位
5. 定位的种类
1）完全定位：六个自由度均被限制的定位方式
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导向
钻套
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一、夹具及其功能
4. 使用夹具的目的
保证加工精度 提高劳动生产率 改善劳动条件 安徽降机低电生职产业成技本术学院 保证工艺纪律 扩大机床工艺范围
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二、夹具的组成
1. 夹具的主要部件
夹具体
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夹具体是夹具的基体骨 架，通过它将夹具定位元 件、夹紧装置等所有元件 构成一个整体。
工件在某个方向的自由度被限 制了，就是在该方向上有了正确 的位置，并不表示在受到脱离支 承点的外力的作用下也不运动。
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四、工件的定位
4. 常用零件的定位
平面 安徽机电职业技术学院
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四、工件的定位
4. 常用零件的定位
平面 内孔 安徽机电职业技术学院
南京信息职业技术学院
应该限制: X、Y、Z方向的移动自由度 X、Y、Z的转动自由度
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四、工件的定位
5. 定位的种类
2）过定位：某个自由度同时由二个以上元件来限制。
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大端面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
长柱销限制: X、 Y 方向的移动自由度 X、 Y 方向的转动自由度
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夹紧ห้องสมุดไป่ตู้
工件定位后将其固定，使其在加工 过程中保持定位位置不变的操作。
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一、夹具及其功能
3. 夹具的特殊功能
对刀 安徽机电职业技术学院
调整刀具切削刃相对 工件或夹具的正确位
置。
夹具上的对刀元件
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一、夹具及其功能
3. 夹具的特殊功能
对刀
迅速确定刀具的位置， 并引导其进行切削。
二、夹具的组成
2. 夹具的其他部件
对刀、引 刀装置
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对刀元件、钻套等。
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二、夹具的组成
2. 夹具的其他部件
对刀、引 刀装置
安徽机电职业技术学院
其他元件 及装置
定位键、连接件、 配重件、分度装置和 上下料装置等
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三、夹具的种类
通用夹具
单件小批
通用夹具
通用标准部件组装（单件中小批量）
专用夹具
安成徽组机夹电具职业技术学院 组合夹具
铣削用组合夹具
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三、夹具的种类
通用夹具
由运输装置运往各机床（自动线）
专用夹具
安成徽组机夹电具职业技术学院 组合夹具
随行夹具
回转台用随行夹具
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四、工件的定位
1. 定位
在加工前，先确定工件在工艺系统中的正确位置。 安徽机电职业技术学院 实际加工中，只要考虑作为设计基准的点、 线、面 是否在工艺系统中占有正确有位置。
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防转菱形销限制: Z 方向转动自由度
四、工件的定位
5. 定位的种类
2）过定位：某个自由度同时由二个以上元件来限制。
夹持较长卡盘相当于套筒限制: Y、Z方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度
安徽机电职业技术学院
(活动)顶尖限制: Y、Z 方向转动自由度
南京信息职业技术学院
四、工件的定位