工件的定位教案

教学首页设计教学过程授课思路和教学方法教学内容和教师活动学生活动Ⅰ、复习引入用锥柄连接式车床专用夹具加工支架（参照书P127图6-2）车床夹具定位实例（参照书P129图6-3）回顾：⑴、夹具的组成；⑵、夹具的作用。

Ⅱ、讲授新课一、定位和基准的基本概念（结合书P129图6-3讲解）1、工件的定位【师】：使用夹具对工件进行加工时，必须按照加工工艺的要求把工件放在夹具中，使工件在夹紧之前相对于机床和刀具有一个正确的确定位置，这个过程称为工件的定位。

【强调】：（1）、工件的定位是靠工件上某些表面和夹具中的定位元件（或装置）相接触来实现的。

（2）、工件的定位必须使一批工件逐次放入夹具中都能占有同一位置。

2、定位基准【师】：所谓定位基准是指工件与夹具定位元件工作表面相接触的表面。

【扩展】：（1）、当工件的定位基准确定后，工件上其他部分的位置也随之确定。

（2）、定位基准可以是点、线、面，但作为基准的点和线往往由某些具体表面体现出来的。

二、工件的定位原理1、六点定位规则自由度【过渡】：空间内自由的物体可能具有的运动？【总结归纳】：任何一个工件在夹具中未定位前，都可以看成在空间直角坐标系中的自由物体。

一个物体在三维空间中具有的运动包括沿三个坐标轴的移动和转动。

分别是三个移动自由度：和三个转动自由度：共六个自由度。

•如下图所示：看图想问题，回忆上次课内容【学生思考】：怎样保证在切削加工过程中，使工件的各个加工表面的尺寸，形状及位置精度符合规定要求？----必须使工件在机床或夹具中占有一个确定的位置。

【提问】：如何保证同一批工件在夹具中占有一致的正确加工位置呢？根据学生作答情况引出定位的概念【学生讨论】：空间内自由的物体可能具有的运动？学生首先介绍定位的目的让学生明白此次课程的作用通过对熟悉的知识类比掌握与之有关的陌生知识促使学生带着问题有目的地参与课堂教学活动。

工件的六点定位原理用一个支承点限制工件的一个自由度，用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置，即为工件的六点定位原理。

如果工件的六个自由度用六个支承点与工件接触使其完全消除，则该工件在空间的位置就完全确定了。

如下图所示：【评析扩展】：●定位，就是限制自由度。

●定位支承点与工件定位基准面接触，才能起到限制工件自由度的作用。

一个定位支承点仅限制一个自由度。

讨论1：支承点是否可以随意分布？支承点的分布必须适当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。

讨论2：夹紧就是定位吗？这是一种错误的理解。

认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度而言，因此，工件也就定了位。

这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。

2、工件定位的类型【设疑】：在加工过程中，是否所有的工件都必须限制6个自由度？【教师答疑】：在加工过程中，并非所有的工件都必须限制6个自由度。

工件所需限制自由度的个数主要取决于工件在该工序中的加工要求。

【过渡引言】：工件要正确定位首先要限制工件的自由度。

工可能回答出几种情况，教师补充得出空间内物体存在的六个自由度学生观看CAI课件图例和多媒体图像帮助学生从感官上理解自由度此过程中老师要注意引导启发最后进行归纳这样便于理解教材理论通过CAI课件图例联系物体的运动教师就图讲解使学生掌握件定位时，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以不限制，视具体情况而定。

下面介绍几种工件在夹具中的定位类型。

⑴完全定位【定义】：工件的六个自由度全部被限制，在夹具中只有唯一的位置的定位称为完全定位。

【分析】：当工件在X、Y、Z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置要求时，一般采用这种定位方法。

【举例】：（图1）如图所示的工件，要求铣削工件上表面和铣削槽宽为40mm 的槽。

为了保证上表面与底面的平行度，必须限制、、三个自由度；为了保证槽侧面相对前后对称面的对称度要求，必须限制、两个自由度；由于所铣的槽不是通槽，在X方向上，槽有位置要求，所以必须限制移动的自由度。

为此，应对工件采用完全定位的方式。

⑵不完全定位【定义】：不完全定位又称为部分定位，在满足加工要求的前提下，少于六个支承点的定位，称为部分定位。

【分析】：工件应当限制的自由度都得到了定位。

【举例】：（图2）根据六点定位原理教师设置问题，【学生分组讨论】学生分成两组，一组讨论问题1支承点是否可以随意分布？，一组讨论问题2夹紧就是定位吗？【学生自由度的概念通过多媒体演示，让学生更加形象的理解六点定位原理根据以往的教学经验把学生在概念中容易犯错的地方设置疑问通过学生分组讨论的结果，教师进行点如（见图）加工通槽时，工件沿Y 轴方向的自由度并不影响通槽的加工要求。

这时，为了简化定位装置，Y轴方向可不设定位点，只采用五点定位即可。

⑶重复定位【定义】：工件的同一自由度同时被几个支撑点重复限制的定位称为重复定位。

【举例】：限制了、两个自由度。

这样虽有六个支承点，但仅限制了四个自由度，其中、重复定位。

因此，当夹紧时，往往顶尖顶不上。

如果工件被强制夹住时，则工件容易变形，所以采用这种方法装夹工件时，卡爪与工件的接触部分应该短一些（相当于两个支承点）。

【说明】：重复定位的后果是使定位不稳定，破坏预定的正确位置，使工件或元件产生变形，从而降低加工精度，甚至使工件无法装夹以至于不能加工。

因此，应尽量避免重复定位。

但重复定位并不是必须完全避免的，只有在工件的定位基准、夹具上的定位元件精度很高的情况下，才允许重复定位，重复定位对提高工件的刚度和稳定性有益。

⑷欠定位【定义】：工件定位时，定位元件实际所限制的自由度数目少于按加工要求所需要限制的自由度数目，使工件不能正确定位，称为欠定位。

【分析】：思考】提问在加工过程中，是否所有的工件都必须限制6个自由度吗？根据学生回答情况引出课题—工件定位的类型学生从限制自由度的角度出发分析在图1中要保证工件的加工要求需限评补充使学生真正理解定位概念的内涵以质疑---探讨为主线自然过渡，明确正确的定位必须要满足工件的加工精度要求，为后面的定位类型学习分析做好铺垫例如用一夹一顶装夹工件（见图），当卡盘装夹工件的部分较长时，相当于四个支撑点，即限制了、、、四个自由度；后顶尖相当于两个支承欠定位不能保证加工要求，往往会产生废品，因此是绝对不允许的。

例如图所示工件，如果Y轴方向无支承定位点，则不能保证键槽的轴向尺寸A。

工件的欠定位(图4)（图3）【强调】：“六点定位”的注意问题1、定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。

2、定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接接触。

若二者脱离，则意味着失去定位作用。

3、一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。

4、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响，定位和夹紧是两个概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，即夹紧。

5、定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。

三、【课堂练习】下图中，需钻、扩、铰9H7孔，其余表面均已工，试确定工件应限制的自由度。

【分析】：（按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度是工件定位中应解决的首要问题）。

（1）保证尺寸20 ±0.05mm，需要限制的自由度为：（2）保证垂直度0.05mm时，需要限制的自由度为：（3）保证9H7孔中心对称分布于尺寸26mm的中心线，需要限制的自由度为：综合上述可知，本工序要限制的自由度为：五个自由度：【归纳】：一般地，分析零件所需限制的自由度，应考虑以下两方面的因素：（1）零件的工序要求；（2）实际安装需要。

制那些自由度？根据学生的回答，教师补充后根据限制自由的个数突出、强化完全定位这个知识点结合教师给出的不完全定位的概念学生先自我先根据图2中通槽的加工要求，找出需限制的自由度，对通过CAI课件打出图1结合实例分析讲述完全定位的要求培养了学生善观察、懂分析、理论联系实际的良好学习习惯。

使用CAI课件打出图2通过加工通槽实例讲述不完全定。