工件定位的基本原理
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工件定位的基本原理
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4、限制自由度与加工要求的关系，从上面 几例分析知，一般情况下：
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1-3个自由度：
⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5 个自由度：
⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个 自由度。
特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个 自由度，在圆柱上铣平面需限制2个自由度。
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3、尺寸精度获得的方法
▪ ⑴试切法：试切→测量→调刀，反复进行，达到 要求。单件加工用。
▪ ⑵定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。 ▪ ⑶调整法：事先调整好刀具与夹具(工件)的位置，
在加工一批工件过程中，刀具位置不变。夹具课 中涉及尺寸精度获得的方法一般试为调整法。 ▪ ⑷自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动， 达到尺寸精度的方法。
图2.3 铣槽整理定p位pt 分析
14
下2.4图在工件上铣槽，保证槽在三个方向上的位 置要求，试确定定位方案。
①保保分证证析槽槽满的的足左上加右下工位位要置置求要要必求求须：：限必必制须须的限限自制制由度，也xx 简y y 称z z 理限
保证槽的前后位置要求： 必须限制 y
综合结果：必须限制六个自由度。
可见工件定位采用那一种定位类别，主要由加 工要求确定。反过来讲，也都能满足加工要求。
图2.4
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图2.3
3、定位中存在问题
➢ ⑴欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没 有被全部限制的定位。实际不允许发生。
➢ ⑵过定位(重复定位)：工件定位时，几个定位 元件重复限制工件同一自由度的定位。
如下2.6图，位于同 一平面内的四个定位 支承钉限制了三个自 由度，是否允许，视 具体情况，干涉、冲 突就不允许。
第二章 工件在夹具中的定位
Z
Y
X
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。
Z
Z
Y
Y
X X
a） b）
ox方向上没有原始尺寸要求， 因此沿这个方向移动的自由 度。可以不加限制，工件只 要限制五个自由度就够了。 图2-3
只有oz方向上有原始尺寸， 但要保 证此尺寸必须限制三个 自由度，即沿Z轴的移动和绕X 轴、Y轴的转动
“一面两销”的两圆柱销重复限制了沿 x 方向的移动自 由度，属于过定位。由于工件上两孔的孔心距和夹具上两销 的销心距均会有误差，因而会出现上图所示的相互干涉现象。
解决“一面两孔”的定位干涉问题的途径： (1)减小一个销的直径； (2)将一个销做成削边销。
3）定位心轴
主要用于盘套类零 件的定位。心轴定心精 度高，但装卸费时，有 时易损伤工件孔，多用 于定心精度要求高的情 况。定位时，工件楔紧 在心轴上，多用于车或 磨同轴度要求高的盘类 零件，小锥度心轴实际 上起不到定位的作用
2-1. 工件定位原理
(1)六点定位原理
一个自由的物体，它对三 个相互垂直的坐标系来说，有 六个活动可能性，其中三种是 移动，三种是转动。习惯上把 这种活动的可能性称为自由度， 因此空间任一自由物体共有六 个自由度。
图2-1 工件自由度示意图
未定位工件在空间有六个自 由度，定位就是限制其自由度。
合理布置六个定位支承 点，使工件上的定位基面与 其接触，一个支承点限制工 件一个自由度，使工件六个 自由度被完全限制，在空间 得到唯一确定的位置，此即 六点定位原理。
AO AC AO2 AB
' 2
2 2
2
2
2
2
D2 b 1 D 2 min b Tlk Tlx 2 2 2 2 2 2
六点定位
短圆柱心轴
小锥度心轴
心轴
X、Z
X、Z
定位情况 V 形 块 图示 限制的自由度 定位情况 定 位 销 图示 限制的自由度
一块短 V 形块
两块短 V 形块
一块长 V 形块
外 圆 柱 面
X、Z
一个短定位销
X、Z、X、Z
两个短定位销
X、Z、X、Z
一个长定位销
二、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。
夹紧和定位是两个概念
因此，定位是使工件占有一个正确的位置，夹 紧才使它不能移动和转动
一、基本概念
三、夹具分类：
通用夹具 单件小批 根据通用程度 专用夹具 大批量 三爪、平口钳、分度头 针对某一固定工序设计
多品种小批量成组相似性零件 成组可调 单件中小批量 组合夹具 通用标准部件组装而成
二、六点定位原理
1、刚体的六个自由度
任何刚体在空间都有六个自 由度，它们分别是沿空间直 角坐标系三轴方向的： 移动自由度(X、Y、Z) 转动自由度(X、Y、Z)
Z
Z
Z X Y
X
X
Y
Y
二、六点定位原理
Z
Z Z X Y
间隙配合刚性心轴 图2-12a 过定位示例
28
第二节 工件的定位及定位元件
图2-12b 过定位引起夹紧变形
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第二节 工件的定位及定位元件
橡胶垫
图2-12c 过定位处理分析
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思考：
①不完全定位就是欠定位? ②过定位不一定就是完全定位?
③多于六个定位点的定位一定是过定位?
第二节 工件的定位及定位元件
第4章定位原理和机床夹具设计2
间隙配合心轴
H7 g 6( f 7)
Z
△Z≠ 0 △Y≠ 0
Y
圆柱心轴
X
y
4.2 工件的定位原理及定位元件
3.工件以外圆柱面定位
V形块 定位套 半圆套 支承定位
3.工件以外圆柱面定位
V形块
固定V形块 活动V形块 长V形块 短V形块
3.工件以外圆柱表面定位
3.工件以外圆柱表面定位
定位套
工件以外圆定位的定位套
yz
销2
x y
销1
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例4 一面两销定位方案
B 削边销
(3) 过定位
z
案例4 一面两销定位方案
z x y
销1 削边销
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
x y x y
待加工 的齿轮
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
（1）正确的定位 工件定位面与夹具定位元件的定位工 作面相接触或配合来限制工件的自由度， 二者一旦脱离接触或配合，则定位元件就 丧失了工件自由度的作用。
2.应用六点定位原理应注意的问题
（2）一个定位支撑点仅限制一个自由度：原 则上不超过六个。 （3）分析定位支撑点的定位作用时，不考虑 力的影响
2.应用六点定位原理应注意的问题
常用的定位元件
1.工件以平面定位
主要支承
固定支承 可调支承 自位支承
支承钉 支承板
辅助支承
1.工件以平面定位
固定支承
支承钉和支承板
钻套
支承板
支承板
H7 g 6( f 7)
Z
△Z≠ 0 △Y≠ 0
Y
圆柱心轴
X
y
4.2 工件的定位原理及定位元件
3.工件以外圆柱面定位
V形块 定位套 半圆套 支承定位
3.工件以外圆柱面定位
V形块
固定V形块 活动V形块 长V形块 短V形块
3.工件以外圆柱表面定位
3.工件以外圆柱表面定位
定位套
工件以外圆定位的定位套
yz
销2
x y
销1
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例4 一面两销定位方案
B 削边销
(3) 过定位
z
案例4 一面两销定位方案
z x y
销1 削边销
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
x y x y
待加工 的齿轮
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
（1）正确的定位 工件定位面与夹具定位元件的定位工 作面相接触或配合来限制工件的自由度， 二者一旦脱离接触或配合，则定位元件就 丧失了工件自由度的作用。
2.应用六点定位原理应注意的问题
（2）一个定位支撑点仅限制一个自由度：原 则上不超过六个。 （3）分析定位支撑点的定位作用时，不考虑 力的影响
2.应用六点定位原理应注意的问题
常用的定位元件
1.工件以平面定位
主要支承
固定支承 可调支承 自位支承
支承钉 支承板
辅助支承
1.工件以平面定位
固定支承
支承钉和支承板
钻套
支承板
支承板
《机床夹具设计》工件的定位
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求，确定定位方式。
●根据零件工序加工要求，确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
机械制造工艺学：第一章绪论 第四节 工件加工时的定位和基准
3）一个约束点只能限制工件一个自由度
4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相 矛盾。
(二) 定位原理
3. 完全定位和不完全定位 完全定位指工件的六个自由度需全部被限制。不完全定位
指工件只需限制1-5个自由度。
A: Z、X、Y B: X、Z
C：Y
不需保证C
不需保证B、C
也不必限制Y A: Z、X、Y
插齿机简介
二、基准 设计工序基准时，应考虑如下三个方面的问题：
①应首先考虑用设计基准为工序基准；
②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；
③采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必 须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。
（2）定位基准 在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用
的基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准和附加基准。
3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度；
5）定位元件应有较高的耐磨性
(二)定位原理
定位基本原理要点：
1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中， 用约束点限制工件自由度的方式来分析。
2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在 定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的 加工技术要求所确定。
附加基准2定位基准二基准2定位基准车端面车端面e和内孔ff车外圆车外圆aa和端面和端面bb二基准4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准3测量基准在加工中或加工后用来测量工件的形状位置和尺寸误差所采用的基准
第四节 工件加工时的定位和基准
一、定位 (一)工件的装夹 1. 定位
确定工件在机床或夹具中占有正确加工位置的过程。 1）应使工件相对于机床或夹具处于一个正确的位置
4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相 矛盾。
(二) 定位原理
3. 完全定位和不完全定位 完全定位指工件的六个自由度需全部被限制。不完全定位
指工件只需限制1-5个自由度。
A: Z、X、Y B: X、Z
C：Y
不需保证C
不需保证B、C
也不必限制Y A: Z、X、Y
插齿机简介
二、基准 设计工序基准时，应考虑如下三个方面的问题：
①应首先考虑用设计基准为工序基准；
②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；
③采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必 须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。
（2）定位基准 在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用
的基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准和附加基准。
3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度；
5）定位元件应有较高的耐磨性
(二)定位原理
定位基本原理要点：
1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中， 用约束点限制工件自由度的方式来分析。
2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在 定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的 加工技术要求所确定。
附加基准2定位基准二基准2定位基准车端面车端面e和内孔ff车外圆车外圆aa和端面和端面bb二基准4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准3测量基准在加工中或加工后用来测量工件的形状位置和尺寸误差所采用的基准
第四节 工件加工时的定位和基准
一、定位 (一)工件的装夹 1. 定位
确定工件在机床或夹具中占有正确加工位置的过程。 1）应使工件相对于机床或夹具处于一个正确的位置
第一章 工件的定位
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3、过定位与欠定位
1）.分析：工件的定位支 承点少于应限制的自由度 数时，会造成什么后果？ 结果：应限制了自由度来 被限制，导致加工时达不 到要求的加工精度。 ① 欠定位：加工中，工件定位点数少于应限制的自由度
数。会产生不良后果。 ② 过定位：工件的某个自由度被限制两次以上。
2）.过定位是否允许?一般来说过定位将使工件定位不确定， 夹紧后会使工件或定位元件产生变形。
②过定位不一定就是完全定位? ③多于六个定位点的定位一定是过定位?
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4、应用六点定位原则应注意的问题 1)方法问题：
①根据工序加工技术要求和工件形状的特点，确 定应限制 那些自由度，而用相应的定位点数目去消除。 ②分析时也可反过来分析哪几个自由度可不必限 制，剩下 的就是要限制的了。
(2)过定位有时是允许的，而欠定位决不允许，欠定位的 后果只导致加工时达不到加工精度。 过定位优点：使定位可能更为可靠，如冰箱有四个支 承点。 缺点：易使工件的定位精度受影响，使工件或夹具夹 39 紧后产生变形。
②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造误差而产生
的定位误差，因此，定位精度高。 如：加工误差 < 0.01～0.005mm，采用夹具加工难以达到。 适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。
(2)划线找正安装
对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工处划 线，然后
6 装上机床，工件在机床或夹具上位置按所 划的线进行找正定位。
10
11
三、机床夹具的分类 1、分类方法：
1)按夹具的应用范围：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合 夹具、随行夹具； 2)按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、 数控机床夹具等； 3)按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、 真空夹具。 机床夹具通常按夹具的应用范围进行。
机床夹具设计 第二章 第1节 工件定位的基本原理1、2
2．定位的实质就是使同一批工件在夹具中占有正确的加工位置讨论题：定位与夹紧的关系是什么？基准的概念基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。
3．定位基准：是定位设计的一个关键问题是制订工艺规程的依据4．自由度：任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。
由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有六个自由度。
工件在空间的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，称为移动自由度，分别表为；又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度，分别表示为。
图 2.2 工件自由工件定位的实质就是限制工件的自由度5．六点定则工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定则”在与机床工作台面平行的平面上“合理”布置三个支承钉与工件底面接触，限制了三个自由度，在与机床进给方向平行的平面上“合理”布置两个支承钉与工件侧面接触，限制了两个自由度，综合结果：限制了五个自由度。
[例2.2]如图2.4所示在工件上铣槽，保证槽在三个方向上的位置要求，试确定定位方案。
①分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限。
保证槽的上下位置要求：必须限制保证槽的左右位置要求：必须限制保证槽的前后位置要求：必须限制综合结果：必须限制六个自由度。
②用定位元件来限制理论上应该限制的自由度。
用长V形块与工件外圆面接触限制；用定位支承钉与工件端面接触限制；用定位销与工件槽面接触限制；综合结果：限制了。
注意问题：1) 定位元件限制自由度的作用表示它与工件定位面接触，一旦脱离接触就失去限制自由度的作用。
六点定则1．六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。
2．平面几何体的定位3．圆柱几何体的定位件以外圆定位，最常见的定位元件有V形架、半圆弧定位等装置。
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长短关系、大小关系、数量关系、组合关系
表 1-10 典型定位元件的定位分析
工件的 定位面
定位情况
夹具的定位元件
1 个支承钉
2 个支承钉
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
X
Y、Z
定位情况
一块条形支承板 二块条形支承板
3 个支承钉
Z、X、Y
一块矩形支承板
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
Y、Z
Z、X、Y
Z、X、Y
理限为下：图x 2y.6z在，工现件把上工磨件平放面在，磨保床证磁h性和工平作行台度面，
上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分
析实际仍然限制了三个自由度：x y z 。
注意问题
1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作 用。
2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力 影响，即要分清定位和夹紧的区别。
5）从上面几例分析总结可知：
①工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用 定位元件限制工件自由度的方法来分析； ②工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加 工要求确定； ③一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其 量≯6； ④各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见 下面相关内容分析)； ⑤限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置
一致。
6）定位中存在问题
➢ ⑴欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没 有被全部限制的定位。实际不允许发生。
图2.7加工槽， 有尺寸A和B的 要求
⑵过定位(重复定位)：工件定位时，几 个定位元件重复限制工件同一自由度的 定位。
如下2.7图，位于同一平面内的四 个不定允位许：如果工件的定位面 支为承没钉有限经制过了机三械个加自工由的度毛。坯 面，或虽经过了机械加工、 但仍然很粗糙，这时过定位 是不允许的。
2．铣两台阶面
3．铣b槽Leabharlann 4．车端面保证L理限：
理限：
5．钻d孔
6．铣台阶面
理限：
理限：
7．铣前、后两平面
8．a) 钻2个d孔 b) 钻d孔
理限：
a a) 理限：
b b) 理限：
9．铣平面
10．钻φ孔
理限：
R9
理限：
目录 下一节
合
Y、Z
X、Y、Z、Y、Z
定 位 长圆柱心 情轴 况
短圆柱心轴
小锥度心轴
图 心轴 示
限 制 的 X、Z、X、Z 自 由 度
X、Z
X、Z
定位情况
V
形
图示
外块
圆
限制的自由度
柱
定位情况
面定
位
图示
销
限制的自由度
一块短 V 形块
X、Z
一个短定位销
X、Z
两块短 V 形块
X、Z、X、Z
两个短定位销
X、Z、X、Z
一块长 V 形块
X、Z、X、Z
一个长定位销
X、Z、X、Z
定位情况
圆
锥
图示
孔
限制的自由度
固定顶尖
X、Y、Z
浮动顶尖
锥度心轴
Y、 Z
X、Y、Z、Y、Z
3）完全定位和不完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，需要6个根据工件加工面的位置度（包括 位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称 作完全定位
支承钉
六点定位原理：
一个物体在空间可以有六个独立的 运动，若采用6个按一定规则布置的 约束点，就可以限制工件的6个自由 度，实现完全定位，称为六点定位原 理。
2）工件的实际定位
定位元件的种类：
支承钉；支承板，长销，短销，长V形块， 短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，
浮动锥销等。
注意：定位元件所限制的自由度与其大小、 长度、数量及其组合有关
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度 的定位。称作不完全定位。
4） 举例
图2.1为轴上通铣键 槽 X，Z方向移动自
由度,
X，Z方向转动 自由度
（轴上通铣键槽）
xz
x z
图2.2为长方体上通 铣平面
X,Y方向转动自由度, Z方向移动自由度
x y z
图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽 的上下、左右位置要求，试确定定位方案
定位情况
图示
限制的自
圆 孔
圆 由度 柱 定位情况 销
图示
限制的自 由度
短圆柱销
Y、Z
菱形销
Z
长圆柱销 两段短圆柱销
Y、Z、Y、Z
长销小平面 组合
Y、Z、Y、Z
短销大平面组 合
X、Y、Z、Y、Z
X、Y、Z、Y、Z
定
位 情
固定锥销
况
图 圆锥 示
销 限 制 的 自 由 度
X、Y、Z
浮动锥销
固定锥销与 浮动锥销组
（7）装配基准
3、定位付：把定位基面和定位元件工作面合 称定位付，二者重合，称定位付设计、制造 准确。
2.2 工件定位的基本原理
1）六点定位原理
一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标
系中分别为3个平移运动和3个转动。习惯上，把上述
6个独立运动称作六个自由度。
ZZ
Y
X
Y
X
X
在实际应用中，常把接触面积很小 的支承钉看作是约束点
允许：如果工件的定位面经 过了机械加工，并且定位面 和定位元件的尺寸、形状和 位置都做得比较准确，比较
过定位例
过定位例
过定球位面例垫
圈
7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从 上面几例分析知，一般情况下：
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1--3个自由度： ⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5个自由度： ⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。 特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在
图2.1 加工键槽的工序图
⑷定位基准：
确定工件在夹具中位置的基准，
即与夹具定位元件接触的工件上的点、 线、面。当接触的工件上的点、线、面 为回转面、对称面时，称回转面、对称 面为定位基面，其回转面、对称面的中 心线称定位基准。由工艺人员确定，是 工序图上标“ ”所示的基准。
（5） 对刀基准：确定刀具相对夹具(工件)位 置的基准，一般选与定位基准重合的定位元件 上的要素。 （6）测量基准
保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制
x
x
yy zz
槽宽由定尺寸刀具保证
综合结果： 必须限制五个自由度
x x y z z
② 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度
见布图置2.三3(个b)支在承与钉机与床工工件作底台面面接平触行，的限坐制标了x面y上z“合理”，
在综支与合承机结钉床果与进：工给限件方制侧向了面平x接行x触的y，坐z限标z制面。了x上 “z合理，”布置两个
圆柱上铣平面需限制2个自由度。
8）定位元件的合理布置
要求：定位元件的布置应有利于提高定位精 度和定位的稳定性。
布置原则
(1) 一平面上布置的三个定位支承钉应相互远离， 且不能共线；
(2) 窄长面上布置的二个定位支承钉应相互远离， 且连线不能垂直三个定位支承钉所在平面；
(3) 防转支承钉应远离回转中心布置； (4) 承受切削力的定位支承钉应布置在正对切削
基准
设计基准 工艺基准
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
⑵ 设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计 人员确定。
⑶ 工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。
图2.1 加工键槽的工序图 ⑶ 工序基准：工序图上 用以确定被加工表面位 置的基准。
查找：首先找到加工面，确定 加工面位置的尺寸就是工序尺 寸，其一端指向加工面，另一 端指向工序基准。见图2.1所示 键槽为加工面，h、L 、b为三 个方向的工序尺寸，三个方向 上的中心线为工序基准。工序 基准由工艺人员确定。
第二章 工件在夹具中的定位
2.1 概述
1、定位的概念
本门课程研究的是专用夹具，所以定位专 门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工 的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具 中的定位。
定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、 “正确”加工位置的过程。
2、基准的概念
⑴ 基 准：零件上用以确定其它点、线、面 位置所依据的要素(点、线、面)。
图2.3 铣槽定位分析
图2.4长方体上铣不通槽
X, Y, Z方向移动 自由度
X, Y, Z方向转 动自由度
（长方体上铣不 通槽）
xzy
x z y
图2.5球体铣平面和球体钻通孔
a) b)
Zx方,y方向向移移动动自自由由度度（（球球体体铣钻平通面孔））xzy
注意：有时为了使定位
元件帮助承受切削力、夹 紧力或为了保证一批工件 的进给长度一致，常常对 无位置尺寸要求的自由度 也加以限制。
力方向的平面上； (5) 工件重心应落在定位元件形成的稳定区或内。
本节重点内容是根据工序加工 要求，会分析理论上应该限制哪几个 自由度。
2－16、基准辨认 如下图1、2铣平面，3、5铣槽，4车端面、镗孔，6钻孔，试指出工序、定 位基准。
㈠ 根据工件加工要求、分析 理论上应该限制哪几个自由度
1．钻 Φ 6H7孔
表 1-10 典型定位元件的定位分析
工件的 定位面
定位情况
夹具的定位元件
1 个支承钉
2 个支承钉
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
X
Y、Z
定位情况
一块条形支承板 二块条形支承板
3 个支承钉
Z、X、Y
一块矩形支承板
平 面
支 承 钉
图示
限制的自由度
Y、Z
Z、X、Y
Z、X、Y
理限为下：图x 2y.6z在，工现件把上工磨件平放面在，磨保床证磁h性和工平作行台度面，
上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分
析实际仍然限制了三个自由度：x y z 。
注意问题
1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作 用。
2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力 影响，即要分清定位和夹紧的区别。
5）从上面几例分析总结可知：
①工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用 定位元件限制工件自由度的方法来分析； ②工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加 工要求确定； ③一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其 量≯6； ④各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见 下面相关内容分析)； ⑤限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置
一致。
6）定位中存在问题
➢ ⑴欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没 有被全部限制的定位。实际不允许发生。
图2.7加工槽， 有尺寸A和B的 要求
⑵过定位(重复定位)：工件定位时，几 个定位元件重复限制工件同一自由度的 定位。
如下2.7图，位于同一平面内的四 个不定允位许：如果工件的定位面 支为承没钉有限经制过了机三械个加自工由的度毛。坯 面，或虽经过了机械加工、 但仍然很粗糙，这时过定位 是不允许的。
2．铣两台阶面
3．铣b槽Leabharlann 4．车端面保证L理限：
理限：
5．钻d孔
6．铣台阶面
理限：
理限：
7．铣前、后两平面
8．a) 钻2个d孔 b) 钻d孔
理限：
a a) 理限：
b b) 理限：
9．铣平面
10．钻φ孔
理限：
R9
理限：
目录 下一节
合
Y、Z
X、Y、Z、Y、Z
定 位 长圆柱心 情轴 况
短圆柱心轴
小锥度心轴
图 心轴 示
限 制 的 X、Z、X、Z 自 由 度
X、Z
X、Z
定位情况
V
形
图示
外块
圆
限制的自由度
柱
定位情况
面定
位
图示
销
限制的自由度
一块短 V 形块
X、Z
一个短定位销
X、Z
两块短 V 形块
X、Z、X、Z
两个短定位销
X、Z、X、Z
一块长 V 形块
X、Z、X、Z
一个长定位销
X、Z、X、Z
定位情况
圆
锥
图示
孔
限制的自由度
固定顶尖
X、Y、Z
浮动顶尖
锥度心轴
Y、 Z
X、Y、Z、Y、Z
3）完全定位和不完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，需要6个根据工件加工面的位置度（包括 位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称 作完全定位
支承钉
六点定位原理：
一个物体在空间可以有六个独立的 运动，若采用6个按一定规则布置的 约束点，就可以限制工件的6个自由 度，实现完全定位，称为六点定位原 理。
2）工件的实际定位
定位元件的种类：
支承钉；支承板，长销，短销，长V形块， 短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，
浮动锥销等。
注意：定位元件所限制的自由度与其大小、 长度、数量及其组合有关
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度 的定位。称作不完全定位。
4） 举例
图2.1为轴上通铣键 槽 X，Z方向移动自
由度,
X，Z方向转动 自由度
（轴上通铣键槽）
xz
x z
图2.2为长方体上通 铣平面
X,Y方向转动自由度, Z方向移动自由度
x y z
图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽 的上下、左右位置要求，试确定定位方案
定位情况
图示
限制的自
圆 孔
圆 由度 柱 定位情况 销
图示
限制的自 由度
短圆柱销
Y、Z
菱形销
Z
长圆柱销 两段短圆柱销
Y、Z、Y、Z
长销小平面 组合
Y、Z、Y、Z
短销大平面组 合
X、Y、Z、Y、Z
X、Y、Z、Y、Z
定
位 情
固定锥销
况
图 圆锥 示
销 限 制 的 自 由 度
X、Y、Z
浮动锥销
固定锥销与 浮动锥销组
（7）装配基准
3、定位付：把定位基面和定位元件工作面合 称定位付，二者重合，称定位付设计、制造 准确。
2.2 工件定位的基本原理
1）六点定位原理
一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标
系中分别为3个平移运动和3个转动。习惯上，把上述
6个独立运动称作六个自由度。
ZZ
Y
X
Y
X
X
在实际应用中，常把接触面积很小 的支承钉看作是约束点
允许：如果工件的定位面经 过了机械加工，并且定位面 和定位元件的尺寸、形状和 位置都做得比较准确，比较
过定位例
过定位例
过定球位面例垫
圈
7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从 上面几例分析知，一般情况下：
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1--3个自由度： ⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5个自由度： ⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。 特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在
图2.1 加工键槽的工序图
⑷定位基准：
确定工件在夹具中位置的基准，
即与夹具定位元件接触的工件上的点、 线、面。当接触的工件上的点、线、面 为回转面、对称面时，称回转面、对称 面为定位基面，其回转面、对称面的中 心线称定位基准。由工艺人员确定，是 工序图上标“ ”所示的基准。
（5） 对刀基准：确定刀具相对夹具(工件)位 置的基准，一般选与定位基准重合的定位元件 上的要素。 （6）测量基准
保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制
x
x
yy zz
槽宽由定尺寸刀具保证
综合结果： 必须限制五个自由度
x x y z z
② 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度
见布图置2.三3(个b)支在承与钉机与床工工件作底台面面接平触行，的限坐制标了x面y上z“合理”，
在综支与合承机结钉床果与进：工给限件方制侧向了面平x接行x触的y，坐z限标z制面。了x上 “z合理，”布置两个
圆柱上铣平面需限制2个自由度。
8）定位元件的合理布置
要求：定位元件的布置应有利于提高定位精 度和定位的稳定性。
布置原则
(1) 一平面上布置的三个定位支承钉应相互远离， 且不能共线；
(2) 窄长面上布置的二个定位支承钉应相互远离， 且连线不能垂直三个定位支承钉所在平面；
(3) 防转支承钉应远离回转中心布置； (4) 承受切削力的定位支承钉应布置在正对切削
基准
设计基准 工艺基准
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
⑵ 设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计 人员确定。
⑶ 工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。
图2.1 加工键槽的工序图 ⑶ 工序基准：工序图上 用以确定被加工表面位 置的基准。
查找：首先找到加工面，确定 加工面位置的尺寸就是工序尺 寸，其一端指向加工面，另一 端指向工序基准。见图2.1所示 键槽为加工面，h、L 、b为三 个方向的工序尺寸，三个方向 上的中心线为工序基准。工序 基准由工艺人员确定。
第二章 工件在夹具中的定位
2.1 概述
1、定位的概念
本门课程研究的是专用夹具，所以定位专 门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工 的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具 中的定位。
定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、 “正确”加工位置的过程。
2、基准的概念
⑴ 基 准：零件上用以确定其它点、线、面 位置所依据的要素(点、线、面)。
图2.3 铣槽定位分析
图2.4长方体上铣不通槽
X, Y, Z方向移动 自由度
X, Y, Z方向转 动自由度
（长方体上铣不 通槽）
xzy
x z y
图2.5球体铣平面和球体钻通孔
a) b)
Zx方,y方向向移移动动自自由由度度（（球球体体铣钻平通面孔））xzy
注意：有时为了使定位
元件帮助承受切削力、夹 紧力或为了保证一批工件 的进给长度一致，常常对 无位置尺寸要求的自由度 也加以限制。
力方向的平面上； (5) 工件重心应落在定位元件形成的稳定区或内。
本节重点内容是根据工序加工 要求，会分析理论上应该限制哪几个 自由度。
2－16、基准辨认 如下图1、2铣平面，3、5铣槽，4车端面、镗孔，6钻孔，试指出工序、定 位基准。
㈠ 根据工件加工要求、分析 理论上应该限制哪几个自由度
1．钻 Φ 6H7孔