第二章--工件的定位
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
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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
习题册参考答案-《机床夹具(第五版)习题册》-B01-3599
第一章机床夹具基础知识第一节机床夹具概述一、填空题1．根据机械工艺规程要求，在加工中，用来正确地确定工件及刀具的相对位置，并且合适而迅速地将它们夹紧的一种机床附加装置称为机床夹具。
2.通常，习惯于把夹具按其通用化程度分为通用夹具、专用夹具、拼装夹具三个大类。
3．机床夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体三大主要部分组成。
4．根据不同的使用要求，机床夹具还可以设置对刀装置、刀具引导装置、回转分度装置及其他辅助装置。
5．按夹具适用的机床及其工序内容的不同，可以把夹具分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具、镗床夹具、齿轮加工机床夹具、电加工机床夹具、数控机床夹具等。
二、选择题：1．工件在机床上加工时，通常由夹具中的（A）来保证工件相对于刀具处于一个正确的位置。
A．定位装置 B．夹具体C．夹紧装置 D．辅助装置2．机用平口钳是常用的（B）。
A．专用夹具 B．通用夹具C．拼装夹具 D．组合夹具3．下列夹具中，（D）不是专用夹具。
A．钻床夹具 B．铣床夹具C．车床夹具 D．三爪自定心卡盘4.．（ A ）是夹具的核心部分。
A.定位装置B.夹紧装置C.夹具体D.V型块5．（A ）是由预先制造好的各类标准元件和组件拼装而成的一类新型夹具。
A．拼装夹具 B．专用夹具C．通用夹具 C．数控机床夹具6．在机床夹具中，V形块通常作为（D ）使用。
A．夹具体 B．夹紧装置C．辅助装置 D．定位元件7．下列说法中，（C）不正确。
A．一般情况下，机床夹具担负着工件在夹具中的定位和夹紧两大功能。
B．夹具相对机床和刀具的位置正确性，则要靠夹具与机床、刀具的对定来解决。
C．工件被夹紧后，就自然实现了定位。
D．定位和夹紧是两回事。
三、判断题：1.一般来说，通用夹具是机床夹具中的主要研究对象。
（×）2.工件安装时，采用找正定位比采用夹具定位效率更高，精度更高。
（×）3.机床夹具只能用于工件的机械加工工序中。
（×）4.夹具体是整个夹具的基础和骨架。
第二章工件的定位-文档资料
第一节 六点定则
夹具中的工 件是如何实现 定位的？
第二章 工件的定位
一、不定度概念
不定度——用来描述工件在某一预先设定的空间直 角坐标系中定位时，其空间位置不确定程度的六个位置 参量。
第二章 工件的定位
工件空间位置的不定度 名称 符号 X 移动 不定 含义 工件沿X轴方向移 图例
、
第二章 工件的定位
通孔
盲孔
通孔
盲孔
第二章 工件的定位
二、完全定位
完全定位——工件在夹具中，六个不定度全部被消 除的定位。
第二章 工件的定位
三、不完全定位
不完全定位——六个不定度不需要完全消除的定位。
第二章 工件的定位
四、欠定位和重复定位
欠定位——工件实际定位所消除的不定度数目少 于按其加工要求所必须消除的不定度数目。
C型
第二章 工件的定位
工件上幅面较大、跨度较大的大型精加工平面，多 选用支承板来体现夹具上定位元件的定位表面。
A型 支承板
B型
第二章 工件的定位
自位轴承是指能够根据工件实际表面情况，自动调 整支承方向和接触位的浮动支承。
球面副浮动结构
球面锥座式浮动结构
摆动杠杆式浮动结构
第二章 工件的定位
可调支承是指支承高度可以调节的定位支承。可调 支承的常用结构及其应用见下表。
第二章 工件的定位
（4）自动定心夹紧心轴
第二章 工件的定位
3．外圆柱面定位基准面
（1）V形块
常见的V形块
第二章 工件的定位
V形块的应用
当工件以局部曲面参与定位时，V形块往往成为 首选定位元件。另外，V形块也可以做成活动结构。 这样，它除可以提供一个定位点，还兼做夹紧元件， 具有定心夹紧功能。
定位误差综合分析
基准位移误差△W=(Dmax-dmin)/2
工序基准
定位误差△D= △ B+ △ W =TD/2+（ Dmax-dmin)/2
【例】如图所示，在轴套上铣削键槽。设定心轴水平放置，工件在垂直 向下的外力作用下，其圆柱孔与心轴的上母线接触。试求定位误差？
定位基准
工序尺寸为H2，工序基准为孔轴线 基准不重合误差△B=0
H3
上母线
Td/2
(Dmax-dmin)/2
△B+△W △W △B+△W
【 练习】钻铰图所示凸轮上的两φ16小孔，定位方工如图所示，定位
销直径Φ22
mm,求加工尺寸100±0.01的定位误差。
【 练习】如图所示为工件以内孔在夹具心轴上定位铣键槽，应保证槽深
尺寸34.8 mm的要求。已知定位孔 Φ20 mm（ Φ20H7），定
练习4：如图所示,工件以φ50的外圆柱面在V形块中定位铣削两斜面，要 求保证尺寸A。试分析定位误差和定位质量。
举例：分析和计算键槽铣削夹具定位方案的合理性
工序要求
工序基准 定位基准 基准不重合误差 基准位移误差
槽深尺寸37
0 -0.4
轴线
轴线
△B=0
△W=IT8/2sin45
槽宽尺寸6+00.03
轴线
轴线
△B=0
△W=0
三、工件以心轴定位圆孔
定位基准为孔中心线 1. 工件圆柱孔在无间隙配合心轴上定位
因无间隙配合，△W=0 定位误差△D=△B
2. 工件以圆柱孔在间隙配合心轴上定位
（1）圆柱孔与心轴固定单边接触
△W=Xmax/2 =(Dmax-dmin)/2
固定单边接触时的基准位移误差
第四课 工件定位
支承钉A、B：
重复消除
知识拓展
重复定位的正确处理
四个支承钉消除三个不定度？
是否允许?
情况1、工件定位基准面为毛坯面（粗基准） 不允许
情况2、工件定位基准面为已加工面（精基准） 四个支承钉装配后一次磨出 允许
知识拓展
工件由长圆柱和大端面定位
工件 长圆柱
Z XO Y
大端面
长圆柱消除不定度情况：
Z 长圆柱消除不定度情况：
XO Y
小端面
小端面消除不定度情况：
工件长圆柱和大端面重复定位的正确处理
Z XO Y
工件 短圆柱
处理2、工件由短圆柱和大端面定位
短圆柱消除不定度情况：
大端面
大端面消除不定度情况：
工件长圆柱和大端面重复定位的正确处理
工件 长圆柱
处理3、工件由长圆柱和浮动端面定位
Z XO Y
长圆柱消除不定度情况：
浮动端面
浮动端面消除不定度情况：
课后习题1
定位形式
长圆柱+小端面
Z YO X
工件应消除不定度情况：
长圆柱+浮动端面
长定位套+短端面 （三爪卡盘）
图形
课后习题2
工序：工件钻孔4XφD
Z YO X
Z YO X
工件钻孔应消除不定度情况：
支承钉 V形铁：
课后习题3
若工件为六面体，底面上三个定位支承点在同一条 直线上，此时消除了几个不定度，为什么？
第二章 工件的定位
第二节 工件定位
工件在夹具中定位，是否在任何情况 下都必须消除工件的六个不定度呢？
只要消除那些对于本工序加工 精度有影响的不定度即可。
铣不通槽时需要消除几个不定度？
工件加工时的定位及基准
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五、常见定位分析
4）过定位
工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上定位点 限制，这样的定位被称为过定位(或定位干涉)。 过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。 一 般 情 况 下
——如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，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； ——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，比较光整，则过定位不但对工 件加工面的位置尺寸影响不大，反而可以增加加工时的刚性，这时 过定位是允许的。
的六个自由度均被限制，工件在空间就将占
有一个惟一确定的固定位置。
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四、工件的定位
用图中如此
（一）六点定位原理
设置的六个定位
点，去分别限制
工件的六个自由 度，从而使工件 在空间得到确定 位置的方法，称
为六点定位原理。 六点定位简图
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四、工件的定位
应用六点定位原理时，须注意以下两点:
以符号 X 、 、 分别表示沿X、Y、Z轴的轴向位置自由度(简 Y Z
称轴向自由度)和以符号 、 、 分别表示绕X、Y、Z轴的角 度方位的位置自由度(简称角向自由度)。因此，工件的自由 度共有六个。
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四、工件的定位
定位的任务: 就是要设法限制工件的自由度。 若工件的某一个自由度被限制，工件在 这个方向或方位上的位置就确定了；若工件
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2. 工艺基准
（4）装配基准
装配时用以确定零件、组件 和部件相对于其他零件、组件和
部件的位置所采用的基准。
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工件的定位与夹紧
划线找正法示例Leabharlann 图2 划线找正装夹图3 套筒零件简图
1.快换钻套 2.导向套 3.钻模板 4.开口垫圈 5.螺母 6.定位销 7.夹具体
图 4 套筒钻夹具
二、工件的定位 工件的定位
◆六点定位原理
：任一刚体在空间都有六个自由度，为 使工件完全定位，必须有合理分布的 六个定位支承点分别限制其六个自由 度，使工件的位置唯一。
●基准
设计基准 工序基准 工序基准 定位基准（ 定位基准（大平面、长圆柱面或轴线） ） 三者重合，提高位置精度
●定位元件 定位元件
◆定位元件的基本要求 ①足够的精度 ②足够的硬度和耐磨性 ③足够的强度和刚度 ④工艺性好
◆平面定位 ◇主要支承 —限制自由度 ①固定支承 —支承钉
支承板 非标支承板 ②可调支承 —一批工件调一次
（原则上不允许）
zz
o
x
y
注：若不限制 y 等 为欠定位,不符要求
图7
完全定位
z
z
y
X
o y
不完全定位
X
图8
x y
后果:
1.心轴 2.支承凸台 3.工件 4.压板
1)机床心轴弯曲 2)工件翘曲变形 图9 插齿时齿坯的定位(过定位) 插齿时齿坯的定位(过定位)
x y
图10 齿坯过定位的影响
改变定位结构避免过定位
Z
x、 y、 z
( y (
z
O
(
z
x 、 y 、z
x ( x
X
(
(
Y y
y
5 4
Z
6
O
y Y
3 2
1
X
图5 长方体定位时支承点的分布
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第二章工件的定位
第一节六点定则
一、不定度概念
不定度——用来描述工件在某一预先设定的空间直角坐标系中定位时，其空间位置不确定程度的六个位置参量。
名称符号含义图例
移动不定度X
工件沿X轴方向移动位置的不确定性
Y
工件沿Y轴方向移动位置的不确定性
Z
工件沿Z轴方向移动位置的不确定性
名称符号含义图例
转动不定度X
工件绕X轴方向转动位置的不确定性
Y
工件绕Y 轴方向转动位置的不确
定性
Z
工件绕Z轴方向转动位置的不确
定性
二、六点定则
六点定则——在工件的定位中，我们用在空间合理分布的最多六个定位点（由定位元件抽象而来），来限制工件使其获得一个完全确定的位置的方法。
三、六点定则的应用
1．箱类工件
平行六面体不定度消除
2．盘类工件
盘类工件的六点定位
3．轴类工件
轴类工件的六点定位
第二节工件的定位
一、加工要求与不定度消除
显然，铣不通槽时，必须消除六个不定度，方能满足加工要求。
铣通槽，则只需消除五个不定度即可满足加工要求。
几种常见加工方式所需消除的不定度情况。
通孔
盲孔
通孔
盲孔
二、完全定位
完全定位——工件在夹具中，六个不定度全部被消除的定位。
三、不完全定位
不完全定位——六个不定度不需要完全消除的定位。
四、欠定位和重复定位
欠定位——工件实际定位所消除的不定度数目少于按其加工要求所必须消除的不定度数目。
夹具上的定位支承点多于六个或少于六个，但由于布局不合理，将造成重复消除工件的一个或几个不定度的现象，这种重复消除工件不定度的定位称为重复定位。
第三节工件的定位元件
工件上常被选作定位基准的表面形式包括平面、圆柱面、圆锥面和其他成形面及其组合。
一、对定位元件的要求
1. 高精度
2. 高耐磨性
3. 足够的刚度和强度
4. 良好的工艺性
二、常用定位元件的选择
1．平面定位基准面
（1）基本支承
基本支承是用作消除工件定位不定度、具有独立定位作用的支承。
其中包括支承钉、支承板、自位支承、可调支承。
A型 B型 C型
工件上幅面较大、跨度较大的大型精加工平面，多选用支承板来体现夹具上定位元件的定位表面。
A型 B型
支承板
自位轴承是指能够根据工件实际表面情况，自动调整支承方向和接触部位的浮动支承。
球面副浮动结构球面锥座式浮动结构摆动杠杆式浮动结构
可调支承是指支承高度可以调节的定位支承。
可调支承的常用结构及其应用见下表。
六角头支承调节支承
圆柱体调节支承顶压支承
（2）辅助支承
辅助支承——为提高工件的安装刚性及稳定性，防止工件的切削振动及变形，或者为工件的预定位而设置的非正式定位支承。
2．圆孔定位基准面
（1）定位销
小定位销
定式定位固销
可换定位销定位插销（2）定位心轴
锥度心轴
过盈配合心轴
间隙配合心轴
（3）锥销类(夹具标准顶尖)
圆柱销用于工件圆柱孔端的定位情况，其中图a用于精基准定位，图b用于粗基准定位。
（4）自动定心夹紧心轴
3．外圆柱面定位基准面
（1）V形块
常见的V形块
当工件以局部曲面参与定位时，V形块往往成为首选定位元件。
另外，V形块也可以做成活动结构。
这样，它除可以提供一个定位点，还兼做夹紧元件，具有定心夹紧功能。
V形块的应用
常用V形块两工作斜面间的夹角一般分为60°、90°、120°三种，其中90°角的V形块应用最多，其结构及规格尺寸均已标准化。
（2）圆柱孔
用圆柱孔作定位元件时，通常采用定位套形式进行精基准定位。
需要注意的是，下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外圆的最大直径。
半圆孔定位装配结构形式
第四节 定位误差的产生及组成
定位只解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。
夹具中的工件还存在着位置“准与不准”的问题，即定位误差问题。
轴心线位置的变化
一、定位误差及其产生
定位误差:一批工件定位时，被加工表面的工序基准在沿工序尺寸方向上的最大可能变动范围，通常以符号 表示。
二、定位误差的组成 1．基准不重合误差
采用夹具定位时，如果工件的定位基准与工序基准不重合，则形成基准不重合误差，以符号 表示。
基准不重合的情况
D
∆B
∆
基准重合的情况
2
．基准位移误差
采用夹具定位时，由于工件定位基准面与定位元件不可避免地存在制造误差，或者配合间隙，致使工件定位基准在夹具中相对于定位元件工作表面的位置产生位移，从而形成基准位移误差，以符号表示。
定位基准位移的情况
第五节定位综合分析
一、工件以平面定位
平面定位的定位误差分析
二、工件以圆孔定位
1. 工件以圆柱孔在无间隙配合心轴上定位
2. 工件以圆柱孔在间隙配合心轴上定位
（1）圆柱孔与心轴固定单边接触
W
固定单边接触时的基准位移误差
（2）圆柱孔与心轴任意边接触
任意边接触时的基准位移误差
【例2】如图所示，在轴套上铣削键槽。
设定心轴水平放置，工件在垂直向下的外力作用下，其圆柱孔与心轴的上母线接触。
试求工序尺寸H1、H2、H3的定位误差？
解
三、工件以外圆柱面定位
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。