机床夹具设计
工件的定位
第1章 工件的定位
本章要点：
•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。
工件的定位
项目引入
如图所示，钢套零件在本工序中需钻φ 5mm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。
图1.3 定位基准
4) 工件的自由度
思考：回忆在机械工程中所讲的平面机构自由度的概念 回答：1、什么是自由度
2、平面机构不受任何约束时有几个自由度？ 3、若机构可以在三维空间运动不受任何约束 有几个自由度？
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。
圆环工件的定位分析
• 定位的基本原理
工件在夹具中的定位可归结为在空间直角 坐标系中，用定位元件限制工件的自由度
应限制的自由度应由工件工序来决定 一般情况下工件所需限制的自由度≤6
常用定位元件能限制的工件自由度
固定式V
长圆
型块
柱面
xz
固定式 长套
谢谢
图1.4 未定位工件的六个自由度
（1）沿X轴移动，用 x表示；（4）绕X轴转动，用 表示；
（2）沿Y轴移动，用 y 表示；（5）绕Y轴转动，用 表示；
z （3）沿Z轴移动，用 表示； （6）绕Z轴转动，用 表示。
2. 六点定位原则 工件定位的实质就是限制对工件加工有不
良影响的自由度。工件定位的任务就是根据加 工要求限制工件的全部或部分自由度。
（2）工件定位面与夹具的定位元件的工作面保持 接触。
在外力作用下， 与基准紧密结触
我们认为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
（3） 工件定位后，要用夹紧装置将工件 紧固。
（4）定位支承点所限制的自由度名称，通常可按定 位接触处的形态确定。
1）工件在夹具中定位和夹紧的任务 工件在夹具中定位的任务是：使同一
工序中的所有工件都能在夹具中占据正确 的位置。
工件在夹具中夹紧的任务是：将工件 定位后的位置固定下来。 2）定位与夹紧的关系 判断： 工件夹紧后位置就已经确定下来了，所以夹紧 过程就是工件的定位。
（×）
3) 工件基准 设计基准：设计人员设计工件结构时选用的基准 工序基准：加工过程中用来确定被加工面位置的基准 定位基准：用来确定工件在夹具中位置的基准。（通 常定位基准是在制订工艺规程时选定的 ） 对刀基准：为了确定刀具相对于夹具位置的基准
图1.1 钢套零件钻φ 5mm工序图
图1.2 钢套零件三维图
项目引入
思考问题： 零件有哪些加工要求？怎样在加工过程中保 证加工精度？钻孔时的基准怎么选择？
相关知识
项目一：工件定位的基本原理（4学时） 课程内容： 工件定位的基本概念 六点定位原则 常见定位元件所能限制自由度分析 限制工件自由度与加工要求的关系（定位
接触形式 限制自由度数 自由度类别
长圆锥面接触
5
三个移动两个转动
长圆柱面接触
4
两个移动两个转动
大平面接触
3
一个移动两个转动
短圆柱面接触
2
两个移动
线接触
2
一个移动一个转动
点接触
1
一个移动/转动
3. 常见定位元件所能限制的自由度
在实际生产中，理论上的定位支承点是用具体的定 位元件或找正的方法来实现定位
（a） 轴类零件位置图
（b） 轴类零件定位图
盘类零件的 六点定位
图1.7 盘类零件六点定位
应用六点定位原则时的主要问题：
（1） 支承点分布必须适当，否则六个支承点限制 不了工件的六个自由度。
底面上三个支撑点在同一直线上
能否限制全部
侧面两个支撑钉形成连线垂直于底面 6个自由度？
工件安装时主要紧靠机床工作台或夹具上设置 的六个固定点，它的六个自由度即全部被限制， 工件便获得一个完全确定的位置。
用来限制工件自由度的固定点称为支承点
六点定位：
图1.5 六位支承点分布
1、2、3 在xoy平面上，限制了 z
x 4、5 在yoz平面上，限制了
6
在xoz平面上，限制了 y
自由度 自由度 自由度
方式） 根据加工要求分析工件应该限制的自由度
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。