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5.1.2 工件定位的基本原理
2.4.2 工件定位的基本原理
1. 六点定位原则
工件定位的实质，就是使工件在夹具中占有某一个
正确的加工位置。一个空间处于自由状态的刚体，具
有六个自由度。要使工件在夹具中占有正确的位置，
就是要对工件的
六个自由度加以
必要的限制——即约束。
夹具用一个支承点限制工件的一个自由度，用合
间隙配合心轴
H7 g6( f 7)
H7 r6
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
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
图2-61 Ｖ型块
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
图2-62 活动V型块的应用
侧挡销
图2-54 连杆钻孔定位方案
平面支承
5.1.2 工件定位的基本原理
不完全定位例子： 为保证槽底面与A面的平行度和尺寸60mm两项加工要求， 必须限制 、 、 三个自由度;为保证槽侧面与B面的平 行度及尺寸30±0.1 mm两项加工要求，必须限制 两 个自由度;至于 ，从加工要求的角度看， 可以不限制
自 为基 准的原则
加工余量很小的精加工或光整加工中，常以被 加工表面本身为定位基准，以保证余量的均匀
精磨床身导轨，由于导轨长，磨削余量 很小，用找正导轨面的方法确定工件的 位置——即以导轨面自身作为定位基准
一些光整加工工艺定位基准 选择均采用自为基准的原则
互为基准原则：采取两个加工表面互为基准反复 加工。 便于装夹原则：选择能保证工件定位准确稳定， 装夹方便可靠表面作为定位基准。
（2）不完全定位： 有些工件，根据加工要求，并 不需要限制其全部自由度。
（3）欠定位： 工件的实际定位所限制的自由度数 少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。 欠定位的结果将会导致工件应该被限制的自 由度不被限制的不合理现象，在夹具中的位 置不能满足加工要求。
2. 常见定位分析
1） 完全定位：
短圆柱销
图5-15 套筒粗基准的选择
1—外圆;2—内孔
第5章 金属切削机床夹具
加工余量合理分配原则
粗基准选择原则二：若需要保证某重要表面的余量均匀，应 选择该表面之毛坯面为粗基准。
重要表面原则
粗基准选择原则三：若需保证多个表面均有足够的余量，应选 择余量小的表面作为粗基准。
图5-16 阶梯轴粗基准的选择
第5章 金属切削机床夹具
（2）夹紧力的确定
夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三要素，必 须依据工件的结构特点、加工要求、切削力和其他外力作 用工件的情况以及定位元件的结构和布置方式等综合考虑。 夹紧力方向： ①夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主 要定位基面。
P160 表5－1
作业
1.简述基准、设计基准、工艺基准的概念。 2.什么是定位基准？精基准与粗基准的选择各有何原则？
3. 如图所示的零件，
在加工过程中将A面 放在机床工作台上加 工B、C、D、E、F表 面，在装配时将A面与 其他零件连接。试说明： ①A面是那些表面的尺寸 和相互位置的设计基准？ ②哪个表面是装配基准和 定位基准？
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一、零件的基准及其分类
什么是基准？
基准就是用来确定生产对象 上几何要素间的几何关系所依 据的点、线、面。
一、零件的基准及其分类
1. 设计基准 在零件设计图上用以确定其
它点、线、面位置的基准(点、 线、面），称为设计基准。
图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例
一、零件的基准及其分类
2. 工艺基准 零件在加工、检验和装配过
第5章 金属切削机床夹具
教学重点：
掌握定位基准的概念及分类； 掌握工件定位的基本原理； 理解常用定位原件所能限制的自由度； 掌握定位基准的选择原则。
教学难点：
常用定位元件所能限制的自由度； 定位基准的选择原则。
第5章 金属切削机床夹具 定位：加工前，使工件在机床上或夹具上
图5-8 几种常用的自位支承结构 1—钢球;2—心轴;3—支承销
3.常见定位方式及定位元件
1) 工件以平面定位
辅助支承
辅助支承
3.常见定位方式及定位元件
2) 工件以圆孔定位
定位销 定位心轴 定心夹紧装置
3.常见定位方式及定位元件
2) 工件以圆孔定位
定位销
圆柱销 圆锥销
长定位销 短定位销
常见的圆柱销结构：
理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件
在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。
5.1.2 工件定位的基本原理
图2 -8 工件定位时支承点的分布
5.1.2 工件定位的基本原理 2.工件的定位方式
（1）完全定位： 工件的六个支承点全部被限制， 工件在空间占有完全确定的惟一位置，称完 全定位。
形成的加工误差。
互 为基 准的原则
当相关表面位置精度要求很高但精加工余量很小，加工时 要用这些表面互相作为定位基准。
精度高于6级的淬火齿轮，齿形 相对于轴线的位置精度要求很 高，加工需用磨齿工艺。因淬 火后齿轮孔和齿面均产生变形， 而孔和磨齿的加工余量都很小， 故先以齿面为定位基准磨孔； 再以孔为基准磨齿面。 齿面和齿轮孔互为基准。
当重合原则和基准统一原则相互矛盾时，若采 用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则 应遵循基准统一原则；否则应遵循基准重合原则
第5章 金属切削机床夹具
粗基准的选择应遵循以下原则进行选择：
相互位置原则
粗基准选择原则一：若需要保证加工面与不加工面的相互 位置关系时，应以不加工表面作为粗基准。
2. 工艺基准
（3）测量基准
检验零件时，用以测量加工 表面的尺寸、形状、位置等误 差所依据的基准。
图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例
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。
传动轴
键 传动齿轮
图2-48 齿轮的装配基准
(二)精基准及其选择原则
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：内孔轴线是限位基准，内孔面是限位表面， 为了限制工件沿轴向的自由度，常与端面联合定 位。
图2-63 工件以圆孔定位的定位套
半圆套
下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作 用。主要用于：大型轴类零件及不便于轴向装夹的 零件。
3.常见定位方式及定位元件
第5章 金属切削机床夹具
可调支承：主要用于工件的毛坯制造精度不高，以未加工 过的毛面作为定位基准的工序中。可调支承点的位置一经适 当调节后，便通过锁紧螺母锁紧，以防止夹具在使用过程中 由于定位支承螺钉的松动而使支承点的位置发生变化。
图5-7 可调支承结构
第5章 金属切削机床夹具
浮动支承：也称为 自位支承，是指支承 点的位置在工件定位 过程中，随工件定位 基准面位置变化而自 动与之适应的定位元 件。因此，这类支承 在结构上均需设计成 活动或浮动的。
3.常见定位方式及定位元件
1) 工件以平面定位
支承钉：工件以粗基准（毛面）定位时，对于作为主
要定位面的粗基准，一般采用三点支承方式，使用的是球 头支承钉或锯齿头支承钉。
3.常见定位方式及定位元件
1) 工件以平面定位 支承板： 工件用精基准定
位时，不能采用与工件上的 精基准全面接触的整体大平 面的定位元件来定位。实际 上使用的是小平面式的定位 元件、平头支承钉或支承板。
1.机床夹具的组成
（1）定位装置 ：是由定位元件及其组合构成的，用于确定 工件在夹具中的正确位置，常见的定位方式是以平面、圆孔、 外圆定位。圆柱销5、菱形销9、支承板4
（2）夹紧装置 ： 保持工件在夹具中的确定位置，保证定位 可靠，使工件在切削力的作用下不产生移动。包括夹紧元件、 传动装置及动力装置等。螺杆8、螺母7、开口垫圈6
1. 常用的统一基准 2. 轴类零件：两顶尖孔； 3. 盘 类 件：孔＋端面； 4. 箱 体 件：一面二销孔(大批量) 5. 三个垂直平面(小批)
• 统一基准会产生基准不重合 的问题，工艺设计中应解决此 问题；
• 基准统一不能排除在个别工 序中采用其它的基准定位。
采用统一基准的优点：
简化工艺过程和夹具设计；节省工艺与夹具设计费用。 能在一次装夹中加工出多个表面，减少由于基准转换
图2-64 工件以圆柱孔定位的定位套
常见的圆锥销结构：
图2-65 锥销定位
3.常见定位方式及定位元件
2) 工件以圆孔定位
定位心轴
锥度心轴 圆柱心轴
过盈配合心轴 间隙配合心轴
3.常见定位方式及定位元件
2) 工件以圆孔定位 锥度心轴
图2-67 锥度心轴
3.常见定位方式及定位元件
2) 工件以圆孔定位 过盈配合心轴
第5章 金属切削机床夹具
二、工件的夹紧
（1）夹紧装置的组成及要求 夹紧装置主要结构由动力装置、传力机构和夹紧元件三
部分组成。 夹紧装置的基本要求：
①夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。 ②夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置 稳定不变、振动小，又使工件不会产生过大的夹紧变形。 ③操作简单方便、省力、安全。 ④结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造 和维修。
图2 -9 加工零件通槽工序图
5.1.2 工件定位的基本原理
（4）过定位（重复定位）：是指定位时几个定位支 承点重复限制工件的同 一个自由度。有时是必要 的。
图2 -11 工件过定位及改进措施
3.常见定位方式及定位元件
1) 工件以平面定位