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教學(xué)目標(biāo):通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)基準(zhǔn)與定位有一個(gè)充分的理解，掌握基準(zhǔn)的概念和分類(lèi)，理解定位的原理和方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行不同情況的工件定位分析。
教學(xué)重點(diǎn)：六點(diǎn)定位原理、定位情況分析
教學(xué)難點(diǎn)：六點(diǎn)定位原理、定位情況分析
教學(xué)方法：講授法多媒體教學(xué)法
教學(xué)時(shí)數(shù)：3
教學(xué)內(nèi)容：
2.1工件
2.2工件的基準(zhǔn)與定位
2.2.1基準(zhǔn)的概念與分類(lèi)
1.基準(zhǔn)
工件是個(gè)幾何形體，它由一些幾何元素（如點(diǎn)、線、面）所構(gòu)成。工件上任何一個(gè)點(diǎn)、線、面的位置總是要用它與另外一些點(diǎn)、線、面的相互關(guān)系（如尺寸距離、平行度、垂直度、同軸度等）來(lái)確定。將用來(lái)確定加工對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。
2.基準(zhǔn)的分類(lèi)
按照其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。
（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
（2）工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)是指在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。又可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)
1）工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)是在工序圖上用來(lái)確定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置關(guān)系的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)主要考慮如下兩個(gè)方面的問(wèn)題：① 盡可能用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)。當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。② 所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢查。
2）定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是加工中用作定位的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)可進(jìn)一步分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和附加基準(zhǔn)。① 粗基準(zhǔn) 使用未經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。② 精基準(zhǔn) 使用已經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。③ 附加基準(zhǔn) 僅僅是為了機(jī)械加工工藝需要設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)，稱為附加基準(zhǔn)。例如，軸類(lèi)零件常用的頂尖孔，某些箱體零件加工所用的工藝孔，支架類(lèi)零件用到的工藝凸臺(tái)等都屬于附加基準(zhǔn)。
3）測(cè)量基準(zhǔn)  零件測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。
4）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)一般與零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
3.基準(zhǔn)分析
（1）基準(zhǔn)是客觀存在的。（2）基準(zhǔn)要確切（3）基準(zhǔn)均有方向性（4）基準(zhǔn)不僅涉及尺寸關(guān)系還涉及表面間的位置關(guān)系。
2.2.2 工件的定位

1.工件定位的基本原理
（1）定位基準(zhǔn)的基本概念
（2）自由度的概念
（3）六點(diǎn)定位原理——用合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定的定位原理。

4）工件定位中的幾種情況
1)完全定位 工件的6個(gè)自由度被合理布置的6個(gè)支承釘完全限制了的定位稱為完全定位。
2)不完全定位工件被限制的自由度少于6個(gè)，但能滿足加工要求的定位，稱為不完全定位。

過(guò)定位兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位（超定位或重復(fù)定位）
欠定位根據(jù)工件技術(shù)要求應(yīng)該限制和自由度沒(méi)有被完全制的定位，稱為欠定位。欠定位是不允許出現(xiàn)的，因?yàn)槠洳荒鼙ＷC工件的加工要求。

3.常用定位元件及其選用     工件的定位是通過(guò)工件上的定位表面與夾具上的定位元件的配合或接觸而實(shí)現(xiàn)的。
（1）對(duì)定位元件的要求：1）足夠的精度   2）足夠的強(qiáng)度和剛度 3）良好的耐磨性 4）良好的工藝性   5）便于清除切屑
（3）常用定位元件的選用
1）工件以平面定位常用定位元件
機(jī)械加工中，以平面作為定位基準(zhǔn)的定位方法是一種常用的定位方式，如箱體、機(jī)座、支架、圓盤(pán)、板狀類(lèi)零件。
1、主要支承―― 限制工件的自由度、起定位作用的支承。
（1）固定支承――主要有支承釘和支承板兩種
支承釘：平頭支承釘：用于支承精基準(zhǔn)面     球頭支承釘：用于支承粗基準(zhǔn)面
網(wǎng)紋頂面支承釘：用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求較大摩擦力的表面定位
支承板：平面型支承板：側(cè)面和頂面定位   帶斜槽型支承板：適于作底面定位準(zhǔn)面
（2）可調(diào)支承――用于在工件過(guò)程中，支承釘高度需要調(diào)整的場(chǎng)合。
（3）自位支承（浮動(dòng)支承）――在工件定位過(guò)程中能自動(dòng)調(diào)整位置的支承。其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，限制一個(gè)自由度，適應(yīng)于工件以毛坯定位或剛性不足的場(chǎng)合。
2、輔助支承    輔助支承不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工過(guò)程中的剛度和穩(wěn)定性。
2）工件以圓孔定位時(shí)的定位元件
（1）定位銷(xiāo)
（2）心軸    主要用于在車(chē)、銑、磨、齒輪加工等機(jī)床上加工套筒或盤(pán)類(lèi)零件。
過(guò)盈配合心軸，限制工件四個(gè)自由度；制造簡(jiǎn)單，定心精度高，無(wú)需另設(shè)夾緊裝置，但裝卸工件不便，且易損傷工件定位孔。
間隙配合心軸，限制工件五個(gè)自由度（心軸外圓部分限制四個(gè)自由度，軸肩面限制一個(gè)自由度）；裝卸工件方便，但定心精度不高，為了減小工件因間隙造成的傾斜，常以孔的端面聯(lián)合定位。
小錐錐度心軸，裝夾工件時(shí)，通過(guò)工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個(gè)自由度。
心軸在機(jī)床上的裝夾方式有：兩頂尖裝夾、一夾一頂、莫氏錐柄裝夾。
3）工件以外圓柱面定位時(shí)的定位元件
（1）V型塊      V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V形塊兩定位面的對(duì)稱中心平面內(nèi)，對(duì)中性能好。一個(gè)短V形塊限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)短V形塊組合或一個(gè)長(zhǎng)V形塊限制四個(gè)自由度；浮動(dòng)式V形塊只限制一個(gè)自由度。
（2）定位套    為了限制工件的軸向自由度，常與端面聯(lián)合定位。當(dāng)工件端面作為主要定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)控制套的長(zhǎng)度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。定位套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但定位精度不高，只適用于精定位基面。
（3）半圓套    主要用于大型軸類(lèi)零件及不便于軸向裝夾的零件。
4.定位誤差分析計(jì)算
在加工零件時(shí)必須根據(jù)工件的加工技術(shù)要求，限制工件的自由度，也即定位。但僅僅做到這一點(diǎn)還不夠。還要分析定位精度夠不夠，這需要通過(guò)工件的定位誤差計(jì)算來(lái)判斷。如果工件定位誤差不大于工件加工精度中規(guī)定的公差值的1/3—1/5。一般認(rèn)為該定位方案能滿足本工序加工精度的要求。
（1）定位誤差的概念
所謂定位誤差，是指工件定位造成的加工面相對(duì)工序基準(zhǔn)的位置誤差。因?yàn)閷?duì)一批工件來(lái)說(shuō)，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，即被加工表面的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。
定位誤差的組成（來(lái)源）：
1）基準(zhǔn)不重合誤差——由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以△B表示。
2）基準(zhǔn)位移誤差——定位基準(zhǔn)相對(duì)于其理想位置的最大變動(dòng)量稱為基準(zhǔn)位移誤差。用△Y表示
定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，在試切法加工中不會(huì)產(chǎn)生。
(2)定位誤差的計(jì)算公式：
一般情況下，定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。但不是在任何情況下兩種誤差都存在。當(dāng)工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合時(shí)△B＝0 ，當(dāng)定位基準(zhǔn)無(wú)變動(dòng)時(shí)，△Y＝0。
定位誤差可表示為： △D＝△B±△Y
A：當(dāng) △B≠0 △Y＝0時(shí)，△D＝△B
當(dāng) △B＝0 △Y≠0時(shí)，△D＝△Y
B: 當(dāng) △B≠0 △Y≠0時(shí)，且工序基準(zhǔn)不在定位基面上時(shí)，△D＝△B＋△Y
C: 當(dāng) △B≠0 △Y≠0時(shí)，且工序基準(zhǔn)在定位基面上時(shí)
△D＝△B±△Y，若基準(zhǔn)位移和基準(zhǔn)不重合引起的加工尺寸變化方向相同時(shí)，取“＋”號(hào)，反之取“－”號(hào)。
（3）幾種典型表面的定位誤差計(jì)算
1)工件以平面定位時(shí)的定位誤差計(jì)算（通常認(rèn)為△Y＝0，只計(jì)算△B即可。）
2) 工件以內(nèi)孔在心軸（或圓柱銷(xiāo)）上定位時(shí)的定位誤差計(jì)算。
3）工件以外圓柱面定位時(shí)定位誤差的計(jì)算
2.2.3 工件的夾緊
1.夾緊裝置的組成和基本要求
（1）夾緊裝置的組成工件在夾具中正確定位后，由夾緊裝置將工件夾緊。
夾緊裝置的組成有： 1）動(dòng)力裝置：產(chǎn)生夾緊動(dòng)力的裝置。
                   2）夾緊元件：直接用于夾緊工件的元件。
                   3）中間傳力機(jī)構(gòu)：將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。
在有些夾具中，夾緊元件往往就是中間傳力機(jī)構(gòu)的一部分，難以區(qū)分，統(tǒng)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。
（2）對(duì)夾緊裝置的要求
1）夾緊過(guò)程可靠。應(yīng)保證夾緊不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。
2）夾緊力要適當(dāng)。既要保證工件在加工過(guò)程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過(guò)大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。
3）結(jié)構(gòu)工藝性好。結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，便于制造，便于維修。
4）使用性好。操作安全、省力。
2.夾緊力的確定    夾緊力的確定就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)。
作用點(diǎn)的選擇（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或位于定位元件形成的支承面內(nèi)。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位。（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，使夾緊穩(wěn)固可靠。
作用方向的選擇（1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基面。（2）夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件的夾緊變形。（3）夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，這樣可以減小夾緊力。
夾緊力的估算
2.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu)      1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)   3．偏心夾緊機(jī)構(gòu) 4．定心夾緊機(jī)構(gòu)   5．鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)   6．聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
     在大批大量生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大多數(shù)夾具都采用機(jī)動(dòng)夾緊裝置。驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)、液動(dòng)、氣液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，電（磁）驅(qū)動(dòng)，真空吸附等多種形式。
1．氣動(dòng)夾緊裝置   氣動(dòng)夾緊裝置以壓縮空氣作為動(dòng)力源推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類(lèi)有固定式、擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類(lèi)有單向作用和雙向作用兩種，最多的是雙作用固定式氣缸。
2．液壓夾緊裝置   液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與氣動(dòng)夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn)：①傳動(dòng)力大，夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較��；②油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)Z③噪聲小。它的不足之處是需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的液壓系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受限制。
本次課總結(jié)：本次課主要講述了基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。六點(diǎn)定位原理——用合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定的定位原理。定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，定位誤差的計(jì)算夾緊力的確定就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)，典型夾緊機(jī)構(gòu)等問(wèn)題。
作業(yè)： 1..基準(zhǔn)分為那些種類(lèi)？2.常見(jiàn)的定位方式有哪些？3.定位誤差有哪些方面？4夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)如何確定？5加緊機(jī)構(gòu)有那些種？

教學(xué)設(shè)備

產(chǎn)品分類(lèi)

金屬切削的基本知識(shí)教案之基準(zhǔn)的概念與分類(lèi)