第一章、工藝過程基本概念與組成

1、第一章 工藝過程基本概念與組成,1.1 儀器的生產(chǎn)過程,新產(chǎn)品構(gòu)思與實(shí)驗(yàn) 儀器生產(chǎn)過程：產(chǎn)品設(shè)計(jì) 產(chǎn)品制造 產(chǎn)品銷售與售后服務(wù), 新產(chǎn)品構(gòu)思與實(shí)驗(yàn)：,科技人員根據(jù)具體的使用需要和現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的水平和制造能力，對(duì)新型儀器的開發(fā)進(jìn)行規(guī)劃。 在此階段應(yīng)該注意! 產(chǎn)品應(yīng)具有： 先進(jìn)性 新穎性 實(shí)用性, 產(chǎn)品設(shè)計(jì)：,將成熟的構(gòu)思落實(shí)到具體可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和方法上。, 產(chǎn)品制造：,儀器生產(chǎn)過程，是形成最終儀器的主要工作，目的是獲取具有一定幾何特性和物理、化學(xué)性能的產(chǎn)品。,原材料、工具的供應(yīng)、篩選、運(yùn)輸、保 管和檢驗(yàn)； 毛坯制造 制造活動(dòng)包括： 零件制造：即機(jī)械加工與熱處理 儀器的裝配過程：部件和成品的裝配 產(chǎn)

2、品質(zhì)量檢查及運(yùn)行試驗(yàn) 表面裝飾和包裝,熱處理工藝,如退火、正火、淬火、回火、發(fā)黑、煮蘭、表面處理等，可以使機(jī)械零件獲得一定的力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度）、物理特性、化學(xué)特性（耐磨、耐腐蝕）。,所謂退火,退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。,所謂正火,正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。,所謂淬火,淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無

3、機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。,所謂回火,為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。,退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。,主要的儀器制造工藝方法：,材料成形：鑄、鍛、焊、注塑、沖壓、冷鍛等,所謂鑄造,鑄造熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法,鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄

4、造毛坯因近乎成形，而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上減少了制作時(shí)間鑄造是現(xiàn)代裝置制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。,所謂鍛造,在鍛壓設(shè)備及工(模)具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。,鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的

5、板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。,所謂焊接,所謂注塑,所謂沖壓：,沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室溫下進(jìn)行，是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)。,所謂冷鍛：,機(jī)械加工 車、 銑、 刨、 磨等,所謂車削,就是在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。,車削加工

6、是在車床上利用工件相對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。 車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、環(huán)形溝槽（與圓柱面母線相垂直的）、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車刀。,所謂銑削,一種常見的金屬冷加工方式，和車削不同之處在于銑削加工中刀具在主軸驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，而被加工工件處于相對(duì)靜止。,車削加工和銑削加工的區(qū)別,車削用來加工回轉(zhuǎn)體零件，把零件通過三爪卡盤夾在機(jī)床主軸上，并高速旋轉(zhuǎn)，然后用車刀按照回轉(zhuǎn)體的母線走刀，切出產(chǎn)品外型

7、來。車床上還可進(jìn)行內(nèi)孔，螺紋，咬花等的加工，后兩者為低速加工。,所謂刨削,刨刀與工件作水平方向相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。,刨削是平面加工的主要方法之一。常見的刨床類機(jī)床有牛頭刨床、龍門刨床和插床等。 刨削是單件小批量生產(chǎn)的平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可達(dá)IT9IT7級(jí)，表面粗糙值為Ra12.51.6m。 Ra:表示表面輪廓算術(shù)平均偏差 精度IT ：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將標(biāo)準(zhǔn)公差分為20級(jí)，即IT01、IT02、 IT20. 數(shù)字越大，精度越低，加工誤差越大。,表面粗糙度(2.27),是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），用

8、肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對(duì)機(jī)械零件的使用性能有很大的影響。,刨削可以在牛頭刨床或龍門刨床上進(jìn)行，刨削的主運(yùn)動(dòng)是變速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵谧兯贂r(shí)有慣性，限制了切削速度的提高，并且在回程時(shí)不切削，所以刨削加工生產(chǎn)效率低。但刨削所需的機(jī)床、刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便，調(diào)整容易，通用性強(qiáng)。因此在單件、小批生產(chǎn)中特別是加工狹長(zhǎng)平面時(shí)被廣泛應(yīng)用。 刨削運(yùn)動(dòng)構(gòu)成：刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為切削主運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)率較低。,刨削加工 由于刨削的特點(diǎn)，刨削主要用在單件、小批生產(chǎn)中，在維修車間和模具車間應(yīng)用較多。 刨削主要用來加工平面(包括水平向、垂直面和斜面

9、)，也廣泛地用于加工直槽，如直角槽、燕尾槽和T形槽等、如果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和增加某些附件，還可以用來加工齒條.齒輪、花鍵和母線為直線的成形面等。,磨削,磨削加工在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛，經(jīng)熱處理淬火的碳素工具鋼和滲碳淬火鋼零件，在磨削時(shí)與磨削方向基本垂直的表面常常出現(xiàn)大量的較規(guī)則排列的裂紋磨削裂紋，它不但影響零件的外觀，更重要的還會(huì)直接影響零件質(zhì)量。,利用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪等磨具加工工件表面的切削加工。磨削用于加工各種工件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面和平面,以及螺紋、齒輪和花鍵等特殊、復(fù)雜的成形表面。,由于磨粒的硬度很高,磨具具有自銳性,磨削可以用于加工各種材料，包括淬硬鋼、高強(qiáng)度合金鋼、硬質(zhì)合金、玻璃

10、、陶瓷和大理石等高硬度金屬和非金屬材料。,特種加工 電化學(xué)、 電火花、 激光、 超聲波、 高能粒子束等,表面加工 光整、 電鍍、 鍍膜、 轉(zhuǎn)換膜、 裝涂、 表面改性加工,常用元器件加工 彈性、 陶瓷、 光學(xué)、 塑料零件加工,儀器常用工藝 釬焊、 粘接、 刻劃、 MEMS工藝、 電子裝聯(lián)加工,MEMS：,Micro Electromechanical System，即微電子機(jī)械系統(tǒng)，是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。,MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、 智能化、 多功能、 高集成度 適于大批量生產(chǎn)。,1：MEMS的理論基礎(chǔ),在當(dāng)前MEM

11、S所能達(dá)到的尺度下，宏觀世界基本的物理規(guī)律仍然起作用，但由于尺寸縮小帶來的影響（Scaling Effects），許多物理現(xiàn)象與宏觀世界有很大區(qū)別，因此許多原來的理論基礎(chǔ)都會(huì)發(fā)生變化，如力的尺寸效應(yīng)、微結(jié)構(gòu)的表面效應(yīng)、微觀摩擦機(jī)理等，因此有必要對(duì)微動(dòng)力學(xué)、微流體力學(xué)、微熱力學(xué)、微摩擦學(xué)、微光學(xué)和微結(jié)構(gòu)學(xué)進(jìn)行深入的研究。這一方面的研究雖然受到重視，但難度較大，往往需要多學(xué)科的學(xué)者進(jìn)行基礎(chǔ)研究。,2：MEMS的技術(shù)基礎(chǔ),MEMS的技術(shù)基礎(chǔ)可以分為以下幾個(gè)方面： 設(shè)計(jì)與仿真技術(shù); 材料與加工技術(shù); 封裝與裝配技術(shù); 測(cè)量與測(cè)試技術(shù); 集成與系統(tǒng)技術(shù)等。,3：MEMS的應(yīng)用研究,人們不僅要開發(fā)各種制造

12、MEMS的技術(shù)，更重要是將MEMS技術(shù)與航空航天、信息通信、生物化學(xué)、醫(yī)療、自動(dòng)控制、消費(fèi)電子以及兵器等應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合，制作出符合各領(lǐng)域要求的微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)等MEMS器件與系統(tǒng)。,1.2 工藝過程設(shè)計(jì)的基本概念,完整的工藝過程設(shè)計(jì)可分為以下步驟： 進(jìn)行零件的描述、建立零件的信息模型。 設(shè)計(jì)加工工藝方法和路線，選擇機(jī)床或其他設(shè)備。 確定加工基準(zhǔn)，選用或設(shè)計(jì)夾具。 確定工序等加工工藝過程。 設(shè)計(jì)加工余量和工序尺寸參數(shù)。 計(jì)算工時(shí)和制造成本。 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方法，選擇或設(shè)計(jì)檢驗(yàn)量具。 生成工藝卡片等。,1.2.1 機(jī)械加工工藝過程的組成,工藝過程：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等

13、，使其成為成品或半成品的過程稱為。,工藝過程,機(jī)械加工工藝過程：直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為零件的過程，稱為。 裝配加工工藝過程：按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進(jìn)行配合和連接，使之成為儀器的過程，稱為。, 工序,一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序是工藝過程的基本單元。,如圖所示，階梯小軸可分為下表所列的五個(gè)工序。, 安裝：,是指在某一道工序中，有時(shí)需要對(duì)零件進(jìn)行多次裝夾加工，每裝夾一次所完成的那一部分工藝過程稱為一次安裝。,工序2和工序3都是兩次安裝。 再如上圖的階梯軸，如表中，若工序2和工序3合并成一個(gè)工序，則需要進(jìn)行兩次

14、裝夾；先裝夾工件一端，車端面、大端外圓及倒角，稱為安裝1，再掉頭裝夾工件，車另一端面、小端外圓及倒角，稱為安裝2。, 工位：,是指在某一道工序中，工件在機(jī)床所占的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工藝過程，稱為一個(gè)工位。 這是因?yàn)橛行C(jī)床有多個(gè)加工位置，比如多軸車床、六角車床、組合車床、多位機(jī)床，或者在普通機(jī)床上通過安裝轉(zhuǎn)臺(tái)也可實(shí)現(xiàn)多位加工，在這種情形下，就有工位的概念。, 工步：,一次安裝或一個(gè)工位中，加工表面、切削刀具及切削用量都不變的情況下所進(jìn)行的那一部分工藝過程，即稱為一個(gè)工步。 這里指的切削用量是指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，不包括切削深度。, 進(jìn)給,有些工件，由于余量大，需要用同一刀具，在同一轉(zhuǎn)速

15、和進(jìn)給量下對(duì)同一表面進(jìn)行多次切削，這每一次切削就稱為一次進(jìn)給。 如下圖所示，將棒料加工成階梯軸，第二工步車右端外圓分兩次進(jìn)給。, 動(dòng)作,是指工人或機(jī)器本身的一個(gè)行動(dòng)單元。例如在一次進(jìn)給中可有開車、接近、送進(jìn)、停車、退刀等各種動(dòng)作。,1.2.4 加工余量的確定, 基本概念 加工余量：工件加工前后尺寸之差，即使加工表面達(dá)到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切除的金屬表層。 它分為工序余量和加工總余量。 工序余量：相鄰兩工序的尺寸之差。用Zbi表示。 加工總余量（毛坯余量）：毛坯尺寸與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。用Zb0表示。,n工序或工步數(shù)目,單面余量與雙面余量,a) 對(duì)回轉(zhuǎn)面加工： 單面余量是指相鄰兩工序的半徑差

16、，以Zb表示。 雙面余量是指相鄰兩工序的直徑差，以2Zb表示。,一般多采用雙面余量（直徑余量）；回轉(zhuǎn)表面的加工余量如圖所示。 對(duì)于外圓表面而言： 對(duì)于內(nèi)圓表面而言： 其中：、上工序直徑尺寸；、本工序直徑尺寸,b) 對(duì)于平面加工 單面余量是指一個(gè)表面為基準(zhǔn)加工另一表面時(shí)相鄰兩工序的尺寸差，以Zb表示。 雙面余量是指以加工表面的對(duì)稱平面為基準(zhǔn)同時(shí)加工兩表面時(shí)相鄰兩工序的尺寸差，以2Zb表示。,對(duì)于外表面：?jiǎn)蚊嬗嗔浚?雙面余量： 對(duì)于內(nèi)表面：?jiǎn)蚊嬗嗔浚?雙面余量：, 加工余量對(duì)機(jī)械加工的影響,由于毛坯不能達(dá)到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過機(jī)械加工來達(dá)到這些要求。 如果加工

17、余量過大，增加了材料、電能、工具等的消耗，降低了生產(chǎn)率，而且有可能無法保存零件的最耐磨的表面層，降低了被加工表面的機(jī)械性質(zhì)。 如果加工余量過小，不能修正上道工序的誤差和加工后的痕跡，即不能保證去除零件表面的缺陷層，因而不能保證質(zhì)量，造成廢品。 由此可知，余量過大或過小時(shí)，都會(huì)對(duì)機(jī)械加工帶來不利的影響，因此要研究余量問題。, 影響加工余量的因素, 前一工序的公差Ta 前一工序所遺留的表面粗糙度Rza與表面缺陷層深度Ia 前一工序各表面間相互位置的空間偏差 它包括彎曲度、平面度、同軸度、平行度和垂直度等，應(yīng)在本工序予以修正。 本工序的裝夾誤差 它包括定位誤差和夾緊誤差，它會(huì)影響夾具和被加工表面的相

18、對(duì)位置，使加工余量不夠，所以也應(yīng)計(jì)入加工余量。, 確定加工余量的方法, 分析計(jì)算法 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 查表修正法,分析計(jì)算法,是根據(jù)一定的試驗(yàn)資料和計(jì)算關(guān)系式，對(duì)影響加工余量的各因素進(jìn)行綜合分析計(jì)算來確定加工余量的方法。多用于大批量生產(chǎn)中，在某些重要工序上應(yīng)用。 這種方法確定的加工余量是最為經(jīng)濟(jì)合理的，但需要積累較全面的試驗(yàn)資料，且計(jì)算過程較復(fù)雜。,經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法,是工藝人員根據(jù)積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)采用類比法確定加工余量的方法，為避免產(chǎn)生廢品，此法所估計(jì)的加工余量一般偏大，常用于單件小批生產(chǎn)。,查表修正法,是以生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的有關(guān)加工余量的資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并按具體生產(chǎn)條件加以修正來確定加工余量的方法。

19、,加工余量的計(jì)算,由于設(shè)計(jì)尺寸、毛坯尺寸、工序尺寸都有公差，所以加工余量不是一個(gè)固定值，有最大余量、最小余量之分。,最大余量與最小余量的計(jì)算有“極值計(jì)算法”和“誤差復(fù)映計(jì)算法”兩種。 調(diào)整法加工時(shí)采用“誤差復(fù)映計(jì)算法”較適宜，一般地均采用“極值計(jì)算法”。 何為誤差復(fù)映？ 所謂的誤差復(fù)映，即在待加工表面有什么樣的誤差，加工后的表面也必然出現(xiàn)同樣性質(zhì)的誤差。這就是誤差復(fù)映現(xiàn)象。, 極值計(jì)算法,根據(jù)極值法原理，對(duì)于外表面加工，最大余量是上工序的最大極限尺寸與本工序最小極限尺寸之差；最小余量是上工序的最小極限尺寸與本工序最大極限尺寸之差，如圖所示。內(nèi)表面加工則相反。,為了便于加工和計(jì)算，工序尺寸一般按

20、“入體原則（偏向?qū)嶓w原則）”標(biāo)注極限偏差，即對(duì)于外表面最大極限尺寸就是基本尺寸，對(duì)于內(nèi)表面最小極限尺寸就是基本尺寸。 最大、最小加工余量可分別表示如下：,對(duì)于外表面（平面）加工：,對(duì)于內(nèi)表面（平面）加工：,對(duì)于外圓面加工：,對(duì)于內(nèi)圓面加工：,式中： 、 本工序最大、最小單面余量,本工序單面余量公差 上工序最大極限尺寸 上工序最小極限尺寸 本工序最大極限尺寸 本工序最小極限尺寸 上工序、本工序尺寸公差，對(duì)于回轉(zhuǎn)表面指直徑公差。,、,、, 誤差復(fù)映計(jì)算法,根據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律，當(dāng)上工序的工序尺寸是最大時(shí)，本工序亦將是最大尺寸，反之亦然。如圖所示。,誤差復(fù)映,誤差復(fù)映現(xiàn)象是在機(jī)械加工中普遍存在的一種現(xiàn)象

21、,它是由于加工時(shí)毛坯的尺寸和形位誤差、裝卡的偏心等原因?qū)е铝斯ぜ庸び嗔孔兓?而工件的材質(zhì)也會(huì)不均勻,故引起切削力變化而使工藝系統(tǒng)變形量發(fā)生改變產(chǎn)生的加工誤差。,例：在車削有圓度誤差的毛坯時(shí)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吃刀量會(huì)發(fā)生變化。毛坯橢圓長(zhǎng)軸方向處為最大背吃刀量ap1，短軸處為最小背吃刀量ap2。假設(shè)毛坯材料的硬度是均勻的，則ap1處的切削力Fp1最大，相應(yīng)的變形y1也最大；ap2處的切削力Fp2最小，相應(yīng)的變形y2也最小。由此看見，車削圓度誤差m=ap1ap2的毛坯時(shí)，由于工藝系統(tǒng)受力變形而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差g=y1y2。這種現(xiàn)象就叫“誤差復(fù)映”。,由于工序的偏差按“入體原則”標(biāo)注，故誤差復(fù)

22、映法計(jì)算的最大余量就是基本余量，故最大加工余量、最小加工余量、余量公差可分別表示如下：,對(duì)于外表面（平面）加工：,對(duì)于內(nèi)表面（平面）加工：,對(duì)于外圓面加工：,對(duì)于內(nèi)圓面加工：, 加工余量、工序尺寸及公差關(guān) 系圖,1.2.5 工序尺寸及公差的確定(3.28),在機(jī)械加工中，工序尺寸及其公差的確定是制定工藝規(guī)程的主要工作之一。,工序尺寸,工序尺寸是指零件在加工過程中各工序所應(yīng)保證的尺寸。 要根據(jù)已經(jīng)確定的加工余量及定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換情況進(jìn)行計(jì)算，也就是說這部分內(nèi)容與尺寸鏈的計(jì)算密切相關(guān)，并且此時(shí)的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。, 尺寸鏈的一些知識(shí), 原始尺寸和合成尺寸 原始尺寸：零件或部件的單個(gè)尺寸或相互位置

23、稱為。 合成尺寸：由兩個(gè)或多個(gè)原始尺寸間接形成的尺寸稱為，是由原始尺寸決定的。,對(duì)一個(gè)零件來講，合成尺寸是加工過程中自然形成的尺寸，如下圖所示：,其中尺寸 是加工獲得的，是原始尺寸； 是在 加工好之后自然形成，故為合成尺寸。,對(duì)一臺(tái)儀器來說，合成尺寸是裝配（間隙）尺寸，如下圖所示： 其中孔和軸的尺寸 是原始尺寸，它們形成的間隙 為合成尺寸。,1.3 基準(zhǔn),1.3.1基準(zhǔn)的分類： 定義：是指用來確定零部件上各要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。, 基準(zhǔn)的分類, 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn),設(shè)計(jì)基準(zhǔn),定義: 在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基

24、準(zhǔn)。 即零件設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。,齒輪的外圓 和分度圓 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是齒輪內(nèi)孔的中心線，而尺寸L1和L2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是表面A。,工藝基準(zhǔn),零件在加工和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為。,工序基準(zhǔn),在工序圖上，用來標(biāo)定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。 它是標(biāo)注工序尺寸的起點(diǎn)。如下圖或書P13圖1-9b所示。,加工表面為D孔，要求其中心線與A面垂直，并與C面和B面保持距離尺寸為L(zhǎng)1和L2，因此表面A、B、C均為本工序的工序基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)除采用工件上實(shí)際表面或表面上的線以外，還可以是工件表面的幾何中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線。,定位基準(zhǔn),工件在機(jī)床上或夾具中進(jìn)行加工時(shí)，用來決定工件在工序尺寸方

25、向上相對(duì)刀具確定位置的點(diǎn)、線、面為。 定位基準(zhǔn)需采用實(shí)際存在的幾何要素，是工件上一個(gè)或幾個(gè)具體的面（或點(diǎn)、線），當(dāng)工件在夾具上，它與夾具定位元件上的面（或點(diǎn)、線）相接觸，并使工件上加工表面在工序尺寸方向上相對(duì)刀具獲得確定的位置。,例如書中P13圖1-9b，再如下圖所示。,定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)：用作定位基準(zhǔn)的表面是沒有加工 過的毛坯面。 精基準(zhǔn)：用作定位基準(zhǔn)的表面是已經(jīng)加工 過的表面。,裝配基準(zhǔn),定義：裝配時(shí)，用來確定需要組裝的零部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的那些點(diǎn)、線、面。 裝配基準(zhǔn)也需采用實(shí)際存在的幾何要素。如圖所示，齒輪是以其內(nèi)孔及一端面裝配到與其配合的軸上，故齒輪內(nèi)孔A及端面B為裝配基準(zhǔn)。,

26、測(cè)量基準(zhǔn),定義：在測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。,1.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇原則, 粗基準(zhǔn)的選擇原則 便于裝夾原則 選擇加工余量最小的、較精確光滑的、面積較大的毛坯面做粗基準(zhǔn)，以利于被加工零件定位準(zhǔn)確、裝夾方便。 也就是說，作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。, 余量均勻原則 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)合理地分配各工序的加工余量。對(duì)某些重要表面（如導(dǎo)軌面和重要的內(nèi)孔等），應(yīng)盡量能使其加工余量均勻。此時(shí)，選擇重要表面為粗基準(zhǔn)，就是為保證該重要表面的余量均勻，而后續(xù)工序則用加工后的精基準(zhǔn)定位，這樣被加工表面的余量和精度都能得到保證。,例如，導(dǎo)軌面要求加工余量盡可能小，以獲得高硬度和耐磨的表面。這是因?yàn)殍T件

27、內(nèi)部耐磨性低于表面層，若在導(dǎo)軌面上切除余量太多，會(huì)降低導(dǎo)軌面耐磨性。為了使導(dǎo)軌面切除余量少而均勻，先選用導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，再以底平面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。, 相互位置原則 選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，以保證工件上加工表面與不加工表面的相互位置要求。也就是說，如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)；如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 例如，書P13圖1-11所示。,相反，以內(nèi)孔2作為粗基準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)（用四爪卡盤夾住外圓1），然后按內(nèi)孔2找正，則加工面與內(nèi)孔2的毛坯表面是同軸的，內(nèi)孔2的余量是均勻的，但加工

28、面與不加工面1是不同軸的，即工件壁厚不均勻，如（b）所示。,如果在零件上有很多不需加工表面，則應(yīng)以其中與加工表面的相互位置要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。如圖示的零件，徑向有三個(gè)不加工表面，若要求D2和40間的壁厚均勻，則應(yīng)取 作為D2粗基準(zhǔn)的定位面。, 一次性原則 粗基準(zhǔn)只能使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用而產(chǎn)生的定位誤差會(huì)使相應(yīng)加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。, 余量足夠原則 具有較多加工表面的零件，粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量。 如圖所示，粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇毛坯上余量最小的表面，即選擇55，則有可能因?yàn)橛嗔坎蛔愣鴪?bào)廢。, 切除總余量最少原則 對(duì)具有較多的加工表面的零

29、件，粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)使零件各加工表面總的金屬切除量最少。 如“余量均勻原則”中圖所示的床身零件，當(dāng)選擇導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)加工床腿表面時(shí)，由于加工平面是一簡(jiǎn)單平面，且面積較小，即使切去較大余量，而金屬切除量也并不大，再以它為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，可使加工余量小而均勻，這樣總的金屬切除量和加工勞動(dòng)量都減小許多。, 精基準(zhǔn)的選擇原則, “基準(zhǔn)重合原則” “基準(zhǔn)統(tǒng)一原則” “互為基準(zhǔn)原則” “自為基準(zhǔn)原則” 輔助基準(zhǔn),基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。 如書中P13圖1-10中所示，在加工主軸孔時(shí)，若要體現(xiàn)“基準(zhǔn)重合原則”，就應(yīng)該以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)底面M作為定位

30、基準(zhǔn)，這樣可直接保證設(shè)計(jì)尺寸H1。,在實(shí)際生產(chǎn)中，常遇到基準(zhǔn)不重合的情況，這是由于用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位有困難或使夾具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的緣故，此時(shí)就不得不選用非設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)。如圖所示零件，設(shè)1、2面已加工完畢，今在銑床上用調(diào)整法加工3面。,有兩種方案： 方案I是： 選2面作定位基準(zhǔn)來加工3面，如（b）所示，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重和。由于尺寸B的制造公差為TB，所以允許產(chǎn)生的加工誤差。但這種方案的夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。夾緊力方向與銑削力方向相反，裝夾工件也不方便； 方案II是: 選1面作定位基準(zhǔn)來加工3面，如（c）所示，此方案的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便。但由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)

31、量TA必然引起尺寸B的變化，因此允許產(chǎn)生的加工誤差。,方案I、II雖然同是加工3面，但由于方案II的即基準(zhǔn)不重合，其工序尺寸C的允差要比基準(zhǔn)重合方案I的工序尺寸B小TA。 如果把定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的距離稱為基準(zhǔn)尺寸（如例中的尺寸A）則基準(zhǔn)尺寸在加工方向上的最大變動(dòng)量就是不重合誤差（如例中的尺寸TA）。 由于基準(zhǔn)不重合誤差的存在，使工序尺寸的公差不得不縮小，有可能造成加工困難。, “基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”：零件上所有表面的加工，特別是相互位置要求精確的表面，盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位。 例如書P13圖1-10。再如軸類零件的加工，多為采取頂尖孔做同一基準(zhǔn)加工各外表面，可保證各表面之間較高

32、的同軸度。 采用了統(tǒng)一基準(zhǔn)，必然會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合，因此基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是有矛盾的，應(yīng)根據(jù)具體情況處理。當(dāng)然使用統(tǒng)一基準(zhǔn)并不排斥個(gè)別工序采用其它基準(zhǔn)。, “互為基準(zhǔn)原則”：對(duì)于相互位置精度要求較高的兩個(gè)表面，自身的尺寸精度和形狀精度都很高時(shí)，采用互為基準(zhǔn)。 例如，書P14圖1-12，精密齒輪的加工。,再如下圖所示，車床主軸要求前后軸頸與前錐孔同心，工藝上采用以前后軸頸定位，加工通孔和前錐孔，再以前錐孔及后錐孔（附加定位基準(zhǔn)）定位加工前后軸頸。經(jīng)過幾次反復(fù)，由粗加工、半精加工至精加工，最后以前后軸頸定位，加工前錐孔，保證了較高的同軸度。, “自為基準(zhǔn)原則”：對(duì)某些精度要求很高的表面，在精

33、密加工（例如光整加工）時(shí)，為了保證加工精度，要求加工表面的余量很小并且均勻，這時(shí)常以加工面本身定位，待到夾緊后將定位元件移走，再進(jìn)行加工。 自為基準(zhǔn)加工原則，不能提高位置精度，但可以提高尺寸和形狀精度。 典型的自為基準(zhǔn)加工方法有：鉸孔，拉孔，無心磨，珩磨。, 輔助基準(zhǔn)：在零件上沒有合適的表面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，為滿足工藝需要在工件上專門設(shè)計(jì)定位面，這種定位面稱為。例如工藝凸臺(tái)和工藝孔。 選擇定位基準(zhǔn)的各項(xiàng)原則常常是互相矛盾的，根據(jù)實(shí)際情況考慮定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等因素綜合衡量后應(yīng)用。,1.4 夾具設(shè)計(jì)原理,1.4.1夾具的組成 基本概念 夾具： 按工藝要求，使工件迅速、準(zhǔn)確定

34、位、夾緊供加工、檢測(cè)和裝配用的工藝裝備。, 機(jī)床夾具 定義：是用來在機(jī)床上迅速、準(zhǔn)確地夾緊工件，保證加工中工件與刀具有正確相對(duì)位置的一種工藝裝備。 機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行定位、夾緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ叮员ＷC工件和刀具的相對(duì)位置關(guān)系的附加裝置。將刀具在機(jī)床上進(jìn)行定位、夾緊的裝置，稱為輔助工具。, 定位：工件在機(jī)床上加工時(shí)，按照定位基準(zhǔn)的要求，將工件安放在工作臺(tái)上或夾具里使它和刀具之間保持正確的相對(duì)位置就稱之為定位。, 夾緊：在加工過程中為了保持工件位置不變，必須把工件夾緊，以承受切削力及其他外力，這就是夾緊。, 工件的裝夾方式, 直接找正裝夾：工件裝到機(jī)床后，用百分表（或千分尺）或劃線盤上的劃

35、針目測(cè)校正工件位置，以保證被加工表面的位置精度，而后夾緊工件。 每加工一個(gè)工件都得重復(fù)上述過程。, 劃線找正裝夾：有些重、大、復(fù)雜工件，先在待加工處劃線，然后裝到機(jī)床上，按線找正定位。 夾具裝夾：即以?shī)A具夾緊工件進(jìn)行加工。在成批和大量生產(chǎn)中廣泛采用夾具裝夾工件。, 夾具的分類,按不同的角度有不同的分類。 按照使用范圍來分： a) 通用夾具：用來加工一定范圍的同一類型的工件，與通用機(jī)床配套，作為通用機(jī)床的附件。 如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、平口鉗、分度頭和磁力工作臺(tái)等。廣泛應(yīng)用于單件小批生產(chǎn)中。,b) 專用夾具：為某一零件的某一道工序而專門設(shè)計(jì)制造的夾具，它沒有通用性，但可用在通用機(jī)床或?qū)Ｓ?/p>

36、機(jī)床上。 應(yīng)用于產(chǎn)品和工藝相對(duì)穩(wěn)定，批量較大的生產(chǎn)中。 c) 組合夾具：由許多標(biāo)準(zhǔn)件組合而成，可根據(jù)零件加工工序的需要拼裝，用完后再拆卸。 d) 成組夾具：在成組加工中所使用的專用夾具。 成組加工：根據(jù)零件的相似性，對(duì)零件規(guī)類分組，制定成組加工工藝，然后設(shè)計(jì)各工序所用的夾具。,e) 隨行夾具：用于自動(dòng)生產(chǎn)線。工件安裝在隨行夾具中由運(yùn)輸裝置送往各機(jī)床，并在機(jī)床夾具或機(jī)床工作臺(tái)上進(jìn)行定位夾緊。, 從使用機(jī)床的類型來分： a) 車床夾具 b) 磨床夾具 c) 銑床夾具 d) 鉆床夾具 e) 鏜床夾具 f) 齒輪機(jī)床夾具 g) 其它機(jī)床夾具 從用途來分： a) 機(jī)床夾具 b) 裝配夾具 c) 檢驗(yàn)夾具

37、 d) 其它夾具 從夾緊力的來源可分為： a) 手動(dòng)夾具 b) 氣動(dòng)夾具 c) 液壓夾具 d) 氣、液壓夾具 e) 電動(dòng)夾具 f) 電磁夾具 g) 真空夾具 h) 自緊夾具（靠切削力本身夾緊）, 夾具的結(jié)構(gòu)和組成, 定位元件（或裝置） 夾緊裝置 對(duì)刀、引導(dǎo)元件 夾具連接元件（夾具在機(jī)床上的安裝裝置） 夾具體, 定位元件（或裝置） 用于確定工件在夾具中準(zhǔn)確位置的元件（或裝置）。它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，它的結(jié)構(gòu)與所定位元件的基準(zhǔn)面有關(guān)系。 如：支承釘、支承板、心軸、V形塊、定位套、定位銷等。 書P15圖1-13中的5，6即定位元件。, 夾緊裝置：用以確保工件在夾具中的定位位置，加工過程不發(fā)生改變

38、的裝置。 它將工件夾緊，以保證在加工時(shí)保持所限制的自由度。 書中P15圖1-13中的7。, 對(duì)刀、引導(dǎo)元件：用于確定夾具相對(duì)于刀具正確位置的元件。 用以引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為引導(dǎo)套筒，如鉆套、鏜套等。用以確定刀具位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。 書P15圖1-13中的3。, 夾具連接元件（夾具在機(jī)床上的安裝裝置）：確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。 如：定位鍵、心軸、過渡盤等。 書P15圖1-13中的1。 夾具在機(jī)床上必須定位夾緊，才能最終保證工件與刀具的相對(duì)位置，在機(jī)床上進(jìn)行夾具定位夾緊的元件，所以把它稱為連接元件。, 夾具體：用于安裝夾具上各種元件和裝置使之構(gòu)成一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。 夾

39、具體是夾具的關(guān)鍵零件。定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向元件、對(duì)刀裝置、連接元件等都裝在它上面，因此夾具體一般都比較復(fù)雜，它保證了各元件之間的相對(duì)位置。,夾具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下一些 基本要求：,a) 有足夠的強(qiáng)度和剛度 在加工過程中，夾具體要承受切削力、夾緊力、慣性力、以及切削過程中產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，所以?shī)A具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。為此，夾具體要有足夠的壁厚，并根據(jù)受力情況適當(dāng)布置加強(qiáng)筋或采用框式結(jié)構(gòu)。一般加強(qiáng)筋厚度取壁厚的0.70.9倍，筋的高度不大于壁厚的25倍。 b) 減輕重量，便于操作 在保證一定的強(qiáng)度和剛度的情況下，應(yīng)盡可能使其體積小、重量輕。在不影響剛度和強(qiáng)度的地方，應(yīng)開窗口、凹槽，以便減輕

40、其重量。特別是對(duì)于手動(dòng)、移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)夾具，通常要求夾具總重量不超過10kg，以便于操作。,c) 要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，工藝性好，便于制造、裝配和使用。 d) 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度 夾具體各主要表面要有一定的精度和表面粗糙度要求，包括形狀精度和位置精度，這是保證工件在夾具加工精度的必要條件。,e) 排屑方便 為了防止加工中切屑積聚在定位元件的工作表面上或其它裝置中，影響工件的正確定位和夾具的正常工作，因此在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要考慮切屑的排除問題。 f) 在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠 g) 吊裝方便，使用安全, 其他元件及裝置：主要有分度裝置、靠模裝置，操作機(jī)構(gòu)及其它元件。

41、 凡是在工件一次裝夾后，可以通過夾具的可動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度或移動(dòng)一定距離以改變工件加工位置的裝置，都可以稱為分度裝置。,1.4.2定位原理與自由度分析 工件在加工中的六點(diǎn)定位原理 一個(gè)工件在空間可能具有的運(yùn)動(dòng)，稱為自由度。工件在空間的自由度，用直角坐標(biāo)來表示時(shí)，共有六個(gè)，即在x、y、z軸的位移，和繞x、y、z軸的回轉(zhuǎn)，并分別用 、 、 和 、 、 符號(hào)表示。 六點(diǎn)定位原理：工件要進(jìn)行定位，如果用定位元件限制了六個(gè)自由度，則該工件在空間的位置就完全確定了，這就是。,例如在討論長(zhǎng)方體工件的定位時(shí)，可以布置如下圖所示的6個(gè)定位點(diǎn)。底平面的三個(gè)定位點(diǎn)限制 三個(gè)自由度，側(cè)面的兩個(gè)定位點(diǎn)限制 兩個(gè)自由度，

42、后端面的一個(gè)定位點(diǎn)限制一個(gè)自由度。,對(duì)于定位基準(zhǔn)面，有如下三種： 主要定位基準(zhǔn)：底平面A用三個(gè)支承點(diǎn)定位，限制工件的三個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做。 如果把這三個(gè)支承點(diǎn)連接起來，就得到一個(gè)三角形，三角形愈大，工件放得愈穩(wěn)固，也愈能保持與工件其它表面間的位置精度，所以常選工件上最大表面作為主要定位基準(zhǔn)。, 導(dǎo)向定位基準(zhǔn)：側(cè)面B用兩個(gè)支承點(diǎn)定位，限制工件的兩個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做。 常選用工件上最長(zhǎng)表面作導(dǎo)向面，因?yàn)殚L(zhǎng)表面可使這兩個(gè)支承點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，而使工件對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)平面的位置精度準(zhǔn)確可靠。 止推定位基準(zhǔn)：后端面C用一個(gè)支承點(diǎn)定位，消除工件最后一個(gè)自由度，這個(gè)表面叫做。 常選工件上最短最狹的表面為止推面。,

43、 六點(diǎn)定位原理在夾具設(shè)計(jì)中的 應(yīng)用, 完全定位和不完全定位 a) 完全定位：當(dāng)工件的六個(gè)自由度都被夾具的定位元件所限制時(shí)，稱為。 如書P16圖1-17a所示。 b) 不完全定位：按工件加工要求，當(dāng)應(yīng)限制的自由度都被限制，但還未完全限制六個(gè)自由度時(shí)，稱為, 欠定位和過定位 a) 欠定位：按工件加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全限制，稱為。 也就是說，工件在機(jī)床或夾具中定位時(shí)，定位支承點(diǎn)數(shù)少于工序要求應(yīng)予以限制的自由度數(shù)，則工件定位不足。 欠定位將不能保證加工尺寸和位置精度，所以欠定位是不允許的。 b) 過定位：在夾具中有一個(gè)以上的定位元件重復(fù)限制同一個(gè)自由度，稱為。,對(duì)于過定位，具體問題具體分析

44、。 如下圖所示齒輪毛坯定位的情況。,圖（1）是短銷、大平面定位：短銷限制了 、 ，大平面限制了 、 、 ，共限制了五個(gè)自由度，無過定位。 圖（2）是長(zhǎng)銷、小平面定位：長(zhǎng)銷限制了 、 、 、 ，小平面限制了 ，共限制了五個(gè)自由度，也無過定位。 圖（3）是長(zhǎng)銷、大平面定位：長(zhǎng)銷限制了 、 、 、 ，大平面限制了 、 、 ，因此 、 自由度有兩個(gè)定位元件限制，產(chǎn)生過定位。,消除過定位的方法就是去掉重復(fù)的定位元件，上圖（3）所示的過定位情況可采用圖（1）或圖（2）來解決。 若加工面要求與端面的位置精度較高時(shí)，則采用短銷、大平面的定位方案；若加工面要求與孔的位置精度較高，則采用長(zhǎng)銷、小平面的定位方案。,

45、過定位雖然有壞處，但如果工件定位面的精度較高時(shí)，夾具定位元件的精度也較高，過定位的影響將不大，反而可以增加加工時(shí)的剛度。上述的齒輪毛坯，若其孔與端面垂直，則過定位是允許的。有時(shí)在加工中利用過定位來提高剛度，如下圖示，在車床上，用前后頂尖定位一根細(xì)長(zhǎng)軸，兩個(gè)頂尖限制了 、 、 、 、五個(gè)自由度。,由于工件剛度差，車削時(shí)加了中心架，而中心架又限制了 、 兩個(gè)自由度，這樣，定位就有重復(fù)，產(chǎn)生過定位。但是，這種過定位是允許的，因?yàn)闆]有中心架，加工誤差將更大，甚至產(chǎn)生切削振動(dòng)而不能加工。,總結(jié)歸納關(guān)于定位的問題，有以下幾點(diǎn)：,加工要求限制的自由度沒有限制，是欠定位。欠定位是不允許的。所限制的自由度少于六

46、個(gè)時(shí)，不一定有欠定位。 當(dāng)一個(gè)自由度受到一個(gè)以上的定位元件限制時(shí)，產(chǎn)生定位重復(fù)，叫過定位，又稱重復(fù)定位。過定位一般是不允許的。它可能 產(chǎn)生破壞定位，工件不能裝入，工件變形或夾具變形等后果。所限制的自由度少于六個(gè)時(shí)，也可能有過定位。 如果工件定位面精度較高，夾具定位元件的精度也很高，過定位是可以允許的，因?yàn)樗梢蕴岣呒庸r(shí)的剛度。,如果工件剛度較低，用過定位能提高其剛度，使加工精度改善，則過定位也是允許的。 六個(gè)自由度都被限制時(shí)，為完全定位。工件的定位應(yīng)根據(jù)加工要求而定，不必都要完全定位。 欠定位和過定位可能同時(shí)存在。,1.4.3定位方法與定位元件設(shè)計(jì) 定位元件的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下要求： 定位元件

47、的工作表面必須具有高的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度； 足夠的剛度和強(qiáng)度，以避免由于工件所受的重力、夾緊力、切削力的作用，使定位元件變形或損壞； 好的工藝性，使其便于制造和裝配； 工件表面的形狀要易于清除、切屑，防止損傷定位基準(zhǔn)表面。, 工件以平面做定位基準(zhǔn) 工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，除某些情況（例如定位基準(zhǔn)面很小，工件剛性差、定位基準(zhǔn)已經(jīng)過精加工等）可采用在斷續(xù)平面上定位外，一般多采用在適當(dāng)布局的支承釘或支承板上定位。,這是因?yàn)閮蓚€(gè)較大的平面均不可能是絕對(duì)平面，因而相互接觸的總是最突出的三點(diǎn)。如下圖（a）所示為用一個(gè)平面來支承一個(gè)粗糙的基準(zhǔn)平面情況，這三點(diǎn)的位置對(duì)于每一個(gè)被定位的工件來說

48、是各不一樣的，且所構(gòu)成的支撐三角形大小也不一樣，也就增大了基準(zhǔn)位置誤差。所以在一般情況下采用三個(gè)定位支承釘，以使接觸點(diǎn)直接限制在這三個(gè)范圍內(nèi)，同時(shí)應(yīng)盡可能增大支承之間距離L，使三點(diǎn)之間面積S盡可能大，以利于提高定位基準(zhǔn)位置精度。如下圖（b）所示。,對(duì)于經(jīng)過精加工的定位基準(zhǔn)，精度比較高，此時(shí)采用平面來支承反而優(yōu)點(diǎn)較好：一是接觸面積大，能減少工件變形；二是不會(huì)影響定位精度但卻能提高工件的穩(wěn)固性。生產(chǎn)中所采用的定位支承面往往是斷續(xù)的平面，即加工掉中間的一部分或開若干個(gè)小槽，如下圖所示，這樣還便于清除支承面上的切屑。,平面定位元件有以下四種： 固定支承 可調(diào)支承 自位支承 輔助支承, 固定支承 固定支

49、承有兩種，支承釘和支承板。支承釘有許多種，大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化。它們共同特點(diǎn)是不能調(diào)整，高矮尺寸是固定的。,平頭支承：用于已加工過的平面。P19圖1-19a。 圓頭支承：即球頭支承，用于未加工的平面，以便保證良好的接觸。P19圖1-19b。 網(wǎng)紋頭支承：用于未加工的平面，以便減少接觸面，使定位穩(wěn)固，同時(shí)又增加摩擦力，使定位可靠，一般用在側(cè)面較多。 當(dāng)工件用已加工表面定位時(shí)，用支承板定位。P19圖1-19c。支承板工作表面有斜槽，切屑易清除，不影響定位。, 可調(diào)支承 可調(diào)支承用于未加工過的平面，以調(diào)節(jié)補(bǔ)償各批毛坯尺寸的誤差。一般不是對(duì)每個(gè)加工工件進(jìn)行一次調(diào)整，而是一批毛坯調(diào)整一次。 P20圖1

50、-20為帶六方頭的可調(diào)支承：用扳手調(diào)節(jié)，可以得到較大的支持剛度，用于較重的工件。但螺母的并緊力較大，在可調(diào)節(jié)支承和夾具體之間增添一T鋼襯套，可延遲夾具的壽命。, 自位支承 又稱浮動(dòng)支承，只起限制一個(gè)自由度的定位作用。自位支承又分為兩點(diǎn)自位支承和三點(diǎn)自位支承。P20圖1-21為兩點(diǎn)自位支承，用于工件的定位基準(zhǔn)是長(zhǎng)方形的。此外，還有三點(diǎn)自位支承，用于工件定位基準(zhǔn)是圓形或方形。, 輔助支承 在定位時(shí)，為了增強(qiáng)工件的剛度和提高工件的穩(wěn)定性，就增加一些接觸點(diǎn)以防止工件在加工中變形，但又不能影響定位，故出現(xiàn)了輔助支承。 輔助支承的高度位置是在工件已經(jīng)定位后才確定的，因此它不起定位作用，輔助支承鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。, 工件以孔做定位基準(zhǔn) 圓柱心軸 圓柱心軸分為間隙配合和過盈配合兩種。書P20圖1-22所示為間隙配合圓柱心軸，定位基準(zhǔn)為孔的中心線。 間隙心軸：會(huì)產(chǎn)生一定的基準(zhǔn)