1、1 第二章基准与定位 2 1基准的含义和分类 一 基准的含义基准 用来确定生产对象上几何要素之间关系所依据的点 线或面 设计 加工 装配中 C A间尺寸距离为c精度 cD A间尺寸距离为d精度 d表面C和D都以A为参照来控制精度 即面A为基准 2 一 基准的含义 面1的位置确定要依据面3通过尺寸A1确定 面3为基准 孔的位置要依据面2 3通过尺寸L1和L2来确定 面2 3为基准 设计中 3 一 基准的含义 加工中 安装时 为使刀具与被加工表面保持一定位置关系 安装工件时要依据某些面来定位 上图面8为安装时的基准 铣削平面2工序 面2的位置确定 1 依据面7通过H定2 依据面8通过K定 4 二
2、基准的分类 基准按用途分设计基准 进行产品设计时 确定零件本身在部件中的位置所依据的点 线 面工艺基准 零件在加工 测量 装配等工艺过程中所使用的基准2 3面为件A的设计基准 5 二 基准的分类 工艺基准 按用途分 工序基准 在设计工艺规程时 所绘工序图中用以确定被加工表面尺寸所依据的基准 面7 H为工序尺寸 定位基准 在安装工件时 确定工件在夹具上的位置所依据的基准 面8 对刀基准 调整刀具的加工位置时所依据的基准 面8 K对刀尺寸 测量基准 测量零件的尺寸和形位公差时所依据的基准装配基准 装配时用于确定零件在部件中的位置所依据的基准 6 基准的选择 影响 零件图上尺寸标注的合理性加工过程的
3、繁简机构的装配精度产品的质量对设计 工艺全面分析后选择基准 2 2基准的选择和应用 7 设计基准 是确定零件在机构中位置依据 基准重合 原则 设计与工艺重合一部分尺寸从设计基准注起一部分尺寸从工艺基准注起 一 设计基准的选择和应用 8 1 尺寸分类主要尺寸 参与产品尺寸链并决定零件在产品中位置的尺寸 该尺寸用来保证零件在机构中的精确位置及工作精度 主要尺寸从设计基准注起 自由尺寸 不参与产品尺寸链的尺寸用于保证 功能 零件的机械性能 工艺上的要求 沟槽 退刀槽 构造装饰上的要求 使用 装配及拆卸后的方便 自由尺寸不影响零件在机构中的精确位置及工作精度 自由尺寸从工艺基准注起 一 设计基准的选择
4、和应用 9 2 主要尺寸和设计基准的确定方法 按最少环原则 列出装配图的尺寸链 封闭环 尺寸链中的各组成环为各相应零件的主要尺寸 由主要尺寸所连并与装配基准本身位置相重合的面 线或点 即为相应零件的设计基准 一 设计基准的选择和应用 10 主要尺寸为A1 B1 面1 3 9 10可能是设计基准 但面3 10与装配基准重合 即为设计基准 一 设计基准的选择和应用 11 a 正确 b 不正确 a 符合最短尺寸链原则 b 不符合最短尺寸链原则 一 设计基准的选择和应用 12 一 设计基准的选择和应用 13 二 工序基准的选择和应用 一 选择工序基准的一般原则1 当加工取得主要尺寸时 工序基准应与设计
5、基准重合 2 当加工取得自由尺寸时 如果设计基准既能满足性能要求 又能满足工艺要求 则工序基准应与设计基准重合 如果设计基准不能满足工艺要求 应从工艺角度来考虑 二 从工艺角度出发选择工序基准的具体要求1 取定位基准或对刀基准作为工序基准 工序基准面与定位基准表面重合可使定位误差为零 14 2 尺寸标注应符合刀具的加工特点 零件图 工序图的尺寸标注应和刀具图一样 二 从工艺角度出发选择工序基准的具体要求 15 二 从工艺角度出发选择工序基准的具体要求 3 工序尺寸的标注 工序基准的选择 要符合加工顺序 加工顺序 b 图3 2 1 c 图1 3 2 d 图1 2 3或1 3 2 e 图工序尺寸从
6、定位基准注起为最佳 16 三 对刀基准的选择对刀基准的选择原则 对刀方便 容易测量被加工尺寸 对刀基准总是与定位基准或测量基准重合 四 定位基准的选择与零件的结构 毛坯的制取方法 机加过程 定位精度 定位方式 夹紧方式 夹具特点有关 定位基准的选择原则 定位基准与工序基准的位置要重合 使工件的定位既方便又稳定 使夹紧容易进行 便于进行加工 17 2 3工件的定位 一 定位的基本概念安装 使工件与刀具保持所要求的位置 定位 使工件在夹紧前处于加工要求的位置 夹紧 为使工件定位后不至于在外力作用下位置有所改变 所进行的压紧夹固 18 一 定位的基本概念 六点定位原理 要确定其空间位置 就需要限制其
7、6个自由度 将6个支承抽象为6个 点 6个点限制了工件的6个自由度 这就是六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度 19 一 定位的基本概念 长方体 圆柱体在夹具上的三种定位方式 20 一 定位的基本概念 基准选取原则 主要定位基准 采用工件上大而平整的表面导向定位基准 采用长度较长的表面止推定位基准 采用轮廓尺寸不大的表面定位目的 仅是使工件得到所需要的正确位置夹紧任务 使其位置在外力作用下不改变长V型块限制的自由度 短V型块限制的自由度 21 一 定位的基本概念 表1 7 定位元件 短圆柱销定位元件 长圆柱销定位元件 菱形销限制平动 限制平动 限制平动 限制转动 22 一
8、 定位的基本概念 定位元件 长圆柱心轴定位元件 短销大平面定位元件 短圆柱心轴限制平动 限制平动 限制平动 限制转动 限制转动 23 一 定位的基本概念 定位元件 浮动顶尖定位元件 浮动锥销定位元件 固定顶尖限制平动 限制平动 限制平动 24 一 定位的基本概念 定位元件 固定锥销定位元件 固定锥销与浮定位元件 两个短定位销动锥销组合限制平动 限制平动 限制平动 限制转动 限制转动 25 一 定位的基本概念 定位元件 两块短V型块定位元件 小锥度心轴定位元件 一长定位套限制平动 限制平动 限制平动 限制转动 限制转动 26 一 定位的基本概念 定位元件 一短定位套定位元件 一长V形块定位元件
9、锥度心轴限制平动 限制平动 限制平动 限制转动 限制转动 27 二 支承数及其分布的选择 定位时不一定将六个自由度都给予限制确定支承的依据 限制自由度的依据 被加工表面的位置尺寸工件的结构形状定位的稳定情况夹紧的方便程度是否便于进行加工步骤 首先从本工序所要取得的位置尺寸的坐标关系着眼 然后再考虑其它因素 28 二 支承数及其分布的选择 加工取得一个坐标方向上的位置尺寸 磨削压电块取a尺寸只需限制即可 取平面定位 相当于三个支承 磁力吸盘 29 二 支承数及其分布的选择 加工取得两个坐标方向上和位置尺寸 获取尺寸a需限制平动限制转动获取尺寸b需限制平动限制转动 30 二 支承数及其分布的选择
10、加工取得三个坐标方向上的位置尺寸 获取尺寸a需限制平动限制转动获取尺寸b需限制平动限制转动获取尺寸c需限制平动 31 工件的6个自由度均被限制 称为完全定位 工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制 称为不完全定位 完全定位与不完全定位 不完全定位主要有两种情况 工件本身相对于某个点 线是完全对称的 则工件绕此点 线旋转的自由度无法被限制 靠夹具限制 例如球体绕过球心轴线的转动 圆柱体绕自身轴线的转动等 工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度 如加工平板上表面 要求保证平板厚度及与下平面的平行度 则只需限制3个自由度就够了 二 支承数及其分布的选择 32 过定位 过定位 工件某一个自由度
11、 或某几个自由度 被两个 或两个以上 约束点约束 称为过定位 过定位是否允许 要视具体情况而定 1 如果工件的定位面经过机械加工 且形状 尺寸 位置精度均较高 则过定位是允许的 有时还是必要的 因为合理的过定位不仅不会影响加工精度 还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用 2 反之 如果工件的定位面是毛坯面 或虽经过机械加工 但加工精度不高 这时过定位一般是不允许的 因为它可能造成定位不准确 或定位不稳定 或发生定位干涉等情况 二 支承数及其分布的选择 33 过定位分析 桌子与三角架 过定位 二 支承数及其分布的选择 34 二 支承数及其分布的选择 a 图大平面限制 圆柱销1限制 圆柱销
12、2限制 b 图大平面限制 圆柱销1限制 菱形销限制 过定位 正常定位 35 二 支承数及其分布的选择 a 大端面限制 长销限制 其中被重复限制 b 小平面限制 长销限制 c 大端面限制 短销限制 过定位会使工件产生不必要的变形或定位受到破坏 36 过定位应用 二 支承数及其分布的选择 37 过定位处理分析 二 支承数及其分布的选择 38 欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制 称为欠定位 欠定位不能保证工件的正确安装 因而是不允许的 二 支承数及其分布的选择 39 2 4定位误差的分析与计算 一 定位误差的含义 1 工序尺寸垂直于工序基准和被加工表面A 本道工序尺寸S 本道工序之前已取
13、得的尺寸两种定位方式 面1为工序基准 面2为定位基准 面1和面2不重合 S对A有影响 面1即为工序基准 又为定位基准 两基准重合 S对A没影响 40 一 定位误差的含义 2 工序尺寸垂直于工序基准而与被加工表面不垂直 41 一 定位误差的含义 h 本道工序尺寸 本道工序角度尺寸 夹具保证 H E 本道工序之前已取得的尺寸定位 c 图定位基准与工序基准重合 H E对h没影响定位 d 图定位基准与工序基准不完全重合 H对h有影响 使h产生散布 Htg 定位 e 图定位基准与工序基准不重合 H E对h有影响 使h产生散布h E h Htg h h Htg E定位误差 由于定位而引起的工序尺寸的散布范
14、围 用 表示 42 二 产生定位误差的因素 1 定位基准与工序基准的位置不重合引起的定位误差 工序基准1面定位基准2面定位误差 S 43 二 产生定位误差的因素 2 工序基准表面本身的尺寸误差引起的定位误差 虽然工序基准与定位基准的轴线重合 但工序基准在工序尺寸方向上有变动 以轴线对刀 定位误差 2 44 二 产生定位误差的因素 3 定位基准和定位元件表面本身的制造误差引起的定位误差 A为工序尺寸 二孔轴线距 大孔为定位基准 孔的轴线为工序基准 定距是以销的轴线 对刀 1 2 45 二 产生定位误差的因素 4 同时存在 A 工序尺寸 2 L 1 2 2 2 46 二 产生定位误差的因素 综合误
15、差 2 L 1 2 2 2如 符合正态分布 则定位误差 工序基准在工序尺寸方向上的综合变动范围 工序尺寸垂直于工序基准和被加工表面的情况下 47 三 定位误差的计算示例 例1 铣槽工序 30 0 2工序尺寸10 0 1刀具尺寸12 0 1上道工序得到的尺寸定位基准为竖直面 0 1 48 三 定位误差的计算示例 例2 铣削平面工序 工序基准与定位基准轴线不重合 0 04 工序基准表面本身的尺寸误差 0 1 2 0 05 定位基准和定位元件表面本身的制造误差 0 025 0 085 2 0 03 0 28 49 三 定位误差的计算示例 例3 在滑座端面上钻4 5H11孔工序 0 04 0 1 2 0 05 0 14 2sin45 0 099 0 118 50 三 定位误差的计算示例 在滑座端面上钻孔工序的另一种定位方式 定位误差 0 51 第二章基准与定位 习题1 设计基准 工序基准 定位基准 2 主要尺寸 自由尺寸 3 如何确定主要尺寸和设计基准 4 六点定位原理 过定位 欠定位 5 产生定位误差的因素
