教学目标及重点、难点 1 定位的概念 2 如何分析零件定位时受限制的自由度 3 过定位的不利后果 4 如何合理布置定位点 5 夹具设计时应如何考虑零件的定位问题 四、教学过程 夹具在企业中作用及地位 本节课内容在夹具设计中的重要性 复习前面的知识 学习新内容 2.1 概述 1、定位的概念 本门课程研究的是专用夹具，所以定位专 门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工 的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具 中的定位。 定位的概念由工艺课讲的定位来分析： 定位：工件加工前，在机床或夹具中占据某一 正确加工位置的过程。 工件加工前，在夹具中占据某一正确加 工位置的过程。 指一批工件先后装到夹具中，都能占据 一致正确加工位置的过程。 一致在坐标系中就是确定 4、工件的自由度：工件空间位置不确定性的 数目。见下2.2图，工件有六个自由度，表示 为： 。 判断工件在某一方向的自由度是 否被限制，唯一的标准是看同一批 工件先后定位后，在该方向上的位 置是否一致。 举例 下图2.3(a)在工件上铣通槽，保证槽宽和 槽的上下、左右位置要求，试确定定位方案 。 分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限 保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制 槽宽由定尺寸刀具保证 综合结果： 必须限制五个自由度 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度 见图2.3(b)在与机床工作台面平行的坐标面上“合理” 布置三个支承钉与工件底面接触，限制了 ， 在与机床进给方向平行的坐标面上“合理”布置两个支 承钉与工件侧面接触，限制了 ， 综合结果：限制了 。 图2.3 铣槽定位分析 举例 下图2.3(a)在工件上铣通槽，保证槽宽和 槽的上下、左右位置要求，试确定定位方案 。 分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限 保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制 槽宽由定尺寸刀具保证 综合结果： 必须限制五个自由度 下2.4图在工件上铣槽，保证槽在三个方向上的位 置要求，试确定定位方案。 分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限 保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制 保证槽的前后位置要求： 必须限制 综合结果：必须限制六个自由度。 用定位元件来限制理论上应该限制的自由度 用长V形块与工件外圆面接触限制 用定位支承钉与工件端面接触限制 用定位销与工件槽面接触限制 综合结果：限制了。 下图2.5在工件上磨平面，保证h和平行度， 理限为： ，现把工件放在磨床磁性工作台面 上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分 析实际仍然限制了三个自由度： 。 定位基本原理 工件在夹具中定位，可以归结为在空间直 角坐标系中用定位元件限制工件自由度的方 法来分析； 工件定位时，应限制的自由度数目，主要 由工件工序加工要求确定； 一般讲，工件定位所选定位元件限制自由 度的数目充其量6； 各定位元件限制的自由度原则上不允许重 复或干涉(见下面相关内容分析)； 限制了理论上应该限制的自由度，使一批 工件定位位置一致。 注意问题 1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作 用。 2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力影 响，即要分清定位和夹紧的区别。 2、定位的类别 可见工件定位采用那一种定位类别，主要由加 工要求确定。反过来讲，也都能满足加工要求。 图2.3图2.4 完全定位：工件的6个自由度完全被限制的定 位。如图2.4 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位 。如图2.3 3、定位中存在问题 欠定位：工件定位时，应该限制的自由度 没有被全部限制的定位。实际不允许发生。 过定位(重复定位)：工件定位时，几个定 位元件重复限制工件同一自由度的定位。 如下2.6图，位于同 一平面内的四个定位 支承钉限制了三个自 由度，是否允许，视 具体情况，干涉、冲 突就不允许。 小夹具，力挽狂澜，竞创百万效益！ 长销子，滋事生非，差损一介功臣！ 过定位的不利后果 1、造成工件无法安装 2、造成工件或定位元件变形 4、限制自由度与加工要求的关系，从上面 几例分析知，一般情况下： 保证一个方向上的加工尺寸需要限制1- 3个自由度： 保证二个方向上的加工尺寸需要限制4-5 个自由度： 保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个 自由度。 特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个 自由度，在圆柱上铣平面需限制2个自由度。 布置原则 一平面上布置的三个定位支承钉应相互 远离，且不能共线； 窄长面上布置的二个定位支承钉应相互 远离，且连线不能垂直三个定位支承钉 所在平面； 防转支承钉应远离回转中心布置； 承受切削力的定位支承钉应布置在正对 切削力方向的平面上； 工件重心应落在定位元件形成的稳定区 或内。 根据工件加工要求、分析理论上 应该限制哪几个自由度 1钻 6H7孔2铣两台阶面 3铣b槽4车端面保证L 理限：理限： 5钻d孔6铣台阶面 理限：理限： 7铣前、后两平面8a) 钻2个d孔 b) 钻d孔 a b 理限：a) 理限： b) 理限： 总结 在夹具设计考虑工件定位问题时，应按如下步 骤： 1 看零件的设计基准和工艺基准，一般加工的 基准要与设计基准和工艺基准一致，如果很难 按设计基准来设计夹具时，要与设计人员勾通 2 根据零件加工序图，确定零件应该要限制的 自由度。 3 选择定位元件，分别限制要限制的自由度， 确保无欠定位的现象。 4 检测是否存在过定位问题，对加工有无影响 。 五、说体会 1、要千方百计地在过程教学中培养学生的创新 意识。教师传授的概念最终希望学生能利用概念解 决企业生产过程中的问题，所以最好多让学生自己 想办法去解决一些问题.这是培养学生创新精神最佳 的时空。 2、实施学生主体教学是素质教育，培养创新精神 的关键。操作上一定要以活动为形式，让学生积极参 与，自我发展，自我完善；充分地展现自己才能，才 能活跃思维，发展思维能力。教师的主导作用在于“设 计问题”、“启迪思维”和“开放度”的把握，保证了学生 有效地学习。 3、有效地进行课堂教学，必须合理地运用“情境 原理、序进原理、活动原理，反馈原理”。效率高于一 切，有效地教学劳动，这是我孜孜以求的目标。