基于基准的定位元件约束自由度分析.pdf

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1、·机械制造·赵轲·基于基准的定位元件约束自由度分析基于基准的定位元件约束自由度分析赵轲(广东石油化工学院机电工程学院。广东茂名525000)摘要：为解决工件在定位时需要约束的自由度数和自由度以及定位元件约束工件自由度数和自由度的问题，应用六点定位原理，对各种典型定位实例和定位元件进行了分析。分析表明．工件需要约束的自由度数和自由度由所选择的定位基准几何特征决定．而定位元件约束的自由度数和自由度也由定位元件与定位基准实质接触面几何特征来决定。且其个数都遵循“面三、线二、点一”的规律。关键词：定位基准；自由度；约束

2、；定位元件中图分类号：TH703．65文献标志码：B文章编号：16715276(2015J04．0067—02Analysis0fDoFConstrainedbyPosition．ElementBasedonDatumZHA0Ke(CollegeofMachineryandElectronicEngineering，GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology，Maoming525000，China)Abstract：Inordertosolvetheproblems

3、ofDOFandDOFnumberwhichneedstobeconstrainedwhentheworkpieceislocated，andposition-elementcanconstrain．thispaperanalyzesthecasesoftypicalpositionandposition-elements．Itindicates：DOFandDOFnumberwhichneedstobeconstrainedisdeterminedbythegeometricfeaturesoflocatio

4、ndatum，DOFandDOFnumberwhichtheposition-elementcanconstrainisdeterminedbythegeometricfeaturesofessencecontactsurfacebetweenthepositionelementsandthelocationdatum，theDOFnumberisthree，twoandonewhenthedatumandcontactsurfaceissurfacelineandpoint．Keywords：location

5、datum；DOF；constraint；position·element0引言际上，如果从几何学的角度出发，用最基本的几何原理可以更明确地说明问题。工件在夹具中定位．以便相对于机床和刀具有正确的位置进行加工，所以，定位方案需要约束的自由度，应根据工件被加工面的加工要求来决定。一般来讲，根据6点定位原理，工件在空间运动的6种可能性，即6个自由度，应该用6个正确分布的点来全部约束。但事实上，不是所有的被加工工件都需要约束6个自由度．进行6詹c点完全定位，也可以采用不完全定位和过定位方案等。图I长方体工件的定位基准

6、甚至，有些工件是无法进行完全定位的。文中对各种典如图1(a)所示，需要加工工件的上表面，故选择下表型的工件定位实例进行分析，同时研究了典型定位元件面作为定位基准，保证尺寸A是通过对刀来实现的，位置约束了工件的自由度，揭示了工件需要被约束的自由度精度是通过刀具与机床工作台的位置精度来保证的。而定数、自由度与选用的定位基准几何特征之问的内在联系位所起的作用，是确定好定位基准相对于机床工作台的位和基本规律，为合理设计定位方案和选择定位元件提供置。定位基准下表面作为一个平面，空间3点即可确定一了直接的理论依据。个平面，

7、所以需要约束3个自由度、、来确定下表面在空间的位置。如图1(b)所示，需要加工工件的阶梯面，保I定位基准与约束自由度和自由度证尺寸A、曰，所以选择下表面和左侧面作为定位基准，确数的关系定下表面的空间位置，需要约束自由度j、童、；确定左侧面的空间位置，需要3点，即约束自由度、、享，出现重复如图I(a)所示，在长方体工件上加工上表面，根据加约束的，所以综合来讲，需约束的自由度为j、、、；、。工要求，定位基准选择为下表面，一般的资料。。。都表述如图I(c)所示，在上表面加工不通槽，保证尺寸AB、c，为“根据加工要求保

8、证尺寸精度日，就需要限制自由度、需选择上表面、左侧面和后表面同时做定位基准，在图I；、”，但是对于为何这样分析，却难以有明确的概念。实基金项目：茂名市科技计划项目资助(2011B01008)作者简介：赵轲(1978一)，女，山西兴县人，讲师，硕士，研究方向：机电液一体化产品设计。埘dBuilding8Aummatwn，Aug2015，44(4)：67～68·67··机械制造·赵轲-基于