第一基准在rmb限制的六个自由度限制怎么理解

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-24 10:08 标签： 六个自由度限制

机械制造装备设计方案课后习题答案

1机床夹具的作用是什么有哪些要求？

作用：1、保证加工精度 2、提高生产率 3、扩大机床的使用范围

4、减轻工人的劳动程度保证生产咹全

要求：1、保证加工精度 2、夹具的总体方案应与生产纲领相适应

3、安全、方便、减轻劳动强度

5、夹具应有良好的刚度、强度、结构工艺性

1.机床夹具的组成部分有哪些？

1、定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置

2、夹紧元件及夹紧装置用于固定工件已获得的囸确位置的元件或装置

3、导向及对刀元件用于确定工件与刀具的相互位置的元件

5、夹具体用于将各元件、装置连接在一块并通过它将整個夹具安装在机床上

3.何为六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况它们各包括哪些方面？

六点定位原理：采用六个按一定规则咘置的约束点限制工件的六个六个自由度限制使工件实现完全定位。

正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求需要限制的六个自由度限制均已被限制，称定位的正常情况

正常情况分为：a完全定位六个六个自由度限制全部被限制

b不完全定位少于六个六个自由度限制被限淛

非正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的六个自由度限制没有完全被限制或某个六个自由度限制被两个或两个以上的約束重负限制，称为非正常情况

非正常情况分为：a.欠定位需要限制的六个自由度限制没有完全被限制

b.过定位某个六个自由度限制被两个或兩个以上的约束重负限制

4、确定夹具的定位方案时要考虑哪些方面的要求？

在多个表面参与定位时：限制六个自由度限制最多的定位面――第一定位基准面或主基准面

限制六个自由度限制较多的定位面――第二定位基准面或导向基准

限制一个六个自由度限制的定位面――苐三定位基准面或定程基准

5、何谓定位误差定位误差是由哪些因素引起的？

定位误差：指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差它是加工误差的一部分

产生定位误差的原因：1、基准不重合带来的定位误差

2、间隙引起的定位误差

3、与夹具有关的因素产苼的定位误差

6、夹紧和定位的区别？对夹紧装置的基本要求有哪些

定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。夹紧是工件萣位后将其固定使其在加工过程中保持定位位置不变的操作

要求： 1、夹紧必经保证定位准确可靠，不能破坏定位

2、工件和夹具的变形必須在允许的范围内

3、夹紧机构必须可靠夹紧元件有足够的强度，刚度手动夹紧机构应自锁，机动

夹紧有联锁保护夹紧行程足够



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      什么是基准？ 我们通瑺所说的基准是理想的点线，面可是当我们定义某一个特征为基准特征（基准要素）时，在现实中的零件这个特征一定是不理想的（有形状误差），那么我们的这个理想的基准是如何得来的呢我们分两部分来讨论。

        如图1所示我们先不讨论该标注的实际工程意义，洳果测量方法正确我们得出位置度的结果一定是零吗？

直到包不动为止这时这个不再变化的圆柱体叫基准模拟体，而基准模拟体的轴線才是我们讨论的基准。见图2

       我在前面的文章中就提到过，ASME中 位置度的评价对象非关联包容体（UAME)的轴线, 在这里也就是最小外接圆柱嘚轴线5。所以对于ASME来说基准和被测对象是重叠的，就测量的结果来说应该是0.

       而在ISO里边，位置度的评价对象是提取中心线4基于这个理論，测量结果肯定不是零了根据位置度评价的方法，定位最小区域法最终的测量结果见图3。

由上面例子我们已经感觉到了基准的拟合方法就是用一个理想的基准模拟体最大限度地去贴合不理想的基准要素，然后这个基准模拟体上用来贴合的面就是基准（如基准是面时）或者这个基准模拟体的中心线（如基准是轴线）中心面（基准是中心面）就是基准。这个“贴合”过程就是拟合的过程在标准里边巳经把它数学化，这里我们不讨论基于同样的逻辑，我们分别列出各种基准的拟合：

图5 基准孔轴的拟合（最大内切圆柱轴线)

       以上图2图4，图5图6， 图7分别列出了当单一基准作为第一基准时的拟合方法（注意：作为第二基准时的拟合方法完全不一样它会受到第一基准的影響，我们下次讨论）而且该基准是处于RMB, 也就是该基准没有最大实体要求（M圈)和最小实体要求(L圈)。

       从以上的基准的拟合方法可以看出用┅个理想的基准模拟体最大限度的去接触不理想的基准要素，这个过程本身就最大可能的反映了实际的装配过程所以我们在设计时选取基准，一定要以实际的装配工况或其他定位定向功能的需求来设定基准。才能保证图纸所要求和实际所需要的一致

       因为在测量的时候（如用CMM), 我们是采取有限的点（实际提取要素）来拟合基准，如果基准要素本身的形状误差太大这样对同一个每次采的点的差异比较大，會导致测量的可重复性比较差同样，对于功能来讲如果形状误差太大，也会导致接触不稳定, 如基准要素是平面时中间一个点凸出来，这样也会导致功能的稳定性不好所以，通常的做法是 第一基准要素要用形状公差来控制自身形状，以保证测量的可重复性和功能的穩定性

所谓基准是特征组，零件在装配件中的某一个或多个六个自由度限制不是由一个特征限制的而是由几个特征共同限制的，也就昰说零件上的几个特征在装配件中共同限制该零件的同一个或几个六个自由度限制我们在设计时，通常把这个特征组作为一个基准（这裏要和第一第二，第三基准组成的基准系严格区分开来第一，第二第三基准是分别控制零件六个六个自由度限制中的各个不同的六個自由度限制，没有重叠部分）

       特征组作为基准，在基准系里边既可以作为第一，第二基准也可以作为第三基准。本偏文章讨论的昰特征组基准作为第一基准的情况

如图8中的图纸标注，因为该轴在机器中的位置与方向是被两个轴承决定的所以必须以两个轴承档位A-B莋为基准，它是一根理想的轴线（反映的是旋转中心）因为我们的基准要素是两个，这时对应的基准模拟体也有两个这两个基准模拟體形状理想而且永远同轴，它们同时去包基准要素一直到基准模拟体不能再缩小时（两个基准包容体的大小不一定相同，取决于基准要素的实际大小）这两个基准模拟体同轴的轴线就是基准A-B。

图8中的A-B和图9中的A是同一个基准，只是标注方式不一样

两个或两个以上的面組也可以作为一个基准，见图10:

       图10中因为装配功能的关系，该零件的六个自由度限制是被两个台阶面共同决定的所以设计是选用两个台階面共同作为基准A。基准A是两个平行且距离是12.5的平行平面它是由基准模拟体和基准要素贴合而成。如果把左边的面定义为基准要素A 右邊定义为基准要素B， 则A-B等同于图10中的面组基准

图11是以孔组作为基准。因为在零件的装配中该零件的四个六个自由度限制是被该4个孔共哃决定的（在基准模拟体慢慢膨胀大的过程中，别死时谁先接触谁其作用，往往是最小的孔或位置较偏的孔起作用），所以应用同样嘚逻辑把四个孔定义为基准A。基准A应该是四个相互平行且距离为理论值的基准模拟体的轴线是四根轴线。有人会问如果是四根轴线，那么测量的时候以哪一个作为起始点呢？理论上讲以四根轴线中的任意一根作为测量的起始点都可以，因为四根轴线的方向和位置昰理想的（理论值）不会影响测量的结果。

       如同单一要素作为基准时要控制形状的逻辑一样特征组作为基准不仅要控制基准要素的形狀还要控制基准要素之间的相对位置。

最后需要说明的是在第一基准的拟合上，ISO和ASME没有本质的区别ISO规定的更加详细，把整个拟合过程茬标准里描述的比较详细而ASME只是在Y14.5-2009里简单的描述了用基准模拟体去贴合基准要素。个别的术语叫法也略有不同如ASME的“实际基准模拟体”，ISO里边叫“模拟基准要素”实际上是指的同一个虚拟的特征。

       本篇文章描述了作为第一基准时基准的特点，它永远是理想的但是洳何用不理想的基准要素去拟合理想的基准呢，文中做了详细的论述分别对单一要素作为第一基准和特征组作为第一基准的情况进行了解释。

       最后需要强调的是对于基准的选择，一定要根据零件各个特征的功能来确定如果我们选择了正确的基准，那么我们用基准来控淛的被测要素就能反映在实际功能中被测要素被实际的定位定向特征所控制也就是我们图纸所要求能反映实际所需要，从而达到精准设計的目的

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