一种六点定位原理演示教具的制作方法

本实用新型属于教具技术领域，具体涉及一种六点定位原理演示教具。

背景技术：

机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响加工质量、生产效率和生产成本。而工件定位方案的确定是机床夹具设计中首先要解决的问题。定位方案设计的主要依据就是六点定位原理。在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由度，即沿X、Y、Z三个坐标轴的移动自由度和绕X、Y、Z三个坐标轴的转动自由度。用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置，称为六点定位原理。六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。在讲授《机械制造技术》、《金属切削原理与刀具》等相关课程中六点定位原理部分时，学生对此感觉较抽象不容易理解。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种六点定位原理演示教具，解决了现有技术中存在的讲授关于六点定位原理相关课程时学生不容易理解的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种六点定位原理演示教具，包括坐标系部分和位于坐标系部分内部支承钉上的定位原理演示部分。

本实用新型的特点还在于，

坐标系部分具体结构为：包括XOY平面、XOZ平面、YOZ平面三个平面及X轴、Y轴、Z轴三个坐标轴构成，XOY平面、XOZ平面、YOZ平面上均开有多个定位孔，用于安装支承钉。

定位原理演示部分具体结构为：包括位于底部的V型块A和V型块B，V型块A的V型开口内活动嵌套有半圆块A，V型块B的V型开口内活动嵌套有半圆块B，半圆块A上部嵌有圆柱状的心轴A，半圆块B上部嵌有圆柱状的心轴B，心轴A内部开有圆孔A，心轴B内部开有圆孔B，圆孔A和圆孔B内贯穿有心轴C，心轴A和心轴B顶部覆盖有上盖板，上盖板顶部开有矩形槽A和矩形槽B，矩形槽A内活动嵌有长方体A，矩形槽B内活动嵌有长方体B和长方体C，上盖板和V型块A、V型块B构成了完整的长方体。

半圆块A和半圆块B的纵截面均为V型，半圆块A和半圆块B与V型块A和V型块B的V型开口紧密匹配，半圆块A和V型块A长度相等，V型块B和半圆块B长度相等。

心轴A和心轴B的长度之和等于心轴C的长度。

矩形槽A和矩形槽B相互平行。

长方体B和长方体C的长度之和等于矩形槽B的长度，长方体B和长方体C相接位置处的一端呈内凹的半圆槽，长方体C则呈外凸的半圆状，长方体B和长方体C紧密匹配。

本实用新型的有益效果是，一种六点定位原理演示教具，通过定位原理演示部分在坐标系部分的不同变换，可以直观演示六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位、过定位和典型工件定位面的定位。

附图说明

图1是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的坐标系部分结构示意图；

图2是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的定位原理演示部分的解剖图；

图3是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的定位原理演示部分的整体结构图。

图4是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的六点定位原理演示状态示意图；

图5是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的完全定位演示状态示意图；

图6是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的不完全定位演示状态示意图；

图7是本实用新型一种六点定位原理演示教具图的过定位演示状态示意图。

图中，1.XOZ平面，2.XOY平面，3.YOZ平面，4.X轴，5.Y轴，6.Z轴，7.支承钉，8.定位孔，9.V型块A，10.V型块B，11.半圆块A，12.半圆块B，13.心轴A，14.心轴B，15.圆孔A，16.圆孔B，17.心轴C，18.上盖板，19.矩形槽A，20.矩形槽B，21.长方体A，22.长方体B，23.长方体C。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种六点定位原理演示教具，包括坐标系部分和位于坐标系部分内部支承钉7上的定位原理演示部分构成。

如图1所示，坐标系部分具体结构为：包括XOY平面2、XOZ平面1、YOZ平面3三个平面及X轴4、Y轴5、Z轴6三个坐标轴构成，XOY平面2、XOZ平面1、YOZ平面3上均开有多个定位孔8，用于安装支承钉7。

如图2、图3所示，定位原理演示部分具体结构为：包括位于底部的V型块A9和V型块B10，V型块A9的V型开口内活动嵌套有半圆块A11，V型块B10的V型开口内活动嵌套有半圆块B12，半圆块A11上部嵌有圆柱状的心轴A13，半圆块B12上部嵌有圆柱状的心轴B14，心轴A13内部开有圆孔A15，心轴B14内部开有圆孔B16，圆孔A15和圆孔B16内贯穿有心轴C17，心轴A13和心轴B14顶部覆盖有上盖板18，上盖板18顶部开有矩形槽A19和矩形槽B20，矩形槽A19内活动嵌有长方体A21，矩形槽B20内活动嵌有长方体B22和长方体C23，上盖板18和V型块A9、V型块B10构成了完整的长方体。其中，半圆块A11和半圆块B12的纵截面均为V型，半圆块A11和半圆块B12与V型块A9和V型块B10的V型开口紧密匹配，半圆块A11和V型块A9长度相等，V型块B10和半圆块B12长度相等。心轴A13和心轴B14的长度之和等于心轴C17的长度。矩形槽A19和矩形槽B20相互平行。长方体B22和长方体C23的长度之和等于矩形槽B20的长度，长方体B22和长方体C23相接位置处的一端呈内凹的半圆槽，长方体C23则呈外凸的半圆状，长方体B22和长方体C23紧密匹配。

本实用新型一种六点定位原理演示教具，使用时，通过定位元件和定位面的不同组合，实现六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位、过定位和典型工件定位面(平面、外圆柱面、圆孔)的定位等演示功能。

如图4所示，当把定位原理演示部分看成一个整体放置在坐标系中，此时在XOY平面2放置3个支承钉7限制了Z向的移动和绕X和Y轴的转动，要求3个支承钉所组成的三角形面积尽可能的大；在YOZ平面3放置2个支承钉7限制了X向的移动和绕Z轴的转动，要求2个支承钉在一条直线上，而且距离尽可能的远；在XOZ平面1放置一个支承钉7限制了Y向的移动，这样通过六个支承钉实现了对工件的六点定位，既演示了六点定位原理，也可以演示工件定位面是平面时的定位演示功能。

如图5所示，将长方体C23从定位原理演示部分拿掉，此时假设要加工矩形槽B20和长方体C23相配合的部分，经过分析可知需要限制6个自由度，此时需要在XOY平面2放置3个支承钉，在YOZ平面放置2个支承钉，在XOZ平面1放置一个支承钉，这样就演示了对工件的完全定位。此时如果在任意平面中少放置一个支承钉，就可以演示对工件的欠定位。

如图6所示，将长方体A21或长方体B22和长方体C23从定位原理演示部分拿掉，此时假设要加工矩形槽B20，经过分析可知需要限制5个自由度，此时需要在XOY平面2放置3个支承钉，在YOZ平面3放置2个支承钉，这样就演示了对工件的不完全定位。

如图7所示，如果要加工心轴B14的外圆柱面，此时将心轴B14放置在平面XOY2上，将长心轴C17穿入心轴B14的中心圆孔B16中，此时相当于平面XOY2限制了心轴B14的绕X和Y轴的转动、沿Z轴的移动3个自由度，长心轴C17限制了心轴B14的沿X和Y轴的移动、绕X和Y轴的转动4个自由度，此时可以演示对工件的过定位。

当把心轴A13看作工件，采用V型块A9定位时；把心轴B14看作工件，采用V型块B10定位时；当把心轴A13看作工件，采用半圆孔A11定位时；当把心轴A13看作工件，采用半圆孔B12定位时；当把心轴C17看作工件，采用圆孔A15或圆孔B16定位时；可以演示工件定位面是外圆柱面时的定位。

当把圆孔A15看作工件，采用心轴C17定位时；当把圆孔B16看作工件，采用心轴C17定位时，可以演示工件定位面是圆孔时的定位。

本实用新型一种六点定位原理演示教具，可以直观演示六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位、过定位和典型工件定位面的定位，使学生可以对典型工件定位面、常用定位元件有更深入的认识，更直观的理解和掌握六点定位原理，区分开定位和夹紧的区别和联系，对学生进行机床夹具设计奠定良好基础。