第二章_工件在夹具中的定位.ppt

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1、第二章 工件在夹具中的定位,1,工件的定位原理,第三节,第二节,第一节,定位元件的选择与设计,定位误差的分析与计算,结束,第二章 工件在夹具中的定位,第四节,工件定位方案设计举例,第二章 工件在夹具中的定位,2,工件在夹具中定位的作用和意义在于：对于单个工件来说就是使工件准确占据定位元件所规定的位置；对于一批顺序放入夹具中的工件来说，则是使它们都占有一致的位置。一批工件在夹具中位置的一致性，是由工件的定位基准表面与夹具中的定位元件相接触或相配合得到的，前者称为支承定位；后者称为对中或定心定位。因为夹具通常是用于加工一批工件的，所以设计夹具时如何保证一批工件位置的一致性，是工件在夹具中定位的根本

2、问题。,第二章 工件在夹具中的定位,第一节 工件的定位原理,3,第一节 工件的定位原理,六点定位原则:一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的。有六个自由度。如图所示：要想使工件在某一方向上有确定的位置，必须在某一方向上分布一个支承点，来限制该方向上的自由度。要想使工件在机床上有完全确定的位置，必须分布合适的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，这一准则就称为六点定位原则。,第二章 工件在夹具中的定位,4,第一节 工件的定位原理,工件的定位实际上就是限制工件的自由度。但是自由度往往容易按力学概念理解为工件有沿坐标轴移动和绕坐标轴转动的可能性。这样就把工件定位的概念引偏至限制工件的运动上去，从而

3、可能得出夹紧才能使工件定位，不夹紧就不能定位的错误结论，而忽略了定位中“基准面相接触或相贴合”的要求，造成定位和夹紧概念的混淆。为了避免与力学中的自由度概念混淆，这里将工件定位范畴中的“自由度”改为“不定度”。,第二章 工件在夹具中的定位,5,第一节 工件的定位原理,根据工件各工序的加工精度要求和选择定位元件的情况，工件在夹具中的定位通常有如下几种情况：,第二章 工件在夹具中的定位,重复定位,完全定位,部分定位,欠定位,6,第一节 工件的定位原理,一、完全定位 工件完全定位时，六个不定度都被限制。为了便于进行定位分析，将夹具的定位元件抽象转化为相应的定位支承点，与工件各定位表面相接触的支承点将

4、分别限制工件在夹具中各个方向的不定度。,第二章 工件在夹具中的定位,7,第一节 工件的定位原理,二、部分定位（不完全定位）工件在部分定位时，六个不定度没有被全部限制 根据工件加工前结构形状特点和工序加工精度要求，可分成如下两种情况：,第二章 工件在夹具中的定位,8,第一节 工件的定位原理,(一)由于工件加工前的结构形状特点，无法或没有必要限制某些方面的不定度 如图所示，在球面上钻一孔、在光轴上车一个阶梯、在套筒上铣一平面及在圆盘圆周铣一个槽等，都没有必要也不可能限制绕它们自身回转轴线的不定度。并不影响一批工件在夹具中位置的一致性。,第二章 工件在夹具中的定位,9,第一节 工件的定位原理,(二)

5、由于加工工序的精度要求，工件在定位时允许保留某些方面的不定度不被限制 如图所示，a)图为磨平面；b)为铣燕尾槽；c)图中的挡销A的主要作用是承受切削力，而不是定位。,第二章 工件在夹具中的定位,10,第一节 工件的定位原理,由上述完全定位和部分定位的实例说明：1 夹具上的定位元件与工件的定位基准面始终保持接触或配合，才能起到限制不定度的作用，它们一旦脱离就会引起工件定位的不准确甚至失去定位作用。2 虽然夹具上定位元件的每个支承点限制某一个方向的不定度，并不意味着工件巳失去了在该方面移动或转动的可能性。这些移动或转动可能性，需由夹具的夹紧装置加以限制。相反，即使工件在夹紧力的作用下完全限制了移动

6、或转动的可能性，但并不一定是已被完全定位。所以应将“定位”和“夹紧”的概念区别开来。,第二章 工件在夹具中的定位,11,第一节 工件的定位原理,3 对夹具中定位元件限制的不定度进行分析时，不能只看定位元件的结构形式，而应着重看其实际的定位效果。,第二章 工件在夹具中的定位,12,欠定位,第一节 工件的定位原理,三、欠定位 工件在夹具中定位时，实际限制的不定度的个数少于工序加工要求应予限制的不定度个数。图示为一欠定位的实例。在长V形块上定位，加工轴上距一端为尺寸a的槽。为保证尺寸a，沿轴线方向的移动不定度需限制但没有被限制，故属于欠定位。欠定位是绝对不允许的,第二章 工件在夹具中的定位,13,重

7、复定位,第一节 工件的定位原理,四、重复定位 工件在夹具中定位时，几个定位支承点重复限制一个或几个不定度。,第二章 工件在夹具中的定位,14,第一节 工件的定位原理,注意：1 以精度较低的毛坯面定位时，不允许重复定位。2 为提高定位稳定性和刚度，用已加工过的表面定位时，可以出现重复定位。3 当以两个或两个以上的组合表面定位时，重复定位可能造成不良后果。,第二章 工件在夹具中的定位,15,第一节 工件的定位原理,为减少重复定位造成的加工误差而采取如下措施：1）改变定位元件结构,第二章 工件在夹具中的定位,16,第一节 工件的定位原理,2）撤消重复定位的定位元件：,第二章 工件在夹具中的定位,17

8、,第一节 工件的定位原理,3）提高工件定位基准之间、定位元件定位面之间的位置精度,第二章 工件在夹具中的定位,1-圆柱体 2-窄长支承板 3-支承钉 A-V型导轨面 B-平导轨面 C-端面,18,19,图1-16,后浮动顶尖相当于两个定位支承点，限制,解：1.分析加工要求需要限制的自由度。要想加工出准确的圆柱面来，必须限制2.分析定位元件所能限制的自由度三爪卡盘夹持较长，相当于四个定位支承点，限制,属于过定位。应改进为三爪卡盘夹持较短。,例.在车床上加工轴上外圆的定位方案如图1-16所示，试分析定位元件限制的自由度，属于那种定位情况，是否合理，如需改进，应如何改进。,定位元件的选择与设计,组合

9、定位,第二节 定位元件的选择与设计,工件在夹具中的定位，是靠定位元件来实现的。定位表面不同，应选择不同的定位元件。一、平面定位元件 1 固定支承：定位支承点的位置固定不变。,第二章 工件在夹具中的定位,限制一个不定度(移动）,限制两个不定度(移动和转动）,20,第二节 定位元件的选择与设计,2 可调支承：定位支承点的位置可以调节。主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。,第二章 工件在夹具中的定位,限制一个不定度(移动）,21,第二节 定位元件的选择与设计,3 自位支承 定位支承点的位置随工件定位基准位置变化而自动与之适应的定位元件。自位支承一般只起一个定位支承点的作用,第二章 工件在夹具中

10、的定位,自位支承限制一个不定度(移动）,22,第二节 定位元件的选择与设计,4 辅助支承：只起提高工件支承刚性或辅助定位作用的定位元件。（注意与可调支承的区别）,第二章 工件在夹具中的定位,不限制不定度,23,第二节 定位元件的选择与设计,第二章 工件在夹具中的定位,24,第二节 定位元件的选择与设计,第二章 工件在夹具中的定位,25,第二节 定位元件的选择与设计,第二章 工件在夹具中的定位,26,第二节 定位元件的选择与设计,二、圆孔表面定位元件 1、定位销：可分为：固定式定位销和可换式定位销两种。其中：长圆柱定位销限制四个不定度，短圆柱定位销限制两个不定度。,第二章 工件在夹具中的定位,固

11、定式定位销,27,第二节 定位元件的选择与设计,长削边销限制两个不定度，短削边销限制一个不定度 锥面销限制三个不定度（移动）。,第二章 工件在夹具中的定位,28,第二节 定位元件的选择与设计,削边定位销和标准菱形定位销的几种形式：,第二章 工件在夹具中的定位,29,第二节 定位元件的选择与设计,2 刚性心轴：常用于套类零件的定位元件 刚性心轴一般由导向、定位及传动三部分组成,第二章 工件在夹具中的定位,过盈配合的心轴限制四个不定度；间隙配合的长心轴限制四个不定度；间隙配合的短心轴限制两个不定度。,30,第二节 定位元件的选择与设计,3 锥度心轴：锥度心轴可消除工件与心轴之间的配合间隙，提高定心

12、精度。锥度取 K=1/50001/1000,第二章 工件在夹具中的定位,锥度心轴限制五个不定度,31,第二节 定位元件的选择与设计,三、外圆表面定位元件：常用的外圆表面定位元件有三类：1 定位套：实现定心定位 长定位圆柱套限制四个不定度，短定位圆柱套限制两个不定度，锥面套和锥面销限制三个不定度。,第二章 工件在夹具中的定位,32,第二节 定位元件的选择与设计,2 支承板：给外圆定位 支承板对工件外圆定位属于支承定位，它限制的不定度数目取决于它和工件外圆母线的接触长度。当接触长度较短时，限制一个不定度，当接触长度较长时，限制两个不定度。,第二章 工件在夹具中的定位,33,第二节 定位元件的选择与

13、设计,第二章 工件在夹具中的定位,3 V型块：实现外圆表面定心、对中定位 长V型块限制四个不定度；短V型块限制二个不定度。,34,第二节 定位元件的选择与设计,V型块的代用元件及可调V型块：可调V型块限制一个不定度（移动）。,第二章 工件在夹具中的定位,V型块的代用元件,可调V型块,35,第二节 定位元件的选择与设计,四、锥面定位元件：在加工轴类零件或要求精确定心的零件时，常以工件上的锥孔作为定位基准。这时就需要选用相应的锥面定位元件，定心精度高。锥形心轴限制五个不定度,第二章 工件在夹具中的定位,36,第二节 定位元件的选择与设计,顶尖孔定位：固定顶尖孔限制三个不定度；移动顶尖孔限制两个不定

14、度；活动顶尖孔限制两个不定度,第二章 工件在夹具中的定位,37,第二章 工件在夹具中的定位,常见典型定位方式和定位元件限制的不定度：,38,第二章 工件在夹具中的定位,常见典型定位方式和定位元件限制的不定度：,39,第二章 工件在夹具中的定位,常见典型定位方式和定位元件限制的不定度：,40,第四节 工件定位方案设计举例,一、杠杆铣槽夹具的定位方案设计 如图工件上的A、B面及两孔O1、O2均已加工完毕本工序要铣一通槽。通槽的技术要求为：槽宽为6+0.048mm，槽的两侧面C、D对B端面的垂直度公差为0.05mm，槽的对称中心面与两孔中心连线O1O2之间的夹角为=10530,第二章 工件在夹具中的

15、定位,41,第四节 工件定位方案设计举例,第二章 工件在夹具中的定位,1 定位方案设计 从定位原理可知，为满足工序加工要求需限制五个不定度，但考虑到工件定位的稳定性，也可以将六个不定度全部限制。,42,第四节 工件定位方案设计举例,第二章 工件在夹具中的定位,为保证垂直度应选择B面作为第一定位基准。此时为保证加工稳定性还需在加工表面附近增加辅助支承。由于前而工序已保证了A、B面之间的平行度，为此也可选择A面为第一定位基准。经全面分析在都能满足工序加工要求的前提下，为简化夹具结构选定A面为第一定位基准,43,第四节 工件定位方案设计举例,第二章 工件在夹具中的定位,为保证夹角10530,必须选择如图所示的第二和第三定位基准。可以发现以孔O1及O2两表面为第二及第三定位基准更合理。,44,第四节 工件定位方案设计举例,第二章 工件在夹具中的定位,对于两孔O1及O2定位时采用固定式定位销还是采用活动的锥面定位销，需通过定位误差计算确定。,45,46,一面两销组合定位产生的过定位,过定位示例,4.欠定位和过定位,47,4.欠定位和过定位,一面两销组合定位产生的过定位,48,