-工件在夹具上的定位

1、2021-6-22 1 第二节第二节 工件在夹具上的定位工件在夹具上的定位 一、常用定位方法与定位元件一、常用定位方法与定位元件 二二、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算 2021-6-22 2 一、常用定位方法与定位元件一、常用定位方法与定位元件 （一）工件以平面定位（一）工件以平面定位 （二）（二）工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 （三）工件以外圆柱面定位（三）工件以外圆柱面定位 （四）工件以其它表面定位（四）工件以其它表面定位 （五）（五）工件以组合表面定位工件以组合表面定位 2021-6-22 3 1 1 固定支承固定支承 支承钉结构支承钉结构 2021-6-22 4 2021

2、-6-22 5 2021-6-22 6 2021-6-22 7 可调支承的定位工作面可沿其轴线方向在一定范围内调节。 2可调支承可调支承： 2021-6-22 8 3 3自位支承：自位支承：可以自动调节其位置以适应工件定位基准面 的位置变化。 自位支承结构自位支承结构 2021-6-22 9 自位支承 2021-6-22 10 4辅助支承：辅助支承： 辅助支承不是定位元件，它不起辅助支承不是定位元件，它不起 定位作用，只起支承作用。常用于提定位作用，只起支承作用。常用于提 高工件加工部位高工件加工部位刚性和稳定性刚性和稳定性。 2021-6-22 11 辅助支承的作用辅助支承的作用 及使用及使

3、用 辅助支承的 使用（工件装夹 后、卸下前动作） 2021-6-22 12 2021-6-22 13 Fj1Fj1 Q 2021-6-22 14 辅助支承结构辅助支承结构 2021-6-22 15 1 1 心轴心轴 图3.9 刚性定位心轴 1导向部分 2定位部分 3传动部分 4开口垫圈 5螺母 1:50001:1000 配合长度与直径之比配合长度与直径之比L/d 0.81限制四个自由度，限制四个自由度，L/d 0.4限制两个自由度。限制两个自由度。 2021-6-22 16 2 2 定位销定位销 圆柱销圆柱销 2021-6-22 17 2 2 定位销定位销 菱形销菱形销 b1 b 2021-6

4、-22 18 圆锥销圆锥销 2021-6-22 19 工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。 工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况工 件与定位元件互换；支承定位时用支承板、支承钉。 1 1 定位套定位套 圆定位套圆定位套 2021-6-22 20 圆锥定位套圆锥定位套 2021-6-22 21 2 V2 V形块形块 2021-6-22 22 结构结构 H ND T 2 tan2 2 sin2 2021-6-22 23 V V形块的特点形块的特点 V形块对外圆柱面定位，形式上是支承定位形块对外圆柱面定位，形式上是支承定位 （V形块两斜面于外圆柱面接触），但其实质是形块两斜

5、面于外圆柱面接触），但其实质是 定心定位。定心定位。 V形块能起对中作用，即工件轴线必处于形块能起对中作用，即工件轴线必处于V形形 块两支承斜面的对称中心平面之上。块两支承斜面的对称中心平面之上。 可以用于非完整外圆的定位可以用于非完整外圆的定位 活动活动V形块常常起着定位和夹紧的双重作用形块常常起着定位和夹紧的双重作用 （既是定位元件，又是夹紧元件（如下图）。（既是定位元件，又是夹紧元件（如下图）。 2021-6-22 24 2021-6-22 25 3 3 支承板、支承钉支承板、支承钉 2021-6-22 26 1 1 工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位 工件以圆锥孔定位时，所用定位元件为圆

6、锥心轴或工件以圆锥孔定位时，所用定位元件为圆锥心轴或 圆锥销。圆锥心轴限制工件圆锥销。圆锥心轴限制工件5个自由度，圆锥销限制工件个自由度，圆锥销限制工件 3 3个自由度。个自由度。 2021-6-22 27 2 2 工件以渐开线齿面定位工件以渐开线齿面定位 P104图3-12 2021-6-22 28 图3.17 三基面组合基准定位 2021-6-22 29 大端面与短圆柱面（长圆柱孔与小断面） 2021-6-22 30 两锥孔组合 2021-6-22 31 外圆柱面组合 2021-6-22 32 两面一孔组合 2021-6-22 33 一面两孔 2021-6-22 34 2.工件以一面两孔定

7、位的设计计算工件以一面两孔定位的设计计算 （1）菱形销宽度）菱形销宽度b的计算的计算 f 2021-6-22 35 2 2 2 2 2 2 2 2 COAOCOAO min22 2 2 2 1 2 D d AO 2021-6-22 36 min1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 LXLK TT b CO D AO b CO 2021-6-22 37 min1 min22 LXLK TT D b 2021-6-22 38 （2 2）一面两孔定位设计步骤（设计夹）一面两孔定位设计步骤（设计夹 具上两销相关尺寸具上两销相关尺寸 ） A. A. 确定两销中心距尺寸及公差确定两销中心距尺寸及公差:

8、B. B. 确定圆柱销直径确定圆柱销直径d1尺寸及其公差带尺寸及其公差带 : d1=D1min；g6或或f7 C. C. 确定菱形销的宽度确定菱形销的宽度b、直径、直径d2及其公差带及其公差带: : b b查表查表3-13-1，计算，计算2min 2min， ，d d2 2=D=D2 2- -2min 2min计算直径 计算直径 d d2 2；公差带取；公差带取h6h6或或h7h7 LKLx KX TT LLL 3 1 5 1 2021-6-22 39 （3） 一面两孔定位设计实例一面两孔定位设计实例 例：例： 已知工件上两定位孔直径为已知工件上两定位孔直径为 D1=D2=35+00.025m

9、m，两定位孔中心距尺寸为，两定位孔中心距尺寸为 1000.09mm，试进行两销有关尺寸的设计计算。，试进行两销有关尺寸的设计计算。 解：解： （1）两销中心距尺寸及公差确定：取两销中）两销中心距尺寸及公差确定：取两销中 心距尺寸为心距尺寸为1000.03mm （2）圆柱销直径）圆柱销直径d1的确定：的确定： （3）菱形销宽度和直径的确定：查表）菱形销宽度和直径的确定：查表3-1取菱形销取菱形销 宽度宽度b=6mm，由式，由式3-2计算计算2min0.04mm 取取d2公差带为公差带为h6，其结果为，其结果为 mmhd 04. 0 056. 0 0 016. 02 35)(696.34 mmgd

10、)(635 009. 0 025. 01 2021-6-22 40 二、定位误差的分析与计算二、定位误差的分析与计算 （一）定位误差的概念、组成及计算（一）定位误差的概念、组成及计算 （二）判断定位方案的定位精度是否满足工件加（二）判断定位方案的定位精度是否满足工件加 工要求的依据工要求的依据 （三）工件以单个典型表面定位时定位误差的分（三）工件以单个典型表面定位时定位误差的分 析计算（主要是第二类定位误差的计算）析计算（主要是第二类定位误差的计算） （四）组合定位时定位误差的分析计算（四）组合定位时定位误差的分析计算 （五）（五）定位误差分析计算综合实例定位误差分析计算综合实例 2021-6

11、-22 41 41 一一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位 元件存在公差，使各个工件所占据的元件存在公差，使各个工件所占据的位置位置不完全一致不完全一致 即定位不准确，加工后形成加工即定位不准确，加工后形成加工尺寸尺寸的不一致，形成的不一致，形成 加工误差。加工误差。 这种这种只与工件定位有关的加工误差，称为定位误只与工件定位有关的加工误差，称为定位误 差，用差，用DW表示。表示。 定位误差定位误差：设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变：设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变 动量。动量。 （一）定位误差的概念、组成及计算（一）定位误差的概念、组成及

12、计算 2021-6-22 42 （一）定位误差的概念、组成及计算（一）定位误差的概念、组成及计算 2021-6-22 43 43 须明确的概念： a)设计基准：在零件图上用来确定某一表面的尺寸、 位置所依据的基准。 b)工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加 工后的尺寸、位置所依据的基准。 c)对刀基准（调刀基准）：由夹具定位元件的定位工作 面体现的，用来调整加工刀具位置所依据的基准。 （1）基准不重合误差（第一类定位误差） 2021-6-22 44 定位基准 设计基准 对刀基准 （一）定位误差的概念、组成及计算（一）定位误差的概念、组成及计算 2021-6-22 45 （1）基准不重

13、合误差（第一类定位误差） 2021-6-22 46 JB 由于定位基准和工序基准由于定位基准和工序基准( (设计基准设计基准) ) 不重合而产生的定位误差，用不重合而产生的定位误差，用 表示。表示。 基准不重合误差等于定位基准相对于基准不重合误差等于定位基准相对于 设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。 （1）基准不重合误差（第一类定位误差） 2021-6-22 47 加工顶面2，以底面和侧面定位，此时定位基准和设 计基准都是底面3，即基准重合。 基准不重合误差： JB = 0 （1）基准不重合误差（第一类定位误差） 2021-6-22 48 加工台阶面1

14、，定位同工序一，此时定位基准为底面3，而设计 基准为顶面2，即基准不重合。 即使本工序刀具以底面为基准调整得绝对准确，且无其它加工 误差，仍会由于上一工序加工后顶面2在 H H 范围内变动 ，导致加工尺寸A A 变为A A H，其误差为2 H。 基准不重合误差： JB = 2 H （1）基准不重合误差（第一类定位误差） 2021-6-22 49 hb ha a1 b1 c h1 max11 xcabhh abJW 55 （2）基准位置误差（第二类定位误差） 2021-6-22 50 （2）基准位置误差（第二类定位误差） 设设定位基准相对调刀基准定位基准相对调刀基准在加工精度参在加工精度参 数方

15、向上数方向上的最大位置移动量为的最大位置移动量为E,E,则：则： JW =EE1 1+EE2 2+ JW 由于定位基准相对调刀基准的位置移动由于定位基准相对调刀基准的位置移动 产生的定位误差称为基准位置误差，用产生的定位误差称为基准位置误差，用 表示。表示。 2021-6-22 51 当当 和和 由互不相关的独立变量引由互不相关的独立变量引 起时，用起时，用“+”；当；当 和和 是同一是同一 变量引起时，要判断两者对变量引起时，要判断两者对 的影响是的影响是 否同向，方向相同时否同向，方向相同时“+”，方向相反时，方向相反时 “”。 JWJBDW （3）定位误差 JWJBDW JWJBDW J

16、WJBDW JWJBDW JWJBDW 2021-6-22 52 分析计算定位误差时应注意的问题：分析计算定位误差时应注意的问题： （1）分析计算定位误差的前提是用夹具装夹加）分析计算定位误差的前提是用夹具装夹加 工工一批一批工件，用工件，用调整法保证加工要求。调整法保证加工要求。 （2）定位误差是指工件某工序中）定位误差是指工件某工序中某加工精度参某加工精度参 数数的定位误差。它是该加工精度参数（尺寸、位的定位误差。它是该加工精度参数（尺寸、位 置）的加工误差的一部分。置）的加工误差的一部分。 （3）某工序定位方案对本工序多个不同）某工序定位方案对本工序多个不同加工精加工精 度参数度参数产生

17、不同的定位误差，应分别逐一计算。产生不同的定位误差，应分别逐一计算。 2021-6-22 53 （4）定位误差数值是指加工一批工件时某加）定位误差数值是指加工一批工件时某加 工精度参数工精度参数可能产生的最大误差范围可能产生的最大误差范围，而不是，而不是 某一个工件定位误差的具体值。某一个工件定位误差的具体值。 （5）一批工件的工序基准相对定位基准、定）一批工件的工序基准相对定位基准、定 位基准相对对刀基准产生最大位置变动量位基准相对对刀基准产生最大位置变动量是产是产 生定位误差的原因生定位误差的原因，而不一定就是定位误差的，而不一定就是定位误差的 数值。数值。 2021-6-22 54 定位

18、方案是否能满足工序的加工要求，一般的判定位方案是否能满足工序的加工要求，一般的判 断准则是看定位误差是否超出工序加工精度参数设断准则是看定位误差是否超出工序加工精度参数设 计公差的三分之一。即判断定位方案是否可行的依计公差的三分之一。即判断定位方案是否可行的依 据是据是 T DW 3 1 （二）判断定位方案的定位精度是（二）判断定位方案的定位精度是 否满足工件加工要求的依据否满足工件加工要求的依据 1. 1. 判断定位方案的定位精度是否满足工判断定位方案的定位精度是否满足工 件加工要求的依据件加工要求的依据 2. 2. 夹具定位方案的设计思路夹具定位方案的设计思路 3 2021-6-22 55

19、 （三）工件以单个典型表面定位时定（三）工件以单个典型表面定位时定 位误差的分析计算（主要是基准位置位误差的分析计算（主要是基准位置 误差的计算）误差的计算） 1工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差 定位基准和对刀基准是重合的，不存在基准位定位基准和对刀基准是重合的，不存在基准位 置误差，即：置误差，即： 0 JW JBDW 2021-6-22 56 1）工件定位面与定位元件定位工作面是过盈配合，）工件定位面与定位元件定位工作面是过盈配合， 不存在配合间隙。则，不存在配合间隙。则， 2）工件定位面与定位元件定工件定位面与定位元件定 位工作面是位工作面是间隙配合间隙配合 心轴（或

20、定位销）垂直放置 maxminmax )(xdD JW 2工件以圆柱孔定位时的定位误差 0 JW JBDW 孔与销间隙配合时的 定位误差 Dmax dmin O JW O1 O2 JWJBDW 2021-6-22 57 3）工件定位面与定位元件定位工作面固定单边接触工件定位面与定位元件定位工作面固定单边接触 心轴（或定位销）水平放置 )(minmax 2 1 )( 2 1 DJW TDD JWJBDW JWJBDW 前提 定位基准孔轴线 销心对刀 2021-6-22 58 工件以圆孔D为定位基准，被加工面试宽度为b的槽（若被加 工面为孔，其分析和计算方法与加工槽相同），选用定位心轴 或定位销直

21、径为d。 例： 2021-6-22 59 2021-6-22 60 3工件以外圆柱面定位时的定位误差 1）用定位套来定位外圆，定位误差的分析计）用定位套来定位外圆，定位误差的分析计 算，同圆柱孔在心轴上定位的分析计算相同。算，同圆柱孔在心轴上定位的分析计算相同。 2）V形块定位外圆时的定位误差形块定位外圆时的定位误差 V形块是一个定心定位元件，定位面是外圆柱形块是一个定心定位元件，定位面是外圆柱 面，定位基准是外圆轴线，对刀基准是工件定位面，定位基准是外圆轴线，对刀基准是工件定位 外圆平均直径的轴线。外圆平均直径的轴线。当一批工件在当一批工件在V形块上定形块上定 位时，由于外圆直径变化引起定位

22、基准相对对刀位时，由于外圆直径变化引起定位基准相对对刀 基准发生位置的变化，产生基准发生位置的变化，产生 。 JW 外圆柱面定位 2021-6-22 61 o C dmax dmin do 1 o 1 o V 形块定位外圆时的定位误差分析计算 JWJBDW 返回42 2021-6-22 62 例： d 0 -Td H H1 H2 2 )( sin2 d Hdw T 1 sin 1 2 2 )( 1 d Hdw T 1 sin 1 2 2 )( 2 d Hdw T 工序基准为轴心线O工序基准为下母线C工序基准为上母线D D 2021-6-22 63 （四）组合定位时定位误差的分析计算（四）组合定

23、位时定位误差的分析计算 2021-6-22 64 2021-6-22 65 2021-6-22 66 （1）定位基准是相互独立的单一要素）定位基准是相互独立的单一要素 a1 b2 L 2021-6-22 67 （2）定位基准是组合基准要素）定位基准是组合基准要素 返64 2021-6-22 68 例1 （五）定位误差分析计算综合实例（五）定位误差分析计算综合实例 1 O 1 o 2 O 2 O 一面两孔定位转角误差计算 要求 2021-6-22 69 57L 1 . 0 01 6 .42 D 009. 0 025. 01 6 .42 d 1 . 0 02 3 .15 D 03. 0 041. 02 3 .15 d 0 3 T max2max1 8 572 041. 01 . 0025.