常见的定位方式与定位元件

1、1 图2-8 定位支座零件 2 3 图2-9a 支座零件第1工序（车削） 4 图2-9b 支座零件第1工序（钻孔） 5 图2-9c 支座零件第3工序（钻、锪 4 分布孔） 6 图2-9d 支座零件第4工序 （磨内孔、端面） 图2-9e 支座零件第5工序 （磨外圆、台阶面） 7 零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准,称为 附加基 准。 如用作轴类零件定位的顶尖孔， 用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。 8 基基 准准 设计基准设计基准工艺基准工艺基准 工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准 粗基准粗基准精基准精基准附加基准附加基准 基准分类归纳如下：基准分

2、类归纳如下： 9 10 11 用定位元件代替约束点限制自由度 按工件的定位基面形状，可分为4大类： 平面：支承钉、支承板等。 外圆柱面：V型块、套筒等。 圆孔：圆柱销、心轴等。 圆锥孔：锥顶尖、锥度心轴等。 表4-2 常见定位元件限制工件自由度的情况 12 Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y 平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支 承钉、支承板等。 Z X Y Z X Y 13 14 工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴 线）。常用定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、 圆锥销、菱形销等形式。工件以圆孔定位所限制的自由度 见下图 。 X Y Z X Y Z

3、X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z 15 工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工 件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块. X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z 16 除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还可能以其它表 面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。图2-27为 工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身 轴线转动外的 5个自由度。 图2-27 工件以锥孔定位 17 粗基准平面定位支承钉 精基准平面定位 大平面或 窄平面 (1)平面定位方法的应用 1.工件以平面定位工件以平面定位 18 A.主要支承(定位作用)固定支承、可调支承、自位

4、支承 (2)平面定位的定位元件 平头支承 钉(精基准) 球头支承钉或 锯齿头支承钉 (粗基准) (A)固定支承 19 支承板用于 精基准 20 在工件定位过程中，支承钉的高度需要调整的场合 (B)可调支承 21 自位支承(浮动支承)自动调整位置的支承。其作用相当于一 个固定支承，只限制一个自由度，适于工件以粗基准定位或刚 性不足的场合。 (C)自位支承 22 辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用 B.辅助支承 刚性差，加 辅助支承 23 2.2.工件以外圆柱面定位时的定位元件工件以外圆柱面定位时的定位元件 (1) V形块 适用于较短 定位面 用于较长的或 阶梯轴定位面 ；粗基准

5、 用于较长的或 阶梯轴定位面 ；精基准 工件较长且定 位基面直径较 大的场合 24 (2)定位套 常与端面联合定位。以端面作为主要限位面限制三个自由度 时，要用短套，以避免过定位。 定位套结构简单，易制造；定心精度不高，只适用于精定位基 面。 25 3.3.工件以圆孔定位时的定位元件工件以圆孔定位时的定位元件 (1)圆柱销 更换方便大 批大量场合 便于工件 装入 26 (2)圆柱心轴适于套筒、盘类零件 间隙配合心轴， 装卸方便，定心 精度不高 过盈配合心轴，制 造简单，定位准确； 易损伤工件定位孔； 多用于定心精度要 高的精加工 27 (3)花键心轴 用于加工以花键 孔定位的工件 28 (4)

6、圆锥心轴(小锥度心轴) 定心精度高，但工件的轴向位移误差较大，适用于工件定位孔 精度不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。 29 X Z Y 图4-28 工件在两顶尖上定位 X Y Z 、 X Y 、 30 1 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合 x y z 31 菱形销菱形销 32 b） X Z Y X c） X Z Y X a） Y X Z 图2-23 过定位分析 33 a） Y X Z a1） Y X Z a2） Y X Z a3） Y X Z 图2-23a 过定位示例分析 34 b） X Z Y X b1） X Z Y X X Z b2） Y X

7、X Z b3） Y X 图2-23b 过定位示例分析 35 c） X Z Y X c） X Z Y X c1） Y X X Z 图2-23c 过定位示例分析 36 图2-29 定位误差 H O A O1 O2 DW 37 1）由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的 定位误差，称为基准位置误差，如图2-29所示例子。 2）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位 误差，称为基准不重合误差。 b DW a 图2-30 由于基准不重合引起 的定位误差 工序基准 定位基准 38 2 2 maxmin 2 minmax 1 2121 dD OO dD OO OOOOOOY 22 dD TT

8、 Y 例1， (1)基准位移误差(Y) 39 定位误差定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差包括基准不重合误差和基准位移误差 基准不重合误差基准不重合误差jb 其大小等于设计基准与定位基其大小等于设计基准与定位基 准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。 一次安装加工两孔一次安装加工两孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基准方向定位基准C与设计基与设计基 准准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差的公差0.2 40 在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基 准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此计

9、算定位误差， 首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方 向上的最大变动量即可。 用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图， 并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用 三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最 大变动量，即为定位误差。 41 当工件孔径为最大，定位销 的直径为最小时，孔心在任意方向 上的最大变动量等于孔与销配合的 最大间隙量，即无论工序尺寸方向 如何，只要工序尺寸方向垂直于孔 心轴线，其定位误差均为： DW = Dmax dmin （2-6） 式中 DW 定位误差 Dmax工件定位孔最大直径 dmin夹具定位销最小直径 【解】 【例2-4】图2-31所

10、示为孔与销间隙配合的情况，若工件的 工序基准为孔心，试确定其定位误差。 图2-31 孔与销间隙 配合时的定位误差 Dmax dmin O DW O1 O2 42 【例2-5】工件在V型块上定位铣键槽，计算定位误差 【解】要求保证的工序尺寸和工序要求：槽底至工件外 圆中心的距离H（或槽底至外圆下母线的距离H1，或槽底至 外圆上母线的距离H2 ）；键槽对工件外圆中心的对称度 OA = Sin(/ 2) OB = Sin(/ 2) d 对上式求全微分，得到： d(OA) = Sin(/ 2) 1 d(d) Sin(/ 2) 1 d() 图2-33 外圆表面在V型 块上的定位误差 H B O A 43

11、 以微小增量代替微分，并将尺寸误差视为微小增量，且考虑 到尺寸误差可正可负，各项误差均取最大值，得到工序尺寸 H的定位误差： 2 cos 2 2sin4sin 22 d DW d T T （2-8） 式中 Td 工件外圆直径公差； T V型块两斜面夹角角度公差。 若忽略V型块两斜面夹角的角度公差，可以得到用V型块对 外圆表面定位，当工序基准为外圆中心时，在垂直方向（图 2-33中尺寸H方向）上的定位误差为： 2sin 2 d DW T （2-9） 44 CAOAOC 2 2sin 2 dd 1 1 22 2sinsin 22 ddd TTT 45 46 若工件工序基准为外圆下母 线或上母线时，

12、用同样方法 可求出其定位误差分别为： 图2-34 外圆表面在V型块上的 定位误差 b）a） H2 B d O H1 B O A C 1 1 1 1 2 2sin 2 1 1 2 2sin 2 d DW d DW T T （2-10） 47 工件在工件在V形块上定位形块上定位 定位误差分析：定位误差分析： a) 定位误差定位误差d 随毛坯误差随毛坯误差Td 的增大而增大；的增大而增大； b) 定位误差定位误差d 随随V形块夹角形块夹角 增大而减小，但稳定性变差；增大而减小，但稳定性变差； c) 定位误差定位误差d 与工序尺寸标注方式有关，与工序尺寸标注方式有关，d2 d1 d3 工序尺寸以工序尺

13、寸以H3标注，其定位误差为：标注，其定位误差为： d3=B1B2=O2B2+O1O6-O1B1 = = sin 2 1Td 2 d-Td 2 d 2 + sin 2 1 Td 2 1 工序尺寸以工序尺寸以H2标注，其定位误差为：标注，其定位误差为： d2=A1A2=A1O1+O1O6-A2O2 = = d 2 + Td 2 sin 2 1 d-Td 2 sin 2 1 Td 2 + 1 工序尺寸以工序尺寸以H1标注，其定位误差为：标注，其定位误差为： d1=O1O2=O1C-O2C = = d 2 sin 2 1 d-Td 2 sin 2 1 sin 2 1Td 2 48 已知圆柱形的工件的直径为已知圆柱形的工件的直径为d,d,直直 径公差为径公差为T Td d，求各工序的定位误，求各工序的定位误 差。差。 :