塑料成形工艺与模具设计

机械制造工艺学王帅2-2工件的定位一、工件定位的基本原理二、工件定位元件的选择三、定位误差的产生四、典型表面定位时的定位误差五、组合表面的定位误差六、提高定位精度的措施七、定位方案设计及误差计算举例一、工件定位的基本原理1、工件定位：使工件在夹具中占据某个确定的正确加工位置。一个在空间处于自由状态的物体具有六个不定度。移动不定度：沿X、Y、Z轴移动转动不定度：绕X、Y、Z轴转动定位：限制自由度，占据正确位置工件的六个不定度一、工件定位的基本原理2、六点定位原则用合理设置的6个支承点，限制工件的6个不定度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定位的“六点定位原理”。矩形工件的定位一、工件定位的基本原理

应用六点定位原则需注意：1、联系性2、接触性3、重复性4、合理性一、工件定位的基本原理轴类零件的定位一、工件定位的基本原理3、工件定位中的几种情况1）完全定位指工件的六个不定度全部被限制。一、工件定位的基本原理一、工件定位的基本原理2）部分定位根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。此时可能有两种情况：1、由于工件结构特点，不必限制所有不定度2、由于加工精度要求，不必限制所有不定度一、工件定位的基本原理一、工件定位位的基本原理理3）欠定位工件在夹具中中定位时，若若定位支承点点数目少于工工序加工所要要求的数目，，工件定位不不足，称为欠欠定位。根据工件的加加工要求，应应该限制的自自由度没有完完全被限制，，无法保证加加工要求，是是不允许的。。一、工件定位位的基本原理理一、工件定位位的基本原理理4）重复定位位重复定位：工工件在夹具中中定位时，若若几个定位支支承点重复限限制一个或几几个不定度，，称为重复定定位。一、工件定位位的基本原理理重复定位的适适用原则：*当以形、位精精度较低的毛毛坯面定位时时，不允许重重复定位。*为提高定位位稳定性和刚刚度，以加工工过的表面定定位时，可以以出现重复定定位。一、工件定位位的基本原理理当以两个或两两个以上的组组合表面定位位时，重复定定位可能造成成不良后果。。大端平面与长长销组合产生生的重复定位位一、工件定位位的基本原理理b）将长圆柱柱销改为短圆圆柱销a）将大支承承板改为小支支承板c）将大支承承板改为浮动动支承一、工件定位位的基本原理理为减少重复定定位造成的加加工误差，可可采取如下措措施：（1）改变定定位元件结构构一、工件定位位的基本原理理（2）撤消重重复定位的定定位元件：一、工件定位位的基本原理理（3）提高工工件定位基准准之间、定位位元件定位面面之间的位置置精度1、工工件以以平面面定位位根据平平面所所限制制自由由度的的数目目分为为三种种：主要支支承面面限限制制工件件的三三个自自由度度的定定位平平面，，常用用于精度比比较高高的工工件定定位表表面。。导向支支承面面限限制制工件件的两两个自自由度度的定定位平平面，，常做做成窄长面面。止推支支承面面限限制制一个个自由由度的的平面面，为为了确确保定定位准准确，往往往将将平面面面积积作的的尽可可能小小。二、工件定定位元件的的选择（1）固定定支承：定定位支承点点的位置固固定不变的的定位元件件，称为固固定支承。。A型：较小小精基准平平面定位用用；B型：水平平面粗基准准定位用；；C型：侧平平面粗基准准定位用。。二、工件定定位元件的的选择A型：侧平平面精基准准定位用；；B型：水平平面精基准准定位用。。二、工件定定位元件的的选择（2）可调调支承：定定位支承点点的位置可可以调节的的定位元件件，称为可可调支承。。适用于精度度不高的毛毛坯分批制制造，其形形状和尺寸寸变化较大大的粗基准准定位。工件从轻到到重二、工件定定位元件的的选择（3）自位位支承：定定位支承点点的位置随随工件定位位基准位置置变化而自自动与之适适应的定位位元件，称称为自位支支承。自位支承一一般只起一一个定位支支承点的作作用。二、工件定定位元件的的选择二、工件定定位元件的的选择二、工件定定位元件的的选择（4）辅助助支承：只只起提高工工件支承刚刚性或辅助助定位作用用的定位元元件，称为为辅助支承承。二、工件定定位元件的的选择二、工件定定位元件的的选择2、工件以以圆孔定位位长销限制4个自由度度；短销限限制2个自自由度。L/d<0.5视为短；；L/d>1.2视视为长。短销可理解解为一条圆圆母线接触触；长销可理解解为相距较较远的两条条圆母线接接触。二、工件定定位元件的的选择主要元件有有：定位销销、刚性心心轴和小锥锥度心轴（1）定位位销固定式定位位销：二、工件定定位元件的的选择可换式定位位销：二、工件定定位元件的的选择锥面定位销销二、工件定定位元件的的选择两圆孔组合合定位时，，需用削边边定位销：：D<3mm；3<D<50mm；D>50mm二、工件定定位元件的的选择标准菱形定定位销二、工件件定位元元件的选选择二、工件件定位元元件的选选择二、工件件定位元元件的选选择二、工件件定位元元件的选选择2、刚性性心轴：：常用于于套类零零件的定定位元件件刚性心轴轴一般由由导向、、定位及及传动三三部分组组成二、工件件定位元元件的选选择3、小锥锥度心轴轴：小锥锥度心轴轴可消除除工件与与心轴之之间的配配合间隙隙，提高高定心精精度。锥锥度一般般取K=1/5000-1/1000二、工件件定位元元件的选选择3、工件件以外圆圆柱面定定位定位基准准为外圆圆中心线线。常用的有有三类定位套：：实现定定心定位位支承板：：给外圆圆定位V型块：：实现外外圆表面面定心、、对中定定位二、工件件定位元元件的选选择（1）定定位套：：长套限制制四个不不定度，，短套限限制二个个不定度度，锥套限制制三个不不定度，，半圆套套长四、、短二。。二、工件件定位元元件的选选择（2）支支承板：：长板限制制二个不不定度，，短板限限制一个个不定度度。二、工件件定位元元件的选选择（3）V型块：：长V型型块限制制四个不不定度；；短V型块块限制二二个不定定度。二、工件件定位元元件的选选择4、锥面面定位元元件；当轴类零零件要求求精确定定心时，，可以工工件上的的锥孔作作为定位位基准。。长锥心轴轴限制五五个不定定度：二、工件件定位元元件的选选择小平面限限制一个个自由度度；窄长平面面限制两两个自由由度；大平面限限制三个个自由度度。长销限制制4个自自由度；；短销限制制2个自自由度外圆短接接触限制制2个自自由度；；外圆长接接触限制制4个自自由度。。二、工件件定位元元件的选选择组合表面面定位：：一个固固定，多多个浮动动1、定位位误差的的概念及及产生原原因：由于工件件定位不不准确，，而造成成工序尺尺寸或位位置要求求方面的的加工误误差。由于定位位引起的的在加工尺寸寸方向上上的最大变动动量称为定位位误差。。*产生原原因：（1）工工件有关关表面本本身及它它们之间间在尺寸寸、位置置上存在在着公差差范围内内的差异异。（2）夹夹具定位位元件本本身及各各定位元元件之间间存在尺尺寸和位位置公差差。三、定位位误差的的产生分析：机机床保证证了小孔孔与销的的轴线之之间的尺尺寸，但但因销孔孔之间存存在间隙隙，销、、孔、外外圆均存存在尺寸寸误差，，均会引引起尺寸寸H的变变化。Hmax：当销最最小、孔孔最大、、外圆最最大，销销孔右边边接触Hmin：当销最最小、孔孔最大、、外圆最最小，销销孔左边边接触三、定位位误差的的产生例：孔——销配合合例子三、定位位误差的的产生2、定位误误差的组组成1）基准准位置误误差2）基准准不重合合误差三、定位位误差的的产生1）基基准位位置误误差定位基基准相相对于于其理理想位位置在在加工工尺寸寸方向向上的的最大大变动动量。。产生原原因：：定位元元件的的制造造误差差工件的的制造造误差差定位元元件和和工件件之间间的配配合间间隙三、定定位误误差的的产生生例：孔孔—销销配合合例子子定位销销直径径，，内孔孔直径径，，外外圆直直径，，D-td1=Xmin下道工工序工工序基基准为为外圆圆下母母线A三、定定位误误差的的产生生δ位置置（O）=O1O2=O3O4=TD+Td1+Xmin=Xmaxδ不重重（A）=A1A2=Td/22、基基准不不重合合误差差由于定定位基基准与与工序序基准准不重重合所所导致致的工工序基基准相相对于于定位位基准准理想想位置置在加加工尺尺寸方方向上上的最最大位位置变变动量量。三、定定位误误差的的产生生三、定定位误误差的的产生生δ位置（O））=O1O2=O3O4=TD+Td1+Xmin=Xmaxδ不重（A））=A1A2=Td/2δ定位（H））=A1A2=Hmax-Hmin=O1O2+d/2-(d-Td)/2=O1O2+Td/2即:δ定位（H））=δ位置（O））+δ不重（A））=O1O2+Td/2三、定定位误误差的的产生生3、结结论（1））定位位误差差只产产生在在采用用调整整法加加工一一批工工件的的条件件下，，若一一批工工件逐逐个试试切加加工，，则不不存在在定位位误差差。（2））定位位误差差是由由于工工件定定位不不准确确而产产生的的加工工误差差。他他的表表现形形式为为工序序基准准相对对于加加工表表面可可能产产生的的最大大尺寸寸或位位置的的变动动范围围。它它的产产生原原因是是工件件的制制造误误差、、定位位元件件的制制造误误差、、两者者的配配合间间隙及及基准准不重重合等等。（3））定位位误差差由基基准位位置误误差和和基准准不重重合误误差两两部分分组成成，但但并非非在任任何情情况下下这两两部分分都存存在。。定位位基准准无位位置变变动，，基准准位置置误差差为零零；定定位基基准与与工序序基准准重合合，基基准不不重合合误差差为零零。（4））定位位误差差的计计算可可按定定位误误差的的定义义，根根据所所画出出的一一批工工件定定位可可能产产生定定位误误差的的良种种极端端位置置，再再通过过集合合关系系直接接求得得。也也可按按定位位误差差的组组成，，由公公式：：δ定位=δ位置±δδ不重，，计算得得到，，根据据一批批工件件的定定位由由一种种可能能的极极端位位置变变为另另一种种极端端位置置时δδ位置置和δδ不重重的方方向向的的异异同同，，以以确确定定公公式式中中的的加加减减号号。。三、、定定位位误误差差的的产产生生1、、平平面面定定位位时时的的定定位位误误差差1））毛毛坯坯表表面面定定位位：：由于于实实际际表表面面相相对于于其其理理想想位位置置有较较大大的的变变动动范范围，，存存在在基基准准位位置误误差差。。δ定位位（H））=δ位置置（M））=ΔH四、、典典型型表表面面定定位位时时的的定定位位误误差差2））加加工工过过的的表表面面定定位位：：加加工工过过的的表表面面形形状状误误差差较较小小，，可可以以认认为为基基准准位位置置误误差差为为零零。。δ定位位（（H））=δ位置置（（M））=0四、、典典型型表表面面定定位位时时的的定定位位误误差差2、、圆圆孔孔表表面面定定位位时时的的定定位位误误差差（1））工工件件上上圆圆孔孔与与刚刚性性心心轴轴或或定定位位销销过过盈盈配配合合基准位置误误差：δ位置（O）=0四、典型表表面定位时时的定位误误差基准不重合合误差：四、典型表表面定位时时的定位误误差3、外圆定定位的定位位误差V型铁定位位，轴的大大小为，，三三种不同标标注方式H1、H2、H3的定位误差差四、典型表表面定位时时的定位误误差H1的定位误差差：δ=δ位置（O）=δδ不重（A）=Td/2H2的定位误差差：δ=δ位置（O）=δδ不重（A）=Td/2H3的定位误差差：δ=δ位置（O）=δδ不重（A）=0四、典型表表面定位时时的定位误误差五、组合表表面的定位位误差即如何减少少或消除基基准位置误误差和基准准不重合误误差。1、减少或或消除基准准位置误差差的措施（1）选用用基准位置置误差小的的定位元件件A、以毛坯坯平面作为为定位基准准时，可以以多点自位位支承取代代球头支承承钉。B、以内孔孔和端面定定位时，可可应用浮动动球面支承承，以减小小轴向定位位误差。六、提高定定位精度的的措施六、提高定定位精度的的措施（2）合理理布置定位位元件在夹夹具中的位位置A、以毛坯坯平面定位位时，尽力力增大支承承间的间距距六、提高定定位精度的的措施B、以外圆圆或外圆组组合定位时时，亦应尽尽力增大定定位元件间间的间距六、提高定定位精度的的措施C、应用固固定平面支支承与活动动锥面组合合定位六、提高定定位精度的的措施（3）提高高工件定位位表面与定定位元件的的配合精度度例如：以内内孔或外圆圆定位时，，应尽量减减小它与定定位元件之之间的最小小间隙。（4）正确确选取工件件上的第一一、第二和和第三定位位基准第一定位基基准基准位位置误差最最小，应以以直接与加加工精度有有关的基准准作为第一一定位基准准。六、提高定定位精度的的措施2、消除或或减小基准准不重合误误差的措施施（1）尽可可能以工序序基准作为为定位基准准六、提高定定位精度的的措施（2）根据据加工精度度高低，选选择第一、、第二定位位基准六、提高定定位精度的的措施七、定位方方案设计及及误差计算算举例1、2、槽两侧面C、D对B面的垂直直度公差0.05mm3、槽的对对称中心面面与两孔中中心连线之之间的夹角角为（一）