第二章定位方案设计

第二章定位方案设计第一节工件在夹具中的定位第二节定位误差分析与计算第一节工件在夹具中的定位一、工件的六点定位规则一个自由刚体，在空间直角坐标系中，有六个方向活动的可能性，即沿三个坐标轴方向的移动和绕三个坐标轴方向的转动。一般把某一个活动的可能性称为一个自由度，自由刚体在空间共有六个自由度。工件在没有采取定位措施时，其位置具有六个可活动方向。要使工件在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的自由度。可以通过布置支承点的方式来限制它。如图2-1所示。若使一个工件在空间占有唯一确定的位置，可在空间直角坐标的三个垂直平面上适当布置六个支承点，即在底平面布置三个支承点1、2和3(位置不在同一条直线上)，限制工件三个自由度;在侧平面布置两个支承点4和5,限制工件两个自由度;再在后平面布置一个支承点6,限制工件一个自由度。这样就实现了限制工件在空间六个方向的活动性，使工件在空间占据了唯一确定的位置。下一页返回第一节工件在夹具中的定位用合理布置的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，从而确定工件唯一确切位置的规则，称为六点定位规则。二、定位元件选用1.一定的精度。2.良好的耐磨性。3.足够的刚性。4.良好的工艺性便于制造、装配与维修。下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位(一)工件以平面为定位基准时常用的定位元件1.固定支承钉选用标准支承钉可查表2-2。平头支承钉(A型)用于支承精基准平面;球头支承钉(B型)用于支承粗基准平面;网纹顶面支承钉(C型)常用于要求摩擦力大的工件侧面定位。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度;在一平面内，两个支承钉限制二个自由度;不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。2.支承板选用标准支承板可查表2-3。平面型支承板(A型)结构简单，但埋头螺钉处清理切屑比较困难，适用于侧面和顶面定位;带斜槽型支承板(B型)其槽中可以容纳切屑，清除切屑也比较容易，适用于底面定位。当支承定位基准平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。各支承板组装到夹具体上之后，应将其工作表面一起磨削，以保证等高。一个支承板相当于两个支承点，限制二个自由度;多个支承板组合成一个平面可以限制三个自由度。下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位3.可调支承钉可调支承常用形式如图2-2所示。可调支承多用于支承工件的粗基准表面，其支承的高度可以根据需要进行调整。一般每加工一批工件时，应根据粗基准的位置变化情况，相应加以调整，以保证加工余量均匀或保证加工表面与非加工面间的位置尺寸。调整到位后将其用螺母锁紧。在加工同一批工件中，一般不再进行调整，其定位作用与固定支承相同。下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位4.自位支承由于自位支承是活动的或浮动的，无沦结构上是两点或三点支承，其实只起一个支承点的作用，所以自位支承只限制一个自由度。自位支承用于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。5.辅助支承辅助支承不能作为定位元件，不能限制工件的自由度，它只起到增加工件在加工过程中的刚性的作用。图2-3为辅助支承的几种形式。下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位(二)工件以孔为定位基面时常用的定位元件1.固定式定位销常用的固定式定位销的几种典型结构如图2-4所示。2.可换式定位销可换式定位销适用于生产量大的场合。图2-5所示为可换式定位销在机床夹具上的局部装配图。下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位3.浮动定位销的几种结构形式如图2-6所示，浮动定位销靠弹簧来实现浮动作用。图2-6(a)、(b)是锥形定位销的结构形式，仅起限制两个自由度的定心作用，其浮动环节消除了限制上下移动的自由度。图2-6(c)是浮动圆柱定位销的结构，它的浮动不是为了消除某一自由度，而仅仅是为了工件能方便地装在定位销上。4.拔销机构拉式拔销机构的几种结构形式如图2-7所示。拔销机构的作用就是为了便于装卸工件，对于较重的工件它的这种优点更加明显。5.定位心轴与顶尖短定位心轴限制两个自由度;长定位心轴可以限制四个自由度;长定位圆锥心轴可以限制五个自由度;双顶尖定位，其中固定前顶尖可以限制三个自由度，浮动后顶尖可以限制两个自由度下一页上一页返回第一节工件在夹具中的定位(三)工件以外圆为定位基面时常用的定位元件工件以外圆为定位基面时，一般常用V形块、半圆定位块、定位套及自动定心机构等作为定位元件。1.固定式V形块固定式V形块的几种结构形式如图2-8所示2.活动式V形块(浮动V形块)活动式V形块的几种形式如图2-9所示。3.定位套定位套的三种形式如图2-10所示。4.半圆孔半圆孔定位装置如图2-11所示，当工件尺寸较大，用圆柱孔定位安装不便时，可将圆柱孔改成两半。下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件短半圆孔定位限制两个自由度，长半圆孔定位限制四个自由度。上一页返回第二节定位误差分析与计算用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，会遇到由于工件的定位基准与工序基准不重合以及工件的定位面与定位元件工作表面存在制造误差等问题，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起工序尺寸产生加工误差，即定位误差(△dw)。定位误差数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。只有定位误差小于工件相应加工要求的公差的1/5一1/3，定位方案才认为是合理的。因此在夹具设计时必须对定位误差进行分析与计算。总定位误差(△dw)是由因定位基准与工序基准不重合而引起的定位误差△jb和因定位副制造不准确引起的定位误差△db两部分组成。总定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即下一页返回第二节定位误差分析与计算(1)只有在调整法加工一批工件时才计算定位误差。(2)在一道工序内，不同的工序尺寸有不同的定位误差，应分别计算。(3)定位误差数值大小为该批工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。(4)△jb是因定位基准与工序基准不重合而引起的，其大小为这两个基准之间的尺寸误差之和△jb不常存在，也完全可以消除⑤当定位副形成包容与被包容关系时，因其制造不准确使得工序基准在工序尺寸方向上有一变动范围，这就是△db。△db不可消除只可减小上一页返回表2-2固定支承钉返回表2-3