机械制造工艺学第二版王先奎课件机械

第二节工件在夹具上的定位

工件在机床上的定位实际上包括:

工件在夹具上的定位

夹具在机床上的定位1一、常用定位方法与定位元件1.工件以平面定位在机械加工中，对于箱体、床身、机座等零件，常选择平面作为定位基面实现工件以平面的定位元件有支承钉和支承板2固定支承属于固定支承的定位元件有支承钉和支承板可调支承即支承的高度尺寸在一定范围内可以进行调整自位支承（浮动支承）自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位过程中能随工件定位基面位置变化而自动与之适应。平面定位的主要形式是支承定位。常用的元件如下3属于固定支承的定位元件有支承钉和支承板（1）固定支承4固定支承安装：直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合为：或夹具体上承托支承头的表面应凸起，以便把各个凸出面一次加工成一个平面夹具体采用通孔安装固定支承平头支承采用安装后一次磨平的方法使支承钉定位平面在一个平面5支承的高度尺寸在一定范围内可以进行调整（2）可调支承6自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位过程中能随工件定位基面位置变化而自动与之适应（3）自位支承（浮动支承）7辅助支承是在一夹具中对工件不起限制自由度作用的支承。它主要用于提高工件的支承刚性，防止工件因受力产生变形。辅助支承不改变工件在夹具中的位置当工件按定位元件定好位以后，再调节辅助支承的位置使其与工件接触每装卸工件一次，必须重新调节辅助支承（4）辅助支承8工件以圆柱孔定位通常属于定心定位（定位基准为孔的轴线），夹具上相应的定位元件是各种心轴、定位销2、工件以圆柱孔定位9（1）心轴图6-6刚性心轴过盈配合心轴间隙配合心轴小锥度心轴另有弹性心轴等。工件在心轴上定位通常限制了除绕工件自身轴线转动和沿工件自身轴线移动以外的4个自由度。

10圆柱心轴中间的定位部分与工件孔用过盈配合采用过盈心轴，装卸工件比较费时，但由于孔与轴间无间隙，基准位置误差为零，所以定心精度较高过盈配合圆柱心轴11圆锥心轴一般具有很小的锥度K，通常K=1:5000～1:1000采用圆锥心轴，孔、轴间的间隙得以消除，定心精度较高，可达0.005～0.01mm圆锥心轴12（2）定位销13定位销工作部分直径d通常根据加工要求和考虑便于安装，按g6、g7、f6或f7制造，与夹具体的连接可采用过盈配合或间隙配合。圆柱定位销通常限制工件的两个自由度。当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可使用菱形销。

14两种形式：1、定心定位与圆柱孔定位相似，只是用套筒代替了心轴或圆柱销，锥套代替了锥销。2、支承定位常用的定位元件是V形块3、工件以外圆表面定位15定位基准不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可以采用V形块定位最大特点是对中性好，即工件定位外圆的轴线与V形块两斜面对称轴线保证重合，不受定位外圆直径误差的影响对加工表面与外圆轴线有对称度要求的工件，常采用V形块定位。在V形块中定位16174、工件以其它表面定位

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平面与平面组合、平面与孔的组合、平面与外圆表面组合等。

称定位点数最多的定位表面为第一定位基准面，定位点数次多的定位表面为第二定位基准面，定位点数为1的定位表面为第三定位基准面。图6-13工件在两顶尖上定位

5、定位表面的组合196.一面两孔定位在加工箱体、壳体等类零件时，常用一个平面和两个圆柱孔定位。两个圆柱孔可以是工件结构上原有的，也可以是为定位需要而专门加工的工艺孔为了避免由于过定位引起的工件安装时的干涉，两销中的一个应采用菱形销。20这可使孔与销之间的间隙增大，用以补偿中心距的误差。为此，第二定位销的直径可按下述方法计算：假定工件两个孔径最小极限尺寸分别为D1，D2，两定位销最大直径分别为d1，d2；销与孔间最小间隙为x1min=D1-d1,x2min==D2-d2；两定位孔中心距及偏差为L±LD;两定位销中心距及偏差为L±Ld。B、一面两销——减小第二定位销的直径21

当在极端情况下，即两定位基准孔的孔径及孔心距都是最小极限尺寸，而两定位销的直径及销心距都是最大极限尺寸时，仍能保证工件顺利装卸。则由上图所示的几何关系得：22这种定位方法产生的基准位置误差如下：由于孔与销是属间隙配合，对单个孔来说，各方向基准位置误差即为孔的中心位置变动量：23两销在X、Y方向上的基准位置误差为：24

对两孔来说，基准位置误差为两孔连心线相对两销连心线偏转时所造成的转角误差：25这是经常采用的一种办法将第二定位销作成菱形，只在垂直于连心线O1O2方向上保留局部圆柱面，其直径的基本尺寸与孔径的相同，公差带按f7或g6选取使得孔与销间的最小间隙减小，从而减小转角误差。C、将第二定位销作成菱形销（削边销）26由于菱形销结构尺寸已标准化，尺寸b可参照标准选取，由上式计算x2min，然后按d2=D2-x2min确定定位销的最大直径，并由h7或h6确定d2的公差。最后计算最大转角误差2，以判断上述设计是否满足加工要求，否则就需要对有关参数作适当调整。27D、以一面一孔定位单边接触28定位误差分析（一）定位误差及其产生原因（二）定位误差的计算29（一）定位误差及其产生原因概念：同批工件在夹具中定位时，工序基准位置在工序尺寸方向的最大变动量。称为定位误差，以dw表示引起定位误差的原因为：由基准不重合误差bc引起的定位误差由基准位置误差jw引起的定位误差30在研究夹具的定位方案中，若工件的工序基准与定位基准不重合，就会导致工序基准相对定位基准的位置产生变动，即产生了基准不重合误差bc，这对定位误差有直接的影响bc的数值一般等于定位基准到工序基准间的尺寸（简称定值尺寸）的公差。1、由bc引起的定位误差31定义：bc在工序尺寸方向上的分量（投影），即为bc引起的定位误差dw=bccos式中——定位尺寸与工序尺寸方向间的夹角注意：定位尺寸有可能是某一尺寸链中的封闭环，此时应按尺寸链原理计算出该尺寸公差。2、bc引起的定位误差计算32例：图a中工件各面在前工序中都已加工好，现要求铣一通槽，要求保证工序尺寸A，B，C，其定位方案如图b所示。现分析尺寸B加工时的有关误差33jw在工序尺寸方向上的分量（投影），即为jw引起的定位误差dw=jwcos式中——基准位移方向与工序尺寸方向间的夹角。3．由jw引起的定位误差341．用bc和jw两项误差合成法计算定位误差2．用微分法计算定位误差

（二）定位误差的计算351．用bc和jw两项误差合成法计算定位误差定位误差是由bc和jw所引起，因此：首先求出bc和jw的大小取它们在工序尺寸方向上的分量的代数和，即为所求定位误差其一般计算式是

dw=bccos±jwcos当bc和jw的方向相同时取“＋”号，相反时取“－”号.（适用于统一实体）36如图所示，一圆盘形工件在V形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方法假