《机器人工装夹具设计》课件-常用定位元件

12024/12/19任务二

常用定位元件的选用22024/12/191.对定位元件的基本要求1)要有足够的精度

由于定位误差的基准位移误差直接与定位元件的定位表面有关，因此，定位元件的定位表面应有足够的精度，以保证工件的加工精度。通常，定位元件的定位表面还应有较小的表面租糙度值，如Ra0.4um、Ra0.2um、Ra0.1um等。32024/12/19

2)应有较好的耐磨性

工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。

定位精度下降到一定程度时，定位元件必须更换，否则，夹具不能继续使用。为了延长定位元件的更换周期，提高夹具的使用寿命，定位元件应有较好的耐磨性。42024/12/19定位元件常用材料：

低碳钢：如20钢或20Cr钢，工作表面经渗碳淬火，达到HRC62～66（洛氏硬度）；碳素工具钢：如T8、T10、T8A、T10A等，淬硬至HRC55～60。45、40Cr、65Mn、38CrMoAl52024/12/19

3)应有足够的强度和刚度

通常对定位元件的强度和刚度是不作校核的，但是在设计时仍应注意定位元件危险断面的强度，以免使用中损坏；而定位元件的刚度也往往是影响加工精度的因素之一。因此，可用类比法来保证定位元件的强度和刚度．以缩短夹具设计的周期。62024/12/194)良好的结构工艺性定位元件的结构应符合一般标准化要求，并应满足便于加工、装配、维修等工艺性要求。通常标准化的定位元件有良好的工艺性，设计时应优先选用标准定位元件。72024/12/19

5)应协调好与有关元件的关系在定位设计时，还应处理、协调好与夹具体、夹紧装置、对刀导向元件的关系。有时定位元件还需留出排屑空间等，以便于刀具进行切削加工。82024/12/19

定位元件的选用

1.工件以平面定位 工件以平面为定位基面时常用的定位元件：

1)

主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用。

（1）固定支承

固定支承有支承钉和支承板两种型式。在使用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程中，支承钉一般只限制工件的一个自由度，而支承板相当于两个支承钉。92024/12/19图1-35支承钉(GB/T2226—1991)102024/12/19A型支承钉与工件接触面大，常用于定位平面较光滑的工件，即适用于精基准。B型、C型支承钉与工件接触面小，适用于粗基准平面定位。C型齿纹支承钉的突出优点是定位面间摩擦力大，可阻碍工件移动，加强定位稳定性；缺点是齿纹槽中易积屑，一般常用于粗糙表面的侧面定位。这类固定支承钉，一般用碳素工具钢T8经热处理至55～60HRC。与夹具体采用H7／r6过盈配合，当支承钉磨损后，较难更换。112024/12/19图

衬套的应用1—衬套；2—支承钉；3—夹具体

支承钉磨损后，如需要更换则应在夹具体与支承钉之间加衬套，如右图所示。衬套内孔与支承钉采用H7/js6过渡配合。122024/12/19

（2）支承板当支承平面较大，而且是精基准平面时，往往采用支承板定位，增加工件刚性及稳定性。132024/12/19图1-37支承板(GB/T2236—1991)142024/12/19

其他定位方法和元件152024/12/192）可调支承在工件定位过程中，支承钉的高度需要调整时，则可采用下图所示的调节支承。

可调支承适用于工件以粗基准面定位或定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。每个工件调整一次或每批工件调整一次。注意：调好后应锁紧。162024/12/19

可调节支承172024/12/19在可调夹具上加工形状相同而尺寸不等的工件时，用调节支承工件以粗基准面定位，毛坯的尺寸形状变化较大时

调节支承的应用182024/12/19

3）自位支承(浮动支承)在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或称浮动支承。特点：支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自由度。适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。192024/12/19

自位支承202024/12/19（2)辅助支承

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。

工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承，工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。若在A点设置固定支承则属过定位，有可能破坏左端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以承受切削力。

辅助支承的应用212024/12/19

辅助支承l—弹簧；2—滑柱；3—顶柱；4—手轮；5—斜楔；6—滑销222024/12/19

2.工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔为定位基面时，常用圆柱体和圆锥体作为定位元件。

1）销定位

短圆柱销可限制两个自由度，而长圆柱销可限制四个自由度。从结构上看，定位销一般可分为固定式和可换式两种（如图

所示）。固定式定位销是直接用过盈配合装在夹具体上使用的。232024/12/19

定位销242024/12/19

盖板简图

钻床夹具图l—钻模板；2—钻套；3—压板；4—圆柱销；5—夹具体；6-—挡销；7—菱形销252024/12/19

定位插销(GB/T2205—91)262024/12/19

2)定位轴通常定位轴为专用结构，其主要定位面可限制工件的4个自由度，若再设置防转支承等，即可实现完全定位。下图所示为钻模所用的定位轴。定心部分2与夹具体1联接部分有多种结构。下图(a)所示为采用骑缝螺钉紧固联接；下图(b)所示为用六角螺钉紧固联接的结构，其具有较高的强度；下图(c)所示的定位轴由圆柱销承受扭矩，并且便于维修。

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钻模所用定位轴

1—与夹具体联接部分；2—定心部分；3—引导部分；4—夹紧部分；5—排屑槽

定位轴联接部分的设计282024/12/19

定位轴联接部分的设计292024/12/19

3)圆柱心轴

心轴可以做为一个单独的夹具，广泛应用于车、铣、磨床上加工套筒及盘类零件。心轴在定位过程中一般限制工件四个自由度。

圆柱心轴1—引导部分；2—工作部分；3—传动部分302024/12/19312024/12/19间隙配合心轴：公差h6,g6,f7，结构简单，定心精度低；过盈配合心轴：制造简单，定位准确，装卸工件不便，易损坏工件定位孔；花键心轴：用于加工以花键孔定位的工件。可涨心轴：适用于批量不大、定心精度要求高的较小工件。322024/12/19

心轴在机床上的常用安装方式332024/12/194)圆锥销圆锥销一般只能限制工件的三个移动自由度。工件在单个圆锥销上容易倾斜，为此，圆锥销一般与其它定位元件组合适用。

圆锥销定位342024/12/19

圆锥销组合定位352024/12/19362024/12/195)锥度心轴(GB/T12875-1991)

锥度心轴372024/12/19

锥度心轴定位的定心精度较高，可达0.01~0.02mm，但工件的轴向位移较大，适用于工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工，但加工端面较为困难。

锥度心轴具体结构与心轴尺寸设计可参阅机床夹具设计手册。382024/12/193.工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面作为定位基面时，最常用的定位元件有V形块、定位套和半圆套。

1）V形块工件以外圆柱面在V型块上定位的突出优点是对中性好，即工件上定位用的外圆柱面轴线始终处在V型块两斜面的对称面上，且不受定位基准直径误差的影响。392024/12/191.2.3定位元件设计

V形块402024/12/19V形块用于较短的精基准定位，一般限制工件两个自由度。V形块用于较长的未加工过的定位基准，一般限制工件四个自由度。如果定位元件直径于长度较大，则V型块可不用整体钢件、而采用铸铁底座镶淬火钢片。V形块有固定式也有活动式。活动V形块限制工件一个转动自由度，其沿V形块对称面方向的移动可以补偿工件因毛坯尺寸变化而对定位的影响，同时兼有夹紧的作用。412024/12/19异形杠杆简图车床夹具图l—铰链压板；2—V形块；3—夹具体；4—支架；5—螺钉；6—可调V形块；7—螺杆422024/12/19

V形块上两斜面间的夹角

，一般选用60°、90°和120°，以90º应用最广。其中，90ºV形块的典型结构和尺寸均已标准化。设计非标准V形块时，可参考图1.42所示的有关尺寸进行计算。

V形块结构尺寸432024/12/19442024/12/19

活动V形块与固定V形块452024/12/192）定位套用定位套定位时内孔轴线是限位基准,内孔面是限位基面短定位套限制工件2个自由度长定位套限制工件4个自由度定位套结构简单，容易制造，定心精度不高，适用于精定位基面。为了限制工件沿轴向的自由度，常与端面联合定