定位元件及选用.ppt

定位元件及选用 上次课的主要内容1 定位的概念2 定位和夹紧的关系3 六点定位法则4 限制工件自由度与工件加工要求的关系 理论应限自由度分析 本次课程的重点1 工件以平面定位2 工件以外圆柱面定位3 工件以圆柱孔定位4 工件以圆锥孔定位 工件在夹具中定位时 一般不允许将工件直接放在夹具体上 而应放在定位元件上 因而对定位元件提出下列要求 1 足够的精度 定位元件的精度直接影响工件定位误差的大小 可根据分析计算 参考工厂现有资料或生产经验确定其制造精度 精度过低 保证不了工件的加工要求 过高会使制造困难 2 高的耐磨性 工件的装卸会磨损定位元件表面 导致定位精度下降 为了延长定位元件的更换周期 提高夹具的使用寿命 定位元件应有高的耐磨性 定位元件及选用 3 足够的刚度和强度 定位元件不仅限制工件的自由度 还要支承工件 承受夹紧力和切削力 因此 应有足够的强度和刚度 以免使用中变形或损坏 4 良好的工艺性 定位元件的结构应力求简单 便于加工 装配和更换 5 便于清除切屑 定位元件工作表面的形状应有利于清理切屑 否则会因切屑而影响定位精度 而且切屑还会损伤定位基准表面 定位元件及选用 一 工件以平面定位在机械加工过程中 有许多工件是以平面作为定位基准在夹具中定位的 例如箱体 机座 支架 圆盘 板状等类工件 在加工其平面和孔时 一般都要用平面作为定位基准 根据是否起限制自由度作用 用平面定位的定位元件有基本支承和辅助支承两种 定位元件及选用 1 固定支承当支承的高度不需要调整时 采用固定支承 各种支承钉 支承板均属于固定支承 1 支承钉 上图中 a 平头 较小精基准平面定位用b 圆头 水平面粗基准定位用 c 锯齿头 侧平面粗基准定位用 定位元件及选用 2 支承板以面积较大 平面精度较高的基准平面定位时 选用支承板定位元件 图3 18支承板a 不带斜槽的支承板b 带斜槽的支承板 a 侧平面精基准定位用 b 水平面精基准定位用 定位元件及选用 以粗基面定位的工件 且不同批的毛胚尺寸相差较大的情况下 支承的高度需要调整 可按定位面质量和面积大小分别选用如图3 19所示的可调支承作定位元件 图3 19可调支承a 圆头可调支承b 锥顶可调支承c 网状平头可调支承1 调整螺钉2 紧固螺母 2 可调支承 如下2 10b 图夹具加工a 图工件 因L不同 定位右侧支承用可调支承 问题方可解决 定位元件及选用 3 浮动支承以毛坯面 阶梯平面和环形平面作基准平面定位时 既要保证定位副接触良好 多点接触或大面积接触 又要避免过定位时 选用浮动支承 又称自位支承 作定位元件 定位元件及选用 a为杠杆两点式 适用于断续表面 b为滑柱两点式 适用于阶梯表面 c为球面三点式 当定位基面在两个方向上均不平或倾斜时 能实现三点接触 d为滑柱三点式 在定位基面不直或倾斜时 仍能实现三点接触 定位元件及选用 4 辅助支承当工件刚度较差而加工时受力又较大 定位基准面需要提高定位刚度 稳定性和可靠性时 仅靠基本支承往往是不够的 这时就要采用辅助支承 以提高工件的刚度和夹具工作的稳定性 图3 21辅助支承提高工件的刚度和稳定性1 工件2 短定位销3 支承板4 辅助支承 定位元件及选用 图为起预定位作用 定位元件及选用 图为辅助支承应用实例1 工件2 辅助支承3 铣刀 定位元件及选用 需注意 辅助支承没有定位作用 不限制工件的自由度 否则将破坏由基本支承所确定的工件的正确位置 每次加工均需重新调整支承点高度 支承位置应选在有利于工件承受夹紧力和切削力的地方 定位元件及选用 二 工件以外圆柱面定位1 V形块定位 1 V形块的结构 定位元件及选用 V形块的结构形式如图 a 较长精基准 b 较长粗基准 c 阶梯轴定位用 d 较长 较重工件 定位元件及选用 由于V形块的两半角对称布置 所以工件以外圆柱面在V形块上定位时突出的优点是对中性好 即工件上定位用的外圆柱面轴线始终处在V形块两斜面的对称面上 且水平方向不受定位基准直径误差的影响 定位精度较高 定位元件及选用 图4 12V形块的结构尺寸 定位元件及选用 V形块的结构尺寸如图4 12所示 其中关键尺寸有下面几个 D V形块标准心轴直径 工件定位用的外圆直径 H V形块的高度 V形块两工作平面间夹角 有60 90 120 等三种 以90 的应用最广 N V形块开口尺寸 供划线和粗加工用 T V形块的标准定位高度 即标准心轴中心高 V形块工作图上必须标注此尺寸 用其检验V形块的制造精度 V形块已标准化 一般D值确定后 可从 机床夹具设计手册 中查到H N值 也可按结构需要由下式计算确定 尺寸N 当 90 时 N 1 41D 2a 当 120 时 N 2D 3 46a 其中 a 0 14 0 16 D 尺寸H 用于大直径定位时 取H 0 5D 用于小直径定位时 取H 1 2D N H值确定后 T的计算如下 当 90 时 T H 0 707D 0 5N 当 120 时 T H 0 578D 0 289N 定位元件及选用 2 V形块的应用 定位元件及选用 2 V形块的应用 定位元件及选用 2 半圆套定位 a b 图3 27半圆套定位座a 可卸式b 铰链式 这种定位方式类似于V形块 也类似于轴承 常用于大型轴类零件的精基准定位 其稳固性比V形块更好 定位精度取决于定位基面的精度 通常要求工件轴颈精度IT7 IT8 表面粗糙度值Ra0 8 0 4 m 定位元件及选用 3 定位套定位 定位元件及选用 定位套 定位元件及选用 工件定位的外圆的直径较小时 可用定位套作定位元件 如图所示 套在夹具体上的安装可用螺钉紧固 如图 a 所示 或用过盈配合 如图 b 所示 套的内孔轴线应与工件轴线重合 故只用于精基准定位 且要求工件定位外圆不低于IT8 IT7 为了限制工件的自由度 常与端面联合定位 这样就要求定位套的端面与其孔轴线具有较高的垂直度 三 工件以圆柱孔定位1 定位销 1 固定式定位销 图3 29圆柱固定式定位销a 圆柱形定位销b 菱形定位销 定位元件及选用 a b c 图3 30圆锥定位销a 圆孔端边缘形状精度较底时定位b 圆孔端边缘形状精度较高时定位c 平面和圆孔端边缘同时定位 定位元件及选用 2 可换式定位销 定位元件及选用 可换式定位销 3 定位插销 定位插销常用于不便于装卸的部位和工件以被加工孔作为定位基准 自为基准 的定位中 定位元件及选用 定位元件及选用 应用实例 定位元件及选用 大端面限制 Z方向的移动自由度X Y的转动自由度 短销限制 X Y方向的移动自由度 防转菱形销限制 Z方向转动自由度 2 定位心轴 1 圆柱心轴 图3 33圆柱心轴a 间隙配合心轴b 过盈配合心轴c 花键心轴 定位元件及选用 2 圆锥心轴 小锥度心轴 锥度心轴 为防止工件在心轴上倾斜 一般锥度很小 K 1 1000 1 5000 工作时心轴可胀紧在工件孔内 且不需要夹紧 因此定心精度较高 但传递的力矩不大 常用于外圆面的精车或磨削加工 定位元件及选用 四 工件以圆锥孔定位 1 锥形定位心轴 图3 35圆锥心轴a 锥度心轴b 带推出螺母的锥度心轴 定位元件及选用 2 顶尖定位 图3 36中心孔定位a 固定顶尖定位b 轴向浮动