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教学组织设计学习领域（课程）数控机床夹具设计学习情境（章节）项目二：工件的定位任务单元任务1-6定位基准、元件选用、误差分析学时8序号2授课班级数控1101日 期任课教师张洪强学习目标专业能力目标：1掌握典型的定位方式2理解定位误差的概念，熟练掌握其计算方法。方法能力目标：1）具有较好的学习新知识与技能的能力。2）理解能力与表达能力。3）具有查找资料、文献获取信息的能力。4）具有合理制定工作计划的能力。 社会能力目标：1）具有较强的自我控制能力和团队协作能力。2）有较强的责任感和认真的工作态度。3）服从安排、遵守纪律，初步具备环保意识。 教学方法及组织形式教师在实验室现场讲授，学生讨论，教师提问，制定工作计划，实施工作任务。重点、难点重点和难点 定位误差的分析和计算教学过程一、平面定位对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准。平面定位方式所需的定位元件及定位装置均已标准化。（1）钉支撑和板支撑钉支撑和板支撑也称为固定支撑。（2）可调支撑和固定支撑可调支撑与固定支撑的区别是，它的顶端有一个调整范围，调整好后用螺母锁紧。当工件的定位基面形状复杂，各批毛坯尺寸、形状变化较大时，多采用这类支撑。可调支撑一般只对一批毛坯调整一次。（3）辅助支撑辅助支撑的主要作用是增加工件的刚度，减小切削变形。辅助支撑有些结构与可调支撑很相近，应分清它们的区别。从功能上讲，可调支撑起定位作用，而辅助支撑不起定位作用。从操作上讲，可调支撑是先调整，然后定位，最后夹紧工件；辅助支撑则是先定位，然后夹紧工件，最后调整辅助支撑。二孔定位当工件上的孔为定位基准时，就采用孔定位方式，其基本特点是定位孔和定位元件之间处于配合状态。常用定位元件是各种心轴和定位销。（1）心轴定位定位心轴广泛用于车床、磨床、齿轮机床等机床上。常见的心轴有以下几种：锥度心轴刚性心轴。（2）定位销标准化的圆柱定位销，上端部有较长的倒角，便于工件装卸，直径d与定位孔配合，是按基孔制g5或g6、f6或f7制造的，其尾柄部分一般与夹具体孔过盈配合。长圆柱定位销可限制四个自由度，短圆柱定位销只能限制端面上二个自由度。有时为了避免过定位，可将圆柱销在过定位方向上削扁成所谓的菱形销。有时，工件还需限制轴向自由度，可采用圆锥销。三外圆定位工件以外圆柱表面定位有两种形式，一种是定心定位，另一种是支撑定位。定心定位。与工件以圆柱孔定心类似，用各种卡头或弹簧筒夹代替心轴或柱销，定位和夹紧工件的外圆。有时也可以采用套筒和锥套来定位。V形块定位。工件外圆以V形块定位是最常见的定位方式之一，两斜面夹角有60、90、120等，90V形块使用最广泛，其定位精度和定位稳定性介于60、120的V形块之间，精度比60的V形块高，稳定性比120的V形块高，使用V形块定位的优点是对中性好，可用于非完整外圆柱表面定位。V形块有长短之分，长V形块限制四个自由度，其宽度B与圆柱直径D之比D/B1，短V形块只能限制二个自由度，其宽度有时仅2mm。它们均已标准化，可以选用，特殊场合也可自行设计。四定位表面的组合在实际生产中，经常遇到的不是单一表面的定位组合，而是几个定位表面的组合，常见的有平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱组合、平面与其他表面组合、锥面与锥面的组合等。在多个表面参与定位的情况下，按其限制自由度数的多少来区分，限制自由度数最多的定位面称为第一定位基准面或主基准面；次之称第二定位基准面或导向基准，限制一个自由度的称为第三定位基准或定程基准。在箱体类零件，如车床床头箱加工中，往往将上顶面和其上的两个工艺孔作为定位基准，通称为一面两销定位。顶平面限制了三个自由度，一个销是圆柱销，限制二个自由度，另一个销是菱形销（或削边销），限制一个自由度，实现了完全定位。五定位误差的概念工件的加工误差是指工件加工后在尺寸、形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：工件在夹具中的定位、夹紧误差。夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形，切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。可见定位误差只是工件加工误差的一部分。设计夹具定位方案时要充分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内，一般定位误差应控制在工件允差的1/31/5之内。六产生定位误差的原因（1）基准不重合带来的定位误差夹具的定位基准与工件的设计基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上，所产生的定位误差称为基准转换误差。举例计算讲解（2）间隙引起的定位误差在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。举例计算讲解（3）与夹具有关的因素产生的定位误差这类因素基本上属于夹具设计与制造中的误差，包括以下几个方面：定位基准面与定位元件表面的形状误差。导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。夹紧力使工件或夹具产生变形，产生位置误差。定位元件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。在成批生产中使用调整法加工时，一般按照上述定位误差分析计算方法进行。对于具体夹具的定位误差需要具体分析，要找出各个产生定位误差的环节及大小，然后按照极值法或概率法求出总的定位误差。概率法的思想是，确定各环节产生的定位误差d1，d2，d3，它们不一定全为极大值相加或极小值相加。它们可能互补，因此概率法计算总的定位误差为：如果采用试切法加工，一般不作定位误差的分析算。总结回顾教学组织设计学习领域（课程）数控机床夹具设计学习情境（章节）项目二：工件的定位任务单元定位误差分析习题课学时4序号2授课班级数控1101日 期任课教师张洪强学习目标专业能力目标：1.熟练掌握典型的定位误差计算方法2.理解并熟练掌握工件的定位原理方法能力目标：1）具有较好的学习新知识与技能的能力。2）理解能力与表达能力。3）具有查找资料、文献获取信息的能力。4）具有合理制定工作计划的能力。 社会能力目标：1）具有较强的自我控制能力和团队协作能力。2）有较强的责任感和认真的工作态度。3）服从安排、遵守纪律，初步具备环保意识。 教学方法及组织形式教师在实验室现场讲授，学生讨论，教师提问，制定工作计划，实施工作任务。重点、难点重点：定位误差的分析和计算教学过程习题1：图所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸。已知：若不计内孔与外圆同轴度误差的影响试求此工序的定位误差。习题2：按图所示方式定位加工孔，要求孔对外圆的同轴度公差为0.03mm。已知：试分析计算此定位方案的定位误差。习题3：如图所示在套筒上铣削一平面，要求保证尺寸，采用（a）、（b）两种定位方案，试分析两种情况下的定位误差。习题4：某批环形零件在铣床上采用调整法铣削一缺口，其尺寸见下面零件图，要求保证尺寸43-0.1。现采用900的V形块和支承板两种定位方案，试分别求它们的定位误差，并判断能否满足加工要求。习题5：所示齿轮坯，内孔和外圆已加工合格，现在插床上用调整法加工内键槽，要求保证尺寸。试分析采用图示定位方法能否满足加工要求（要求定位误差不大于工件尺寸公差的1/3）？若