《机械制造工艺》课件-工件在夹具上的定位

DINGWEIWUCHA工件在夹具上的定位

工件定位基本原理为了保证工件的加工精度，工件需在夹具中定位，保证足够的定位精度。如果说某物体在某一方向上的自由度被限制了，就是说该物体在该方向上有了一个确定的位置；当物体的六个自由度完全被限制后，则该物体在直角坐标系中的位置就被完全确定了。六点定位原理分别用X、Y、Z、X、Y、Z表示。工件的定位就是采取一定的约束措施来限制自由度，一个自由度只需要一个约束点来限制。采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现完全定位，称之为六点定位原理。六点定位原则“点”的含义：对自由度的限制，与实际接触点不同。六点定位原理当工件的形状及工件的定位基准不同时，定位点的分布应根据具体情况采取相应的改变。但是，不论定位点的定位形式如何改变，六点定位原理是不能改变的，即六个定位支承点必须消除工件的六个自由度。如右图所示为盘状工件的六点定位情况。盘类零件的六点定位六点定位定位方式定位元件定位方式及定位元件平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。01工件以平面定位定位方式及定位元件一个定位元件可以体现一个或多个支承点，要根据定位元件的工作方式及其与工件接触范围的大小而定。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制两个自由度，不在同一条直线上的三个支承钉限制三个自由度。01工件以平面定位支承钉定位方式及定位元件球头支承钉（B)用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（C)用于在工件中以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。平头支承钉(A)用于支承精基准面。01工件以平面定位支承钉支承钉定位方式及定位元件支承板一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个或多个支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。01工件以平面定位定位方式及定位元件支承板A型-平面型支承板，结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适用于侧面和顶面定位；B型带槽型支承板，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适用于底面定位。01工件以平面定位支承板定位方式及定位元件可调支承在夹具体上，支承点的高低可以调节的定位元件称为可调支承。圆顶可调支承尖顶可调支承网纹顶可调支承圆顶横向可调支承定位方式及定位元件01工件以平面定位自位支承能够随工件定位基准位置的变而自动调整支承点的位置的定位元件称为自位支承。使用自位支承目的是为了增加与工件的接触点，减小工件的变形或减少接触应力。定位方式及定位元件自位支承因自位支承是活动的或者浮动的，其本质只起一个支承点的作用。定位方式及定位元件01工件以平面定位辅助支承在工件完成定位后才参与支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工过程中加强被加工部位的刚度。定位方式及定位元件a)调整时支承钉要转动，会破坏工件表面，也会破坏工件定位；（不带止动销）b)受止动销的限制只做直线运动；c)支承销受弹簧力的推力与工件接触，手柄和锁紧螺钉斜面顶销将支撑销锁紧。辅助支承1－支承；2－螺母；3－弹簧；4－手柄辅助支承定位方式及定位元件02工件以圆孔定位工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴线）。常用的定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（又有过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等）、弹性心轴之分。定位方式及定位元件02工件以圆孔定位定位方式及定位元件03工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位有两种形式：定心定位和支承定位。定心定位与工件以圆孔定位情况相仿。工件以外圆柱面支承定位元件常采用V形块——短V形块限制两个自由度，长V形块（或两个短V形块组合）限制4个自由度。短定位套长定位套锥套定位方式及定位元件03工件以外圆柱面定位只限制了两个沿径向YZ方向移动的自由度。沿轴向移动和绕轴心转动的自由度没有被限制定位方式及定位元件04定位表面的组合如图所示工件在两顶尖上的定位，应首先确定前顶尖限制的自由度，它们是X向、Y向、Z向。然后再分析后顶尖限制的自由度。此时，应与前顶尖一起综合考虑，可以确定其限制的自由度是X转动、Y转动。工件定位时的几种情况完全定位不完全定位工件定位时的几种情况01完全定位与不完全定位工件的六个自由度均被限制，称为完全定位。工件六个自由度中有一个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。工件定位时的几种情况02不完全定位主要有两种情况①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动、圆柱体绕自身轴线的转动等。②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制三个自由度就够了工件定位时的几种情况工件应限制的自由度？a)铣削长方体工件上平面工序，要求保证Z方向上的高度尺寸及上平面到底面的平行度，只需X转，Y转，Z平移三个自由度。b)铣削一个通槽，需限制除X平移方向的其他5个自由度。c)在长方体工件上铣削一个键槽，需限制6个自由度，即完全定位。工件定位时的几种情况工件应限制的自由度？d)在球体上钻一通孔，需要限制X和y方向的移动2个自由度。e)为圆柱体的工件，在圆柱体上铣通槽，无需限制x方向的平移和转动，其余4个自由度均需限制。f)为圆柱体的工件，在圆柱体上铣通槽，所铣槽需要与下端槽对中，需限制除x方向的平移外的其余5个自由度。欠定位与过定位01过定位工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点限制。欠定位与过定位01过定位过定位是否允许，要视具体情况而定。①如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的，有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。②反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等。欠定位与过定位02欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。工件的欠定位过定位示例（1）假如工件定位平面较大且加工得又很平，而4个支承钉工作表面又准确地位于同一平面内（装在夹具上一次磨出），这时就不会因过定位造成不良后果，反而能增加定位的稳定性，提高支承刚度。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确、定位不稳定或发生定位干涉等情况。平面定位的过定位过定位示例（2）两圆柱销重复限制了Y方向的移动这个自由度。定位干涉