机械加工-C3.9定位副的构建

一、定位元件的选择与设计

1、定位元件设计依据：工件的加工要求工件定位基准面的形状、尺寸、精度等2、定位元件设计遵循的原则：利用六点定位原则正确选择定位方法3、定位元件设计的主要内容：定位元件的结构、形状、尺寸布置形式材料选择一、定位元件的选择与设计

4.对定位元件的基本要求足够的精度足够的强度和刚度较高的耐磨性良好的工艺性二、定位基准的选择1、基准重合原则：即定位基准与工序基准重合2、定位基准选择顺序先选定位精基准，后选定位粗基准3、定位基准使用顺序先使用定位粗基准后使用定位精基准定位副的定位基准面分类常见的工件定位副定位基准以平面作为定位基准面以内孔作为定位基准面以外圆作为定位基准面以“一面两孔”作为定位基准面二、定位基准的选择

（1）工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位，工件的定位基准面与定位元件表面相接触而实现定位。常见的支承元件有下列几种：固定支承可调支承（JB/T8026.1～4-1999）浮动支承（自位支承）辅助支承支承钉（JB/T8029.2-1999）支承板（JB/T8029.1-1999）三、定位副设计以平面作为定位基准面定位元件支撑钉平头支撑钉球头支撑钉齿纹支撑钉支撑板A型支撑板B型支撑板可调支撑自位支撑（浮动支撑）三、定位副设计

A型B型C型图4-13支承钉（JB/T8029.2-1999）规格：D=5、6、8、12、16、20、25、30、40材料：T8，HRC55-60与夹具体的连接：d(H7/r6、H7/n6)

A型（平头）较小精基准平面定位用，注意几块保证等高。B型（球头）与工件定位面接触良好（水平面粗基准定位用）C型（齿纹）与工件接触防滑

（侧平面粗基准定位用）表面磨损后更换不便三、定位副设计

A型B型图4-14支承板（JB/T8029.1-1999）A型：光面板——垂直布置B型：斜槽板——水平布置，

凹槽防切屑规格：厚度H=6、8、10、12、16、20、25材料：T8，HRC55-60与夹具体连接：螺钉紧固多块运用时，注意几块保证等高。

三、定位副设计

图4-15可调支承(a)、(d)圆柱头支承（b）六角头支承(c)活动块支承1-可调支承钉2-锁紧螺母可调支承钉材料：45#钢材（头部HRC40-50）特点：保证工件加工余量足够、均匀用途：毛坯精度不高，而又以粗基准定位时；

成组可调夹具中用。

三、定位副设计

(a)(b)(c)图4-16浮动支承(a)摆杆式浮动支承（b）移动式浮动支承(c)球形浮动支承浮动支承——只限制一个自由度。用途：大型零件（机体、箱体）或刚度

较低的薄板状零件作用：减小工件变形和振动，提高工件

的稳定性，又不发生过定位。

三、定位副设计

图4-17常见辅助支承结构(a)、(b)螺旋式辅助支承(c)自位式辅助支承(d)推引式辅助支承1-螺母2-支承钉3-止动销4-套筒5-弹簧6-支承销7-斜面顶销8-锁紧螺钉9、13-回转手柄10-推杆11-支承滑柱12-半圆键14-钢球三、定位副设计

图4-18辅助支承应用示例三、定位副设计

（2）工件以圆孔定位

工件以圆孔定位是一种中心定位，定位基准面为圆柱孔，定位基准为孔的中心线，通常要求内孔基准面有较高的精度。常用的定位元件：定位销定位心轴圆锥销（图4-25、4-26）固定式（图4-19a、b、c）可换式（图4-19d）菱形销（图4-20）定位插销（图4-21）间隙配合心轴（图4-22a）过盈配合心轴（图4-22b）花键心轴（图4-22c）锥度心轴（JB/T10116-1999，图4-22d）专用定位心轴（图4-23、4-24）三、定位副设计以内孔作为定位基准面定位元件定位销短/长定位销台阶定位销圆锥销定位芯轴间隙配合芯轴过盈配合芯轴花键芯轴三、定位副设计

(a)D>3-10(b)D>10-18(c)D>18(d)图4-19定位销（JB/T8014.2-1999）图4-20菱形销三、定位副设计

图4-21定位插销（JB/T8015-1999）三、定位副设计

图4-22常见定位心轴三、定位副设计

图4-23钻模专用定位心轴1-与夹具体的连接部分2-定位部分3-引导部分4-夹紧机构5-排屑槽6-台阶定位面(a)骑缝螺钉紧固(b)六角螺钉紧固(c)圆柱销与螺母组合图4-24专用定位心轴与夹具体连接示例三、定位副设计

图4-25圆锥销图4-26圆锥销的应用三、定位副设计

（3）圆柱面定位

以圆柱面定位的工件有轴类、套类、盘类、连杆类及小壳体类等。常用的定位元件：V形块（JB/T8018.1-1999）定位套（图4-30）半圆套（图4-31）圆锥套固定式（图4-27）活动式（图4-28）三、定位副设计以外圆作为定位基准面定位元件V型架短V型架长V型架定位套定位套+支撑板半圆套圆锥套三、定位副设计

图4-27常用固定式V形块(a)(b)(c)图4-28活动V形块应用示例三、定位副设计

图4-29V形块结构尺寸（JB/T8018.1-1999）α=600、900、1200三、定位副设计

图4-30常用的定位套（a）以端面为主要定位基面（b）以圆柱孔为主要定位基面（c）以圆柱面端部为主要定位基面图4-31半圆套定位装置三、定位副设计

（4）工件以组合表面定位实际生产中机器零件的结构形状复杂，仅以单一定位表面进行定位不能满足加工要求，工件上常采用几个定位表面相组合的方式进行定位，即组合定位。

常见的组合定位方法：两顶尖孔一端面一孔一端面一外圆一面两孔三、定位副设计以“一面两孔”作为定位基准面定位元件圆柱销菱形销支撑板三、定位副设计工件组合定位的方法1.工件以两个及以上定位基准的定位就是组合定位。2.组合定位注意的问题(组合定位中各定位元件限制自由度分析判断准则)：1).合理选择定位元件，达到完全定位或不完全定位。但不能发生欠定位或过定位。2).按基准重合原则选择定位基准。工件的组合定位注意的问题三、定位副设计3).组合定位时，定位元件与定位元件单个定位时，限制转动自由度的作用在组合定位中不变；4).组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度，相互间若无重复，则在组合定位中该元件限制该移动自由度的作用不变；若有重复，其限制自由度的作用要重新分析判断，方法如下:①.在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定位的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假设；三、定位副设计②.首参定位元件限制移动自由度的作用不变；③.让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制移动自由度的方向上移动，引起工件的动向就是次参定位元件限制的自由度。结论：构建定位副的过程就是做定位方案。确定定位方案时，注意定位元件限制的自由度，是否满足加工精度要求。三、定位副设计

工件以“一面两孔”定位的定位元件选择与设计1）定位元件的选择（图4-32）图4-32一面两孔定位定位基准面定位元件限制的自由度平面支承板孔Ⅰ定位销Ⅰ孔Ⅱ定位销Ⅱ

如图所示工件是否能顺利装入定位销？四、定位副设计例

由于两孔、两销直径和中心距都存在制造误差，为了工件能顺利装卸，定位元件的设计可采取两种方案。第一种方案：缩小第二定位销直径缺点：增大了工件的转动误差用处：加工要求不高的场合直径缩小后的第二销与第二孔之间的最小间隙值为：图4-33两圆柱销限位时工件顺利装卸的条件四、定位副设计例

图4-34菱形销的宽度第二种方