智能制造現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì) 課件 3. 工件定位；4. 定位元件的選擇；5. 工件定位案例分析

工件的定位WORKREPORTTEMPLATE機(jī)械制造及自動(dòng)化教研室GENERALTEMPLATEFORWORKSUMMARYANDREPORT工件自由度分析完全定位不完全定位欠定位01020304目錄/CONTENTS重復(fù)定位05重復(fù)定位的處理06（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience（a）（b）（c）（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience（e）（f）（g）如果工件安裝時(shí)，存在沒有約束的自由度，會(huì)影響工件相關(guān)尺寸的精度。（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience（1）移動(dòng)自由度對(duì)幾何尺寸的影響（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience（2）轉(zhuǎn)動(dòng)自由度對(duì)幾何尺寸的影響（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience加工面：槽應(yīng)消除的自由度：（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience加工面：鍵槽應(yīng)消除的自由度：（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience加工面應(yīng)消除的自由度通孔盲孔（一）工件自由度分析Summaryofworkexperience加工面應(yīng)消除的自由度通孔盲孔任何條件下對(duì)工件的定位，所消除的自由度數(shù)不得少于三個(gè)，否則工件就得不到穩(wěn)定的位置除了根據(jù)工件的加工要求確定其定位時(shí)所需消除的自由度外，還必須考慮夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的要求，有時(shí)為了便于夾緊或合理安放工件，實(shí)際采用的支承點(diǎn)數(shù)目要多于理論上要求的支承點(diǎn)數(shù)目注意：（二）完全定位Summaryofworkexperience定義：工件在夾具中的六個(gè)自由度全部被約束的定位方式，稱為完全定位。注意：一般情況下，當(dāng)工件的工序內(nèi)容在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向上均有尺寸或幾何精度要求時(shí)，需要在加工工位上對(duì)工件進(jìn)行完全定位。（三）不完全定位Summaryofworkexperience定義：部分自由度被約束的定位方式，稱為不完全定位。其實(shí)，工程實(shí)踐中允許存在不完全定位方式，一方面是因?yàn)槟承┳杂啥炔挥绊懝ぜ庸ぞ?，采用不完全定位方式可?jiǎn)化夾具的定位裝置；另一方面是因?yàn)槟承┳杂啥炔槐阆?，甚至無法消除。（四）欠定位Summaryofworkexperience定義：夾具實(shí)際約束的自由度數(shù)量少于確保工件加工精度需要約束的的自由度數(shù)量，稱為欠定位。在欠定位情況下進(jìn)行加工，必然無法保證工序所規(guī)定的加工要求，欠定位不是一種正常的定位方式，它是一種定位錯(cuò)誤。（五）重復(fù)定位Summaryofworkexperience定義：夾具上多個(gè)定位元件共同約束同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為重復(fù)定位。（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience工件在夾具中定位時(shí)，如果有重復(fù)定位的情況，會(huì)產(chǎn)生下列不良后果：導(dǎo)致同批工件在夾具中的安裝位置不統(tǒng)一，影響工件定位精度，從而降低生產(chǎn)質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。阻礙工件順利安裝到夾具中，阻礙工件與定位元件相配合。工件或定位元件受外力影響后產(chǎn)生變形，導(dǎo)致工件無法夾緊，影響加工質(zhì)量。因此，在確定工件的定位方案時(shí)，應(yīng)盡量避免重復(fù)定位。但在機(jī)械加工中，也有采用重復(fù)定位方式定位的，這就需要根據(jù)具體情況具體分析。（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience1.根據(jù)工件定位基準(zhǔn)面與定位元件接觸的具體情況分析定位基準(zhǔn)面處理方法粗基準(zhǔn)①撤去一個(gè)支承釘，改用三點(diǎn)支承。②將四個(gè)支承釘之一改為高度可調(diào)的支承釘，它不起定位作用，但可以增加工件的安裝剛度及穩(wěn)定性。精基準(zhǔn)利用磨床將四個(gè)定位支承釘磨平，使它們的高度一致。（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience2.根據(jù)重復(fù)定位對(duì)工件安裝所造成的結(jié)果分析內(nèi)孔與端面垂直度處理方法高無需處理低采取避免重復(fù)定位的措施（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience長(zhǎng)心軸與小端面支承凸臺(tái)組合（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience短心軸與大端面支承凸臺(tái)組合（六）重復(fù)定位的處理Summaryofworkexperience長(zhǎng)心軸與浮動(dòng)端面組合感謝您的觀看單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)；根據(jù)需要可酌情增減文字，以便觀者可以準(zhǔn)確理解您所傳達(dá)的信息。單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)；根據(jù)需要可酌情增減文字，以便觀者可以準(zhǔn)確理解您所傳達(dá)的信息。定位元件的選擇1.定位元件選擇要求2.常用定位元件的選擇目錄一、定位元件的基本要求基本要求相關(guān)說明高精度定位元件的精度直接影響工件定位誤差的大小，公差精度定得過低，會(huì)降低定位精度，公差精度定得過高，會(huì)增加制造難度，原則上它的精度等級(jí)應(yīng)高于工件。高耐磨性定位元件經(jīng)常與工件接觸，易磨損，為避免定位元件的磨損導(dǎo)致定位精度降低，定位元件的工作表面要求有一定的耐磨性。為此，定位元件一般用20鋼，工作表面滲碳，滲碳深度為0.8～1.2mm，淬硬至55～60HRC；或用T7A、T8A工具鋼，淬硬至50～55HRC；或用45鋼，淬硬至40～45HRC足夠的剛度和強(qiáng)度避免重力、夾緊力、切削力等導(dǎo)致定位元件變形或損壞。良好的工藝性定位元件要便于制造與裝配，工作表面的形狀要易于清除切屑，防止損傷定位基準(zhǔn)表面。定位元件在夾具體上的布置要適當(dāng)，以保證工件在夾具中定位穩(wěn)定，并且要便于定位元件的更換或修理二、常用定位元件的選擇定位元件的選擇，通常應(yīng)根據(jù)定位基準(zhǔn)的表面形式進(jìn)行圖1定位元件類型1、平面定位基準(zhǔn)面以平面為定位基準(zhǔn)面時(shí)，定位元件的設(shè)計(jì)通常遵循下面幾個(gè)原則：定位元件通常使用支承釘或支承板。對(duì)于基準(zhǔn)面較小、剛度較差的工件，定位元件可使用連續(xù)平面。定位基準(zhǔn)是精基準(zhǔn)，可根據(jù)定位基準(zhǔn)面的形狀誤差大小和加工工藝要求，增大定位面的接觸面積。盡量增大定位元件的布局間距，以減小工件的轉(zhuǎn)角誤差。工件以平面定位時(shí)，所用的定位元件一般稱為支承件。支承件分為基本支承和輔助支承兩類?；局С屑怯米飨ぜ杂啥?、具有獨(dú)立定位作用的支承，包括支承釘、支承板、自位支承、可調(diào)支承四種。a.支承釘支承釘是基本定位元件，分析定位時(shí)，可以將它抽象成定位點(diǎn)，它在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。適用于已加工平面的定位A型B型C型此類結(jié)構(gòu)有利于增大摩擦力，使支承穩(wěn)定可靠，但其處于水平位置時(shí)容易積存切屑，影響定位精度，因而常用于側(cè)面定位適用于工件毛坯表面的定位，由于毛坯表面質(zhì)量不穩(wěn)定，為得到較為穩(wěn)固的點(diǎn)接觸，故采用球面支承。這種支承釘與工件形成點(diǎn)接觸，接觸應(yīng)力較大，容易損壞工件表面，使表面留下淺坑，使用中應(yīng)注意，盡量不用在負(fù)荷較大的場(chǎng)合（1）基本支承—支承釘支承釘（JB/T8029.2—1999）標(biāo)記示例：D=16mm、H=8mm的A型支承釘：支承釘A16×8JB/T8029.2—1999（1）基本支承—支承釘（1）按鈕狀（2）圓錐狀（3）墊狀（1）基本支承—支承板工件上幅面較大、跨度較大的大型精加工平面，常被用作第一定位基準(zhǔn)面，為使工件安裝穩(wěn)固可靠，多選用支承板作為夾具上定位元件的定位表面。適用范圍：A型B型螺釘安裝沉孔處易殘存切屑且不易清理多用于工件的側(cè)面、頂面及不易存屑方向上的定位螺釘沉孔設(shè)置到容屑槽中,使支承板的工作面上難以存留殘屑（1）基本支承—支承釘練習(xí)：題庫(kù)1（1）基本支承—自位支承自位支承是指能夠根據(jù)工件實(shí)際表面情況，自動(dòng)調(diào)整支承方向和接觸部位的浮動(dòng)支承。作用：組成結(jié)構(gòu)：浮動(dòng)球面擺動(dòng)杠桿滑動(dòng)斜面①保證不同接觸條件下的穩(wěn)固接觸，提高工件安裝穩(wěn)定性。②增大支承點(diǎn)的局部剛度。③消除重復(fù)定位所造成的夾緊彈性變形。各類復(fù)雜曲面的點(diǎn)定位。適用范圍：球面副浮動(dòng)支承球面錐座式浮動(dòng)結(jié)構(gòu)擺動(dòng)杠桿式浮動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：接觸應(yīng)力較小，耐磨損，適合于承受大載荷。缺點(diǎn)：浮動(dòng)頭的摩擦較大，擺動(dòng)靈敏度差，內(nèi)外球面副的制造較困難適用范圍：只用于重載荷情況優(yōu)點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)制造工藝簡(jiǎn)單，且對(duì)凸球面的制造精度要求也不高，擺動(dòng)靈敏性好缺點(diǎn)：易于磨損適用范圍：多用于輕載情況下的高精度定位優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便適用范圍：廣泛應(yīng)用于各類浮動(dòng)定位及浮動(dòng)夾緊（1）基本支承—自位支承（1）基本支承—自位支承（1）基本支承—自位支承（1）基本支承—自位支承練習(xí)：題庫(kù)2（1）基本支承—可調(diào)支承定義：可調(diào)支承是指支承高度可以調(diào)節(jié)的定位支承。支承高度的調(diào)節(jié)，意味著支承點(diǎn)即定位點(diǎn)位置的改變。使用范圍：針對(duì)不同批量的工件，其毛坯質(zhì)量差異較大時(shí)，通過可調(diào)節(jié)支承的調(diào)整來統(tǒng)一定位。同類工件不同的規(guī)格，需要夾具改變某一尺寸的定位要求時(shí)，可以通過可調(diào)支承的調(diào)整來滿足新工件的定位要求。（1）基本支承—可調(diào)支承三個(gè)基本功能：支承：是最基本功能。調(diào)整：調(diào)整應(yīng)均勻、精確，通常應(yīng)用等距螺紋結(jié)構(gòu)調(diào)整。鎖定：保證調(diào)整好的定位高度在切削振動(dòng)條件下不發(fā)生改變。（1）基本支承—可調(diào)支承六頭支承調(diào)節(jié)支承圓柱頭調(diào)節(jié)支承頂壓支承適用于工件支承部位空間尺寸較大的情況其螺紋規(guī)格一般在M5~M36范圍內(nèi)適用于工件支承空間比較緊湊的情況其螺紋規(guī)格一般在M5～M36范圍內(nèi)。具有手動(dòng)快速調(diào)節(jié)功能一般用作重載下的支承其螺紋為左旋梯形螺紋，需配用專用左旋螺套及螺母。其螺紋規(guī)格有Tr16、Tr20、Tr24、Tr30、Tr36五種（1）基本支承—可調(diào)支承千斤頂螺栓螺旋式千斤頂千斤頂（1）基本支承—可調(diào)支承遠(yuǎn)距離操作千斤頂（1）基本支承—可調(diào)支承（1）輔助支承輔助支承定義為提高工件的安裝剛性及穩(wěn)定性，防止工件的切削振動(dòng)及變形，或者為工件的預(yù)定位而設(shè)置的非正式定位支承稱為輔助支承。注意：輔助支承不起定位作用，即不消除工件的自由度2、圓孔面定位基準(zhǔn)面套筒類、盤蓋類工件常常將它的孔表面作為主要定位基準(zhǔn)面2、圓孔面定位基準(zhǔn)面夾具上為圓孔所提供的常用定位元件主要有：定位銷定位心軸錐銷各類自動(dòng)定心機(jī)構(gòu)。01020304（1）定位銷當(dāng)箱殼類和蓋板類工件以圓柱孔作為定位表面時(shí)，最常用的夾具定位元件就是各類圓柱形定位銷。定位孔尺寸D>50mm:由工件的定位要求及定位孔的尺寸公差帶確定定位銷的尺寸。定位孔尺寸D<50mm:選用標(biāo)準(zhǔn)件。（1）定位銷靠銷體安裝部分與夾具安裝孔間H7/r6過盈配合，壓入夾具體內(nèi)。a)小定位銷（1）定位銷b)固定式定位銷A型銷為圓柱銷，B型銷為削邊銷。B型削邊銷的削邊結(jié)構(gòu)是為解決銷的重復(fù)定位及干涉面而設(shè)計(jì)。（1）定位銷c)可換定位銷可換定位銷依靠與過渡襯套的H7/h6間隙配合來安裝，并用螺母緊固,襯套外圓與夾具體安裝孔保持H7/n6的過盈配合。（1）定位銷d)定位插銷定位銷的工作部分外徑尺寸公差根據(jù)具體的定位安裝精度要求分別按g5、g6、f6、f7來制造。（2）定位心軸定位心軸常用來對(duì)內(nèi)孔尺寸較大的套筒類、盤類工件進(jìn)行定位。應(yīng)用較為廣泛的典型結(jié)構(gòu)有：間隙配合心軸過盈配合心軸錐度心軸（2）定位心軸a)間隙配合心軸軸向尺寸較長(zhǎng)的心軸以外圓柱面為工件的內(nèi)孔提供定位安裝的位置依據(jù)。心軸與工件內(nèi)孔一般按h6、g6、f7來制造。由于工件與心軸間配合間隙的存在，所以定心精度較差（2）定位心軸b)過盈配合心軸心軸工作部分直徑一般按r6來控制最大過盈量。定心精度高是其最大特點(diǎn)，但工件裝卸不便，操作不當(dāng)易損傷工件內(nèi)孔。另外，切削力也不宜過大，且對(duì)定位孔的尺寸精度要求較高（2）定位心軸c)錐度心軸作為一種標(biāo)準(zhǔn)心軸，在高精度定位中應(yīng)用廣泛，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為JB/T10116—1999。但當(dāng)整批工件內(nèi)孔尺寸公差較大時(shí)，會(huì)造成不同工件在心軸上楔緊后的軸向安裝位置有較大的差異各類心軸與工件接觸的軸向尺寸較長(zhǎng)，一般理解為長(zhǎng)銷定位，可消除工件四個(gè)自由度。（2）定位心軸c)錐度心軸（2）定位心軸ABC練習(xí)：題庫(kù)3（3）錐銷01作為工件的圓柱孔、圓錐孔的定位依據(jù)。02錐銷有頂尖和圓錐銷兩類。（3）錐銷01作為工件的圓柱孔、圓錐孔的定位依據(jù)。02錐銷有頂尖和圓錐銷兩類。思考：能消除幾個(gè)自由度？（4）自動(dòng)定心夾緊心軸在機(jī)床夾具中，廣泛地應(yīng)用著各種類型的自動(dòng)定心夾緊結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)在對(duì)工件夾緊的過程中，對(duì)工件的內(nèi)、外圓表面進(jìn)行自動(dòng)定心定位，如車、磨夾具中廣泛應(yīng)用的各類彈性?shī)A頭就是典型實(shí)例。思考題：該機(jī)構(gòu)消除了幾個(gè)自由度？3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面當(dāng)以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)面時(shí)，V形塊以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位穩(wěn)定、可靠，對(duì)中性好，而獲得廣泛應(yīng)用。在有嚴(yán)格對(duì)稱加工要求的銑、鉆工序中，廣泛應(yīng)用各種V形塊來作為定位元件。V形塊思考題：該機(jī)構(gòu)消除了幾個(gè)自由度？特點(diǎn)：3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面V形塊常用V形塊兩工作斜面間的夾角一般分為60°、90°、120°三種，其中90°角的V形塊應(yīng)用最多，其結(jié)構(gòu)及規(guī)格尺均已標(biāo)準(zhǔn)化3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面V形塊標(biāo)準(zhǔn)V形塊的規(guī)格以V形槽開口寬度N來劃分，如圖2—25所示。同一尺寸N的Ⅴ形塊，可適用于不同軸徑D的工件，如槽寬N為24mm的V形塊，可適合于直徑為20～25mm的工件。但由于工件直徑不同，其工件中心高（或稱工件的軸線高度）T值也不同，具體的T值計(jì)算公式為：T=H＋0.707D-0.5N。3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面V形塊3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面V形塊技術(shù)條件：1材料：20鋼按GB/T699的規(guī)定。2熱處理：滲碳深度0.8~1.2mm，58~64HRC。3其他技術(shù)條件按JB/T8044的規(guī)定。標(biāo)記示例：N=24mm的V形塊：V形塊24JB/T8018.1—19993、外圓柱面定位基準(zhǔn)面鋼件大理石3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面磁吸式3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面間斷式結(jié)構(gòu)，用于基準(zhǔn)面較長(zhǎng)且經(jīng)過加工的定位基準(zhǔn)面，可消除4個(gè)自由度3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面可移組合式Ⅴ形塊，適用于基準(zhǔn)面較長(zhǎng)或兩端基準(zhǔn)面相隔較遠(yuǎn)時(shí)3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面為工件定位基準(zhǔn)面直徑較大而制作的大型鑲裝淬硬鋼片的V形塊3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面以粗基準(zhǔn)定位或階梯形圓柱面定位用的刀形V形塊3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面當(dāng)工件以局部曲面參與定位時(shí)，V形塊往往成為首選定位元件。另外，V形塊也可以做成活動(dòng)定位結(jié)構(gòu)，如圖2—24所示，左邊為固定Ⅴ形塊，對(duì)工件提供兩點(diǎn)約束。右邊為活動(dòng)Ⅴ形塊，它除可提供一個(gè)定位點(diǎn)，起到防轉(zhuǎn)作用外，還兼作夾緊元件，具有定心夾緊功能。3、外圓柱面定位基準(zhǔn)面練習(xí)：題庫(kù)4工件定位案例分析WORKREPORTTEMPLATE機(jī)械制造及自動(dòng)化教研室GENERALTEMPLATEFORWORKSUMMARYANDREPORT工件自由度分析完全定位不完全定位欠定位01020304目錄/CONTENTS重復(fù)定位05重復(fù)定位的處理06（一）工件加工信息分析(案例1)Summaryofworkexperience加工位置：兩個(gè)圓孔、兩個(gè)腰形孔加工設(shè)備：銑床毛坯情況：底面、四個(gè)側(cè)面均已加工到位（二）夾具設(shè)計(jì)（案例1）Summaryof