机床夹具项目一 2工件的定位方法及其定位元件

工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确 选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。 工件定位时，工件定位基面和夹具的定位元件 接触形成定位副，以实现工件的六点定位。
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一.对定位元件的基本要求
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高的精度。 定位元件的精度直接影响工件定位误差的大小。 一般来说，定位元件的制造公差应比工件上相应尺 寸的公差小，否则会降低定位精度，但也要注意不 能定的太严格，否则会给加工带来困难。
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（1）工件以平面定位

面积较小的基准平面选用支承钉 面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板 毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位 支承

毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别 选用可调支承 当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可 选用辅助支承
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3）自位支的支承称 为自位支承，或称浮动支承。
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这类支承的工作特点是：支承点的位置能随着工件定 位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一 点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点 数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，虽然自位 支承与工件有两三个接触点，但只起到一个支承点的 作用，相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自 由度。
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1）固定支承
图 支承板
②支承板—面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用
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例:
钻套
支承板
支承板
支承钉
支承钉
支承钉
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2）可调支承—毛坯面作基准平面，调节时可 按定位面质量和面积大小分别选用
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在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件 时，可用可调支承，如图 所示，在轴上钻径向 孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调 整支承钉的伸出长度，便可进行加工。
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如图 所示，工件以内孔及端面定位钻右端小 孔。若右端不设支承，工件装夹后，右臂为一 悬臂，刚性差。若在 A 点设置固定支承则属 过定位，有可能破坏左端定位。在这种情况下， 宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支 承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把 辅助支承固定下来，以承受切削力。
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图3－17 圆锥销
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②心轴:主要用于套筒类和空心盘类工件的 车、铣、磨及齿轮加工
定位心轴
锥度心轴 圆柱心轴
过盈配合心轴 间隙配合心轴
定位心轴
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1) 圆柱心轴
间隙配合心轴 装卸方便，定心精度低
过盈配合心轴 定心精度高 能够自锁 用于精加工
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2）小锥度心轴
用于短小工件高精度定心的精车或磨削工序中
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6）、半圆孔 （1）短半圆孔与圆柱面接触， 限制两个平移自由度（x、z） （2）长半圆孔与圆柱面接触， 限制2个平移2个旋转共四个自由度（x、z、x、 z）
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图
半圆套定位装
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（3）用于孔定位的定位元件 包括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销）， 圆柱心轴和小锥度心轴。
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①工件上定位内孔较小时，常选定位销
定位销
圆柱销 圆锥销
z
长定位销 短定位销
z
0 x
y x
0
y
x y x y
x y
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1)圆柱销
图3-116 定位销
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2) 圆锥销
用于粗基准
用于精基准
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二.常用定位元件所能约束的自由度
常用定位元件按工件典型定位基准面分类
（1）用于平面定位的定位元件
（2）用于外圆柱面定位的定位元件
（3）用于孔定位的定位元件
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（1）用于平面定位的定位元件
固定支承（钉支承和板支承）
自位支承
可调支承
辅助支承
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1）固定支承
图 支承钉
①支承钉—面积较小的基准平面选用 当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉图 ； 齿纹头支承钉，用在工件侧面，以增大磨擦系数，防止工件滑动； 当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉或支承板。
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4）、锥销 （1）固定锥销1与圆孔端面圆周接触， 限制平移三个自由度（x、y、z） （2）活动锥销2与圆孔端圆周接触， 限制旋转两个自由度（x、y）
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5）、V形块 （1）短V形架与圆柱面接触， 限制两个平移自由度（x、z） （2）长V形架与圆柱面接触， 限制2个平移2个旋转共四个自由度（x、z、x、 z）

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（2）用于外圆柱面定位的定位元件
包括V形架，定位套和半圆套等。

工件类型有轴、套、盘、连杆。常用定位元件 有V形块、定位套、半圆套等。
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①V形块
分固定和活动式两种
不论定位基准是否经过加工、是完整的圆柱面还 是圆弧面，都可以采用V形块定位。 其优点是对中性好，即能使工件的定位基准轴线 的对中在 V 形块两斜面的对称面上，而不受 定位基面直径误差的影响，并且安装方便。
较短的 精定位 用于粗基准 阶梯轴定位 长的精基准 用于重型工件
V形块的结构
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② 定位套
定位套结构简单、容易制造，但定 心精度不高，故只适用于精定位基面。
长定位套
短定位套
特殊定位套
图 常用定位套
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③半圆套
下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套 起夹紧作用。其最小直径应取工件定位外圆的 最大直径。 这种定位方式主要用于大型轴类零件及 不便于轴向装夹的零件。其定位的优点是夹紧 力均匀，装卸工件方便。
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毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位 时选用。 适用于工件以毛坯定位或刚性不足的场合。
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4)辅助支承
辅助支承是当工件定位基准面需提高定位刚度、 稳定性和可靠性时选用，起辅助作用，决不允许 破坏主要支承的主要定位作用。 各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开， 装上工件后再调整和锁紧。
机床夹具与设计
2014-2015（1） 32学时，理论 主讲：赵竹 辽宁农业职业技术学院 工程系
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机床夹具与设计
项目一 定位装置及夹紧装置设计 任务2 工件的定位方法及其定位元件
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任务1 工件定位的基本原理
知识点 一、六点定位原理
二、工件定位中的约束分析
三、工件定位中的定位基准
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任务二 工件的定位方法及其定位元件
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工件为砂型铸件，先以 A 面定位铣 B 面，再以 B 面定 位镗双孔。铣 B 面时若用固定支承，由于定位基面 A 的 尺寸和形状误差较大，铣完后的 B 面与两毛坯孔的距离 尺寸 H 1 、 H 2 变化也大，致使镗孔时余量很不均匀， 甚至可能使余量不够。因此图 中可采用可调支承，定位 时适当调整支承钉的高度，便可避免出现上述情况。
小锥度心轴
图3－19
常用定位心轴结构
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三、 常用定位元件所能限制的自由度
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1）、钉支承 每个支承钉限制一个自由度。其中： （1）支承钉1、2、3与底面接触， 限制1个平移2个旋转共三个自由度（z、x、y） （2）支承钉4、5与侧面接触， 限制1个平移一个旋转共两个自由度（x、z） （3）支承钉6与端面接触，限制一个平移自由度（y）
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2）、板支承 （1）两条窄支承板1、2组成同一平面，与底 接触， 限制1个平移2各旋转共三个自由度（z、x、y） （2）一个窄支承板3与侧面接触， 限制1个平移1个旋转共两个自由度（x、z）
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3）、定位销 （1）短销与圆孔配合，限制平移两个自由度（x、y） （2）长销与圆孔配合，限制2个平移2个旋转共 四个自由度（x、y、x、y）

①螺旋式辅助支承 如图 a 所示螺旋式辅助支 承的结构与可调式支承相近，但操作过程不同， 前者不起定位作用，而后者起定位作用。
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②自位式辅助支承 如图b所示，弹簧 2 推动 滑柱 1 与工件接触，用顶柱 3 锁紧，弹簧力 应能推动滑柱，但不可推动工件。
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③推引式辅助支承 如图 c 所示，工件定位 后，推动手轮 4 使滑键 5 与工件接触，然后 转动手轮使斜楔 6 开槽部分涨开锁紧。
①
②
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。
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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。定位元件在夹具中的布置要合理、 适当，以 保证工件的定位可靠、稳定。 ⑤ 定位元件应便于清除切屑。 定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切 屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。