[工学]第6章机床夹具设计.ppt

工件的定位原理 1．自由物体：在空间占有任意位置的物体，工件在未放入夹具前可以看作自由物体 2．六个自由度 3．定位支承点（约束点）如图 4、 六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将6个支承抽象为6个“点”，采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6 个自由度，实现完全定位，称之为六点定位原理。 两点注意： “点”的含义 ——对自由度的限制，与实际接触点不同 ——夹紧与定位概念分开 根据加工精度要求，确定工件应该限制的自由度数目 【例1】：在球面上加工平面：如下图 应限制 【例2】球面上加工通孔：如下图 应限制 四.定位元件的选择 （一）平面定位元件（工件以平面定位 ） 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 1.主要支承 （1）固定支承（支承钉） ： 2）支承板 （2）可调支承：可调支承的定位工作面可沿其轴线方向在一定范围内调节 （3）自位支承： 自位支承也称浮动支承，它的定位工件面的位置能随工件定位基准面的位置的变化而自动与之相适应。 2．辅助支承：辅助支承是在工作定位以后才参与支承的，且在使用中不能破坏工件的原有定位。所以，辅助支承不是定位元件，它不起定位作用，只起提高工件加工部位刚性和稳定性的作用。 A 辅助支承的应用 B 辅助支承结构 注：“辅助支承”与“可调支承” 的区别： 辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件，其高度是由工件确定的，因此它不起定位作用，但辅助支承锁紧后就成为固定支撑，能承受切削力。 （二）圆孔表面定位元件（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。 1 圆柱销 2.菱形销 3.圆锥销 4.定位心轴 工件以圆锥孔定位 工件以圆锥孔定位时，所用定位元件为圆锥心轴或圆锥销。圆锥心轴限制工件5个自由度，圆锥销限工件三个自由度 （三）外圆表面定位元件（工件以外圆柱面定位 ） 工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。支承定位时用支承板、支承钉。 1）圆定位套 2）支承板 支承板对外圆柱面的定位就是平面与外圆母线的接触，长支承板或两个支承钉与外圆面接触，限制工件两个自由度，短支承板或支承钉与外圆柱面接触，限制一个自由度 3）V形块 用于完整的外圆柱面和非完整的外圆柱面的定位，是外圆定位中最常用的定位元件。 V形块的特点 V形块对外圆柱面定位，形式上是支承定位（V形块两斜面于外圆柱面接触），但其实质是定心定位。 V形块能起对中作用，即工件轴心必处于V形块两斜面的对称中心平面之上 可以用于非完整外圆的定位 活动V形块常常起着定位和夹紧的双重作用（既是定位元件，又是夹紧元件）。 工件定位时的几种情况 1、完全定位 ：工件的6个自由度均被限制，称为完全定位 2、不完全定位 （部分定位） 工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。不完全定位不等于定位不完全 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 3 个自由度就够了。 3、欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。 4、过定位（重复定位） 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）约束点约束，称为过定位。 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，或发生定位干涉等情况。 措施： 1.改变定位元件的结构（长销改短销；短圆柱销改削边销） 2.撤销重复限制自由度的定位元件 3.提高位置精度 六.定位分析方法 1.分析思路：（正向分析法、逆向分析法） 2.分析步骤：（总体分析法、分件分析法） 【例9】如下图，工件加工一个通槽，工件所要保证的加工尺寸为a±△