《機(jī)器人工裝夾具設(shè)計(jì)》課件-常用定位元件

12024/12/19任務(wù)二

常用定位元件的選用22024/12/191.對(duì)定位元件的基本要求1)要有足夠的精度

由于定位誤差的基準(zhǔn)位移誤差直接與定位元件的定位表面有關(guān)，因此，定位元件的定位表面應(yīng)有足夠的精度，以保證工件的加工精度。通常，定位元件的定位表面還應(yīng)有較小的表面租糙度值，如Ra0.4um、Ra0.2um、Ra0.1um等。32024/12/19

2)應(yīng)有較好的耐磨性

工件的裝卸會(huì)磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。

定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用。為了延長(zhǎng)定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。42024/12/19定位元件常用材料：

低碳鋼：如20鋼或20Cr鋼，工作表面經(jīng)滲碳淬火，達(dá)到HRC62～66（洛氏硬度）；碳素工具鋼：如T8、T10、T8A、T10A等，淬硬至HRC55～60。45、40Cr、65Mn、38CrMoAl52024/12/19

3)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度

通常對(duì)定位元件的強(qiáng)度和剛度是不作校核的，但是在設(shè)計(jì)時(shí)仍應(yīng)注意定位元件危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度，以免使用中損壞；而定位元件的剛度也往往是影響加工精度的因素之一。因此，可用類(lèi)比法來(lái)保證定位元件的強(qiáng)度和剛度．以縮短夾具設(shè)計(jì)的周期。62024/12/194)良好的結(jié)構(gòu)工藝性定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合一般標(biāo)準(zhǔn)化要求，并應(yīng)滿足便于加工、裝配、維修等工藝性要求。通常標(biāo)準(zhǔn)化的定位元件有良好的工藝性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件。72024/12/19

5)應(yīng)協(xié)調(diào)好與有關(guān)元件的關(guān)系在定位設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)處理、協(xié)調(diào)好與夾具體、夾緊裝置、對(duì)刀導(dǎo)向元件的關(guān)系。有時(shí)定位元件還需留出排屑空間等，以便于刀具進(jìn)行切削加工。82024/12/19

定位元件的選用

1.工件以平面定位 工件以平面為定位基面時(shí)常用的定位元件：

1)

主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用。

（1）固定支承

固定支承有支承釘和支承板兩種型式。在使用過(guò)程中，它們都是固定不動(dòng)的。在定位過(guò)程中，支承釘一般只限制工件的一個(gè)自由度，而支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承釘。92024/12/19圖1-35支承釘(GB/T2226—1991)102024/12/19A型支承釘與工件接觸面大，常用于定位平面較光滑的工件，即適用于精基準(zhǔn)。B型、C型支承釘與工件接觸面小，適用于粗基準(zhǔn)平面定位。C型齒紋支承釘?shù)耐怀鰞?yōu)點(diǎn)是定位面間摩擦力大，可阻礙工件移動(dòng)，加強(qiáng)定位穩(wěn)定性；缺點(diǎn)是齒紋槽中易積屑，一般常用于粗糙表面的側(cè)面定位。這類(lèi)固定支承釘，一般用碳素工具鋼T8經(jīng)熱處理至55～60HRC。與夾具體采用H7／r6過(guò)盈配合，當(dāng)支承釘磨損后，較難更換。112024/12/19圖

襯套的應(yīng)用1—襯套；2—支承釘；3—夾具體

支承釘磨損后，如需要更換則應(yīng)在夾具體與支承釘之間加襯套，如右圖所示。襯套內(nèi)孔與支承釘采用H7/js6過(guò)渡配合。122024/12/19

（2）支承板當(dāng)支承平面較大，而且是精基準(zhǔn)平面時(shí)，往往采用支承板定位，增加工件剛性及穩(wěn)定性。132024/12/19圖1-37支承板(GB/T2236—1991)142024/12/19

其他定位方法和元件152024/12/192）可調(diào)支承在工件定位過(guò)程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整時(shí)，則可采用下圖所示的調(diào)節(jié)支承。

可調(diào)支承適用于工件以粗基準(zhǔn)面定位或定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面、臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況。每個(gè)工件調(diào)整一次或每批工件調(diào)整一次。注意：調(diào)好后應(yīng)鎖緊。162024/12/19

可調(diào)節(jié)支承172024/12/19在可調(diào)夾具上加工形狀相同而尺寸不等的工件時(shí)，用調(diào)節(jié)支承工件以粗基準(zhǔn)面定位，毛坯的尺寸形狀變化較大時(shí)

調(diào)節(jié)支承的應(yīng)用182024/12/19

3）自位支承(浮動(dòng)支承)在工件定位過(guò)程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱為自位支承，或稱浮動(dòng)支承。特點(diǎn)：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基面位置的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)整，定位基面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，直至各點(diǎn)均與工件接觸。接觸點(diǎn)數(shù)的增加，提高了工件裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制了工件的一個(gè)自由度。適用于工件以毛坯面定位或定位剛性較差的場(chǎng)合。192024/12/19

自位支承202024/12/19（2)輔助支承

輔助支承用來(lái)提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，不起定位作用。

工件以內(nèi)孔及端面定位鉆右端小孔。若右端不設(shè)支承，工件裝夾后，右臂為一懸臂，剛性差。若在A點(diǎn)設(shè)置固定支承則屬過(guò)定位，有可能破壞左端定位。在這種情況下，宜在右端設(shè)置輔助支承。工件定位時(shí)，輔助支承是浮動(dòng)的（或可調(diào)的），待工件夾緊后再把輔助支承固定下來(lái)，以承受切削力。

輔助支承的應(yīng)用212024/12/19

輔助支承l(wèi)—彈簧；2—滑柱；3—頂柱；4—手輪；5—斜楔；6—滑銷(xiāo)222024/12/19

2.工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔為定位基面時(shí)，常用圓柱體和圓錐體作為定位元件。

1）銷(xiāo)定位

短圓柱銷(xiāo)可限制兩個(gè)自由度，而長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)可限制四個(gè)自由度。從結(jié)構(gòu)上看，定位銷(xiāo)一般可分為固定式和可換式兩種（如圖

所示）。固定式定位銷(xiāo)是直接用過(guò)盈配合裝在夾具體上使用的。232024/12/19

定位銷(xiāo)242024/12/19

蓋板簡(jiǎn)圖

鉆床夾具圖l—鉆模板；2—鉆套；3—壓板；4—圓柱銷(xiāo)；5—夾具體；6-—擋銷(xiāo)；7—菱形銷(xiāo)252024/12/19

定位插銷(xiāo)(GB/T2205—91)262024/12/19

2)定位軸通常定位軸為專(zhuān)用結(jié)構(gòu)，其主要定位面可限制工件的4個(gè)自由度，若再設(shè)置防轉(zhuǎn)支承等，即可實(shí)現(xiàn)完全定位。下圖所示為鉆模所用的定位軸。定心部分2與夾具體1聯(lián)接部分有多種結(jié)構(gòu)。下圖(a)所示為采用騎縫螺釘緊固聯(lián)接；下圖(b)所示為用六角螺釘緊固聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，其具有較高的強(qiáng)度；下圖(c)所示的定位軸由圓柱銷(xiāo)承受扭矩，并且便于維修。

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鉆模所用定位軸

1—與夾具體聯(lián)接部分；2—定心部分；3—引導(dǎo)部分；4—夾緊部分；5—排屑槽

定位軸聯(lián)接部分的設(shè)計(jì)282024/12/19

定位軸聯(lián)接部分的設(shè)計(jì)292024/12/19

3)圓柱心軸

心軸可以做為一個(gè)單獨(dú)的夾具，廣泛應(yīng)用于車(chē)、銑、磨床上加工套筒及盤(pán)類(lèi)零件。心軸在定位過(guò)程中一般限制工件四個(gè)自由度。

圓柱心軸1—引導(dǎo)部分；2—工作部分；3—傳動(dòng)部分302024/12/19312024/12/19間隙配合心軸：公差h6,g6,f7，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心精度低；過(guò)盈配合心軸：制造簡(jiǎn)單，定位準(zhǔn)確，裝卸工件不便，易損壞工件定位孔；花鍵心軸：用于加工以花鍵孔定位的工件?？蓾q心軸：適用于批量不大、定心精度要求高的較小工件。322024/12/19

心軸在機(jī)床上的常用安裝方式332024/12/194)圓錐銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)一般只能限制工件的三個(gè)移動(dòng)自由度。工件在單個(gè)圓錐銷(xiāo)上容易傾斜，為此，圓錐銷(xiāo)一般與其它定位元件組合適用。

圓錐銷(xiāo)定位342024/12/19

圓錐銷(xiāo)組合定位352024/12/19362024/12/195)錐度心軸(GB/T12875-1991)

錐度心軸372024/12/19

錐度心軸定位的定心精度較高，可達(dá)0.01~0.02mm，但工件的軸向位移較大，適用于工件定位孔精度不低于IT7的精車(chē)和磨削加工，但加工端面較為困難。

錐度心軸具體結(jié)構(gòu)與心軸尺寸設(shè)計(jì)可參閱機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。382024/12/193.工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面作為定位基面時(shí)，最常用的定位元件有V形塊、定位套和半圓套。

1）V形塊工件以外圓柱面在V型塊上定位的突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好，即工件上定位用的外圓柱面軸線始終處在V型塊兩斜面的對(duì)稱面上，且不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響。392024/12/191.2.3定位元件設(shè)計(jì)

V形塊402024/12/19V形塊用于較短的精基準(zhǔn)定位，一般限制工件兩個(gè)自由度。V形塊用于較長(zhǎng)的未加工過(guò)的定位基準(zhǔn)，一般限制工件四個(gè)自由度。如果定位元件直徑于長(zhǎng)度較大，則V型塊可不用整體鋼件、而采用鑄鐵底座鑲淬火鋼片。V形塊有固定式也有活動(dòng)式。活動(dòng)V形塊限制工件一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，其沿V形塊對(duì)稱面方向的移動(dòng)可以補(bǔ)償工件因毛坯尺寸變化而對(duì)定位的影響，同時(shí)兼有夾緊的作用。412024/12/19異形杠桿簡(jiǎn)圖車(chē)床夾具圖l—鉸鏈壓板；2—V形塊；3—夾具體；4—支架；5—螺釘；6—可調(diào)V形塊；7—螺桿422024/12/19

V形塊上兩斜面間的夾角

，一般選用60°、90°和120°，以90o應(yīng)用最廣。其中，90oV形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)V形塊時(shí)，可參考圖1.42所示的有關(guān)尺寸進(jìn)行計(jì)算。

V形塊結(jié)構(gòu)尺寸432024/12/19442024/12/19

活動(dòng)V形塊與固定V形塊452024/12/192）定位套用定位套定位時(shí)內(nèi)孔軸線是限位基準(zhǔn),內(nèi)孔面是限位基面短定位套限制工件2個(gè)自由度長(zhǎng)定位套限制工件4個(gè)自由度定位套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，定心精度不高，適用于精定位基面。為了限制工件沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定