機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第2章PPT.ppt

1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì),主編吳拓 孫英達(dá),第2章工件的定位,2.1工作過(guò)程二：工件定位方案的確定和定位裝置的設(shè)計(jì)2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2.1工作過(guò)程二：工件定位方案的確定和定位裝置的設(shè)計(jì),2.1.1定位方案的確定,圖2-1開合螺母操縱盤的定位方案,2.1.2定位裝置的設(shè)計(jì),2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2.2.1工件定位的基本原理,圖2-2工件的六個(gè)自由度a)矩形工件b)圓柱形工件,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-3矩形工件定件a)工件b)定位分析c)支承點(diǎn)布置,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-4圓柱形工件定位a)一工件b)一V形塊定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,1)定位支承點(diǎn)是定位元件抽象而

2、來(lái)的。2)定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，才能起到約束自由度的作用。3)分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。2.2.2工件定位中的約束分析(1)完全定位完全定位是指工件的六個(gè)自由度不重復(fù)地被全部約束的定位。(2)不完全定位根據(jù)工件的加工要求，有時(shí)并不需要約束工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-5不完全定位示例,(3)欠定位根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該約束的自由度沒(méi)有完全被約束的定位稱為欠定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(4)過(guò)定位夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件重復(fù)約束同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位。,圖2-6過(guò)定位及消除方法示例

3、a)過(guò)定位b)改進(jìn)定位結(jié)構(gòu),2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2.2.3工件定位中的定位基準(zhǔn)1.定位基準(zhǔn)的基本概念,圖2-7工件的定位基準(zhǔn),2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2.定位基準(zhǔn)的分類(1)主要定位基準(zhǔn)面如圖2-3b中的xOy平面設(shè)置三個(gè)支承點(diǎn)，約束了工件的三個(gè)自由度，這樣的平面稱為主要定位基面。(2)導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面如圖2-3b中的xOz平面設(shè)置兩個(gè)個(gè)支承點(diǎn)，約束了工件的兩個(gè)自由度，這樣的平面或圓柱面稱為導(dǎo)向定位基面。,圖2-8導(dǎo)向定位支承與轉(zhuǎn)角誤差的關(guān)系,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(3)雙導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面約束工件四個(gè)自由度的圓柱面，稱為雙導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面，如圖2-9所示。(4)雙支承定位基準(zhǔn)面約束

4、工件兩個(gè)移動(dòng)自由度的圓柱面，稱為雙支承定位基準(zhǔn)面，如圖2-10所示。(5)止推定位基準(zhǔn)面約束工件一個(gè)移動(dòng)自由度的表面，稱為止推定位基準(zhǔn)面。(6)防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面約束工件一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的表面，稱為防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面。,圖2-9雙導(dǎo)向定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-10雙支承定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2.2.4常用定位元件及選用1.對(duì)定位元件的基本要求(1)限位基面應(yīng)有足夠的精度定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。(2)限位基面應(yīng)有較好的耐磨性由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。,2.2知

5、識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(3)支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度定位元件在加工過(guò)程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。(4)定位元件應(yīng)有較好的工藝性定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。(5)定位元件應(yīng)便于清除切屑定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。2.常用定位元件所能約束的自由度1)用于平面定位的定位元件：包括固定支承(釘支承和板支承)、自位支承、可調(diào)支承和輔助支承。2)用于外圓柱面定位的定位元件：包括V形塊、定位套和半圓定位座等。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,3)用于孔定位的定

6、位元件：包括定位銷(圓柱定位銷和圓錐定位銷)、圓柱心軸和小錐度心軸。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-1常用定位元件所能約束的自由度,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,3.常用定位元件的選用(1)工件以平面定位,圖2-11支承釘a)平頭支承釘b)圓頭支承釘c)網(wǎng)狀支承釘,2

7、.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,1)以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，如圖2-11a所示；以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，如圖2-11b所示；側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘，如圖2-11c所示。2)以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，如圖2-12所示。3)以毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件，如圖2-13所示。,圖2-12支承板a)不帶斜槽的支承板b)帶斜槽的支承板,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-13自位支承,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,4)以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用如

8、圖2-14a、b、c所示的可調(diào)支承作定位元件。5)當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，如圖2-15、圖2-16、圖2-17所示。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-14可調(diào)支承a)圓頭可調(diào)支承b)錐頂可調(diào)支承c)網(wǎng)狀平頭可調(diào)支承1調(diào)整螺釘2緊固螺母,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-15輔助支承提高工件的剛度和穩(wěn)定性1工件2短定位銷3支承環(huán)4輔助支承,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-16輔助支承起預(yù)定位作用,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-17輔助支承的類型a)螺旋式輔助支承b)推引式輔助支承c)自位式輔助支承d)液壓鎖定輔助支承,(2)工件以

9、外圓柱定位1)當(dāng)工件的對(duì)稱度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-18V形塊a)長(zhǎng)圓柱面定位b)較粗糙圓柱面定位c)大尺寸圓柱面定位,2)當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)(一般不低于IT8)，可選用定位套或半圓形定位座定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-19半圓定位座,(3)工件以內(nèi)孔定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,1)工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作定位元件。,圖2-20圓錐定位銷a)圓孔邊緣形狀精度較差時(shí)定位b)圓孔邊緣形狀精度較好時(shí)定位c)平面和圓孔邊緣同時(shí)定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2)在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，

10、為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位，因此，這類心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，如圖2-21a所示；當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，如圖2-21b所示；當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-21圓柱心軸a)帶臺(tái)階定位面的心軸b)帶外花鍵定位面的心軸,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(4)工件以特殊表面定位1)工件以V形導(dǎo)軌面定位。,圖2-22床鞍以V形導(dǎo)軌面定位,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,2)工件以燕尾導(dǎo)軌面

11、定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-23工件以燕尾導(dǎo)軌面定位,3)工件以漸開線齒面定位。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-24齒輪以分度圓定位1薄壁套2滾柱3卡爪,2.2.5定位誤差分析,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,1.定位誤差產(chǎn)生的原因(1)基準(zhǔn)位移誤差Y由定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用Y表示。,圖2-25基準(zhǔn)位移產(chǎn)生定位誤差,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(2)基準(zhǔn)不重合誤差B如圖2-26所示，加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的素線，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線，這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方

12、向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用B表示。,圖2-26基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差,2.定位誤差的計(jì)算,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-27定位誤差計(jì)算示例之一,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,1)B=0、Y0時(shí)，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準(zhǔn)位移誤差， 故只要計(jì)算出Y即可，即例2-1如圖2-27所示，用單角度銑刀銑削斜面，求加工尺寸為390.04mm的定位誤差。解由圖2-27可知，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，B=0。2)B0、Y=0時(shí)，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準(zhǔn)不重合誤差B，故只要計(jì)算出B即可，即例2-2如圖2-28所示以B面定位，銑工件上的臺(tái)階面C，保證尺寸200.15mm，求加工尺寸為200.15

13、mm的定位誤差。解由圖可知，以B面定位加工C面時(shí)，平面B與支承接觸好，Y=0。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-28定位誤差計(jì)算示例之二,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,3)B0、Y0時(shí)，造成定位誤差的原因是相互獨(dú)立的因素時(shí)(d、D、i等)，應(yīng)將兩項(xiàng)誤差相加，即3.組合表面定位及其誤差分析,圖2-29連桿蓋工序圖,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(1)兩圓柱銷一支承板的定位方式如圖2-29所示，要在連桿蓋上鉆四個(gè)定位銷孔。,圖2-30兩圓柱銷定位時(shí)工件順利裝卸的條件,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,0.TIF,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-31削邊銷的厚度,(2)一圓柱銷一削邊銷一支承板的定位方式采

14、用如圖2-31所示的,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,方法，不縮小定位銷的直徑，而是將定位銷“削邊”，也能增大連心線方向的間隙。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-32削邊銷的結(jié)構(gòu),2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,表2-2菱形銷的尺寸(單位：mm),1)設(shè)兩定位孔同方向移動(dòng)時(shí)，定位基準(zhǔn)(兩孔中心連線)的轉(zhuǎn)角(見圖2-33a)為，則2)設(shè)兩定位孔反方向移動(dòng)時(shí)，定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)角(見圖2-33b)為，則,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-33一面兩孔定位時(shí)定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)動(dòng),4.設(shè)計(jì)示例,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-34連桿蓋的定位方式與定位誤差,(1)確定兩定位銷的中心距,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(2

15、)確定圓柱銷直徑圓柱銷直徑的基本尺寸應(yīng)等于與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差一般取g6或h7。(3)確定菱形銷的尺寸b查表2-2，得b=4mm。(4)確定菱形銷的直徑1)按式(2-12)計(jì)算X2min2) 按公式d2max=D2minX2min計(jì)算出菱形銷的最大直徑3)確定菱形銷的公差等級(jí)。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,(5)計(jì)算定位誤差連桿蓋本工序的加工尺寸較多，除了四孔的直徑和深度外，還有630.1mm、200.1mm、31.50.2mm和100.15mm，其中，630.1mm和200.1mm的大小主要取決于鉆套間的距離，與本工序無(wú)關(guān)，沒(méi)有定位誤差；31.50.2mm和100.15mm均受工件定位的影響，有定位誤差。1)加工尺寸31.50.2mm的定位誤差。2)加工尺寸100.15mm的定位誤差。,(1)定位方法和定位元件。(2)分析各定位元件限制著哪幾個(gè)自由度。,2.2知識(shí)導(dǎo)航：工件的定位,圖2-35題2-