工件在夹具中的定位

第二章 工件在夹具中的定位 2.1 概述 1、定位的概念 本门课程研究的是专用夹具，所以定位专门研究在专用夹具中的定位，而专用夹具加工的是一批工件，所以研究一批工件在专用夹具中的定位。 定位的概念由工艺课讲的定位来分析：定位：工件加工前，在机床或夹具中占据某一正确加工位置的过程。 工件加工前，在夹具中占据某一正确加工位置的过程。 指一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。 一致在坐标系中就是确定 定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、 “正确”加工位置的过程。 2、基准的概念 基 准：零件上用以确定其它点、线、面 位置所依据的要素(点、线、面)。 设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。由产品设计人员确定。 工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。 图2.1 加工键槽的工序图 工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。查找：首先找到加工面，确定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基准。见图2.1所示键槽为加工面，h、L 、为三个方向的工序尺寸，三个方向上的中心线为工序基准。工序基准由工艺人员确定。 图2.1 加工键槽的工序图 定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。由工艺人员确定，是工序图上标“ ”所示的基准。 对刀基准：确定刀具相对夹具(工件)位置的基准，一般选与定位基准重合的定位元件上的要素。 3、尺寸精度获得的方法 试切法：试切测量调刀，反复进行，达到 要求。单件加工用。 定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。 调整法：事先调整好刀具与夹具(工件)的位置，在加工一批工件过程中，刀具位置不变。夹具课中涉及尺寸精度获得的方法一般试为调整法。自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，达到尺寸精度的方法。 4、工件的自由度：工件空间位置不确定性的数目。见下2.2图，工件有六个自由度，表示为： 。 5、定位付：把定位基面和定位元件工作面合称定位付，二者重合，称定位付设计、制造准确。 2.2 工件定位的基本原理 举例 下图2.3(a)在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求，试确定定位方案。 zyxy zx xx y zz 分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限保证槽的上下位置要求：必须限制保证槽的左右位置要求：必须限制槽宽由定尺寸刀具保证综合结果：必须限制五个自由度 x zx zx y z 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度 见图2.3(b)在与机床工作台面平行的坐标面上“合理”布置三个支承钉与工件底面接触，限制了 ，在与机床进给方向平行的坐标面上“合理”布置两个支承钉与工件侧面接触，限制了 ， 综合结果：限制了 。图2.3 铣槽定位分析 zyx 下2.4图在工件上铣槽，保证槽在三个方向上的位置要求，试确定定位方案。 zx zyx yy yx zx z分析满足加工要求必须限制的自由度，也简称理限保证槽的上下位置要求：必须限制保证槽的左右位置要求：必须限制保证槽的前后位置要求：必须限制综合结果：必须限制六个自由度。y 用定位元件来限制理论上应该限制的自由度 用长V形块与工件外圆面接触限制 用定位支承钉与工件端面接触限制 用定位销与工件槽面接触限制 综合结果：限制了。 yxx zzy y y xx zz 注意问题 1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作用。 2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力影响，即要分清定位和夹紧的区别。 下图2.5在工件上磨平面，保证h和平行度，理限为： ，现把工件放在磨床磁性工作台面上吸牢后磨平面，分析实际限制了几个自由度？分析实际仍然限制了三个自由度： 。x y zxy z 判断工件在某一方向的自由度是否被限制，唯一的标准是看同一批工件先后定位后，在该方向上的位置是否一致。 定位基本原理工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用定位元件限制工件自由度的方法来分析；工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加工要求确定；一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其量 6；各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见下面相关内容分析)；限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置一致。 确定：限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置一致。 2、定位的类别可见工件定位采用那一种定位类别，主要由加工要求确定。反过来讲，也都能满足加工要求。 图2.3图2.4 完全定位：工件的6个自由度完全被限制的定位。如图2.4不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位。如图2.3 3、定位中存在问题欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。实际不允许发生。过定位(重复定位)：工件定位时，几个定位元件重复限制工件同一自由度的定位。 如下2.6图，位于同一平面内的四个定位支承钉限制了三个自由度，是否允许，视具体情况，干涉、冲突就不允许。 4、限制自由度与加工要求的关系，从上面几例分析知，一般情况下： 保证一个方向上的加工尺寸需要限制1-3个自由度：保证二个方向上的加工尺寸需要限制4-5个自由度：保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在圆柱上铣平面需限制2个自由度。 5、定位元件的合理布置 要求：定位元件的布置应有利于提高定位精度和定位的稳定性。 (1)一平面上布置的三个定位支承钉应相互远离，且不能共线；(2)窄长面上布置的二个定位支承钉应相互远离，且连线不能垂直三个定位支承钉所在平面；(3)防转支承钉应远离回转中心布置；(4)承受切削力的定位支承钉应布置在正对切削力方向的平面上； (5)工件重心应落在定位元件形成的稳定区或内。 本节重点内容是根据工序加工要求，会分析理论上应该限制哪几个自由度。 1钻 6H7孔2铣两台阶面 3铣b槽4车端面保证L理限：理限： 5钻d孔6铣台阶面理限：理限： 7铣前、后两平面8a) 钻2个d孔 b) 钻d孔a b理限：a) 理限： b) 理限： 9铣平面 10钻孔理限：理限： R9下一节目录