常見(jiàn)的定位方式及定位元件課件

1、4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件基準(zhǔn) 確定加工對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱(chēng)為基準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn) 圖2-8 定位支座零件1工藝基準(zhǔn) 在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。又可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來(lái)確定本工序所加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)：在加工中或加工后用來(lái)測(cè)量工件的尺寸誤差、形狀、位置時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：在裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件2工藝基準(zhǔn) 在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。又可分為：工序基準(zhǔn)、定位基

2、準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)。 圖2-9a 支座零件第1工序（車(chē)削）4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件3圖2-9b 支座零件第1工序（鉆孔）4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件4圖2-9c 支座零件第3工序（鉆、锪 4 分布孔）4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件5圖2-9d 支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）圖2-9e 支座零件第5工序（磨外圓、臺(tái)階面）4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件6附加基準(zhǔn)(輔助基準(zhǔn))零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn),稱(chēng)為 附加基準(zhǔn)。如用作軸類(lèi)零件定位的頂尖孔，用作殼體類(lèi)零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)等。4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件7基 準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)

3、量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)附加基準(zhǔn)基準(zhǔn)分類(lèi)歸納如下：8910 用定位元件代替約束點(diǎn)限制自由度按工件的定位基面形狀，可分為4大類(lèi)： 平面：支承釘、支承板等。外圓柱面：V型塊、套筒等。圓孔：圓柱銷(xiāo)、心軸等。圓錐孔：錐頂尖、錐度心軸等。 表4-2 常見(jiàn)定位元件限制工件自由度的情況4.3 常見(jiàn)的定位方式與元件 11ZXYZXYZXYZXY平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板等。ZXYZXY工件以平面定位4.3 常見(jiàn)的定位方式與元件 124.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 13工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）。常用定位元件是定位銷(xiāo)和心軸。定位銷(xiāo)有圓柱銷(xiāo)、圓錐銷(xiāo)、

4、菱形銷(xiāo)等形式。工件以圓孔定位所限制的自由度見(jiàn)下圖 。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ工件以圓孔定位4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 14工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊.XYZXYZXYZXYZXYZ工件以外圓柱面定位4.3 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 15除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時(shí)還可能以其它表面（如圓錐面、漸開(kāi)線齒面、曲面等）定位。圖2-27為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外的 5個(gè)自由度。圖2-27 工件以錐孔定位4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 工件以其他表面定位16粗基準(zhǔn)平面定位支承釘精基準(zhǔn)

5、平面定位大平面或窄平面(1)平面定位方法的應(yīng)用1.工件以平面定位4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 17A.主要支承(定位作用)固定支承、可調(diào)支承、自位支承 (2)平面定位的定位元件平頭支承釘(精基準(zhǔn))球頭支承釘或鋸齒頭支承釘(粗基準(zhǔn))(A)固定支承4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 18支承板用于精基準(zhǔn)4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 19在工件定位過(guò)程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整的場(chǎng)合 (B)可調(diào)支承4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 20自位支承(浮動(dòng)支承)自動(dòng)調(diào)整位置的支承。其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制一個(gè)自由度，適于工件以粗基準(zhǔn)定位或剛性不足的場(chǎng)合。 (C)自位支承4.3. 常見(jiàn)的

6、定位方式與定位元件 21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 B.輔助支承剛性差，加輔助支承4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 222.工件以外圓柱面定位時(shí)的定位元件 (1) V形塊適用于較短定位面 用于較長(zhǎng)的或階梯軸定位面；粗基準(zhǔn)用于較長(zhǎng)的或階梯軸定位面；精基準(zhǔn)工件較長(zhǎng)且定位基面直徑較大的場(chǎng)合 4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 23(2)定位套 常與端面聯(lián)合定位。以端面作為主要限位面限制三個(gè)自由度時(shí)，要用短套，以避免過(guò)定位。 定位套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造；定心精度不高，只適用于精定位基面。4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 243.工件以圓孔定位時(shí)的定位元件 (1)圓柱銷(xiāo)更換方便

7、大批大量場(chǎng)合便于工件裝入4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 25(2)圓柱心軸適于套筒、盤(pán)類(lèi)零件 間隙配合心軸，裝卸方便，定心精度不高 過(guò)盈配合心軸，制造簡(jiǎn)單，定位準(zhǔn)確；易損傷工件定位孔；多用于定心精度要高的精加工 4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 26(3)花鍵心軸 用于加工以花鍵孔定位的工件4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 27(4)圓錐心軸(小錐度心軸) 定心精度高，但工件的軸向位移誤差較大，適用于工件定位孔精度不低于IT7的精車(chē)和磨削加工，不能加工端面。 4.3. 常見(jiàn)的定位方式與定位元件 28在多個(gè)表面同時(shí)參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱(chēng)定位點(diǎn)數(shù)最多的表面為主

8、要定位面或支承面，稱(chēng)定位點(diǎn)數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎?，稱(chēng)定位點(diǎn)數(shù)為 1 的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動(dòng)面。4.3.4 組合定位 定位表面的組合XZY圖4-28 工件在兩頂尖上定位在分析多個(gè)表面定位情況下各表面限制的自由度時(shí)，分清主次定位面很重要。如圖4-28所示工件在兩頂尖上的定位，應(yīng)首先確定前頂尖限制的自由度，他們是 。然后再分析后頂尖限制的自由度。此時(shí)，應(yīng)與前頂尖一起綜合考慮，可以確定其限制的自由度是 。291）一個(gè)平面和與其垂直的兩個(gè)孔組合x(chóng)yz4.3.4 組合定位 30菱形銷(xiāo)4.3.4 組合定位31 討論分析圖示定位方案：各方案限制的自由度有無(wú)欠定位或過(guò)定位對(duì)不合理的定位方案提

9、出改進(jìn)意見(jiàn)。 b）XZYXc）XZYXa）YXZ圖2-23 過(guò)定位分析4.3.4 組合定位32a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ圖2-23a 過(guò)定位示例分析4.3.4 組合定位33b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX圖2-23b 過(guò)定位示例分析4.3.4 組合定位34c）XZYXc）XZYXc1）YXXZ圖2-23c 過(guò)定位示例分析4.3.4 組合定位35補(bǔ)充1 定位誤差 定位誤差的概念 例如在軸上銑鍵槽，要求保證槽底至軸心的距離H。若采用V 型塊定位，鍵槽銑刀按規(guī)定尺寸H調(diào)整好位置（圖2-29）。實(shí)際加工時(shí)，由于工件直徑存在公差，會(huì)使軸心位置發(fā)生變化。不考慮加工

10、過(guò)程誤差，僅由于軸心位置變化而使工序尺寸H也發(fā)生變化。此變化量（即加工誤差）是由于工件的定位而引起的，故稱(chēng)為定位誤差。圖2-29 定位誤差HOAO1O2DW定位誤差是由于工件在夾具上（或機(jī)床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。361）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱(chēng)為基準(zhǔn)位置誤差，如圖2-29所示例子。2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差。 圖2-30所示工件以底面定位銑臺(tái)階面，要求保證尺寸a，即工序基準(zhǔn)為工件頂面。如刀具已調(diào)整好位置，則由于尺寸b的誤差會(huì)使工件頂面位置發(fā)生變化，從而使工序尺寸a產(chǎn)生誤差。bDWa圖2-30 由于基準(zhǔn)不

11、重合引起的定位誤差工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)補(bǔ)充1 定位誤差 定位誤差的來(lái)源37例1，(1)基準(zhǔn)位移誤差(Y)38 定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差 基準(zhǔn)不重合誤差jb 其大小等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）。 一次安裝加工兩孔A和B，孔B在X方向定位基準(zhǔn)C與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為聯(lián)系尺寸22的公差0.239補(bǔ)充1 定位誤差 定位誤差計(jì)算在采用調(diào)整法加工時(shí)，工件的定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。因此計(jì)算定位誤差，首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)，然后求其在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量即可。用幾何方法計(jì)算定位誤差通常要畫(huà)出工件的定位簡(jiǎn)

12、圖，并在圖中夸張地畫(huà)出工件變動(dòng)的極限位置；然后運(yùn)用三角幾何知識(shí)，求出工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，即為定位誤差。1. 用幾何方法計(jì)算定位誤差40 當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的直徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量，即無(wú)論工序尺寸方向如何，只要工序尺寸方向垂直于孔心軸線，其定位誤差均為： DW = Dmax dmin （2-6）式中 DW 定位誤差 Dmax工件定位孔最大直徑 dmin夾具定位銷(xiāo)最小直徑【解】補(bǔ)充1 定位誤差 【例2-4】圖2-31所示為孔與銷(xiāo)間隙配合的情況，若工件的工序基準(zhǔn)為孔心，試確定其定位誤差。圖2-31 孔與銷(xiāo)間隙配合時(shí)的定位誤差Dma

13、xdminODWO1O241補(bǔ)充1 定位誤差 2. 用微分方法計(jì)算定位誤差【例2-5】工件在V型塊上定位銑鍵槽，計(jì)算定位誤差【解】要求保證的工序尺寸和工序要求：槽底至工件外圓中心的距離H（或槽底至外圓下母線的距離H1，或槽底至外圓上母線的距離H2 ）；鍵槽對(duì)工件外圓中心的對(duì)稱(chēng)度 OA =Sin(/ 2)OB =Sin(/ 2)d對(duì)上式求全微分，得到：d(OA) =Sin(/ 2)1 d(d) Sin(/ 2)1 d()圖2-33 外圓表面在V型塊上的定位誤差HBOA 對(duì)于第1項(xiàng)要求，考慮第1種情況（工序基準(zhǔn)為圓心O，見(jiàn)圖2-33），寫(xiě)出O點(diǎn)至加工尺寸方向上某一固定點(diǎn)（如V型塊兩斜面交點(diǎn)A）的距

14、離：42以微小增量代替微分，并將尺寸誤差視為微小增量，且考慮到尺寸誤差可正可負(fù)，各項(xiàng)誤差均取最大值，得到工序尺寸H的定位誤差： 補(bǔ)充1 定位誤差 定位（2-8）式中 Td 工件外圓直徑公差； T V型塊兩斜面夾角角度公差。若忽略V型塊兩斜面夾角的角度公差，可以得到用V型塊對(duì)外圓表面定位，當(dāng)工序基準(zhǔn)為外圓中心時(shí)，在垂直方向（圖2-33中尺寸H方向）上的定位誤差為： （2-9）434445對(duì)于第2項(xiàng)要求，若忽略工件的圓度誤差和V型塊角度偏差，可以認(rèn)為工序基準(zhǔn)（工件外圓中心）在水平方向上的位置變動(dòng)量為零，即使用V型塊對(duì)外圓表面定位時(shí)，在垂直于V型塊對(duì)稱(chēng)面方向上定位誤差為零。補(bǔ)充1 定位誤差 若工件工序基準(zhǔn)為外圓下母線或上母線時(shí)，用同樣方法可求出其定位誤差分別為：圖2-34 外圓表面在V型塊上的定位誤差b）a）H2BdOH1BOAC（2-10）46工件在V形塊上定位 定位誤差分析： a) 定位誤差d 隨毛坯誤差Td 的增大而增大； b) 定位誤差d 隨V形塊夾角 增大而減小，但穩(wěn)定性變差； c) 定位誤差d 與工序尺寸標(biāo)注方式有關(guān)，d2 d1 d3 工序尺寸以H3標(biāo)注，其定位誤差為： d3=B1B2=O2B2+O1O6-O1B1 = =sin21Td2d-Td2 d2+sin21Td2 1 工序尺寸以H2標(biāo)注，其定位誤