机床夹具设计第二章第2节定位元件设计12Word下载.docx
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导入新课:
以提问的方式导入新课(5分钟);
问题
:
1、什么是欠定位与过定位?
2、限制工件自由度与加工技术要求的关系?
分析学生回答的问题
讲授新课:
(60分钟)
定位元件设计包括定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等方面的内容。
本节要阐明的是定位方式的选择、定位点的分布以及定位元件的设计方法。
定位元件的设计主要取决于定位基准的形态。
一、工件以平面定位
在机械加工中,有很多工件是以平面作为主要定位基准的,如箱体、机体、支架、圆盘、盖板等。
工件在进入第一道加工工序时,通常是使用粗基准平面定位;
在进入后续加工工序时,通常是使用精基准平面定位。
平面也可作第二定位基准、第三定位基准。
常用的定位元件有支承钉、可调支承、支承板、浮动支承等。
1、工件以粗基准平面定位
粗基准平面通常是指经过清理的锻、铸毛坯工件的平面。
其表面较粗糙,且有较大的平面度误差。
粗基准平面定位的特点如右图所示。
图a所示为粗基准平面定位点的随机性分布特点。
一个较大的粗基准平面与定位支承平面接触时,必为随机分布的三个点,定位不稳定。
为了控制这三个定位点的位置,通常要采用呈点接触的定位元件,如支承钉(见图b),以获得较满意的固定定位点。
粗基准平面定位常用的定位元件有支承钉、可调支承和浮动支承。
1)支承钉
a)B型(球头)支承钉
b)C型(齿纹)支承钉
c)A型(平头)支承钉
2)可换支承钉
a)具有两种定位面的可换支承钉
b)磨损后可更换支承钉
用于批量较大的生产中,可以降低夹具成本
3)可调支承可调支承的定位点是可调整的。
a)调节支承(JB/T8026.4-1999)
b)圆柱头调节承(JB/T8026.3-1999)
c)六角头支承(JB/T8026.1-1999)
4)可调支承
浮动支承的特点是增加与定位工件的接触点,而不发生过定位。
使用浮动支承可提高工件的定位刚度。
a)摆动式浮动支承
b)移动式浮动支承
c)球形浮动支承
3、工件以精基准平面定位
工件的基准平面经切削加工后,可直接放在平面上定位。
经过刮削、精铣、磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差,可获得较精确的定位。
常用的定位元件有支承板和平头支承钉等,这类是呈面接触的定位元件。
1)支承板
a)A型光面支承板:
用于垂直布置的定位场合
b)B型带斜槽支承板:
用于水平布置的定位场合
2)支承钉
图所示为平头(A型)支承钉,其定位面经过磨削。
A型支承钉主要规格与B型、C型支承钉相同。
3)其他定位方法和元件
a)直接在夹具体的一个平面上定位
b)、c)非标准支承板
3、设计示例
图所示为开合螺母的零件简图,使用夹具加工螺纹Tr44×
12至图样要求。
工件的主要定位基准为B平面,限制自由度(图中定位符号见附表1);
第二定位基准为A平面,限制自由度;
第三定位基准为C平面,限制自由度。
4、辅助支承的应用
在加工大型机体和箱体零件时,为了克服因支承面的不足而引起的变形和振动,通常需要考虑提高工件的定位刚度。
在加工刚度较低的零件时,也要注意定位刚度的问题。
提高工件定位刚度常用的方法是采用辅助支承,以减小工件的变形和振动。
辅助支承不限制工件自由度,设计时要注意辅助支承与定位支承的区别。
辅助支承只起支撑作用,使用完毕需将其放松,待工件重新定位后再支撑。
图a所示为已标准化的自动调节支承(JB/T8026.7-1999)。
工件定位后,支承1由弹簧3的作用自动与工件保持接触,锁紧顶销2即可起支撑作用。
装夹工件时,要注意上述操作步骤。
如图b所示,工件在支承板、定位销、菱形销上定位、铣削A平面,其下端由辅助支承支撑。
辅助支承由斜楔作用,保持自锁。
新课小结(10分钟):
1、粗基准平面定位常用的定位元件
2、精基准平面定位常用的定位元件
作业布置:
板书设计:
常用的定位元件:
支承钉、
可调支承、
支承板、
浮动支承等。
粗基准平面定位常用的定位元件
a)具有两种定位面的可换支承钉
4)a)调节支承(JB/T8026.4-1999)
4)浮动支承
特点是增加与定位工件的接触点,而不发生过定位。
可提高工件的定位刚度。
4、工件以精基准平面定位
支承板和平头支承钉等呈面接触的定位元件。
辅助支承不限制工件自由度,只起支撑作用。
教学反思:
定位元件设计2
1、掌握工件以圆柱孔定位方法
2、掌握工件以外圆柱面定位方法
3、培养学生分析问题解决问题的能力
工件以圆柱孔定位及工件以外圆柱面定位方法
以复习提问的方式导入新课(10分钟);
二、工件以圆柱孔定位
1、工件以圆柱孔定位的特点
通常,工件以圆柱孔定位是一种中心定位,即定位面为圆柱孔表面,定位基准为圆柱中心轴线。
工件中心定位的方法是用定位轴、定位销、定位插销和心轴等与孔的配合实现的(见图a),故通常要求内孔基准面有较高的精度。
有时,采用自动定心定位。
粗基准内孔的定位很少采用。
图b所示为铣削尾座底平面的定位方法,在毛坯孔的两端用顶尖支承,以保证镗孔工序的余量均匀。
圆柱孔定位的特点
a)精基准的中心定位示意图
b)粗基准的中心定位示意图
2、工件以精基准孔定位
(1)定位轴
通常,定位轴为专用结构,其圆柱定位面可限制工件的四个自由度。
图所示为钻模所用定位轴的结构,图中2为中心定位部分,通常需最小间隙为0.005mm,直径公差带按设计确定;
引导部分的倒角为15°
;
定位轴与夹具体连接,连接部分有多种结构。
钻模所用定位轴的结构
1—与夹具体的连接部分
2—中心定位部分
3—引导部分
4—夹紧部分
5—排屑槽
6—台阶定位面
(2)固定式定位销
定位销是多个定位基准定位中最常用的定位元件之一,在以孔作为第二定位基准、第三定位基准时使用。
图a所示为圆形A型固定式定位销(JB/T8014.2-1999),可限制工件的两个自由度。
图b所示为B型固定式菱形定位销,只能限制工件的一个自由度。
(3)小定位销
如图所示,小定位销(JB/T8014.1-1999)也分A型、B型两种。
主要参数D为1~3mm,其功能与固定式定位销相同。
小定位销
(JB/T8014.1-1999)
a)圆形小定位销
b)菱形小定位销
(4)可换定位销
a)圆形可换定位销 b)菱形可换定位销
(5)定位插销
图所示为定位插销(JB/T8015-1999)的结构。
A型定位插销可限制工件的两个自由度,B型定位插销则限制工件的一个自由度。
定位插销常用于不便装卸的部位和工件,以被加工孔作为定位基准的定位中。
其主要规格d为3mm,4mm,…,78mm。
d的公差带为f7。
a)圆形可换定位销
b)菱形可换定位销
(6)心轴
心轴常用于套类、盘类零件的车削、铣削、磨削和齿轮的加工中,以保证加工面对内孔的同轴度公差等精度要求。
心轴的结构较紧凑,心轴以柄部或中心孔作为连接表面与机床连接。
心轴的专用化程度很高,故许多企业都制订了有关心轴的企业标准,如外圆磨床、车床、滚齿机、插齿机、刨齿机、磨齿机等机床心轴的标准。
各类心轴示例
a)、c)、d)、e)、f)间隙配合定心 b)定心夹紧
三、工件以外圆柱面定位
1、工件以外圆柱面定位的特点
通常,工件以外圆柱面定位是一种中心定位。
工件的定位基准为中心要素。
常用的定位元件有V形块、定位套等。
有时采用自动定心定位,如定心夹紧机构。
2、定位元件
1)V形块
V形块有多种结构,主要有长V形块、短V形块和活动V形块等,分别可实现四点、二点、一点定位。
V形块的特点是能实现较精确的中心定位,装卸工件方便,应用也很广泛。
V形块能用于粗基准或精基准的定位。
V形块两斜面间的夹角α,可选用60°
、90°
或120°
,其中,90°
夹角的V形块应用最广。
图所示为标准化的V形块(JB/T8018.1-1999)。
V形块的材料用20钢,渗碳淬硬至58~64HRC。
V形块主要规格N为9mm,14mm,18mm,…,85mm。
V形块的中心高度T可按下式计算(α=90°
)
T=H+0.707D-0.5N
式中D--V形块理论圆直径(mm);
N--V形块开口尺寸(mm);
T--V形块理论圆的中心高度(mm)。
2)定位套
讨论:
自由度如何限制?
?
图所示为几种常用的定位套。
通常,定位套的圆柱面及端面为定位工作面。
图a所示为短定位套圆柱面;
图b所示的长定位套圆柱面。
四、工件以特殊表面定位
除了上述工件以平面和内、外圆柱表面定位外,有时还常遇到特殊表面的定位。
下面介绍几种典型的特殊表面定位。
1、工件以内、外圆锥面定位
2、工件以中心孔定位
3、工件以导轨面定位
4、工件以齿形表面定位
新课小结:
本节课较为重点的知识点(10分钟):
是一种中心定位,即定位面为圆柱孔表面,
定位基准为圆柱中心轴线。
工件中心定位方法用定位轴、定位销、定位插销和心轴等与孔的配合实现
要求内孔基准面有较高的精度。
专用结构,可限制工件的四个自由度。
以孔作为第二定位基准、第三定位基准
a)圆形可换定位销
b)菱形可换定位销
是一种中心定位
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- 关 键 词:
- 机床 夹具 设计 第二 定位 元件 12