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    机床加工常见的定位方式及其定位元件

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-11 12:48:03    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:1623
    导读

    一、工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位,工件的定位基准平面与定位元件表面相接触而实现定位。常见的支承元件有下列几种: 1.固定支承 支承的高矮尺寸是固定的,使用时不能调整高度。 图1 几种常用支承钉1)支承钉 图1所示为用于平

    1.平面定位工件定位的主要形式是支架定位,工件的定位基准面与定位元件表面接触实现定位。常见的支持元素如下:1 .固定支架的高度是固定的,使用时不能调节高度。图1几种常用的支撑钉1)支撑钉图1显示了几种常用的平面定位的支撑钉,它们利用顶面来定位工件。图1a是平顶支撑钉,常用于精密基准面的定位。图1b示出了圆顶支撑钉,其主要用于定位粗糙基准面。图1c示出了网状顶部支撑钉,其通常用于定位在需要高摩擦的一侧。图1d示出了带有衬套的支撑钉。由于拆卸更换方便,一般用于批量大、磨损快、维修频繁的场合。支撑钉限制了一个自由度。图2两种常用支撑板2)支撑板支撑板接触面积大,工件定位稳定。一般情况下,支承板用作较大精度基准面定位的定位元件。图2是两种常用的支撑板,图2a是结构简单紧凑的平板支撑板,但不易去除落入沉头螺孔的切屑,一般用于侧面定位。图2b所示为斜槽式支撑板,其在结构上有所改进,即在支撑面上形成两个斜槽,用于固定螺丝,便于去除芯片,适合底部定位。短支撑板限制一个自由度,而长支撑板限制两个自由度。支撑钉和支撑板的结构和尺寸已经标准化,设计时可查阅国标手册。1—可调支撑螺钉2—螺母图3几种常用的可调支撑下一页第2页。可调支架可调支架的顶部位置可以在一定范围内调节。图3显示了几种常用可调支架的典型结构。根据要求调整高度后,调整支撑钉1并用螺母2锁紧。可调支架用于未加工的平面定位,以调整和补偿每批毛坯的尺寸误差。一般不是每加工一个工件调整一次,而是一批毛坯调整一次。图4几种常见的自对准支撑结构3。调心支撑也称为浮动支撑。在定位过程中,支架本身的位置随着工件定位基准的变化而自动调整并与之相适应。图4显示了几种常见的自支撑结构。虽然每个自支撑结构可能在两个或三个点与工件接触,但它实际上只起定位支撑点的作用,只限制工件的一个自由度。它常用于定位空白表面、间断表面和阶梯表面。1—支架2—螺母3—手轮4—楔形图5常用辅助支架4。辅助支撑辅助支撑是工件定位后参与支撑的定位元件。不起到定位作用,只能在加工过程中提高工件的刚性或起到辅助定位作用。图5示出了几种常见类型的辅助支架,图5a和b示出了用于小批量生产的螺旋辅助支架。图5c示出了用于批量生产的推力辅助支架。图6辅助支撑的应用实例图6是辅助支撑的应用实例,图6a的辅助支撑用于提高工件的稳定性和刚性;图6b的辅助支撑用作预先定位功能。下一个II。以工件外圆柱面为定位基准时,可根据外圆柱面的完整性、加工要求和安装方法,在V型块、定位套、半圆套和锥套中定位。最常见的是定位在V形块上。图7常用固定V型块1。V形块V形块可分为固定式和移动式。图7是常见的固定V型块,图7a用于短精基准定位;图7b用于长粗基准(或步进轴)定位;当两个精确基准面相距很远时,使用图7c;图7d中的V形块由铸铁制成

    V型块定位的优点是:对中性好,即工件的定位基准轴可以对中在V型块的两个斜面的对称平面上,左右方向不会有偏差,安装方便;应用范围广。无论定位基准是否加工,无论是完整的圆柱面还是局部圆弧面,都可以用V型块定位。一般V型块上两个斜面之间的夹角有60、90和120,其中90应用最广。其典型结构和尺寸已经标准化,设计时可以参考国标手册。V型块的材质一般为20钢,渗碳深度0.8 ~ 1.2 mm,淬火硬度60 ~ 64 HBC。图9工件在定位套筒中的定位

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    nextpage2. 定位套  工件以外圆柱表面为定位基准在定位套内孔中定位,这种定位方法一般适用于精基准定位,见图9所示。图9a为短定位套定位,限制工件两个自由度,图9b为长定位套定位,限制工件四个自由度。

    图10 半圆套结构简图

    3. 半圆套  图10为半圆套结构简图,下半圆起定位作用,上半圆起夹紧作用。图10a为可卸式,图10b为铰链式,后者装卸工件方便些。短半圆套限制工件两个自由度,长半圆套限制工件四个自由度。

     

    1—夹具体锥柄  2—传动螺钉  3—定位圆锥套  4—工件  5—后顶尖图11 工件在圆锥套中定位

    4. 圆锥套  工件以圆柱面为定位基准面在圆锥孔中定位时,常与后顶尖(反顶尖)配合使用。如图5-16所示,夹具体锥柄1插入机床主轴孔中,通过传动螺钉2对定位圆锥套3传递扭矩,工件4圆柱左端部在定位圆锥套3中通过齿纹锥面进行定位,限制工件的三个移动自由度;工件圆柱右端锥孔在后顶尖5(当外径小于6mm时,用反顶尖)上定位,限制工件两个转动自由度。

    三、工件以圆孔定位

    工件以圆孔定位大都属于定心定位(定位基准为孔的轴线),常用的定位元件有定位销、圆柱心轴、圆锥销、圆锥心轴等。圆孔定位还经常与平面定位联合使用。

    图12 几种常用的圆柱定位销

    1.定位销  图12为几种常用的圆柱定位销,其工作部分直径d通常根据加工要求和考虑便于装夹,按g5、g6、f6或f7制造。图12a、b、c所示定位销与夹具体的连接采用过盈配合;图12d为带衬套的可换式圆柱销结构,这种定位销与衬套的配合采用间隙配合,故其位置精度较固定式定位销低,一般用于大批大量生产中。nextpage

    为便于工件顺利装入,定位销的头部应有15°倒角。

    短圆柱销限制工件两个自由度,长圆柱销限制工件的四个自由度。

    图13 圆锥销

    2.圆锥销  在加工套筒、空心轴等类工件时,也经常用到圆锥销,如图13所示。图13a用于粗基准,图13b用于精基准。它限制了工件三个移动自由度。

     

    图14 圆锥销组合定位

    工件在单个圆锥销上定位容易倾斜,所以圆锥销一般与其它定位元件组合定位。如图14所示,工件以底面作为主要定位基面,采用活动圆锥销,只限制两个转动自由度,即使工件的孔径变化较大,也能准确定位。

    3.定位心轴  主要用于套简类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。常见的有圆柱心轴和圆锥心轴等。

     

    图15 几种常见的圆柱心轴

    1)圆柱心轴  图15a为间隙配合圆柱心轴,其定位精度不高,但装卸工件较方便;图15b为过盈配合圆柱心轴,常用于对定心精度要求高的场合;图15c为花键心轴,用于以花键孔为定位基准的场合。当工件孔的长径比L/D>1时,工作部分可略带锥度。nextpage

    短圆柱心轴限制工件两个自由度,长圆柱心轴限制工件的四个自由度。

     

    图16 圆锥心轴

    2)圆锥心轴  图16是以工件上的圆锥孔在圆锥心轴上定位的情形。这类定位方式是圆锥面与圆锥面接触,要求锥孔和圆锥心轴的锥度相同,接触良好,因此定心精度与角向定位精度均较高,而轴向定位精度取决于工件孔和心轴的尺寸精度。圆锥心轴限制工件的五个自由度,即除绕轴线转动的自由度没限制外均已限制。

    四、工件以组合表面定位

    在实际加工过程中,工件往往不是采用单一表面的定位,而是以组合表面定位。常见的有平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其它表面组合、锥面与锥面组合等。

     

    a)1、2—孔  b)1—平面  2—短圆柱销  3—短削边销图17 一面两孔组合定位情况

    例如,在加工箱体工件时,往往采用一面两孔组合定位,即一个平面及与该平面垂直的两孔为定位基准,如图17所示。当采用—平面、两短圆柱销为定位元件时,此时平面限制三个自由度,第一个定位销限制两个移动自由度,第二定位销限制和,因此过定位。又设两孔直径分别为、,两孔中心距为,两销直径分别为、 ,两销中心距为。由于两孔、两销的直径,两孔中心距和两销中心距都存在制造误差,故有可能使工件两孔无法套在两定位销上,如图17a所示。

    解决 过定位的方法有:

    ①减小第二个销子的直径。此种方法由于销子直径减小,配合间隙加大,故使工件绕第一个销子的转角误差加大。

    ②使第二个销子可沿X方向移动,但结构复杂。

    ③第二个销子采用削边销结构,即采取在过定位方向上,将第二个圆柱销削边,如图17b所示。平面限制三个自由度,短圆柱销限制两个自由度,短的削边销(菱形销)限制一个自由度。它不需要减小第二个销子直径,因此转角误差较小。

    图17c所示削边销的截面形状为菱形,又称菱形销,用于直径小于50mm的孔,图17d所示削边销的截面形状常用于直径大于50mm的孔。
     
    (文/标准件之家)
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