機床夾具設(shè)計 定位元件設(shè)計

1、課題名稱：定位元件設(shè)計1課型：新授課教學(xué)方法：講授、討論所需學(xué)時：2教具：無教學(xué)目的：1、 掌握工件定位方式及其定位元件的設(shè)計2、 培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力教學(xué)重點與難點：重點：掌握工件定位方式及其定位元件的設(shè)計難點：掌握工件定位方式及其定位元件的設(shè)計教學(xué)過程及內(nèi)容：考勤、組織教學(xué)（3分鐘）：點名考勤、穩(wěn)定學(xué)生情緒、宣布上課；導(dǎo)入新課：以提問的方式導(dǎo)入新課（5分鐘）；問題：1、什么是欠定位與過定位？2、限制工件自由度與加工技術(shù)要求的關(guān)系？分析學(xué)生回答的問題講授新課：（60分鐘）定位元件設(shè)計包括定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等方面的內(nèi)容。本節(jié)要闡明的是定位方式的選擇、定位點的分布以及

2、定位元件的設(shè)計方法。定位元件的設(shè)計主要取決于定位基準(zhǔn)的形態(tài)。一、工件以平面定位在機械加工中，有很多工件是以平面作為主要定位基準(zhǔn)的，如箱體、機體、支架、圓盤、蓋板等。工件在進入第一道加工工序時，通常是使用粗基準(zhǔn)平面定位；在進入后續(xù)加工工序時，通常是使用精基準(zhǔn)平面定位。平面也可作第二定位基準(zhǔn)、第三定位基準(zhǔn)。常用的定位元件有支承釘、可調(diào)支承、支承板、浮動支承等。1、工件以粗基準(zhǔn)平面定位粗基準(zhǔn)平面通常是指經(jīng)過清理的鍛、鑄毛坯工件的平面。其表面較粗糙，且有較大的平面度誤差。粗基準(zhǔn)平面定位的特點如右圖所示。圖所示為粗基準(zhǔn)平面定位點的隨機性分布特點。一個較大的粗基準(zhǔn)平面與定位支承平面接觸時，必為隨機分布的三

3、個點，定位不穩(wěn)定。為了控制這三個定位點的位置，通常要采用呈點接觸的定位元件，如支承釘（見圖），以獲得較滿意的固定定位點。粗基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件有支承釘、可調(diào)支承和浮動支承。1）支承釘）型 （球頭） 支承釘）型 （齒紋）支承釘） 型 （平頭）支承釘2）可換支承釘 ）具有兩種定位面的可換支承釘） 磨損后可更換支承釘用于批量較大的生產(chǎn)中，可以降低夾具成本3）可調(diào)支承 可調(diào)支承的定位點是可調(diào)整的。 a)調(diào)節(jié)支承 (JB/T8026.4-1999)b) 圓柱頭調(diào)節(jié)承(JB/T8026.3-1999)c) 六角頭支承 (JB/T8026.1-1999)4）可調(diào)支承浮動支承的特點是增加與定位工件的接觸

4、點，而不發(fā)生過定位。使用浮動支承可提高工件的定位剛度。） 擺動式浮動支承） 移動式浮動支承） 球形浮動支承3、 工件以精基準(zhǔn)平面定位工件的基準(zhǔn)平面經(jīng)切削加工后，可直接放在平面上定位。經(jīng)過刮削、精銑、磨削的平面具有較小的表面粗糙度值和平面度誤差，可獲得較精確的定位。常用的定位元件有支承板和平頭支承釘?shù)?，這類是呈面接觸的定位元件。1)支承板） 型光面支承板：用于垂直布置的定位場合） 型帶斜槽支承板：用于水平布置的定位場合2)支承釘圖所示為平頭 （型）支承釘，其定位面經(jīng)過磨削。型支承釘主要規(guī)格與 型、型支承釘相同。3)其他定位方法和元件） 直接在夾具體的一個平面上定位）、） 非標(biāo)準(zhǔn)支承板3、設(shè)計示例

5、圖所示為開合螺母的零件簡圖，使用夾具加工螺紋Tr4412至圖樣要求。工件的主要定位基準(zhǔn)為B平面，限制自由度 （圖中定位符號見附表1）；第二定位基準(zhǔn)為A平面，限制 自由度；第三定位基準(zhǔn)為C平面，限制 自由度。4、輔助支承的應(yīng)用在加工大型機體和箱體零件時，為了克服因支承面的不足而引起的變形和振動，通常需要考慮提高工件的定位剛度。在加工剛度較低的零件時，也要注意定位剛度的問題。提高工件定位剛度常用的方法是采用輔助支承，以減小工件的變形和振動。輔助支承不限制工件自由度，設(shè)計時要注意輔助支承與定位支承的區(qū)別。輔助支承只起支撐作用，使用完畢需將其放松，待工件重新定位后再支撐。圖所示為已標(biāo)準(zhǔn)化的自動調(diào)節(jié)支承

6、（JB/T8026.7-1999）。工件定位后，支承1由彈簧3的作用自動與工件保持接觸，鎖緊頂銷2即可起支撐作用。裝夾工件時，要注意上述操作步驟。如圖b所示，工件在支承板、定位銷、菱形銷上定位、銑削A平面，其下端由輔助支承支撐。輔助支承由斜楔作用，保持自鎖。新課小結(jié)（10分鐘）：1、粗基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件2、精基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件作業(yè)布置：板書設(shè)計：一、工件以平面定位常用的定位元件：支承釘、可調(diào)支承、支承板、浮動支承等。1、工件以粗基準(zhǔn)平面定位粗基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件1）支承釘）型 （球頭） 支承釘）型 （齒紋）支承釘） 型 （平頭）支承釘2）可換支承釘）具有兩種定位面的可換支

7、承釘） 磨損后可更換支承釘用于批量較大的生產(chǎn)中，可以降低夾具成本3） 可調(diào)支承 可調(diào)支承的定位點是可調(diào)整的。4） a)調(diào)節(jié)支承 (JB/T8026.4-1999)b) 圓柱頭調(diào)節(jié)承(JB/T8026.3-1999)c) 六角頭支承 (JB/T8026.1-1999)4）浮動支承特點是增加與定位工件的接觸點，而不發(fā)生過定位?？商岣吖ぜ亩ㄎ粍偠?。） 擺動式浮動支承） 移動式浮動支承） 球形浮動支承4、 工件以精基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件：支承板和平頭支承釘?shù)瘸拭娼佑|的定位元件。1)支承板） 型光面支承板：用于垂直布置的定位場合） 型帶斜槽支承板：用于水平布置的定位場合2)支承釘3)其他定位方法和

8、元件3、設(shè)計示例4、輔助支承的應(yīng)用輔助支承不限制工件自由度，只起支撐作用。教學(xué)反思：課題名稱：定位元件設(shè)計2課型：新授課教學(xué)方法：講授、討論所需學(xué)時：2教具：無教學(xué)目的：1、 掌握工件以圓柱孔定位方法2、 掌握工件以外圓柱面定位方法3、 培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力教學(xué)重點與難點：重點：工件以圓柱孔定位及工件以外圓柱面定位方法難點：工件以圓柱孔定位及工件以外圓柱面定位方法教學(xué)過程及內(nèi)容：考勤、組織教學(xué)（3分鐘）：點名考勤、穩(wěn)定學(xué)生情緒、宣布上課；導(dǎo)入新課：以復(fù)習(xí)提問的方式導(dǎo)入新課（10分鐘）；講授新課：（60分鐘）二、工件以圓柱孔定位1、工件以圓柱孔定位的特點通常，工件以圓柱孔定位是一種中心

9、定位，即定位面為圓柱孔表面，定位基準(zhǔn)為圓柱中心軸線。工件中心定位的方法是用定位軸、定位銷、定位插銷和心軸等與孔的配合實現(xiàn)的（見圖），故通常要求內(nèi)孔基準(zhǔn)面有較高的精度。有時，采用自動定心定位。粗基準(zhǔn)內(nèi)孔的定位很少采用。圖所示為銑削尾座底平面的定位方法，在毛坯孔的兩端用頂尖支承，以保證鏜孔工序的余量均勻。圓柱孔定位的特點） 精基準(zhǔn)的中心定位示意圖）粗基準(zhǔn)的中心定位示意圖2、工件以精基準(zhǔn) 孔定位（1）定位軸通常，定位軸為專用結(jié)構(gòu)，其圓柱定位面可限制工件的四個自由度。圖所示為鉆模所用定位軸的結(jié)構(gòu)，圖中2為中心定位部分，通常需最小間隙為0.005mm，直徑公差帶按設(shè)計確定；引導(dǎo)部分的倒角為15；定位軸與

10、夾具體連接，連接部分有多種結(jié)構(gòu)。鉆模所用定位軸的結(jié)構(gòu)與夾具體的連接部分中心定位部分引導(dǎo)部分夾緊部分排屑槽臺階定位面（）固定式定位銷定位銷是多個定位基準(zhǔn)定位中最常用的定位元件之一，在以孔作為第二定位基準(zhǔn)、第三定位基準(zhǔn)時使用。圖a所示為圓形A型固定式定位銷(JB/T8014.2-1999)，可限制工件的兩個自由度。圖b所示為B型固定式菱形定位銷，只能限制工件的一個自由度。（）小定位銷如圖所示，小定位銷（JB/T8014.1-1999）也分A型、B型兩種。主要參數(shù) D為13mm，其功能與固定式定位銷相同。小定位銷(JB/T 8014.1-1999)a) 圓形小定位銷b) 菱形小定位銷（）可換定位銷）

11、圓形可換定位銷） 菱形可換定位銷（）定位插銷圖所示為定位插銷(JB/T8015-1999)的結(jié)構(gòu)。A型定位插銷可限制工件的兩個自由度，B型定位插銷則限制工件的一個自由度。定位插銷常用于不便裝卸的部位和工件，以被加工孔作為定位基準(zhǔn)的定位中。其主要規(guī)格d為3，4，78。d的公差帶為f7。a)圓形可換定位銷b)菱形可換定位銷（）心軸心軸常用于套類、盤類零件的車削、銑削、磨削和齒輪的加工中，以保證加工面對內(nèi)孔的同軸度公差等精度要求。心軸的結(jié)構(gòu)較緊湊，心軸以柄部或中心孔作為連接表面與機床連接。心軸的專用化程度很高，故許多企業(yè)都制訂了有關(guān)心軸的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如外圓磨床、車床、滾齒機、插齒機、刨齒機、磨齒機等機

12、床心軸的標(biāo)準(zhǔn)。各類心軸示例）、）、）、）、）間隙配合定心） 定心夾緊三、工件以外圓柱面定位1、工件以外圓柱面定位的特點通常，工件以外圓柱面定位是一種中心定位。工件的定位基準(zhǔn)為中心要素。常用的定位元件有V形塊、定位套等。有時采用自動定心定位，如定心夾緊機構(gòu)。2、定位元件1）V形塊形塊有多種結(jié)構(gòu)，主要有長形塊、短形塊和活動形塊等，分別可實現(xiàn)四點、二點、一點定位。形塊的特點是能實現(xiàn)較精確的中心定位，裝卸工件方便，應(yīng)用也很廣泛。形塊能用于粗基準(zhǔn)或精基準(zhǔn)的定位。V形塊兩斜面間的夾角，可選用60、90或120，其中，90夾角的V形塊應(yīng)用最廣。圖所示為標(biāo)準(zhǔn)化的形塊(JB/T 8018.1-1999)。V形塊

13、的材料用20鋼，滲碳淬硬至5864HRC。V形塊主要規(guī)格N為9mm，14mm，18mm，85mm。V形塊的中心高度T可按下式計算(=90)式中 D-V形塊理論圓直徑(mm)；N-V形塊開口尺寸(mm)；T-V形塊理論圓的中心高度(mm)。2）定位套討論：自由度如何限制？圖所示為幾種常用的定位套。通常，定位套的圓柱面及端面為定位工作面。圖所示為短定位套圓柱面；圖所示的長定位套圓柱面。三、工件以外圓柱面定位1、工件以外圓柱面定位的特點通常，工件以外圓柱面定位是一種中心定位。工件的定位基準(zhǔn)為中心要素。常用的定位元件有V形塊、定位套等。有時采用自動定心定位，如定心夾緊機構(gòu)。四、工件以特殊表面定位除了上

14、述工件以平面和內(nèi)、外圓柱表面定位外，有時還常遇到特殊表面的定位。下面介紹幾種典型的特殊表面定位。1、工件以內(nèi)、外圓錐面定位2、工件以中心孔定位3、工件以導(dǎo)軌面定位4、工件以齒形表面定位新課小結(jié)：本節(jié)課較為重點的知識點（10分鐘）：作業(yè)布置：板書設(shè)計：二、工件以圓柱孔定位1、工件以圓柱孔定位的特點是一種中心定位，即定位面為圓柱孔表面，定位基準(zhǔn)為圓柱中心軸線。工件中心定位方法用定位軸、定位銷、定位插銷和心軸等與孔的配合實現(xiàn)要求內(nèi)孔基準(zhǔn)面有較高的精度。2、工件以精基準(zhǔn) 孔定位（1）定位軸專用結(jié)構(gòu)，可限制工件的四個自由度。（）固定式定位銷以孔作為第二定位基準(zhǔn)、第三定位基準(zhǔn)（）小定位銷a) 圓形小定位銷b) 菱形小定位銷（）可換定位銷）圓形可換定位銷） 菱形可換定位銷（）定位插銷a)