為了保證同一批工件在夾具中占據(jù)一個正確的位置,必須選擇合理的定位方法和設計相應的定位裝置。
上節(jié)已介紹了工件定位原理及定位基準選擇的原則。在實際應用時,一般不允許將工件的定位基面直接與夾具體接觸,而是通過定位元件上的工作表面與工件定位基面的接觸來實現(xiàn)定位。
定位基面與定位元件的工作表面合稱為定位副。
一、對定位元件的基本要求
1 .足夠的精度
由于工件的定位是通過定位副的接觸(或配合)實現(xiàn)的。定位元件工作表面的精度直接影響工件的定位精度,因此定位元件工作表面應有足夠的精度,以保證加工精度要求。
2 .足夠的強度和剛度
定位元件不僅限制工件的自由度,還有支承工件、承受夾緊力和切削力的作用。因此還應有足夠的強度和剛度,以免使用中變形和損壞。
3 .有較高的耐磨性
工件的裝卸會磨損定位元件工件表面,導致定位元件工件表面精度下降,引起定位精度的下降。當定位精度下降至不能保證加工精度時則應更換定位元件。為延長定位元件更換周期,提高夾具使用壽命,定位元件工作表面應有較高的耐磨性。
4. 良好的工藝性
定位元件的結(jié)構應力求簡單、合理、便于加工、裝配和更換。
對于工件不同的定位基面的形式,定位元件的結(jié)構、形狀、尺寸和布置方式也不同。下面按不同的定位基準分別介紹所用的定位元件的結(jié)構形式。
二、工件以平面定位時的定位元件 工件以平面作為定位基準時常用的定位元件如下述: (一)主要支承 主要支承用來限制工件自由度,起定位作用。 1 .固定支承 固定支承由支承釘和支承板兩種型式,如圖 3-41 所示,在使用過程中它們都是固定不動的。 |
當工件以粗糙不平的毛坯面定位時,采用球頭支承釘圖 3-41b ;齒紋頭支承釘,如圖 3 -41c ,用在工件側(cè)面,以增大磨擦系數(shù),防止工件滑動;當工件以加工過的平面定位時,可采用平頭支承釘(如圖 3 -41a )或支承板。圖 3-41d 所示支承板結(jié)構簡單,制造方便,但孔邊切屑不易清除干凈,故適用于側(cè)面和頂面定位;圖 3-41e 所示支承板便于清除切屑,適用于底面定位。 需要經(jīng)常更換的支承釘應加襯套,如圖 3-42 所示。支承釘、支承板均已標準化,其公差配合、材料、熱處理等可查國家標準《機床夾具零件及部件》。 一般支承釘與夾具體孔的配合可取 H7/n6 或 H7/r6 。如用襯套則支承釘與襯套內(nèi)孔的配合可取 H7/js6 。 當要求幾個支承釘或支承板裝配后等高時,可采用裝配后一次磨削法,以保證它們的工作面在同一平面內(nèi)。 |
工件以平面定位時,除了采用上面介紹的標準支承釘和支承板,也可根據(jù)工件定位平面的不同形狀設計相應的支承板。
2 .可調(diào)支承
在工件定位過程中,支承釘?shù)母叨刃枵{(diào)整時,應采用圖 3-43 所示可調(diào)支承。
在圖 3 -44a 中,工件為砂型鑄件,先以 A 面定位銑 B 面,再以 B 面定位鏜雙孔。銑 B 面時若用固定支承,由于定位基面 A 的尺寸和形狀誤差較大,銑完后的 B 面與兩毛坯孔( 3-44 中的點劃線)的距離尺寸 H 1 、 H 2 變化也大,致使鏜孔時余量很不均勻,甚至可能使余量不夠。因此圖 3-44 中可采用可調(diào)支承,定位時適當調(diào)整支承釘?shù)母叨?,便可避免出現(xiàn)上述情況。對于中小型零件,一般每批調(diào)整一次,調(diào)整好后,用鎖緊螺母擰緊固定,此時其作用與固定支承完全相同。若工件較大且毛坯精度較低時,也可能每件都要調(diào)整。
在同一夾具上加工形狀相同但尺寸不同的工件時,可用可調(diào)支承,如圖 3-44b 所示,在軸上鉆徑向孔,對于孔至端面的距離不等的工件,只要調(diào)整支承釘?shù)纳斐鲩L度,便可進行加工。 3 .自位支承(浮動支承) 在工件定位過程中,能自動調(diào)整位置的支承稱為自位支承,或稱浮動支承 圖 3-45 所示的叉形零件,以加工過的孔 D 及端面定位,銑平面 C 和 E 。用心軸及端面限制 、 、 、 和 五個自由度,為了限制自由度 需設一防轉(zhuǎn)支承。此支承如單獨設在 A 處或 B 處,都因工件剛性差而無法加工,若在 A 、 B 兩處均設防轉(zhuǎn)支承則屬過定位,夾緊后使工件產(chǎn)生較大的變形,將影響加工精度。此時應采用圖 3-46 所示的自位支承。 |
圖 3 -46a 、 b 是兩點式自位支承。圖 3 -46c 是三點式自位支承。這類支承的工作特點是:支承點的位置能隨著工件定位基面位置的變動而自動調(diào)整,定位基面壓下其中一點,其余點便上升,直至各點均與工件接觸。接觸點數(shù)的增加,提高了工件裝夾剛度和穩(wěn)定性,但其作用相當于一個固定支承,只限制了工件的一個自由度。
自位支承適用于工件以毛坯面定位或定位剛性較差的場合。
?。ǘ┹o助支承 輔助支承用來提高裝夾剛度和穩(wěn)定性,不起定位作用。如圖 3-47 所示,工件以內(nèi)孔及端面定位鉆右端小孔。若右端不設支承,工件裝夾后,右臂為一懸臂,剛性差。若在 A 點設置固定支承則屬過定位,有可能破壞左端定位。在這種情況下,宜在右端設置輔助支承。工件定位時,輔助支承是浮動的(或可調(diào)的),待工件夾緊后再把輔助支承固定下來,以承受切削力。 |
1 .螺旋式輔助支承 如圖 3 -48a 所示螺旋式輔助支承的結(jié)構與可調(diào)式支承相近,但操作過程不同,前者不起定位作用,而后者起定位作用。
2 .自位式輔助支承 如圖 38b 所示,彈簧 2 推動滑柱 1 與工件接觸,用頂柱 3 鎖緊,彈簧力應能推動滑柱,但不可推動工件。
3 .推引式輔助支承 如圖 3 -48c 所示,工件定位后,推動手輪 4 使滑鍵 5 與工件接觸,然后轉(zhuǎn)動手輪使斜楔 6 開槽部分漲開鎖緊。
三、工件以圓孔定位時的定位元件
工件以內(nèi)孔表面作為定位基面時常用的定位元件如下:
?。ㄒ唬﹫A柱銷(定位銷)
圖 3-49 為常用定位銷結(jié)構。當定位銷直徑 D 小于 3~ 10mm 時,為避免使用中折斷或熱處理時淬裂,通常將根部制成圓角 R 。夾具體上應有沉孔,使定位銷的圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。大批大量生產(chǎn)時,為了便于定位銷的更換,可采用圖 3-49d 所示的帶有襯套的結(jié)構型式。為了便于工件裝入,定位銷頭部有 15 0 的倒角。此時襯套的外徑與夾具體底孔采用 H7/h6 或 H7/r6 配合,而內(nèi)徑與定位銷外徑采用 H7/h6 或 H7/h5 配合。
(二)圓柱心軸
圓柱心軸在很多工廠中有自己的廠標。圖 3-50 為常用心軸的結(jié)構型式。 圖 3 -50a 為間隙配合心軸。心軸的圓柱配合面一般按 h6 、 g6 或 f7 制造,裝卸工件方便,但定心精度不高。為 減少因配合間隙而造成的工件傾斜,工件常以孔和端面聯(lián)合定位,因而要求工件< |