工件定位

华北航天工业学院教案

教研室：机制工艺 授课教师：陈 明 课程名称 机加工工艺基础 主 要 教 学 内 容 第二节工件在夹具中的定位 二、常见的定位方式及定位元件 （一）工件以平面定位 （二）工件以圆柱孔定位 （三）工件以外圆柱面定位 （四）一面两销组合定位 课次 28 时间分配 15 30 20 25 教学目的 理解常见的定位方式及定位元件类型、用途、特点 教学重点 常见的定位方式及定位元件类型、特点 教学难点 教学方法 使用教具 拟留作业 一面两销组合定位 CAI软件，投影等 作业3 授课总结 第十章 机床夹具的设计原理

二、常见的定位方式及定位元件

如前所述，在设计零件的机械加工工艺规程时，工艺人员根据加工要求已经选择了各工序的定位基准和确定了各定位基准应当限制的自由度，并将它们标注在工序简图或其它工艺文件上。夹具设计的任务首先是选择和设计相应的定位元件来实现上述定位方案。 为了分析问题的方便，此处引入“定位基面”的概念。当工件以回转表面（如孔、外圆等）定位时，称它的轴线为定位基准，而回转表面本身则称为定位基面。工件在夹具上定位时，理论上定位基面与定位元件上的起主要定位作用的表面应该接触。

（一）工件以平面定位

工件以平面为定位基面时，常用的定位元件如下所述。 1．主要支承

主要支承用来限制工件的自由度，它又分为：

（1）固定支承 固定支承有支承钉和支承板两种型式。在使用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程中，支承钉一般只限制工件的一个自由度，而支承板相当于两个支承钉。

当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉。齿纹头支承钉用在工件的侧面，它能增大摩擦系数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉或支承板。

需要经常更换的支承钉应加衬套。支承钉、支承板和衬套都已标准化，其公差配合、材料、热处理等可查阅《机床夹具零件及部件》。

工件以平面定位时，除采用上面介绍的标准支承钉和支承板之外，还可根据工件定位平面的具体形状设计相应的支承板，工件批量不大时也可直接以夹具体作为限位平面。

（2）可调支承 在工件定位过程中，支承钉的高度需要调整时，可采用可调支承结构。

（3）自位支承(浮动支承) 在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或称浮动支承。

2．辅助支承

辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。

如工件以内孔及端面定位，钻右端小孔。若右端不设支承，工件装夹好后，右边为一悬臂，刚性差。若在A处设置固定支承，属过定位，有可能破坏左端的定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再固定下来，以承受切削力。 （1）螺旋式辅助支承 （2）自位式辅助支承 （3）推引式辅助支承

（二）工件以圆柱孔定位

工件以圆柱孔为定位基面时，常用圆柱体和圆锥体作为定位元件。 1．圆柱销（定位销）

短圆柱销可限制两个自由度，而长圆柱销可限制四个自由度。从结构上看，定位销一般可分为固定式和可换式两种。固定式定位销是直接用过盈配合装在夹

具体上使用的。

当定位销定位部分直径D<10mm时，由于销径太细，为避免销子受力过大而剪断，通常在销子定位端根部倒成大圆角。这时夹具体上安装定位销的部分应设计埋头坑，以便定位销的圆角部分沉入坑内，而不妨碍工件定位。

固定式定位销和可换式定位销的标准结构可参阅《机床夹具零件及部件》中GB2203-80A型和GB2204-80型。

2．圆柱心轴

心轴可以做为一个单独的夹具，广泛应用于车、铣、磨床上加工套筒及盘类零件。心轴在定位过程中一般限制工件四个自由度。

3．圆锥销

圆锥销一般只能限制工件的三个移动自由度。 工件在单个圆锥销上容易倾斜，为此，圆锥销一般与其它定位元件组合适用。 4．锥度心轴

这种定位方式的定心精度较高，可达0.01~0.02mm，但工件的轴向位移较大，适用于工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工，但加工端面较为困难。具体结构与心轴尺寸设计可参阅相关标准手册。

（三）工件以外圆柱面定位

工件以外圆柱面作为定位基面时，最常用的定位元件有V形块、定位套和半圆套。

工件以外圆柱面在V型块上定位的突出优点是对中性好，即工件上定位用的外圆柱面轴线始终处在V型块两斜面的对称面上，且不受定位基准直径误差的影响。

用于较短的精基准定位，一般限制工件两个自由度。

用于较长的未加工过的定位基准，一般限制工件四个自由度。

如果定位元件直径于长度较大，则V型块可不用整体钢件、而采用铸铁底座镶淬火钢片。

V形块有固定式也有活动式。活动V形块限制工件一个转动自由度，其沿V形块对称面方向的移动可以补偿工件因毛坯尺寸变化而对定位的影响，同时兼有夹紧的作用。

活动V形块的结构尺寸已标准化，设计时可参考《机床夹具零件及部件》中GB22ll-80标准。

工件以外圆柱面定位时，除V形块定位，还可以采用定位套的形式，此时大多与端面定位相结合。定位套的优点是简单方便，缺点是因为定位间隙的影响而使定心精度不够高。

（四）一面两销组合定位

上面所述均为工件以单一基准面定位时采用的定位元件，在实际生产中为了实现工件的完全定位，常常要以两个或两个以上的表面为组合定位基准，此时亦需要有两个以上的定位元件组合使用。如常见的一面两销定位方式即被广泛应用于中、大型零件的加工中。这种定位方式简单可靠，夹紧方便。有时工件上没有合适的小孔时，常把紧固螺钉孔的精度提高或专门做出两个工艺孔来，以备一面两销定位之用。

为了避免两销定位时的过定位干涉，实际应用中将其中之一做成菱形销（削边销）。

一批工件定位时可能出现定位干涉的最坏情况为：工件两孔直径为最小

（D1min、D2min），两定位销直径为最大（d1max、d2max），孔心距做成最大，销心距做成最小，或者反之。两种情况下干涉均应当消除，但它们的计算方法和结果是相同的。。

为保证削边销的强度，小直径的削边销常做成菱形结构，故又称为菱形销，b为修圆后留下的圆柱部分的宽度，B为菱形销的宽度，一般可根据直径查表得到。

设计示例

图10-16为钻连杆盖四个?3mm定位销孔的工序图。

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