发布时间 : 星期日 文章叉架夹具毕业设计更新完毕开始阅读
定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类:
1.用于平面定位的定位元件:括固定支承(钉支承和板支承),自位支承,可调支承和辅支承。
2.用于外圆柱面定位的定位元件:括V形架,定位套和半圆定位座等。
3.用于孔定位的定位元件:括定位销(圆柱定位销和圆锥定位销),圆柱心轴和小锥度心轴。 1.5.6定位误差分析
六点定位原则解决了消除工件自由度的问题,即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。但是,由于一批工件逐个在夹具中定位时,各个工件所占据的位置不完全一致,即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确,加工后各工件的加工尺寸必然大小不一,形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差,用ΔD表示。
在工件的加工过程中,产生误差的因素很多,定位误差仅是加工误差的一部分,为了保证加工精度,一般限定定位误差不超过工件加工公差T的1/5~1/3,
即: ΔD≤(1/5~1/3)T (1-1) 式中 ΔD——定位误差,单位为mm; T——工件的加工误差,单位为mm。 1.5.7定位误差产生的原因
工件逐个在夹具中定位时,各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合,而基准不重合又分为两种情况:一是定位基准与限位基准不重合,产生的基准位移误差;二是定位基准与工序基准不重合,产生的基准不重合误差。
由于定位副的制造误差或定位副配合间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量,称为基准位移误差,用ΔY表示。不同的定位方式,基准位移误差的计算方式也不同。
如果工件内孔直径与心轴外圆直径做成完全一致,作无间隙配合,即孔的中心线与轴的中心线位置重合,则不存在因定位引起的误差。但实际上,如图所示,心轴和工件内孔都有制造误差。于是工件套在心轴上必然会有间隙,孔的中心线与轴的中心线位置不重合,导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差,其变动量即为最大配合间隙。可按下式计算:
7
Δ
(1-2)
Y=amax-amin=1/2(Dmax-dmin)=1/2(δD+δd)
式中: ΔY——基准位移误差单位为mm; Dmax——孔的最大直径单位为mm; dmin——轴的最小直径单位为mm。
δD——工件孔的最大直径公差,单位为mm;
δd——圆柱心轴和圆柱定位销的直径公差,单位为mm。
基准位移误差的方向是任意的。减小定位配合间隙,即可减小基准位移误差ΔY值,以提高定位精度。
加工尺寸的基准是外圆柱面的母线时,定位基准是工件圆柱孔的中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量,称为基准不重合误差,用ΔB表示。此时除定位基准位移误差外,还有基准不重合误差。
综上:定位误差产生的原因是,定位基准与限位基准不重合及定位基准与工序基准不重合而产生的误差。
1.5.8常见定位方式中基准位移误差
1.用圆柱定位销、圆柱心轴中心定位
计算式: ΔY=Xmax=δD+δd0+Xmin(定位心轴较短) (1-3)
Xmax——工件定位后最大配合间隙; δD——工件定位基准孔的直径公差; δd0——圆柱定位销或圆柱心轴的直径公差; Xmin——定位所需最小间隙,由设计而定。
注意:基准位移误差的方向是任意的。
当工件用长定位心轴定位时,需考虑平行度要求。
计算式: ΔY=Xmax=(δD+δd+Xmin)L1/L2 (1-4)
L1——加工面长度; L2——定位孔长度。
2.定位套定位
计算式: Δ(1-5)
8
Y=Xmax=δD0+δd+Xmin
δD0——定位套的孔径公差; δd——工件定位外圆的直径公差。
注意:基准位移误差的方向是任意的。 3.平面支承定位
平面支承定位的位移误差较容易计算,当忽略支承误差且定位基准制作精度较高时,工序尺寸的基准位移误差视为零。
4.V形体定心定位
若不计V形体制造误差,仅有工件基准面的圆度误差时,工件的定位中心会发生偏移即O1O2=T1-T2,产生基准位移误差。
即: ΔY=O1O2=T1-T2 (1-6) 故:对于90°V形体ΔY=0.707δd。 1.5.9定位误差的合成
定位误差是两误差的合成即:Δ(1-7)
在圆柱间隙配合定位和V形块中心定位中,当基准不重合误差和位移误差都存在时,定位误差的合成需判断“+”、“-”号。
例如: V(1-8)
形
块
中
:
Δ
B
=
δ
d
/
D=Δ
B+Δ
Y
2
当ΔB与ΔY的变动方向相同时:ΔD=ΔB+ΔY=δd/2+ΔY (1-9)
当ΔB与ΔY的变动方向相反时:ΔD=ΔB-ΔY=δd/2-ΔY (1-10)
1.5.10六点定位原理
当工件在不受任何条件约束时,其位置是任意的不确定的。由理论力学可知,在空间处于自由状态的钢体,具有六个自由度,即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。
六个自由度是工件在空间位置不确定的最高程度。定位的任务,就是要限制工件的自由度。在夹具中,用分别适当的与工件接触的六个支撑点,来限制工件六个自由度的
9
原理,称为六点定位原理。 1.5.11应用定位的几种情况
1.完全定位
工件的六个自由度全部被限制,它在夹具中只有唯一的位置,称为完全定位。 2.部分定位
工件定位时,并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下,少于六个支撑点的定位称为部分定位。
在满足加工要求的前提下,采用部分定位可简化定位装置,在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。
3.过定位(重复定位)
几个定位支撑点重复限制一个自由度,称为过定位。 (1)一般情况下,应该避免使用过定位。
通常,过定位的结果将使工件的定位精度受到影响,定位不确定可使工件(或定位件)产生变形,所以在一般情况下,过定位是应该避免的。
(2)过定位亦可合理应用
虽然工件在夹具中定位,通常要避免产生“过定位”,但是在某些条件下,合理地采用“过定位”,反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。
工件本身刚性和支承刚性的加强,是提高加工质量和生产率的有效措施,生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况,长轴工件的一端装入三爪卡盘中,另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床(夹具)有关的形位误差从严控制,过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强,尾架的扶持有助于实现稳定,可靠的定位,所以工件安装方便,加工质量和效率也大为提高。
1.6 工件的夹紧
在机械加工过程中,工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下,工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置,而不致发生振动和位移,在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。工件定位后,将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置,称为夹紧装置。
10