工装设计之工件不完全定位

2020年6月14日14:26:45 发表评论浏览:22

工件在夹具中定位,若六个不定度没有被全部限制时,称为不完全定位。根据工件加工前结构形状特点和工序加工精度要求,又可分成如下两种情况。

(1)由于工件加工前的结构形状特点,无法也没有必要限制某些方面的不定度。

如图1所示,在球面上钻一孔、在光轴上车一个阶梯、在套简上铣一平面及在圆盘圆周铣一个槽等,都没有必要也不可能限制绕它们自身回转轴线的不定度。这方面的不定度没有被限制,并不影响一批工件在夹具中位置的一致性。

(2)由于加工工序的加工精度要求,工件在定位时允许保留某些方面的不定度不被限制。

图2(a)所示的工件,仅要求被加工的上表面与工件底面的高度尺寸及平行度精度,因而在平面磨床工作台上定位时只需要限制工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位三个不定度。又如图2(b) 所示的工件,在立式铣床上用角度铣刀加工燕尾槽时,只需要限制工装设计之工件不完全定位,工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位五个不定度。因为工件沿Y、Z轴方向的位置变动,将影响被加工燕尾槽位置尺寸B和H的精度;工件绕X、Y、Z轴的位置变动。将影响燕尾槽侧面,底面相对工件侧面,底面的位置精度。而工件沿X轴方向的不定度存在,并不影响燕尾槽工序的加工精度。从理论上分析,这一沿X轴方向的不定度可以不被限制,但在夹具设计和使用时,往往为了承受部分切削力和便于控制刀具的行程,仍在夹具上设置-一个图2. 5(c)所示之挡销A。这里需着重说明,增加一一个挡销A之后,虽从形式上来看工件已实现完全定位,但从工件的定位原理分析,仍属于不完全定位,此时该挡销主要的作用不是定位。

工装设计之工件不完全定位

图1不必限制绕自身回转轴线不定度的实例

工装设计之工件不完全定位

图2不完全定位实例

再如图3所示的套类工件,欲在其上钻一小孔D ,该孔对套的端面及内孔中心线有尺寸及位置精度要求。在加工定位时,保留工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位方面的不定度并不影响该工序的加工精度要求。但在设计夹具选用定位元件时,无论是采用长心轴1或长V形块2,在限制了工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位的同时,也自然地限制了工装设计之工件不完全定位

由上述完全定位和不完全定位的一些实例说明。

工装设计之工件不完全定位

图3因夹具结构需多限制不定度的实例
1-长心轴;2-长V形块

(1)夹具上的定位元件与工件的定位基准始终保持紧密接触或配合,才能起到限制不定度的作用,它们一旦脱离就会引起工件定位的不准确甚至失去定位的作用。

(2)将夹具上定位元件抽象转化为相应的定位支承点,每个支承点所限制的某一个方面的不定度,并不意味着工件已失去了在该方面移动或转动的可能性。如图4(c)所示,长方形工件虽与夹具中的六个定位支承点相接触,但在外力作用下工件还可以沿X轴右移、沿Z轴上移、沿Y轴前移,或绕三个坐标轴向着脱离支承点的方向转动。这些移动或转动可能性,需由夹具中的夹紧装置加以限制。

 

工装设计之工件不完全定位

图4长方形工件钻孔工序及工件定位分析

 

相反,即使工件在夹紧力的作用下完全限制了移动或转动的可能性,但并不一定是已被完全定位。如图2(a)所示,在平面磨床上磨削工件的上表面,磨床磁性工作台可将工件吸牢在工作台面的任一位置上,但工件只是依靠其底面与磁性工作台面相接触而限制了工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位三个不定度,而其余三个不定度并没有被限制。

总之,应注意将“定位”与“夹紧"的概念区别开,分析夹具中各定位支承点的作用时,不应考虑夹紧力的影响。

(3)对夹具中定位元件限制的不定度进行分析时,不能只看定位元件的结构形式,而应着重看其实际的定位效果。图5定位用的长心轴,采用过盈配合时虽与工件内孔整个表面接触,但其实际定位效果为限制四个不定度。又如图6(a)所示为一窄环状工件的定心定位原理图,工件装夹定位装置上后,转动心轴1, 在斜面作用下三个滚珠2同步径向外移,直至与工件的孔壁接触使工件定位。从结构形式上看,定位装置上的三个滚珠与工件接触,似为三点定位。但实际上,这种定位方案只限制了工装设计之工件不完全定位工装设计之工件不完全定位两个不定度,相当于图6(b)所示的两个定位支承点,故为两点定位。

 

工装设计之工件不完全定位

图5铣键槽工序及工件定位分析

工装设计之工件不完全定位

图6窄环工件定心定位分析
1一心轴;2一滚珠

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