一面两孔定位
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Equipment Manufactring Technology No.5, 2008收稿日期:2008-02-12作者简介:孔柱新 (1971— , 安徽省舒城县人, 常州机电职业技术学院教师, 研究方向为机械制造及其自动化。
一面两孔的定位分析与计算孔柱新(常州机电职业技术学院, 江苏常州 213164摘要:阐述了一面两孔的概念, 分析了定位元件所限制的自由度数, 以及处理过定位的方法, 介绍了两种一面两孔定位方式, 比较了两者的优缺点, 侧重分析了后一种定位方式, 并给出了计算实例。
关键词:一面两孔; 过定位; 圆柱销; 削边销; 定位误差中图分类号:TH12文献标识码:A文章编号:1672-545X (2008 05-0060-031自由度分析一面两孔定位是工件以一个平面和两个与平面垂直的孔作为定位基准的组合定位方式, 定位元件为一个平面和两个定位销,俗称一面两销定位, 是生产中典型而常用的定位方式。
如加工箱体、杠杆、盖板等。
工件以一面两孔定位, 必须正确处理过定位问题。
如图 1所示, 分析各定位元件所限制的自由度。
支撑板限制工件 !X 、!Y 、 !Z 三个自由度, 圆柱销 1限制工件的 X " 、 Y " 两个自由度, 圆柱销 2限制工件的 !Z 、 X " 两个自由度, 两个定位销重复限制了 X " 自由度, 出现过定位。
当两圆柱孔中心距在一定公差范围内变化时, 其中心距最大是 L+! L D ,最小是 L-! L D , 当这样一批工件以两孔定位装入夹具的定位销时, 最不利的就是出现如图 2所示那样, 工件根本无法装进的情况。
由于销心距和孔心距都在规定公差范围内变化, 因此只要改变销 2的尺寸偏差或结构形状, 就可补偿中心距的变动量, 消除因重复限制 X " 自由度所引起工件装不进的问题。
图 2自由度分析2以两个圆柱销及平面支撑定位当选用两个圆柱销作为定位元件时, 可以采用两种方案来解决工件可能放不进去的问题。
一面两孔定位时定位元件的设计曹同生在箱体、杠杆、盖板等类零件的加工中,工件常以一平面两圆孔作为定位基面,简称一面两孔定位。
工件以一面两孔定位时,夹具上的定位元件是:与工件平面相接触的定位元件是支承板,用于两个定位圆孔的定位元件有两种情况:一种是两个短圆柱销,另一种是一短圆柱销与一短削边销。
下面主要阐述这两种情况下两销的设计。
1 两个短圆柱销如图1所示,采用两个短圆柱销与工件两定位孔配合时,短圆柱销1限制、两个自由度,短圆柱销2限制、两个自由度,平面3限制、和三个自由度。
两短圆柱销重复限制了这个自由度,即沿两销连心线方向的自由度被重复限制了,是过定位。
当工件的孔间距(L±δLD /2)与夹具的销间距(L±δLd/2)的公差之和大于工件两定位孔(D1、D2)与夹具两定位销(d1、d2)之间的间隙之和时,将妨碍部分工件的装入。
图1要使同一工序中的所有工件都能顺利地装卸,必须满足下列条件:当工件两孔径为最小(D1min 、D2min)、夹具两销径为最大(d1max、d2max)、孔间距为最大(L+δLD /2)、销间距为最小(L-δLd/2);或者孔间距为最小(L-δLD /2)、销间距为最大(L+δLd/12)时,D1与d1、D2与d2之间仍有最小配合间隙x1min 、x2min存在。
为此必须对两销进行合理的设计。
如图1所示,一般第一个短圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸,其公差带一般取g6或h7,两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心距的平均尺寸,其公差为:(δLd =(1/3~1/5)δLD。
关键是第二个短圆柱销直径的确定。
从图2中可以看出,为了满足上述条件,第二销与第二孔不能采用标准配合,第二销的直径缩小为d'2,沿两孔连心线方向的间隙增大了。
缩小后的第二销的最大直径为:图2(1)式中:x2min——第二销与第二孔采用标准配合时的最小间隙。
一面两孔定位一面两孔定位方案,具体如下:一、方案概述本方案的主要目的是为了满足客户的特殊需求,设计一种特殊的一面两孔定位方案,以确保产品的精准定位和高效生产。
二、方案流程1.确定客户需求首先,我们需要了解客户的具体需求和要求,包括产品的尺寸、重量、定位精度等方面的要求,同时,我们还需要了解客户所使用的生产设备和工艺流程,以便为客户提供最优质的方案。
2.设计方案根据客户的需求和要求,我们将进行详细的设计方案,包括定位孔的数量、位置、直径等方面的设计,以确保定位孔的精准定位和稳定性。
3.制作样品为了确保方案的可行性和有效性,我们将根据设计方案进行样品制作,并进行实际测试,以确保定位孔的精准定位和稳定性。
4.测试验证在样品制作完成后,我们将对样品进行详细的测试和验证,以确保方案的有效性和可行性。
同时,我们还将根据客户的反馈和意见进行相应的优化和改进,以满足客户的需求和要求。
5.生产推广在方案测试和验证完成后,我们将开始进行产品的大规模生产和推广,以确保产品的质量和稳定性。
同时,我们还将为客户提供专业的售后服务和技术支持,以确保客户的满意度和信赖度。
三、方案优势1.精准定位:通过精细的设计和测试,我们能够确保定位孔的精准定位和稳定性,提高产品的生产效率和质量。
2.高效生产:通过优化和改进生产流程,我们能够提高产品的生产效率和工艺水平,降低生产成本和风险。
3.专业服务:我们拥有专业的技术团队和售后服务团队,能够为客户提供全方位的技术支持和售后服务,确保客户的满意度和信赖度。
四、方案收益通过本方案的实施,客户将能够获得以下收益:1.提高生产效率:通过精准的定位和高效的生产流程,客户能够提高产品的生产效率和质量,降低生产成本和风险。
2.提高产品质量:通过精细的设计和测试,客户能够提高产品的质量和稳定性,满足客户的需求和要求。
3.提高客户满意度:通过专业的服务和售后支持,客户能够获得更好的服务体验和满意度,提高客户的信赖度和忠诚度。
一面两孔定位方案的设计步骤1. 确定两销中心距及尺寸公差(中心距公差需采用对称公差的标注形式)两销中心距基本尺寸L d =两孔中心距基本尺寸L D两销中心距的尺寸公差δLd =(1/3~1/5)δLD两销中心距尺寸及公差的标注:L d ±δLd (其中δLD —孔中心距公差的一半;δLd —销中心距公差的一半)2. 确定圆柱销的尺寸及公差圆柱销直径的基本尺寸(或最大尺寸)d 1max =工件孔1的最小极限尺寸D 1min圆柱销按g6或f7制造3. 查表2-12确定削边销尺寸b 1(或b )及B削边销尺寸计算如图2-8所示。
4. 确定削边销的直径尺寸及公差⑴ 计算补偿值a=δLD +δLd⑵ 计算最小配合间隙min21min 22D ab X = ⑶ 计算削边销工作部分直径d 2max = D 2min - X 2min式中d 2max —削边销最大直径;D 2min —与削边销配合的孔的最小直径⑷ 计算削边销的尺寸公差:削边销按h6制造5. 计算定位误差——目的是分析定位方案的可行性⑴ 基准不重合误差△B ,根据设计尺寸标注的不同而不同⑵ 基准位移误差△Y =δD1+δd01+X 1min⑶ 转角误差2△θ= 2arctan (X 1max + X 2max ) /2L(孔轴配合时:最大间隙min min max max X d D X d D ++=-=δδ;最小间隙max min min d D X -=)6. 定位质量分析⑴ 定位误差△D 应满足公式:△D =△Y ±△B ≤1/3δK式中δK ——工件加工尺寸公差⑵ 转角误差2△θ应满足公式:2△θ≤1/3 δθ式中δθ ——工件加工角度公差例:图示为工件以两孔mm 027.00122+-φ定位的方案,已知两定位孔的孔心距为L D =80±0.06mm ,试设计两定位销尺寸并计算定位误差(2δLD 、2δLd 分别为孔心距、销心距的公差)解:⑴ 确定两销心距及公差:L d =L D =80mmmm LD Ld 02.006.03131=⨯==δδ ∴两销中心距为80±0.02mm⑵ 确定圆柱销尺寸及公差圆柱销的基本尺寸d 1=D 1=φ12mm销孔配合按g6制造,查表知:销的上偏差es=-0.006,且IT6的公差为0.011,可得ei=-0.017∴圆柱销尺寸为mm 006.0017.012--φ ⑶ 按表2-12选取削边销尺寸:b 1=4mm B =d - 2=12 - 2=10mm⑷ 确定削边销直径尺寸及公差补偿值a=δLD +δLd =0.06+0.02=0.08mm mm D ab X 053.012408.022min 21min 2=⨯⨯== d 2max = D 2min - X 2min =12 - 0.053=11.947mm削边销与孔的配合按h6,查表可知销的上偏差es=0,且IT6的公差为0.011,可得ei= -0.011mm∴削边销尺寸为()mm 053.0064.0053.00053.0011.00011.012053.0947.11947.11------=+=φφφ⑸ 计算定位误差假定设计基准与定位基准重合,则△B =0△Y =δD1+δd01+X 1min =0.027+(-0.006+0.017)+(0+0.006)=0.044mm()()"54'2802064.0027.0017.0027.02max 2max 1≈⨯+++=+=∆arctg L X X arctg θ ∴总转角误差"48'5"54'222=⨯=∆⋅θ指定工序专用夹具的设计步骤要说明由教师指定做哪道工序专用夹具的设计,以及为何要采用专用夹具进行定位装夹。
一面两孔定位集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
. 一个平面和两个与平面垂直的孔组合
在加工箱体、支架、连杆和机体类工件时,常以平面和垂直于此平面的两个孔为定位基准组合起来定位,称为一面两孔定位。
此时,工件上的孔可以是专为工艺的定位需要而加工的工艺孔,也可以是工件上原有的孔。
图 9 - 24 一面两孔组合定位
1 —短圆柱销
2 —短菱形销
一面两孔定位,通常要求平面为第一定位基准,限制工件的、、三个自由度,定位元件是支承板或支承钉;孔 1 的中心线为第二定位基准,限制工件的、两个自由度,定位元件是短圆柱销;孔 2 的中心线为第三定位基准,限制工件的一个自由度,定位元件是短菱形销,实现六点定位,如图 9 - 24 所示。
( 1 )使用菱形销的目的如果采用两个圆柱销与两定位孔配合定位,沿工件上两孔连心线方向的自由度被重复限制了,属于过定位。
当工件的孔间距与夹具的销间距
的公差之和大于工件两定位孔与夹具两定位销之间的配合间隙之和时,将使部分工件的不能顺利装卸。
为避免过定位,使工件顺利装卸,可采取以下措施:减小,这种
方法虽然能实现工件的顺利装卸,但增大了工件的转动误差;采用削边销,沿垂直于两孔中心的连线方向削边,通常把削边销作成菱形销可提高强度,由于这种方法只增大连心线方向的间隙,不增大工件的转动误差,因而定位精度较高,在生产中获得广泛应用。
2 )菱形销(削边销)的设计计算计算的依据就是不发生干涉,把发生干涉部分削掉。
发生干涉的两种极限情况为:
1 )工件孔距,销距,、、、;
2 )工件孔距,销距,、、、。
按 1 )计算削边销的宽度:设孔 1 中心与销 1 中心重合,最小间隙为;孔 2
中心与销 2 中心重合,最小间隙为,为图 9-20 所示极限状态孔 2 的中心位置。
为了避免过定位,应将干涉部分削掉。
图 9-25 削边销的计算
由图 9 - 25 所示的几何关系:
其中:
,
,
整理并略去二次微量、,得:
( 9-1 )
表 9-2 菱形销的结构尺寸(GB/2203-91)(㎜)
注:b1—修圆后留下圆柱部分宽度, b—削边部分宽度。
削边销已标准化了,称为菱形销。
其削边尺寸可查表9-2 。
( 3 )“一面两孔”定位设计计算
已知工件孔距,孔径为、。
1 )确定两定位销的中心距(工件孔距化成);
2 )确定圆柱销直径,定位精度要求比较高时,可按制造。
3 )确定菱形销直径
确定菱形销削边宽度由查表 9-2 确定,对于修圆菱形销按计算;
计算孔 2 与销 2 的最小间隙
由求得
确定菱形销直径
由,求得
( 9-2 )
定位精度要求比较高时,可按制造。