数控机械之机械加工常用定位元件

为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置，必须选择合理的定位方法和设计相应的定位装置。

　　上节已介绍了工件定位原理及定位基准选择的原则。在实际应用时，一般不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触，而是通过定位元件上的工作表面与工件定位基面的接触来实现定位。　　定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。

　　一、对定位元件的基本要求

　　1．足够的精度

　　由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度要求。

　　2．足够的强度和刚度

　　定位元件不仅限制工件的自由度，还有支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此还应有足够的强度和刚度，以免使用中变形和损坏。

　　3．有较高的耐磨性

　　工件的装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应有较高的耐磨性。

　　4.良好的工艺性

　　定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配和更换。

　　对于工件不同的定位基面的形式，定位元件的结构、形状、尺寸和布置方式也不同。下面按不同的定位基准分别介绍所用的定位元件的结构形式。

　　二、工件以平面定位时的定位元件

　　工件以平面作为定位基准时常用的定位元件如下述：

　　（一）主要支承

　　主要支承用来限制工件自由度，起定位作用。

　　1．固定支承

　　固定支承由支承钉和支承板两种型式，如图3-41所示，在使用过程中它们都是固定不动的。

　　当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉图3-41b；齿纹头支承钉，如图3-41c，用在工件侧面，以增大磨擦系数，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（如图3-41a）或支承板。图3-41d所示支承板结构简单，制造方便，但孔边切屑不易清除干净，故适用于侧面和顶面定位；图3-41e所示支承板便于清除切屑，适用于底面定位。

　　需要经常更换的支承钉应加衬套，如图3-42所示。支承钉、支承板均已标准化，其公差配合、材料、热处理等可查国家标准《机床夹具零件及部件》。

　　一般支承钉与夹具体孔的配合可取H7/n6或H7/r6。如用衬套则支承钉与衬套内孔的配合可取H7/js6。

　　当要求几个支承钉或支承板装配后等高时，可采用装配后一次磨削法，以保证它们的工作面在同一平面内。

　　工件以平面定位时，除了采用上面介绍的标准支承钉和支承板，也可根据工件定位平面的不同形状设计相应的支承板。

　　2．可调支承

　　在工件定位过程中，支承钉的高度需调整时，应采用图3-43所示可调支承。

　　在图3-44a中，工件为砂型铸件，先以A面定位铣B面，再以B面定位镗双孔。铣B面时若用固定支承，由于定位基面A的尺寸和形状误差较大，铣完后的B面与两毛坯孔（3-44中的点划线）的距离尺寸H1、H2变化也大，致使镗孔时余量很不均匀，甚至可能使余量不够。因此图3-44中可采用可调支承，定位时适当调整支承钉的高度，便可避免出现上述情况。对于中小型零件，一般每批调整一次，调整好后，用锁紧螺母拧紧固定，此时其作用与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时，也可能每件都要调整。

　　在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时，可用可调支承，如图3-44b所示，在轴上钻径向孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调整支承钉的伸出长度，便可进行加工。

　　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

　　图3-45所示的叉形零件，以加工过的孔D及端面定位，铣平面C和E。用心轴及端面限制和五个自由度，为了限制自由度需设一防转支承。此支承如单独设在A处或B处，都因工件刚性差而无法加工，若在A、B两处均设防转支承则属过定位，夹紧后使工件产生较大的变形，将影响加工精度。此时应采用图3-46所示的自位支承。