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定位器:夹具装置中的基础元件

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:定位器又称定位元件,可作为一种独立的工艺装置,也可作为复杂夹具中的一种基本元件。定位器的形式有多种,如挡铁、支承钉或支承板、定位销及V形块等。定位销定位限制零件自由度的情况,视定位销与工件接触面积的大小而异。2)定位器一般不应作受力构件,以免损伤其精度。因此,凡受力的定位器一般要进行强度和刚度计算。

定位器:夹具装置中的基础元件

定位器又称定位元件,可作为一种独立的工艺装置,也可作为复杂夹具中的一种基本元件。定位器的制造和安装精度对工件的精度和互换性会产生直接的影响,因此保证定位器本身的设计合理性、加工精度和它在夹具中的安装精度,是设计和选用定位器的重要环节。定位器的形式有多种,如挡铁、支承钉或支承板、定位销及V形块等。使用时,可根据工件的结构形式和定位要求进行选择,大致分类如下:

1.平面定位用定位器

工件以平面定位时常采用挡铁、支承钉(板)进行定位。表3-3中列出了几种平面定位器的结构形式及其特点与使用说明。

表3-3 工件以平面定位用定位器

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(1)挡铁 挡铁是一种应用较广巨结构简单的定位元件,除平面定位外,也常利用挡铁对板焊结构和型钢结构的端部进行边缘定位。

1)固定挡铁可采用一段型钢或一块钢板按夹具的定位尺寸直接焊接在夹具体或装配平台上使用。

2)可拆挡铁在定位平面上一般加工出孔或沟槽,便于固定工件,为了提高挡铁的强度常在挡铁两平面间设置加强肋。

3)永磁式挡铁使用非常方便,一般可定位30°、45°、75°、90°夹角的铁磁性金属材料工件,用于中小型焊件的装配。在不受冲击振动的场合,利用永磁式挡铁的吸力直接夹紧工件,可起到定位和夹紧的组合作用。

4)可退出式挡铁是为适应焊接结构多种多样的形式,保证复杂的结构件经定位焊或焊接后,能从夹具中顺利取出。

挡铁的定位方法虽简便,但定位精度不太高,所用挡铁的数量和位置,主要取决于结构形式、选取的基准以及夹紧装置的位置。对于受力(重力、热应力、夹紧力等)较大的挡铁,必须保证挡铁具有足够的强度,使用时受力挡铁与零件接触线的长度一般不小于零件接触边缘厚度的一偌。

(2)支承钉和支承板 主要用于平面定位。支承钉(板)的形式有多种。

1)固定式支承钉。又分为三种类型:平头支承钉用来支承已加工过的平面定位;球头支承钉用来支承未经加工的毛坯表面或工件窄小表面的定位,此种支承钉的缺点是表面容易磨损;带花纹头的支承钉多用在工件侧面,增大摩擦因数,防止工件滑动,使定位更加稳定。固定支承钉可采用通过衬套与夹具骨架配合的结构形式,当支承钉磨损时,可更换衬套,避免因更换支承钉而损坏夹具。

2)可调式支承钉。在零件表面未经加工或表面精度相差较大,而又需以此平面做定位基准时选用。此类可调支承钉基本上是采用与螺母旋合的方式调整高度,以补偿零件的尺寸误差。

3)支承板定位。表3-3中支承板a构造简单,但螺纹孔易积聚灰尘使支承面不平而影响定位作用,所以适于零件的侧面和顶面定位。表3-3中的支承板b利于排除尘屑,适于底面定位。

应注意在使用支承钉或支承板定位时,已装配好的工件表面尽可能一次加工完成,以保证定位平面的精度。

2.圆孔定位用定位器

利用零件上的装配孔、螺钉或螺栓孔及专用定位孔等作为定位基准时多采用定位销定位。定位销定位限制零件自由度的情况,视定位销与工件接触面积的大小而异。一般定位销直径大于定位销高度的短定位销起到两个支承点的作用;定位销直径小于定位销高度的长定位销可起到四个支承点的作用。常用圆孔定位用定位器见表3-4。

表3-4 圆孔定位用定位器

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定位销一般按过渡配合压入夹具体内,其工作部分应根据零件上的孔径按间隙配合制造。(www.xing528.com)

3.外圆表面定位用定位器

生产中,圆柱表面的定位多采用V形块。V形块的优点较多,应用广泛,表3-5是V形块的结构尺寸。V形块上两斜面的夹角一般选用60°、90°、120°三种,焊接夹具中V形块两斜面夹角多为90°。表3-6列出几种V形块的结构图、工件特点与使用说明。

表3-5 V形块的结构尺寸

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注:D—工件定位基准直径(mm)。

H—V形块的高度(mm),用于大直径时,取H≤0.5D;用于小直径时,取H≤1.2D。

表3-6 外圆表面定位用定位器

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V形块的定位作用与零件外圆的接触线长度有关。一般短V形块起两个支承点的作用,长V形块起四个支承点的作用。当零件的直径经常变化时,应选用可调整式V形块。

4.定位样板

根据焊件上各待装零件间的位置关系,借助它们的圆孔、边缘、凸缘等作基准制作样板,然后利用样板进行定位。样板的结构形状因产品不同而异,一般用薄钢板制成,其厚度在满足刚度前提下尽可能薄。在非定位的部位开孔或槽以减轻样板质量,便于提携。如图3-9a是用于确定筋板的位置;图3-9b是用于确定隔板的位置。

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图3-9 样板定位用例

5.注意事项

设计定位器时应注意以下几点。

1)定位器的工作表面常与工件接触摩擦,应耐磨,以保持定位精度。通常硬度在40~65HRC,可通过选择材料及热处理方法获得。磨损或损坏后应易于修复或更换。

2)定位器一般不应作受力构件,以免损伤其精度。但在焊接过程中与夹紧器配合工作时,就会受到夹紧力;控制焊接变形时,会引起拘束力;焊件翻转或回转时,会受到重力和惯性力等。因此,凡受力的定位器一般要进行强度和刚度计算。

3)定位器应有好的加工性能,其结构简单,易于制造和安装。

4)定位器上的限位基准应具有足够的精度。为此,须保证加工误差、表面粗糙度。定位器之间相关尺寸和相互位置的公差一般取工件上相应公差的1/5~1/2,常取1/3~1/2。定位销工作直径的公差带一般取f7,表面粗糙度Ra0.4μm;与夹具体配合直径公差取r6,表面粗糙度Ra0.8μm。

5)定位器的布置首先应符合定位原理,特别是在有工艺反变形要求时,定位器更要精心设计。有时为满足装配零部件的装卸,还需将定位器设计成可移动、可回转或可拆装的形式。

6)定位精度和质量不仅取决于定位器工作面(装配基准)的加工精度和耐磨性,也取决于工件定位面的状况,应优先选择工件本身的测量基准、设计基准。必要时也可专门为解决定位精度而在工件上设置装配孔、定位块等。

7)当工件尺寸较大特别是采用中心柱销定位时,操作者不便观察工件的对中情况,这时,定位器本身应具有适应对中偏差的导入段,如在定位器端部加工出锥面、斜面或球面导向,以辅助工件的对中并导入工件。

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