常见定位元件
常用定位元件限制的自由度
常用定位元件限制的自由度在设计机械系统或装配过程中，常常需要考虑定位元件的使用。
定位元件是指可以控制零件相对位置和方向的元件，它们在机械系统的装配过程中起着非常重要的作用。
然而，很多人在使用定位元件时存在一些误区，不了解它们的限制和自由度，从而影响了机械系统的性能和稳定性。
因此，了解常用定位元件的限制对于机械系统的设计和安装具有重要的指导意义。
首先，我们来介绍一下常见的定位元件。
常用的定位元件包括销、销孔、齿轮、键槽等。
这些元件通常用于定位和传递力或扭矩。
在设计和选择这些定位元件时，需要考虑它们的限制和自由度。
销是一种常见的定位元件，它通常用于固定两个工件的相对位置。
在使用销时，需要考虑其在径向和轴向上的限制。
在径向上，销的直径和孔的直径必须匹配，并提供适当的间隙以确保工件的相对位置。
在轴向上，销的长度必须足够长，以将工件牢固地固定在一起，但也不能过长，以免影响工件的安装和拆卸。
销孔是一种常见的定位元件，它通常用于固定工件的位置和方向。
在使用销孔时，需要考虑其在径向和轴向上的限制。
在径向上，销孔的直径必须与销的直径匹配，并提供适当的压力以确保工件的位置。
在轴向上，销孔的深度必须足够长，以确保销充分插入，并且不能太深，以免影响工件的组装。
齿轮是一种常见的定位元件，它通常用于传递扭矩和控制工件的相对位置。
在使用齿轮时，需要考虑其在轴向和径向上的限制。
在轴向上，齿轮的长度必须足够长，以确保扭矩的传递和工件的相对位置。
在径向上，齿轮的直径必须与孔匹配，并提供适当的间隙以确保齿轮的正常运转。
键槽是一种常见的定位元件，它通常用于固定轴和套筒的相对位置。
在使用键槽时，需要考虑其在径向和轴向上的限制。
在径向上，键槽的宽度必须与键匹配，并提供适当的压力以确保轴和套筒的相对位置。
在轴向上，键槽的深度必须足够长，以确保键充分插入，并且不能太深，以免影响工件的安装和拆卸。
在使用定位元件时，还需要考虑其材料的选择和表面处理。
43常见的定位方式与定位元件
X Z
Y
图4-28 工件在两顶尖上定位
(B)可调支承
在工件定位过程中，支承钉的高度需要调整的场合
20
4.3. 常见的定位方式与定位元件
(C)自位支承 自位支承(浮动支承)—自动调整位置的支承。其作用相当于一 个固定支承，只限制一个自由度，适于工件以粗基准定位或刚 性不足的场合。
21
4.3. 常见的定位方式与定位元件
B.辅助支承
辅助支承—用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用
测量基准：在加工中或加工后用来测量工件的尺寸误差、 形状、位置时所采用的基准，称为测量基准。 装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品中的相 对位置所采用的基准，称为测量基准。
2
4.3 常见的定位方式与定位元件
工艺基准
在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定 位基准、测量基准与装配基准。
4.3.4 组合定位
X Y
Z a）
X Y
Z a1）
X Y
Z a2） 图2-23a 过定位示例分析
X Y
Z a3）
33
4.3.4 组合定位
Z
X X
Z
X Y Z X b）
X Y Z X b1）
X Y b2）
X Y b3）
34
图2-23b 过定位示例分析
4.3.4 组合定位
Z Z X X
X
Y c） Z
定位方法与定位元件
定位方法与定位元件定位方法与定位元件在工程设计和制造领域中起到非常重要的作用。
定位是确保机械零部件、设备或系统正确安装和组装的过程。
一个好的定位方法和定位元件能够提高生产效率，减少装配误差，提高产品质量。
下面将详细介绍定位方法与定位元件。
一、定位方法1.几何定位法：几何定位法是利用机械几何关系进行定位的方法。
常见的几何定位方法有：平面定位、四点定位、三点定位、二点定位等。
四点定位是最常用的一种几何定位方法，可以确保零部件在三个平面上的位置和方向。
在机械设计和制造中，通常使用直线或面的几何形状进行定位，例如棱形定位销、矩形定位销、平面定位销等。
2.相对定位法：相对定位法是根据零部件之间的相对位置进行定位的方法。
可以使用相对位置进行定位的零部件有：销轴与轴孔、销轴与轴承、螺纹和螺母等。
相对定位法通常采用夹紧或卡紧的方式，以确保零部件之间的相对位置不变。
3.量绝对位置定位法：量绝对位置定位法是利用测量仪器对零件或产品进行定位的方法。
常用的测量仪器有卡尺、游标卡尺、百分表、坐标测量机等。
通过测量仪器测量零部件的尺寸和位置，可以实现高精度的定位。
4.灵活定位法：灵活定位法是利用柔性零部件进行定位的方法。
柔性零部件通常是弹性元件或弹簧，可以在一定范围内进行弯曲、伸缩和扭转。
通过调整柔性零部件的形状，可以实现零部件的精确位置和方向。
5.模板定位法：模板定位法是使用特制的模板或夹具进行定位的方法。
模板定位法可以保证零部件的位置和方向都是精确的。
在大批量生产中，模板定位法可以提高生产效率和一致性。
6.力定位法：力定位法是利用力的作用进行零部件定位的方法。
常见的力定位法有气缸定位、液压定位、弹簧定位等。
通过施加力的方式，可以将零部件精确地定位到指定位置。
二、定位元件1.定位销：定位销是最常用的定位元件之一，它通过精确加工和配合，将零部件定位到指定位置。
定位销有多种形状，包括圆形、方形、矩形、棱形等。
2.定位套：定位套通常由金属材料制成，具有高强度和刚性。
2.3常用定位方式和定位元件
3）定位心轴 ①间隙配合心轴 如图2-19a）为圆柱心轴的间隙 配合心轴结构，孔轴配合采用H7／g6。结构简单、 装卸方便，但因有装卸间隙，定心精度低，只适用 于同轴度要求不高的场合，一般采用孔与端面联合 定位方式。
a)
②过盈配合心轴 如图2-19b)所示，采用H7／r6
b)
过盈配合。其有导向部分、定位部分、连接部分，
图2-15 各种类型的自位支承
2）辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助
支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点是：待工件定位 夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧；而且辅助支承是每 安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自由度，也不允许破坏原有定位。 如图2-16所示，工件以平面A定位，由于被加工面悬伸较大，在切削力作用下会产生 变形和振动，因此工件定位后增设辅助支承3，以提高支承刚度，减少振动，提高加 工精度。
加工前调整一次，调整后需要锁紧，其作用与固定支承相同。
图2-14 各种类型的可调支承
③自位支承 在工件定位过程中能自动调整位置的支承称为自位支承。其作用相当于1个固定支
承，只限制1个自由度。由于增加了接触点数，可提高工件的装夹刚度和稳定性，但 夹具结构稍复杂，自位支承一般适用于毛面定位或刚度不足的场合，图2-15为自位支 承结构。
种形式，如图2-13 承板结构简单，便于制造，但
所示。在使用过程 不利于清除切屑，故适用于顶
中，它们都是固定 面和侧面定位。B型支承板则易
不动的。
保证工作表面清洁，故适用于
底面定位。
a)
b） 图2-13 各种类型的固定支承
a)支承钉；b)支承板
第五课 定位元件
可调支承
定位销
定位心轴
圆柱孔定位元件
V形铁
外圆柱面定位元件
定位元件要求：
1、高精度 2、高耐磨性
应小于工件相应尺寸公差。
定位元件材料 20钢
T7A、T8A 45
热处理 渗碳淬火 渗碳层0.8-1.2mm，55-60HRC 淬火50-55HRC
淬火45-50HRC
3、足够刚度和强度 4、良好工艺性
二、常用定位元件的选择
间隙配合心轴 H6、g6、f7
标准锥度心轴 JB/T10116-1999
过盈配合心轴 r6
心轴定位可理解为长圆柱销定位，可消除工件四个不定度。
（3）锥销
JB/T10117.1-1999 JB/T10117.2-1999
夹具标准顶尖
圆锥销用于工件圆柱孔端的定位情况
固定顶尖可消除三个移动不定度，活动顶尖消除两个转动不定度
V形块也可以做成活动结构。除可以提供一个定位点， 还兼做夹紧元件，具有定心夹紧功能。
常用V形块两工作斜面间的夹角一般分为60°、90°、 120°三种，其中90°角的V形块应用最多，其结构及规格尺 寸均已标准化。
（2）定位套
定位套精基准定位。
半圆孔定位装配结构形式
上半圆起夹紧作用
下半圆起定位作用
圆孔面定位元件
定位销与夹具安装孔 过盈配合 H7/r6
可换定位销 JB/T8014.3—1999
H7/h6
H7/n6
定位销工作部分d的尺寸公差根据具体的定 位安装精度要求分别按g5、g6、f6、f7来制造。
定位插销 JB/T8015—1999
（2）定位心轴 用来安装内孔尺寸较大的套筒类、盘类工件。
1．平面定位基准面 （1）基本支承 用作消除工件定位不定度、具有独立定位作用的支承。
定位元件的概念
定位元件的概念定位元件的概念定位元件是一种用于机械装配中定位和固定零部件的机械组件，通常由金属或塑料制成。
它们是机械工程中不可或缺的一部分，因为它们可以确保装配部件的准确位置和方向，从而提高装配速度和精度。
本文将介绍定位元件的类型、功能、应用以及选型。
一、定位元件的类型1. 弹簧销：弹簧销是一种常见的定位元件，它通常由钢制成。
弹簧销有一个弹性销体和一个固定在工作表面上的壳体。
当弹性销体插入壳体时，它会产生压力并保持零件在正确位置。
2. 滑动导轨：滑动导轨是一种直线运动轴承，通常由铝合金或钢制成。
滑动导轨具有低摩擦系数和高刚度，适用于高精度运动控制。
3. 夹紧块：夹紧块是一种可以固定零部件并锁住它们的机械组件。
夹紧块通常由钢制成，并使用手柄或螺旋机构进行操作。
4. 定位销：定位销是一种用于定位和固定零部件的轴状元件。
它通常由钢制成，具有高强度和耐磨性。
定位销通常与孔配合使用，以确保零件的准确位置。
5. 定位套筒：定位套筒是一种用于定位和固定零部件的圆柱形元件。
它通常由铜或钢制成，并安装在孔中以确保零件的准确位置。
二、定位元件的功能1. 精确定位：定位元件可以精确定位零部件，从而提高装配速度和精度。
2. 固定零部件：定位元件可以固定零部件，防止其在运动中移动或松动。
3. 支撑负载：某些类型的定位元件可以支撑负载，从而提高机械系统的刚度和稳定性。
4. 提高生产效率：通过使用适当的定位元件，可以提高生产效率并降低成本。
三、定位元件的应用1. 机械加工：在机械加工中，需要使用各种类型的夹具来夹紧工作物，并使用各种类型的夹紧块、定位销和定位套筒来确保工作物的准确位置。
2. 模具制造：在模具制造中，需要使用各种类型的定位元件来定位和固定模具零件，以确保模具的精度和稳定性。
3. 机器人控制：在机器人控制中，需要使用各种类型的滑动导轨和直线导轨来支撑机器人运动，并使用夹紧块来锁定机器人末端执行器。
4. 自动化装配：在自动化装配中，需要使用各种类型的弹簧销、夹紧块、定位套筒和定位销来确保零部件的准确位置，从而提高装配速度和精度。
定位元件及定位方法的选用概要
定位元件与定位方法的选用工件的定位是通过工件上的定位基准面和夹具上定位元件工作表面之间的配合或接触实现的，一般应根据工件上定位基准面的形状，选择相应的定位元件。
一、工件以平面定位：工件以平面定位时，常用定位元件：固定支承、可调支承、浮动支承、辅助支承。
（一）固定支承固定支承有支承钉和支承板两种形式，平头支承钉和支承板用于已加工平面的定位；球头支承钉主要用于毛坯面定位；齿纹头支承钉用于侧面定位，以增大摩擦系数。
限制一个移动自由度。
（二）可调支承可调支承用于工件定位过程中，支承钉高度需调整的场合，可调支承大多用于毛坯尺寸、形状变化较大，以及粗加工定位。
限制一个移动自由度。
（三）浮动支承工件定位过程中，能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承，称为浮动支承。
浮动支承常用的有三点式和二点式，无论哪种形式的浮动支承，其作用相当于一个固定支承，只限制一个移动自由度，主要目的是提高工件的刚性和稳定性。
用于毛坯面定位或刚性不足的场合。
（四）辅助支承辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等原因，可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。
因此，辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。
二、工件以圆孔定位工件以圆孔定位时，常用的定位元件有：定位销、圆柱心轴、圆锥销、圆锥心轴。
1、定位销定位销分为短销和长销。
短销只能限制两个移动自由度，而长销除限制两个移动自由度外，还可限制两个转动自由度。
2、圆柱心轴圆柱心轴定位有间隙配合和过盈配合两种。
间隙配合拆卸方便，但定心精度不高；过盈配合定心精度高，不需夹紧，但装拆工件不方便。
3、圆锥销采用圆锥销定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件三个移动自由度4、圆锥心轴限制工件三个移动自由度和两个转动自由度。
三、工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时，常用定位元件：支承板、V形块、定位套、半圆孔衬套、锥套和三爪自动定心卡盘，最常见的是V形块和三爪自动定心卡盘。
机械制造与自动化专业《工件以圆柱孔定位常见定位元件》
常用于套类、盘类零件的车削、铣削、磨削和齿轮的 加工中，以保证加工面对孔的同轴度公差等精度要求 。
间隙配合h6、g6或f7
定心夹紧精度高
工件以圆柱孔定位
滚齿心轴的通用结构
1柄部按滚齿机通用底盘设计。 2定位轴颈D的公差带为h6。 3心轴用20Cr制作，经热处理渗碳淬硬至50～55HRC。 4心轴的主要技术要求是对同轴度、垂直度。 57: 24圆锥及其中心孔作为夹具体的基面。
工件以圆柱孔定位 1圆柱销
H7/r6、H7/n6
JB/T80142-1999
H7/g6
工件以圆柱孔定位 2菱形销
工件以圆柱孔定位
3圆锥销
工件以圆柱孔定位
4定位插销
实心
空心
工件以圆柱孔定位
定位插销的应用
以Ø 472孔为基准，拔去插销可加工
x、z、x、z y y
浮动夹紧装置
工件以圆柱孔定位
5定位心轴
工件以圆柱孔定位
1用于套类零件的外圆磨削。 2直径为8～100mm，锥度为1: 3000～1: 8000。 3锥度心轴的定位精度较高。 4心轴锥面与孔壁之间接触面很大，工件被 锁紧。 5的同轴度公差。 6锥度为1:10000时，。 7工件孔为IT6、IT7，。 8材料T10A，热处理至58～64HRC，大型心 轴可用20钢无缝钢管制造。
锥度心轴
小结
工件以圆柱孔定位 时常见定位元件及 其应用。
圆柱销、菱形销、引入
工件以平面定位时常见定位元件及应用 工。件以圆柱孔定位时常见定位元件？
学习内容及目标
学习内容： 工件以圆柱孔定位时常见定位元件及使用。
学习目标： 掌握工件以圆柱孔定位时常见定位元件及其使用 。
工件以圆柱孔定位