轴类零件在夹具中的定位分析与研究

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轴类零件在夹具中的定位分析与研究
李慧娟
(咸宁职业技术学院，咸阳437100)
摘要:轴类零件是机械制造行业最常见的典型零件之一，所以对于轴类零件的加工质量的保证，直接影响到装在轴类零件上的其 他零件的装配精度问题。

要保证轴类零件的加工精度，就必须保证轴类零件在制造中装夹环节和切削加工环节。

本文主要分析研究了 轴类零件在V型块、定位套和半圆套这些定位元件中自由度限制的情况。

关键词：定位分析；自由度;轴类零件
0引言
中国是个制造大国，制造精度是制造品质的保证，而一个零件的加工精度的保证需要正确的装夹，工件的定位 分析是保证装夹的重要环节，因此，工件的定位分析对零 件的加工精度非常重要。

机械制造行业中常见的零件可以分为以下几类：轴类 零件，套类零件，盘类零件和箱体类零件，而轴类零件是各 类机器中不可缺少的零件之一。

因此，分析研究轴类零件 在夹具中的定位分析有着重要的意义。

1轴类零件的特点
轴类零件是各类机器中常见典型零件之一。

它在机器 中主要用来传递扭矩、承受载荷和支承传动零部件，如齿 轮、带轮、凸轮以及连杆等，并保证其旋转精度。

按结构形式不同，轴可以分为光轴、阶梯轴、空心轴、锥度心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。

轴类零件属于回转体类零件，一般情况下，其长度大 于直径，一般由同心轴线的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹 及相应的端面所组成。

当轴的长度和直径的比值小于5的轴称为短轴，当轴的长度和直径的比值大于20的轴称为 细长轴，大多数轴介于两者之间。

2工件在装夹过程中的定位原理
工件在夹具中定位的原理采用的是六点定位原理。

作者简介：李慧娟（1981-)女，湖北鄂州人，讲师，硕士，主要从 事机械设计制造及自动化专业教育的研究与教学。

够可以并联钽电容或铝电解电容，使电路滤波与去耦达到 最佳效果。

3.3低压差线性集成稳压器LDO中输出电容的选择
输入输出电容可有效解决噪声问题，设计稳压电源 时通常考虑添加电容来解决噪声问题，但很少顾及电容 量和电压额定值之外的参数。

电容会带来E S R和ESL，电容值会随温度和偏置电压变化而变化，而且对机械效 应也非常敏感，选择旁路电容时，必须考虑这些因素，若 选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大等 后果。

为了保证LDO稳定工作，依据手册给定的输出电容 E S R范围，选择合适电容以满足E S R要求。

比较通用方法 是选用容量大于1滋F且ESR臆1赘的电容。

钽电容的ESR 一个未定位的工件具有六个自由度，其中沿X、Y、Z三个 方向的移动自由度各有1个，共有移动自由度3个，其中 沿X、Y、Z三个方向的转动自由度各有1个，共有转动自 由度3个，工件可限制的自由度一共6个。

如图1所示。

而工件在加工前中首先必须在夹具中装夹正确，要保 证装夹正确就必须分析工件在夹具中的自由度限制情况，通常情况下影响加工精度的自由度是必须限制的，不影响 加工精度要求的自由度是可以限制也可以不限制的，视具 体情况而定，因此，分析工件的自由度限制不能一概而论。

下面我们就具体分析研究一下轴类零件在不同情况下和 不同定位元件中的定位情况。

3轴类零件在夹具中的定位分析
夹具由夹紧机构，定位元件，夹具体和其他辅助装置 组成，其中工件的定位分析主要分析研究的是定位元件和 工件之间的自由度的限制问题，下面我们就具体分析研究
范围10至500瓜赘最合适，而陶瓷电容E S R太小，铝电解 电容E S R太大。

因此，LDO输出端不需要并联陶瓷电容，否则E S R太小会降低环路的相位裕度，造成电源系统的 不稳定。

4结束语
线性稳压电源设计中需要考虑的因素很多，如变压 器、二极管、电容、稳压器件等参数，还有稳压电路的散热 问题等等，只有解决好这些问题，才能设计出一款性价比 高的直流电源。

参考文献：
[1]江国栋.电源技术「M l.南京：南京大学出版社,2014.
「2]胡宴如.模拟电子技术「M l.五版.北京：高等教育出版社，
2015.
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轴类零件在常见定位元件中自由度的限制情况。

定位元件按零件的定位面来分，可以分为以平面定位 的定位元件，以内圆柱表面定位的定位元件和以外圆柱面 定位的定位元件，而大多数轴类零件的定位面以为外圆柱 面为主，端面为辅。

以外圆柱面定位的定位元件常用的有：V型块，定位套，半圆套。

轴类零件通常是以外圆柱表面和端面配合共同完成 零件在夹具中的定位。

①轴类零件在V型块中的定位于分析。

V型块是轴类零件常用的定位元件之_，V型块有 宽、窄和组合三种，不同类型的V型块在定位同一轴类零 件时所限制的自由度也不同。

如图2所示，图（a)为窄V型块，定位轴类零件时，只能限制轴的径向方向的两个移动自由度，径向方向的两个 旋转自由度则限制不稳定，在定位自由度的过程中，我们 往往将自由度限制不稳定的情况视为自由度没有被限制。

图（b)为宽V型块，则可以限制轴类零件径向的两个移动 自由度和径向的两个转动自由度，一共可以限制轴类零件 的四的自由度，相比较而言，宽V型块定位工件更稳定。

如果工件较长，且要保证工件四个自由度限制的稳定性，我们设计的宽V型块的尺寸必须要随之改变，那样不仅 会增加定位元件的制造难度且精度不易保证，从而降低工 件的定位精度。

为了保证工件的定位精度，降低定位元件 的加工难度，从结构设计上可以进行改进，如图（c)所示，由两窄V型块组合而成。

窄V型块制造比较简单且精度 容易保证，两个组合在一起既可以满足长度上的要求，又可以满足自由度限制稳定性的要求。

图2 V型块
②轴类零件在定位套中的定位分析。

定位套也是轴类零件常用的定位元件之一。

定位套可 以分为如下几种：定位套有长定位套和短定位套之分，长定位套和短定位套均是通过定位套的内圆柱表面与轴类 零件的外圆柱表接触面的形成定位副，短的定位套如果单 单只靠内圆柱面进行定位，只能限制轴类零件径向方向的 两个移动自由度，长定位套则可以定位径向方向的两个移 动自由度和径向方向的两个转动自由度，而无论长定位套 还是短的定位套对于保证轴类零件加工正确的定位，仅仅 只限制径向方向的自由度是不够的。

要保证轴类零件的加 工，通常情况下需要限制径向方向的两个移动自由度和径 向方向的两个转动自由度，还需要限制轴线方向的移动自 由度，一共需要限制五个自由度，所以针对轴类零件的定 位需求，长、短定位套的结构改进如图3所示，长的定位套 与小的轴肩相配合，小轴肩限制轴线方向的—个移动自由 度，长的定位套限制径向的四个自由度，一共限制工件的 五个自由度，满足轴类零件加工定位的需求。

短定位套则与大轴肩相配合，大轴肩相当于一个平面定位，可以限制
轴类零件径向方向的两个转动自由度和轴线方向的一个
移动自由度，再加上短的定位套可以限制轴类零件径向方
向的两个移动自由度，两者配合一共限制了五个自由度，
亦可以满足轴类零件加工定位的需求。

图3长、短定位套的结构
③轴类零件在半圆套中的定位于分析。

半圆套也分长半圆套和短半圆套，其对轴类零件自由
度限制的定位分析和定位套的情况相似，长半圆套限制轴
类零件径向方向的两个移动自由度和径向方向的两个转
动自由度，一共可以限制四个自由度。

短半圆套则限制轴
类零件径向方向的两个移动自由度。

半圆套与定位套的区
别在于：半圆套分上半圆和下半圆，只有下半圆其定位作
用，其上半圆起夹紧作用，如图4所示。

轴类零件是各类机器中不可缺少的重要零件之一，轴
类零件加工精度的保证直接影响到轴上零件的装配精度
问题，从而影响整机运动传递的准确性，所以轴类零件在
整个机器中起着至关重要的作用。

要保证轴类零件的加工
精度，在装夹过程中必须正确定位，即自由度的分析必须
准确，本文主要分析研究了轴类零件在常见几种定位元件
中的自由度限制的问题，为轴类零件在定位装夹过程中解
决自由度分析的问题奠定了基础。

参考文献：
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