一种一面两销精密定位装置的制作方法

本技术涉及一种机械加工装置，尤其涉及一种一面两销精密定位装置。

背景技术：

1、一面两销定位原理在机械制造行业中，属于常用的机床夹具设计原理之一，是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。传统的一面两销定位装置，为了避免零件的两定位孔与定位装置的两定位销干涉，就将两个定位销中的一个设置为圆柱销，另一个设置为菱形销，且还要留出适当的定位间隙，这直接影响了零件加工的定位误差，导致精密零件加工满足不了精度要求。

2、传统一面两销定位误差分析图，如图1所示，零件在定位装置上安装时，假设零件孔1中心在x、y方向的最大位移量为x1max ，零件孔2中心在y方向的最大位移量为x2max ，零件两定位孔中心距及公差为l±δld，定位装置两定位销中心距及公差为l±δld，菱形销的有效定位宽度为b，两孔中心连线的最大单向转角误差为α，按双向计算则为2α，那么定位装置的定位误差大小可依据加工零件的有关尺寸、公差及相关标准计算得出。

3、如图2-5所示的精密座体零件，其加工方案是：先零件粗加工、去应力时效，再精加工大底面及两φ10h7(+0.015 0)孔，最后采用一面两销定位装置定位装夹，精镗φ60h7孔，保证位置度φ0.04。按现有夹具设计原理及相关标准，采用常规的一面两销定位装置，如图6-8所示，装夹时最大的定位误差产生方向是图中y向，定位误差计算分析如图9所示，其中d1为圆柱销直径，d2为菱形销定位直径，e为最大转角误差时的两孔中心连线交点到加工孔左端面的距离，f为最大转角误差时的两孔中心连线交点到加工孔右端面的距离，δd1为转角误差导致的左端定位误差，δd2为转角误差导致的右端定位误差，计算如下：

4、两定位销中心距基本尺寸等于零件孔距基本尺寸，公差一般选取零件孔距公差的1/3～1/5，由于此零件公差小，选取零件孔距公差的1/3，即零件孔距l±δld =100±0.015，取l±δld =100±0.005；

5、圆柱销直径基本尺寸取定位孔最小尺寸，为了便于装卸零件又不至于存在过大的定位间隙，一般公差带取g6，零件孔1最小尺寸d1min=10，则圆柱销直径d1=10g6(-0.005 -0.014)；

6、按gb/t2203《机床夹具零件及部件固定式定位销》可查到菱形销的有效接触宽度b=3,零件孔2的最小尺寸d2min=10；

7、根据菱形销直径最大尺寸计算公式d2max=d2min-2（δld +δld）×b/d2min ；

8、d2max=10-2（0.015+0.005）×3/10=9.988，公差带一般取h6，即d2=9.988h6( 0 -0.009)；

9、计算定位误差：

10、零件孔1中心在y方向的最大位移为

11、x1max=孔最大尺寸d1max-销最小尺寸d1min=10.015-9.986=0.029；

12、零件孔2中心在y方向的最大位移为

13、x2max=孔最大尺寸d2max-销最小尺寸d2min=10.015-9.979=0.036；

14、零件两孔中心连线的最大单向转角正切函数

15、tanα=（x1max/2+x2max/2）/l=(0.029/2+0.036/2)/100=0.000325；

16、图9中 e=20+(x1max/2)/tanα=20+(0.029/2)/0.000325=64.615，

17、f=140-e=140-64.615=75.385；

18、转角误差导致的左端定位误差δd1=2e×tanα=2×64.615×0.000325=0.042，

19、转角误差导致的右端定位误差δd2=2f×tanα=2×75.385×0.000325=0.049，

20、以上各项误差中取大值为定位装置的定位误差，即δd=δd2=0.049mm；

21、5.定位误差分析结论：定位误差已经大于零件位置度公差值φ0.04mm，加工中必定会出现位置度超差现象；要采用现有设计方案，必须提高零件定位孔的孔径、孔距精度，起到减小定位误差作用，但此零件中孔径φ10h7、中心距100±0.015精度已经较高了，再提高精度会导致生产成本急剧增加，因此应该从改进工装设计方面着手解决定位误差过大问题。

技术实现思路

1、为了大幅减小现有定位装置的定位误差，解决零件采用传统一面两孔定位情况下的加工精度超差难题，本实用新型提供一种一面两销精密定位装置，该装置能在不提高零件定位基准精度的前期下，大幅减小定位误差，从而起到大幅提高零件加工精度的目的。

2、本实用新型采用下述技术方案：一种一面两销精密定位装置，包括夹具体、圆柱销、菱形销、四个螺钉；所述菱形销为弹簧钢制作，所述菱形销的定位端开设有u形缺口，所述菱形销与零件定位孔之间的配合类型为过渡配合，所述夹具体位于菱形销的安装部位开设有凹形槽。

3、进一步地，所述夹具体用于装夹加工零件，并限制加工零件的z向移动、x向转动、y向转动三个自由度。

4、进一步地，所述圆柱销用于定位，限制加工零件的x向移动、y向移动两个自由度。

5、进一步地，所述菱形销用于定位，限制加工零件的z向转动自由度。

6、与现有技术相比，本实用新型是一种可有效减少零件采用两孔定位时定位间隙对加工精度的影响的装置，能够达到以下有益效果：用于精密零件加工时，在不提高零件定位基准精度的情况下，通过将菱形销改进为弹性销，适当改变零件定位孔与弹性菱形销的配合类型，便可大幅减小定位误差，从而起到大幅提高零件加工精度的目的；并同时在夹具体上开设有较大的凹形槽，避免切屑堵塞弹性菱形销的变形空间，还能及时方便地清理加工过程中积累的切屑。

技术特征：

1.一种一面两销精密定位装置，包括夹具体（1）、圆柱销（2）、菱形销（3）、四个螺钉（4），其特征在于：所述菱形销（3）为弹簧钢制作，所述菱形销（3）的定位端开设有u形缺口（5），所述菱形销（3）与零件定位孔之间的配合类型为过渡配合，所述夹具体（1）位于菱形销（3）的安装部位开设有凹形槽（6）。

2.根据权利要求1所述的一种一面两销精密定位装置，其特征在于：所述夹具体（1）用于装夹加工零件，并限制加工零件的z向移动、x向转动、y向转动三个自由度。

3.根据权利要求1所述的一种一面两销精密定位装置，其特征在于：所述圆柱销（2）用于定位，限制加工零件的x向移动、y向移动两个自由度。

4.根据权利要求1所述的一种一面两销精密定位装置，其特征在于：所述菱形销（3）用于定位，限制加工零件的z向转动自由度。

技术总结
本技术公开了一种一面两销精密定位装置，包括夹具体、圆柱销、菱形销、四个螺钉；所述菱形销为弹簧钢制作，所述菱形销的定位端开设有U形缺口，所述菱形销与零件定位孔之间的配合类型为过渡配合，所述夹具体位于菱形销的安装部位开设有凹形槽。本技术在不提高零件定位基准精度的情况下，通过将菱形销改进为弹性销，适当改变零件定位孔与弹性菱形销的配合类型，便可大幅减小定位误差，从而起到大幅提高零件加工精度的目的；并在夹具体上开设有较大的凹形槽，避免切屑堵塞弹性菱形销的变形空间，还能及时方便地清理加工过程中积累的切屑。

技术研发人员：姜业长,安子鸿,王新丽,沙建新,胡波,刘虎城
受保护的技术使用者：湖南华南光电（集团）有限责任公司
技术研发日：20230811
技术公布日：2024/2/21