第二章 机床夹具基础知识

2.1.4 定位原理 （１）六点定位原理
用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度
ZYX未定位工件的个自由度（２） 定位方式
◆完全定位
—六个自由度全部限制 按加工要求确定 绝不允许
◆不完全定位 —限制的自由度＜6点
◆欠定位 —该限制的自由度没有限制
◆过定位 —重复限制某一自由度
一般不允许
图2－107 完全定位与不完全定位
1.2 机械、模具零件的结构特点及 加工设备 1.2.2 机械、模具零件的机械加工设备
（1）普通金属切削机床 （２）仿形切削加工机床 （３）数控机床
2.2 常用的定位元件
◆定位元件的基本要求
①足够的精度 ②足够的硬度和耐磨性 ③足够的强度和刚度
④工艺性好
1．工件以平面定位 (1) 支承钉 ①、球头支承钉 （图 2.8） ②、齿纹头支承钉 （图 2.8） ③、平头支承钉 （图2.8） ④、可调支承 ⑤、自位支承 (2) 支承板
（2） 工艺基准 零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。 工艺基准又可进一步分为：工序基准、定位基准、测量基 准和装配基准。 1） 工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、 形状、位置的基准，称为工序基准。在设计工序基准时， 主要应考虑如下三个方面的问题： （1） 优先考虑用设计基准为工序基准。
二、定位误差的分析计算
定位误差的计算方法 如上所述，定位误差由基准不重合误差与基准位移误差两项组
合而成。计算时，先分别算出B和Y，然后将两者组合而成D。 组合方法为： 如果工序基准不在定位基面上： D =Y + B 如果工序基准在定位基面上： D = Y B 式中“+”、“-”号的确定方法如下： 分析定位基面直径由小变大（或由大变小）时，定位基准的变 动方向。 当定位基面直径作同样变化时，设定位基准的位置不变动，分 析工序基准的变动方向。 两者的变动方向相同时，取“+”号，两者的变动方向相反时， 取“-”号。
图2－108 常见的几种过定位实例
图
改善过定位的措施
分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？
1）车光轴外圆
起传动作用，不起定位作用
X ;Y ; Z
Y; Z
起夹紧作用， 不起定位作用
2）车套筒外圆
X
Y ; Z ;Y ; Z
分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？
1、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于定位 不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上 的最大位置变动量。
2、定位误差的组成： 1)基准不重合误差 当定位基准与设计基准不重合时便产生基准不重合误差。因
此选择定位基准时应尽量与设计基准相重合。当被加工工件的 工艺过程确定以后，各工序的工序尺寸也就随之而定，此时在 工艺文件上，设计基准便转化为工序基准。 设计夹具时，应当使定位基准与工序基准重合。当定位基准 与工序基准不重合时，也将产生基准不重合误差，其大小对于 定位基准与工序基准之间尺寸的公差，用B表示。工序基准 与定位基准之间的尺寸就称为定位尺寸。
Td
2）当工序尺寸为A2和A3时，工序基准是圆柱 母线存在基准不重合误差，又因工序基准在定位 基面上。因此 D = Y B


对于尺寸A2，当定位基面直径由大变小时， 定位基准向下变动；当定位基面直径由大变 小，假定定位基准位置不动，工序基准朝上 变动。两者的变动方向相反，取“-”号：
1、工件以平面定位时的定位误差
定位基准：平面
； 定位元件工作面：平面 ====>易加 工平整，接触良好===> 所以△基=0 △定=△不 （注：若位毛坯面，则仍有△ 基）
2、工件以圆孔在心轴（或定位销）上定位 –（1）定位副固定单边接触
当心轴水平放置时，工件在重力作用下与心
轴固定单边接触，此时 Y = i = OO1 + OO2 =（Dmax – dmin）/2 -（Dmin – dmax）/2 = （TD + Td）/2
（2） 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸 的检查。 （3） 当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序 基准，但必须可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。
2） 定位基准 在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定 位基准还可进一步分为：粗基准、精基准，另外还有附 加基准。 （1） 粗基准和精基准。基面未经机械加工的定位 基准称为粗基准，基面经过机械加工的定位基准称为精 基准。通常机械加工工艺规程中第一道机械加工工序所 采用的定位基准都是粗基准。 （2） 附加基准。零件上根据机械加工工艺需要而 专门设计的定位基准，称为附加准基。例如，轴类零件 常用顶尖孔定位， 顶尖孔就是专为回转类加工工艺而设 计的附加基准。
4．工件以外圆柱表面定位 (1)
V形架 V形架定位的最大优点是对中性好。 V形架可分为固定式和活动式。 (2) 定位套 一般适用于精基准定位，常与端面联合 定位。 工件以外圆柱面定位，有时也可用半圆 套或锥套作定位元件。
（b）V形架
2.3

定位误差
一、定位误差的概念
2.1.3 夹具的作用、分类组成 （１）夹具分类 １）通用夹具 指结构、尺寸已标准化，且具用一 定的通用性，可以用来装夹一定形状和一定尺寸范围 内的各种的工件，而不需要进行特殊调整的夹具，如 三角卡盘、万能分度头等 ２）专用夹具 为满足某一工件的某一工序加工而 专门设计、制造的夹具。 ３）可调夹具 指加工完一种工件后，通过调整或 更换原夹具上个别元件就可加工形状相似，尺寸相近 的夹具。
定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称
基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺 寸方向上的最大变动量，以△不表示。 定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定 位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对位置在 加工尺寸方向上的最大变动量，以△基表示。故有： △定=△不+△基 此外明确两点： ①只用调整法加工一批零件才产生定位误差， 用试切法不产生定位误差； ②定位误差是一个界限值（有一个范围）。
对称平面上。 它在水平方向上的定位误差为零，但在垂直方向 上因工件外圆 柱面直径有制造误差，由此产生基准位移误差为：
对于三种工序尺寸标注（当=90时），其定位 误差分别为： 1)当工序尺寸为A1时，因基准重合：

Td ΔD Δ Y 0.707T d α 2sin45 2sin 2
3）车光轴外圆的三种安
装方式。
Y ; Z ;Y ; Z
a)
Y; Z
Y;Z
b)
Y; Z
Y; Z
c)
X
1.1.4 机床附件
万能转台、铣床上的立铣头、分度头等
1.1.5 测量工具
1. 通用测量器具 2. 高精度量具 3. 专用量具
1.1.6 刀具
车刀、铣刀、镗刀、钻头、铰刀等
第2章
机床夹具基础知识
2.1
2.1.1
基准的概念及工件装夹方式
基准的概念及分类
基准是机械制造中应用十分广泛的一个概 念，机械产品从设计时零件尺寸的标注、制造 时工件的定位、检验时尺寸的测量, 一直到装 配时零、部件的装配位置确定等，都要用到基 准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何 要素之间几何关系所依据的点、线或面。从设 计和工艺两个方面分析， 可把基准分为两大类： 设计基准和工艺基准
所谓定位误差，是指由于工件定位造成的 加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工 件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工 表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位 误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动 量。 在加工过程中，定位误差只是加工误差的一部 分，故在分析定位方案时一般有以下要求 △定≤1/3δ δ是工件被加工尺寸的公差
Td Td Td 1 ΔD Δ Y ΔB 1 α 2 2 sin α 2sin 2 2 1 1 Td 0.207T d 2sin45 2

对于尺寸A3，当定位基面直径由大变小时， 定位基准向下变动；当定位基面直径由大变 小，假设定位基准位置不动，工序基准也朝 下变动。两者的变动方向相同，取“+”号：
2)基准位移误差
工件在夹具中定位时，由于工件定位基面与夹具上定
位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响，从 而使各个工件的位置不一致，给加工尺寸造成误差，这 个误差称为基准位移误差，用Y表示。 基准位移误差的大小对应于因工件内孔轴线与心轴轴 线不重合所造成的工序尺寸最大变动量。 当定位基准的变动方向与工序尺寸的方向相同时，基 准位移误差等于定位基准的变动范围，即 Y = i 当定位基准的变动方向与工序尺寸的方向不同时， 基准位移误差等于定位基准的变动范围在加工尺寸方向 上的投影，即 Y = icos a
４）组合夹具 指按某种工序的加工要求，将一套专门 设计、制造的标准元件组装而成的夹具 ５）随行夹具 除完成工件的定位和加紧外，还载着工 件送往各机床 （２）夹具的组成
①定位元件 —确定工件的正确位置 ②夹紧装置 —夹牢工件，保证工件正确位置不变 ③对刀及导向装置 —确定刀具与工件的相对位置 ④夹具体 —夹具的基础件 ⑤其他装置或元件 —分度装置、联接元件等
术水平单件小批生产，位置要求高
2）划线找正法 先在毛坯上按照零件图画出中心 线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件 装在机床上，按照划好的线找正工件在机床上的装 夹位置。精度低单件小批，复杂件，毛坯精度低 3） 用夹具装夹 用夹具上的定位元件获得正确位 置的一种方法。生产率高，定位精度高 成批及大量生产
2
1 1—端面；2—中心线
图 2-1 阶梯轴设计基准
（1） 设计基准 设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关 系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系， 确定标注尺 寸（或角度）的起始位置。 这些尺寸（或角度）的起始位置 称作设计基准。设计基准可以是点，也可以是线或者面。例 如， 在图4-4中所示的阶梯轴， 端面1和中心线2就是设计基 准。