4工件定位与装夹详解

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4 工件定位与夹紧方案的确定

（3）改善工人的劳动条件,降低生产成本
（4）扩大机床使用范围和改变机床用途
如：铣床加分度头，就可以加工有等分要求的工件。利用镗模，可以用车床或摇臂钻床镗削箱体的孔系。
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§4.1.2 机床夹具的分类
按夹具应用范围划分
➢（1）通用夹具三爪、四爪卡盘、平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。
防转菱形销限制: Z 方向转动自由度
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4.3 任务3 选择夹具定位元件
➢工件定位时，首先要根据加工要求，确定工件需要限制的自由度，选择合适的表面作为定位基准面。 ➢工件的定位基准面有多种形式，如平面、外圆柱面、内孔等。 ➢根据定位基准面的不同，采用不同的夹具定位元件，使定位元件的定位面和工件的定位基准面相接触或配合，从而实现工件的定位。
顶尖限制: Y、Z 方向转动自由度
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过定位问题分析 ➢ 图示工件要在端面加工螺孔时，如何进行定位？
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➢使用长圆柱销时，X、Y方向的转动自由度重复限制，当夹紧时，连杆会产生变形。
短长圆柱销限制: X、 Y 方向的移动自由度 X、 Y 方向的转动自由度
大端面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
图4-1 轴套零件图
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4.1 任务1 认识机床夹具
本节要点
机床夹具的功能机床夹具在机械加工中的作用夹具的分类机床夹具的组成
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§4.1.1 机床夹具的功能与作用
1.机床夹具的功能
机床夹具的主要功能: ➢定位——工件在夹具中相对于刀具和机床占有正确的加工位置。 ➢夹紧——把工件压紧夹牢，并保持这个确定的位置在加工过程中稳定不变。
2）夹紧元件及装置
3）对刀及导向元件

工件的定位

5、重复定位及其处理方法：工件同一方向上的自由度，两个以上支承点限制的情况，称重复定位。又称过定位。又称过定位。出现问题：出现问题： 1、工件无法安装 2、造成工件或定位元件变形
消除重复定位元件措施：消除重复定位元件措施 1、改变定位元件的结构。 2、提高工件以及定位元件工作表面之间的位置精度。注：过定位有时使用，提高刚度、稳定性
作用时，不考虑力的影响；
根据分析：根据分析工件定位必须遵守六点定律分析工件定位情况是否符合六点定则看自由度的约束情况。工件定位不能是二点、至少是三点，可以少于六点，一般不超过六点。
3、限制工件自由度与加工要求的关系：、限制工件自由度与加工要求的关系：限制工件自由度与工件被加工面存在几个方位的位置要求有相应的关系。一个方向：限制三个自由度二个方向：限制五个自由度三个方向：限制六个自由度
工件在测量、工件在测量、检验时所使用的基准。
四、装配基准在装配时用来确定零件、组件及部件等相对在装配时用来确定零件、位置所采用的基准。位置所采用的基准。
分析基准时应注意以下两点： 1）基准是客观存在的。 2）基准要确切。
二、工件的定位方法
直接找正定位法：用划针或百分表直接在机床用划针或百分表直接在机床上找正工件位置划线找正定位法：先按零件图在毛坯上划好线，划线找正定位法：先按零件图在毛坯上划好线，再以所的划线为基准找正它在机床的位置夹具定位法：夹具定位法：在机床上安装好夹具，在机床上安装好夹具，工件放在夹具中
1. 4·1基准基准
基准的定义：基准的定义：确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、的那些点、线、面。基准―――依据依据基准设计基准功用不同分为：功用不同分为：工艺基准

工件的装夹和夹具

B
Omax
O Omin
D
+TD 0
A
d
0 -Td
轴最细，孔最大
3）当定位孔与心轴(或定位销)任意边接触时（心轴垂直放置）时。
ΔH3
=2 (Rmax-r1min)+rmax-rmin；
= Dmax-d1min+Td/2=TD+Td1+Δmin+Td/2
轴最细，内孔最大，外圆最大
正确位置
b
轴最细，孔最大，外圆最小
1）、在长方体工件上铣通槽
2）、在长方体工件上铣不通槽
Z O
X Y
应该限制五个自由度： Y; Z; X; Y; Z;
不完全定位
应该限制六个自由度： X ;Y;Z; X ;Y;Z;
完全定位
3）、在球面上铣平面
4）、在车床上车外圆
Z O
X Y
应该限制一个自由度： Z
不完全定位
应该限制四个自由度： Y ; Z ;Y ; Z ;
b)
Y;Z
Y;Z
c)
顶尖限制:
X Y、Z 方向转动自由度
4）连杆加工
Z X
Z X
X Y b） Z
X
X Y
Z X
b1）
X Y
X Y
b2）图2-23b 过定位示例分析
b3）
5）圆柱件钻孔
Z
X
X Y c） X
X
Z X
X
Y
Z
c’）
Y c1）
图2-23c 过定位示例分析
六、定位误差
1. 定位误差的概念
工序尺寸方向与接触点和销子中心连线方向相同，则其定

浅析车床工件的装夹与定位

浅析车床工件的装夹与定位摘要：车床用于加工回转体零件，零件表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的，了解工件的夹紧与定位的概念，定位原理及方式对车削加工中减少定位误差具有一定意义。

关键词：工件装夹定位原则定位误差1、车床工件的装夹与定位1.1 工件的安装在机械加工过程中为确保加工精度，首先要将工件装在机床上，并占据一个正确的位置，这就是工件的定位。

工件定位后，为了使其在加工过程中始终保持这一位置，必须把它压紧夹牢，这称为工件的夹紧，从定位到夹紧的整个过程称为对工件的安装。

常用的车床工件安装方法有以下几种：用顶尖安装工件；用三爪卡盘装夹工件；用其它附件安装工件；心轴安装工件等。

安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。

1.1.1 工件安装的基本原则在车床上安装工件的原则是要合理地选择定位基准和夹紧方案。

为了提高车削的加工效率，应注意以下几点：一是力求基准统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；二是尽量减少装夹次数，提高加工表面之间的相互位置精度；三是当零件批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间；四是装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以提高生产效率。

1.2.2 工件的安装方式工件的安装有一次安装法和多次安装法。

一次安装法是用专用夹具装夹实现的。

多次安装法是在工件的加工中，经常采用的方法。

[1]1.2 工件的夹紧车削中为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。

1.2.1 对工件夹紧的基本要求夹紧要求有四点：一是工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置；二是夹紧力的大小适当，即防止产生大的夹紧变形，也要使得加工振动现象尽可能小；三是操作方便、安全、省力；四是夹紧装置的自动化程度及复杂程度，应与工件的批量大小相适应。

1.2.2 夹具的选择一般机床夹具都有一个夹紧装置，为保证工件定位时所确定的正确加工位置。

工装夹具设计图解及实例

为导引元件。如图中的快换钻套1。
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(4) 连接元件
使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。
(5)夹具体
用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。
它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。
如图中的夹具体7。
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2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。
例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。
其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、
设计图样上所采用的基准就是设计基准。（图）
在加工时用于工件定位的基准，称为
定位基准。（图）
设计基准工艺基准
定位基准测量基准
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准
在加工中或加工
加工、测量、装配过程中使用的基准。
装配基准工序基准
后，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
如图中的螺母5和开口垫圈4。
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(3) 对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀
元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称
小批量的生产中。
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2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。

常用钻床夹具的类型

1.工件以平面定位工件以平面定位时，常用的定位元件为支承件，可以分为
:基本支承和辅助支承两大类，其中基本支承又分为固定支承、可调支承、浮动支承三类。
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项目2工件的装夹
(1)固定支承固定支承可采用各种支承钉或支承扳，也可以把定位元件设计成与工件定位基准相适应的平面。固定支承主要起限制工件自由度的作用。图10-10(a)所示平头支
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项目2工件的装夹
(2)可调支承可调支承的高度尺寸是可以调整的，根据工件的加工要求调整好可调支承的高度尺寸后，就相当于固定支承，同样起到限制自由度的作用。在通用可调整夹具及成组夹具中，可调支承的应用较为广泛。图10-11所示为可调支承。
(3)浮动支承浮动支承也称为自位支承，它是指在某些自由度方向上，浮动支承点的位置能随着工件定位基准位置的变化而自动调节，使与之适应。因此尽管每一个浮动支承与工件可能作二点或三点接触，但由于浮动支承在某些方向是活动的，故其作用仍相当于一个固定
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项目2工件的装夹
一、工件的定位 1.定位与定位基准确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程，称
为工件的定位。工件的定位是靠工件上某些表面和夹具中的定位元件(或装置)相接触来实现的。工件的定位必须使一批工件逐次放入夹具中都能占有同一位置。能否保证工件位置的一致性，直接影响工件的加工精度。定位基准是指在加工过程中，使工件在夹具中(或机床上)占有准确加工位置所依据的基准。定位基准可以是平面、外圆柱面、圆柱孔等。 2.六点定位原理
1.斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构是利用斜楔的斜面将推力转变成为夹紧力，
从而使得夹具夹紧工件的一种机构。如图10-17所示的斜楔夹紧机构示意图，它利用中间元件夹紧工件，适用于工件表面粗糙斜楔移动困难的时候。为了使斜楔有自锁作用，要求斜楔的斜面升角应小于摩擦角。

工件定位与装夹方案

1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。

毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。

安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。

对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。

2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。

一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。

加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。

对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。

工件在夹具中的定位与夹紧

1）选择不加工面为粗基准 2）合理分配加工余量的原则 3）便于工件装夹原则 4）同方向上粗基准不得重复使用
（3）精基准的选择
主要应保证加工精度和装夹方便
选择精基准一般应遵循以下原则：
1）基准重合原则
设计(工序)与定位
2）基准统一原则
各工序的基准相同
3）互为基准原则
两表面位置精度高
4）自为基准原则
加工余量小而均匀
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。
(3)欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。
工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合理的。
过定位造成的后果：（1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）
六点定位原理。
实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定
定位与夹紧的区别：定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。
(2)完全定位与不完全定位工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，允许少于六点的定位称为不完全定位。都是合理的定位方式。
(２)夹紧力作用点的确定 1）夹紧力应作用在刚度较好部位
2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件
形成的支承面内
3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
(３)夹紧力大小的估算
夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数K ，一般精加工K =1.5～2，粗加工K = 2.5～3。
向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。

机械制造工艺学：第一章绪论第四节工件加工时的定位和基准

3）一个约束点只能限制工件一个自由度
4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相矛盾。
(二) 定位原理
3. 完全定位和不完全定位完全定位指工件的六个自由度需全部被限制。不完全定位
指工件只需限制1-5个自由度。
A: Z、X、Y B: X、Z
C：Y
不需保证C
不需保证B、C
也不必限制Y A: Z、X、Y
插齿机简介
二、基准设计工序基准时，应考虑如下三个方面的问题：
①应首先考虑用设计基准为工序基准；
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，但必须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。
（2）定位基准在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用
的基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准和附加基准。
3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度；
5）定位元件应有较高的耐磨性
(二)定位原理
定位基本原理要点：
1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中，用约束点限制工件自由度的方式来分析。
2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的加工技术要求所确定。
附加基准2定位基准二基准2定位基准车端面车端面e和内孔ff车外圆车外圆aa和端面和端面bb二基准4装配基准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3测量基准在加工中或加工后用来测量工件的形状位置和尺寸误差所采用的基准
第四节工件加工时的定位和基准
一、定位 (一)工件的装夹 1. 定位
确定工件在机床或夹具中占有正确加工位置的过程。 1）应使工件相对于机床或夹具处于一个正确的位置

《机械制造工程原理》第4章

如对孔系的加工，常用划针在毛坯上按零件图要求先划线，
画出中心线、对称线或各加工表面的加工位臵，然后，按
其划线找正工件在机床上的正确位臵。这种方法称为划线特点:划线找正的误差较大，因为线宽约有0.2-0.5mm，找正安装法。且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件小批量生产中使用
2．工件定位的四种方式（限制工件自由度与加工要求的关系）工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的主要问题。在分析工件定位的问题时，定位基准的选择是一个关键问题。工件定位基准一旦被选定，则其定位方案也基本被确定了。定位基准一般在工艺规程中选定，设计夹具时可直接引用。但当工艺规程选定的定位基准不合理时，夹具设计者应会同工艺人员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构合理，操作简便。必须指出，与定位支承点相接触的工件表面称为定位基面。工件的定位是通过工件定位基面与定位支承点相接触来实现的。
2. 机床夹具的分类
1）按夹具的使用范围可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。 2）按所用的机床不同夹具可分为：钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、拉床夹具等。 3）按夹具上所采用的夹紧动力装置不同可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
常见定位分析
完全定位：
侧挡销短圆柱销
平面支承图2-54 连杆钻孔定位方案
常见定位分析
不完全定位：
侧挡销短圆柱销
平面支承图2-54 连杆钻孔定位方案
Z
Y X Z X a）
Z Y X b） Z

项目3：机械加工的工件装夹

2.夹紧力的大小要可靠和适当。夹紧时，不损伤工件表面,或使工件产生不许可的变形。
3.夹紧装置结构要简单，制造容易，体积小，强度、刚度要足够，能确保加工时工件定位的稳定、可靠不发生振动。
4.夹紧装置操作应方便、安全、省力、夹紧动作迅速。
5．应有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙。
1）夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力朝向主要定位基准面（限制自由度最多或定位精度要求高的定位面）。
1.完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位状态，称为完全定位。当工件在三个坐标方向均有尺寸或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。
2.不完全定位工件被限制的自由度数目少于六个，但能保证加工要求时的定位状态。工件在夹具中定位时，广泛采用不完全定位。
3.欠定位工件实际定位所限制的自由度少于按其加工要求所必须限制的自由度，这种定位状态称为欠定位。由于在欠定位状态下对工件进行加工，无法保证其工序加工要求，因此，在确定工件的定位方案时，不允许采用欠定位方式。
四、机床夹具的组成 1.定位装置定位元件及其组合构成定位装置，其作用是确定工件在夹具中的位置。 2.夹紧装置夹紧装置的作用是保证工件在夹具中的准确位置不会因外力作用而发生变化，使加工顺利进行。 3.连接元件连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置，如车床夹具所使用的过渡盘，铣床夹具所使用的定位键等都是连接元件。 4.导向、对刀元件确定刀具位置并引导刀具进行加工时需要使用导向元件，如钻床夹具上的钻套、镗床夹具中的镗套；而铣床夹具中的对刀块是典型的对刀元件，根据它来快速调整刀具相对于夹具的位置。 5.其它装置或元件为了满足加工要求及提高夹具的使用性能，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、预定位装置、上下料装置、顶出装置、平衡块、吊装元件等。 6.夹具体夹具体是夹具的基础件，上述元件或装置在夹具体上安装后组成一个有机整体，以实现夹具在机械加工过程中的作用。

第三章工件的定位与夹紧

b）测量基准——工件在测量、检验时所使用的基准。 c）工序基准——在工序简图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。 d）装配基准——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。零件上的基准通常就是零件表面上具体存在的一些点、线、面，但也可以是一些假定的点、线、面，如孔或轴的中心线、槽的对称面等。这些假定的基准，必须由零件上某些相应的具体表面来体现，这些表面称为基准面。
图直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正
图划线找正法示例
❖ 利用夹具定位法——将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法
❖ 特点： ①工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。 ②由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置 ③通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。
（1）基准及其分类用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。基准分为设计基准和工艺基准，工艺基准又分为定位基准、测量基准、工序基准和装配基准。
1）设计基准——设计图样上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点，或中心线、对称线、圆心等。 2）工艺基准——在工艺过程中所采用的基准。 a）定位基准——在加工中用作定位的基准。它的位置既表明了工件在机床或夹具上的位置，用该基准可以使工件在机床或夹具上占据确定的位置。工件在机床或夹具上定位时，定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点、线、面。定位基准又分为粗基准（没经过切削加工的毛坯面）和精基准（经过切削加工的表面）。
c）可调支承：高度可以调节的支承，一个可调支承限制工件一个自由度。主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。

初级铣工培训课件第九章工件定位和装夹知识

二、基准的选择原则
2、精基准的选择原则：
（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）定位可靠，夹具简单（4）受力时工件的受力变形最小
第二节常用夹具
一、夹具的作用 1、能保证工件的加工精度 2、减少辅助时间，提高生产效率 3、扩大通用机床的使用范围 4、能使低等级技术工人完成复杂的加工任务 5、减轻了劳动强度，有利于安全生产
图示转台周围有刻度，可以用来观察和确定转台位置。
回转工作台结构
在回转工作台上铣圆弧槽
三、铣削常用夹具
3. 万能立铣头
万能立铣头安装在卧式铣床上，不仅能完成各种立铣工作，而且还可以根据铣削的需要，将铣头主轴扳转成任意角度。
万能立铣头结构
三、铣削常用夹具
4、分度头
分度头是铣床上重要的精密附件，用来完成铣削等分面、齿轮、花键等工作。在铣削加工中，常常会遇到铣六角，齿轮，刻线等工作，这时，工件每铣过一面或一个槽之后，就需转过一个角度，这种工作就叫分度。
分度头构造
如图分度头中蜗杆和蜗轮的传动比为：i=蜗杆头数/蜗轮齿数=1/40 也就是说当手柄通过齿轮带动蜗杆转过一周时，蜗轮只能带动主轴 1/40转，即手柄转过40圈，主轴转一圈。若工件等分数为Z，分度一个等分就为1/Z，这时分度手柄的转数n就可由下列比例关系求得
1:40=1/Z:n 即n=40/Z
第九章工件定位和装夹知识
第一节定位基准的选择第二节常用夹具
第一节定位基准的选择
一、基准的种类
1、设计基准：零件在设计图样上，用来确定其他点、线、面的位置的点、线、面。
2、工艺基准：在机械制造中采用的基准
（1）定位基准：工件在机床或夹具中定位时用以确定加工表面相对刀具切削位置之间相互关系的基准。

工件的装夹

机械制造技术工件的装夹1、装夹的概念定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程。

夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

装夹是定位和夹紧过程的总和。

在机械加工过程中，为了保证的轴线用于定位加工精度，使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或卡爪用于夹紧检测的工艺装备称为机床夹具。

2、装夹的方法（1）直接找正装夹用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。

此法生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度，一般只用于单件小批生产。

图2是用四爪单动卡盘装夹工件，先用百分表按工件A圆进行找正后，夹紧工件车削外圆B，从而保证A、B圆柱面的同轴度要求。

使用工具：划线盘，百分表或千分表定位精度：0.1~0.5mm（划线盘）； 0.01~0.005mm（千分表）特点：生产率低，适用于单件、小批量生产。

对操作工人技术水平要求高。

图2 直接找正安装2、装夹的方法（2）划线找正装夹先在工件上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置。

划线找正法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高，定位精度:0.2~0.5mm。

主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。

划线找正法图32、装夹的方法（3）使用夹具装夹工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。

图4在机床主轴装夹非轴类零件，利用花盘弯板使加工孔轴心与主轴轴心自动重合夹具的定位夹紧元件能使工件迅速获得正确位置，并使其固定在夹具和机床上。

因此，工件定位方便，定位精度高（可以达到0.01mm 的定位精度）而且稳定，装夹效率也高。

但专用夹具制造费用高，周期长，一般用于中、大批和大量生产。

特点：生产率高，一批产品的精度稳定，对工人技术水平要求低。

第四章机床夹具原理与设计

三、夹具的分类与组成机床夹具按通用性程度分类：（1）机床附件类夹具（2）可调夹具（3）随行夹具（4）组合夹具（5）专用夹具
2、夹具的组成：（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀元件（4）导引元件（5）联接元件（6）夹具体（7）其它装置
－、工件的自由度－个尚未定位的工件，其位置是不确定的，它有六个自由度。定位的实质就是消除工件的自由度。
3、圆锥销
4、圆锥心轴（小锥度心轴）
三、工件以外圆柱面定位时的定位元件 1、V形块
2、定位套
3、半圆套下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。
4、圆锥套常用的反顶尖，由顶尖体1、螺钉2和圆锥套3组成
四、组合定位分析 ˉ • 实际生产中工件的形状千变万化各不相同，往往不能用单一定位元件定位单个表面就可解决定位问题的，而是要用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面。因此一个工件在夹具中的定位，实质上就是把前面介绍的各种定位元件作不同组合来定位工件相应的几个定位面，以达到工件在夹具中的定位要求，这种定位分析就是组合定位分析。
• 当某个自由度被重复限制是“过定位”，过定位一般是不允许的，但当工件定位面精度较高，位置已有保证时，过定位往往可提高刚性，也是允许的。
• 值得注意的是，所限制自由度少于六个时也可能是过定位，但不一定是欠定位。若支承点分布不合理，欠定位、过定位可能同时出现。
第二节常用定位方法及定位元件
jw D d X min
四、定位误差的计算通常，定位误差可按下述方法进行分析计算： • 一是先分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出其在加工尺寸方向上的代数和，即△dw＝△jb+△jw； • 二是按最不利情况，确定一批工件设计基准的两个极限位置，再根据几何关系求出此二位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位误差。

工件的装夹指的是工件的定位和夹紧

第一章工件的装夹---本书重点工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。

定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。

工件位置的正确与否，用加工要求来衡量夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。

定位、夹紧装夹在装夹工件----------→夹具-----→机床<------刀具§1.1 工件定位的基本原理一. 六点定则在空间直角坐标系中，工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件沿X、Y、Z的位置自由度，用X、Y、Z表示；也可以绕X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件绕X、Y和Z轴的角度自由度，用X、Y、Z表示。

用以描述工件位置不确定性的X、Y、Z和X、Y、Z，称为工件的六个自由度。

用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。

XOY面中，1，2，3支撑点：Z,X,YYOZ 面中，4，5点：X,ZZOX面中，6点：Y支承点的分布必须合理:工件底面上的三个支承点应放成三角形，三角形的面积越大，定位越稳。

工件侧面上的两个支承点不能垂直放置.注意：(1).定位就不能脱离，始终保持接触(2).不考虑受力，受力后不脱离定位面---夹紧的任务二. 限制工件自由度与加工要求的关系按照加工要求确定工件必须限制的自由度，在夹具设计中是首先要解决的问题。

加工要求-→工件需要限制的自由度<---→定位元件的选择表1-2 满足加工要求必须限制的自由度1.完全定位：工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。

2.不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。

在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位：l）加工通孔或通槽时，沿贯通钢的位置自由度可不限制。

2）毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。

3）加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。

工件定位与装夹

心花液轴键压
圆
柱
心
轴
圆锥心轴
数控铣床类夹具
平口虎钳
数控铣床类夹具
压板
数控铣床类夹具
分度头
工数作控台回轴转
组合夹具
孔系组合夹具
组
合
槽系组合夹具
夹
具
l一长方形基础板； 2一方形支撑件； 3一菱形定位盘； 4一快换钻套； 5一叉形压板； 6一螺栓； 7一手柄杆； 8一分度合件
专用夹具
专为某一项或类似的几项加工设计制造的夹具
适用于定型产品的成批
和大量生产
优点：在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。
缺点：设计周期较长、投资较大。
组合夹具
由一套结构已经标准化、尺寸已经规格化的通用元件组
合元件所构成
主要用于中小批量生产
数控回转工作台
扩大了机床工艺范围
组合夹具
主要用于中小批量生产，是一种较经济的夹具。
孔系组合夹具槽系组合夹具
2.5.6 典型实例
例3－1 如图所示零件薄壁筒，确定夹装方式和加工顺序。
零件内部需要加工；不需要掉头夹装；零件内孔尺寸较大，粗加工时可以夹持内孔；
内外圆表面同轴度要求较高，相关表面的形状、位置精度要求也较高，采用心轴定位加工外表面；零件的壁较薄，可用特制扇形卡夹紧。
2.夹紧力大小合适。
3.夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。
4.夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。
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三、夹紧力的确定
夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。

4定位知识

关于“六点定位”的几个问题：
•定位限制自由度，几“点”定位不能机械地理解成几个接触点： •限制自由度应理解为：定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触； •定位支承点数目原则上不应超过工件自由度数目； •自由度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置：不考虑外力的影响(注: 定位和夹紧的区别) ; •定位支承点是抽象的，通过具体定位元件来体现。 •工件应限制几个自由度，由工件加工技术条件来确定。
夹具分类
通用夹具
单件小批量
三爪、平口钳、分度头
专用夹具根据通用程度成组可调
大批量
针对某一固定工序设计
多品种小批量
成组相似性零件
组合夹具
单件中小批量
通用标准部件组装而成
基准
零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。设计基准零件图上用以确定点、线、面位置的基准定位基准零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为工序基准、定位基准、度量基准和装配基准。
应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单
• 一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较低的表面为精基准。 • 加工箱体类和支架类零件时常选用装配基准为精基准，因为装配基准多数面积大、装夹稳定、方便，设计夹具也较简单。
如图为车床主轴箱加工简图，一般是先加工装配基准面A，再以A面为精基准加工主轴孔B及其它孔。
一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动可能性，其中三种是移动，，三种是转动，。习惯上把这种活动的可能性称为自由度，因此空间任一自由物体共有六个自由度。
六点定位法则：
是指用六个适当分布支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。
• 1、2、3点，主要定位基准面。 • 4、5点，导向基准面。 • 6点，止推基准面。定位就是用各种形状不同的定位元件，来限制工件的自由度。强调: 是用六个支承点，而不是用六个定位元件