第五章机床夹具设计原理第四节

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机床夹具设计基础

1．螺旋式定心夹紧机构
结构简单、工作行程大、通用性好。但定心精度不高，主要适用于粗加工或半精加工中需要行程大而定心精度要求不高的工件。
螺旋式定心夹紧机构图例
2．斜楔-滑柱式定心夹紧机构
• 结构紧凑且传动准确，定心精度可达Φ0.02－ 0.07，比较适用于工件以内孔为定位基准的半精加工。
4.气动夹紧装置的扩力机构
中间能扩力的传动机械称为扩力机构。
常的类型：楔块式、杠杆式、铰链连杆式和气液压增力装置。
• 铰链夹紧机构是一种增力机构，由于结构简单，增力倍数大，摩擦损失小，故在气动夹具中应用广泛。
五、磁力装置
• 磁力装置按其磁力的来源，分为永磁式和电磁式两类，永磁式是由永久磁铁产生吸力将工件夹紧，如常见的标准通用永磁工作台。它的优点是不消耗电能，经久耐用，但吸力没有电磁式的大。右图为车床用感应式电磁卡盘。
按使用性能：通用分度装置、专用分度装置
分度装置的组成
• 回转分度装置由固定部分、转动部分、分度对定控制机构、抬起锁紧机构以及润滑部分等组成。 • 分度对定机构及控制机构: 分度对定机构由分度盘和对定销组成。其作用是在转盘转位后，使其相对于固定部分定位。分度对定机构的误差会直接影响分度精度，因此是分度装置的关键部分。设计时应根据工件的加工要求，合理选择分度对定机构的类型。 • 抬起锁紧机构: 分度对定后，应将转动部分锁紧，以增强分度装置工作时的刚度。大型分度装置还需设置抬起机构。
第二部分为控制部分，第三部分为执行部分。
2．液压夹紧液压夹紧是利用液压油为工作介质来传力的一种装置。它与气动夹紧比较，具有夹紧力稳定、吸收振动能力强等优点，但结构比较复杂、制造成本高，因此适用于大量生产。液压夹紧的传动系统与普通气压系统类似。

《机床夹具设计》课程标准模板

《机床夹具设计》课程标准课程代码：适用专业：课程类别：先修课程：学时：考试方式：制订人：审核人：一、教学大纲说明（一）课程的性质、任务本课程是机械类专业的一门重要专业课程，具有较强的实践应用性，本课程主要研究机床夹具的设计和制造的基本知识。

学生学完本课程后应达到下列要求：1、掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。

2、会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。

3、掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。

4、了解现代夹具设计的一般知识。

（二）课程的基本要求通过本课程的学习，应使学生了解机床夹具的基本组成及作用，理解机床夹具的工作原理，熟练掌握机床夹具设计的专业技能。

（三）本课程与相关课程的关系本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。

本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械设计基础等机械专业多门专业基础课程做支撑。

（四）课程教学方法与手段本课程教学主要采用老师讲授和课堂讨论相结合的方法，注重理论联系实际；注重现代化教学手段的应用，全课程采用PPT多媒体教学工具，帮助学生最大限度地实现学习的目标。

（五）教材与参考书建议使用教材：《机床夹具设计》哈尔滨工业大学主编上海科学技术出版社参考书：《机械制造工程》，郧建国主编，机械工业出版社，2004二、课程的教学内容、重点、难点、要求第一章夹具设计概论1、内容：机床夹具的分类；工件的装夹与找正；机床夹具的组成；加工误差的组成；课程教学内容、目的、安排及要求。

第二章工件的在夹具中的定位1、内容：定位基准的概念；定位的基本原理；定位单个典型表面的定位元件；组合定位中各定位元件限制自由度分析；定位误差的分析计算。

2、重点：工件的在夹具中的定位第三章工件的夹紧1、内容：夹紧装置的组成和基本要求；设计夹紧装置的基本准则；典型夹紧机构；联动夹紧机构；定心夹紧机构。

第五章机床夹具

①螺旋式：结构简单，易顶起工件，用限力板手，逐个调整、
效率低、常用于单件小批生产中
②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁 ③推引式：适用于工件较重，切削负荷大的场
合
（二）工件以内孔定位
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝好的工件在各工位间被自动送转移动的机床夹具。隨行夹具主要用于自动生产线﹑加工中心、柔性生产线。
7 6 5 4 3 2 1
8
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组合夹具
1—加筋角铁（2） 2—槽用螺栓（6） 3—平键（10） 4—方形支承 5—定位支承 6—方形支承 7—平垫圈 8—六角螺母（8） 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
②支承板
用于较大已加工平面的定位，所以常出现在精基准定位
中，一个支承板的作用，相当于两个支承钉，消除两个自由度。
a.结构形式及应用场合：
A型制造简单，常用于底面定位 B型切有斜槽，易于清屑，常用于侧面定位
b.应用场合：用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的定位中。
①工件刚度不足，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。图(a) ②薄板上钻孔，支承钉使工件变形。图(b) ③承受较大力的场合，保护精加工表面。 ④方便安装：如
根据加工要求应限制 X , Y , X , Y
2. 分析定位元件所能限制的自由度 Z , X ,Y 1）大平面限制

夹具夹紧机构(重要)

特点，而且螺纹升角
≤4°，自锁性能更
好，耐振；夹紧行程不受限制，但夹紧行程大时，操作时间长。
图3.15单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
⑶应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向图c) 增力减小行程
特点：P295
避免支承反力与夹紧力构成力偶
b)、 c)正确
d)错误
2.有利减小变形： a)作用点位于工件刚性较好部位 b)变集中作用为分散作用
可造成工件薄壁底部较大的变形
改进后的结构
a) c)正确，b) d) e)错误
(3) 有利减小振动：
夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振形。
转动偏心轮，γ =0°～180 °， h从（R- e )变到（R+ e )——就是偏心轮夹紧原理。
h= R- e conγ
以a点夹紧时，γ= 0°，升角 α=0 ° ，相对于斜楔的楔角为0。
当转至P点夹紧， O1 O的连线与O1 P之间的夹角γ=9 0°时， aP 达最大.
αPmax=tg-1e/R
（二）夹紧力作用点的选择（图30、图31、图32、图33）（加图3-10、3-11）
⑴保证定位稳定可靠：
⑵ 有利减小变形： a)作用点位于工件刚性较好部位定可靠：
夹紧力的作用点应与支承点“点与点”对应，或在支承点确定的区域内.
等）或力矩的静力平衡方程式求出；
实际夹紧力:Fwk =KFw K粗加工2.5～3；精加工1.5～2。
P293铣销的分析方法计算过程（图34、表5-3）
三、常用夹紧机构

《机床夹具设计》课件(4)

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4.4 减小夹紧变形的方法
1、合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。
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夹具设计教学课件
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4.4 减小夹紧变形的方法
2、在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等。
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夹具设计教学课件
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4.4 减小夹紧变形的方法
3、提高工件和夹具元件的装夹刚度。
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
（1）简单螺旋夹紧机构
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
摆动压块
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
（2）螺旋压板夹紧机构
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构
斜楔夹紧机构
1、夹紧力计算 2、增力比计算 3、行程比 4、自锁条件 5、升角α的选择 6、结构特点 7、适用范围
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构 1、夹紧力计算
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紧固件
紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件。
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构工件的夹紧
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夹具设计教学课件
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4.5 基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构

5第五章机床夹具设计原理

由工序简图知，加工尺寸20 ±0.15工序基准（也是设计基准）是A面，而定位基准是B面，出现定位基准与工序基准不重合，必然存在基准不重合误差。这时的定位尺寸是40 ±0.14，与加工寸方向一致。所以基准不重合误差的大小就是定位尺寸的公差，即△b =0.28mm。若定位基准 B面制造得比较平整光滑，则同批工件的定位基准位置不变，不会产生基准位移误差，即△j=0。所以有 △d = △b +△j= △b =0.28mm，而加工尺寸20 ±0.15 的公差为：δ=0.30mm，此时 △b =0.28mm> δ/3=0.10mm。可知，定位误差太大，而留给其它加工误差的允差值就太小了，只有 0.02mm，在实际加工中容易出现废品。所以此方案不宜采用。
第五章机床夹具设计原理
第一节概述
机床夹具通过使工件在机床上相对刀具占有正确的位置的过程— 定位，以及克服切削过程中工件受外力的作用保持工件的准确位置的过程—夹紧，来实现工件装夹。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹, 完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。一、机床夹具的功用 1.能稳定地保证工件的加工精度
△d+△∑≤ δ
(5-4)
式中 △d—工件在夹具中的定位误差，一般小于δ /3； △∑—除定位误差以外，其它因素所引起的误差总和(如机床、刀具制造误差及磨损误差，工艺系统变形误差等)，可按加工经济精度查表确定。
（一）定位误差及其产生原因所谓定位误差△d ，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。定位误差的组成及产生原因有以下两个方面： ① 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△b表示。 ② 定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，

机械制造装备设计大连理工大学机械工程学院

A型定位键的宽度，按统一尺寸B（h6或h8）制作，适用于夹具定向精度要求不高的场合。
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• 与B型定位键 • 相配件尺寸 • 与圆柱形定 • 位键
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• 图5-41 b)、c）
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2．定位键或定向键为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定
位键或定向键。 ◇铣床夹具通过两个定位键与机床工作台上的T形槽配合，确定夹具
在机床上的正确位置。 ◇定位键有矩形和圆柱形两种，如图所示。常用的是矩形定位键，其
结构尺寸已标准化，可参阅“夹具零部件标准”（GB/T2206-91）。矩形定位键有A型和B型两种结构型式。
机械制造装备设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置
1．镗孔的导向
（2）回转式镗套这种镗套与镗杆之间的磨损很小，能避免它们之间发热咬死的现
象，但对回转部分的润滑要充分保证。根据回转部分安装位置的不同，回转镗套可分为“内滚式”和
“外滚式”。这两种镗套又按使用的轴承不同，分为滑动回转镗套和滚动回转镗套。
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机械制造装备设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置
4．对定装置
对定装置的作用：保证夹具相对于机床主轴或刀具、机床运动轨道有准确的位置
和方向。
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3.3.4 对定装置对定: 即夹具在机床上的定位，使夹具相对于机床主轴（或刀具）及机床成形运动具有准确的位置和方向。
（3）钻套下端面与加工表面间空隙值 h=(0.7-1.5)d

五夹具设计的基本原理

(3)自位支承（浮力支承）
(a)
1
2
3
(b)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(c)
自位支承
特点：有定位元件有多个工作点与工件接触，定位元件在定位过程中所处的位置，随工件定位基准
面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固
定支承，因此，只限制一个自由度。由于增加了与工
件定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚
性，适用于以粗基准定位，刚性不足或不连续表面的
销孔(有定位销孔和安装
孔)
b.特点：
①对中性好（水平方向） ②所定位的水平轴中心位置（垂直方向），随V形块夹角及工件直径的误差而发生变化 ③V形块装在夹具体C时，除用螺钉紧固外，还要加装
定位销
c. 材料：
20钢, 热处理：渗碳深度0.8-1.2mm, 淬硬HRC6064，大型V形块，可用铸铁在支承面C镶以碎硬耐磨的钢板
承，因此不起任何消除自由度作用，只起减小工件变
形和振动的作用。各种辅助支承在每次卸下工件后，
必须松开，装上工件后再进行调整和锁紧，另外，辅
助支承不应破坏原有定位。
c.应用场合：
① 起预定位作用
② 提高夹具工件的稳定性 ③ 提高工件的刚性
d.结构形式：
①螺旋式：结构简单，易顶起工件，用限力板手，逐
个调整、效率低、常用于单件小批生产中 ②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁
(a )
(b)
(c )
(d)
定位销
另外还有一种定位销：圆锥销特点：定心好，轴向定位精度不高，常用于浮动定位中
削边销
圆锥销
2.刚性心轴根据工件的形状和用途的不同，定位心轴的结论形式很多，常用的有下列几种形式：

夹具设计的基本原理-精选文档

通用夹具专用夹具可调夹具组合夹具随行夹具车床夹具钻床夹具镗床夹具磨床夹具数控机床夹具
2、按使用的机床分类
3、按夹紧动力源分类
手动夹具气动夹具液压夹具电磁夹具真空夹具
三、机床夹具的组成
(1).定位元件：确定工件在夹具 (5).其它辅件：夹紧用的扳手，中位置的元件。 (2).导向元件：用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。如：钻套、对刀块。 (3).对刀与导引元件：确定夹具操作手柄，分度机构等。如下图所示：
图5-16
（2）圆锥心轴
限5个自由度，定心精度高，可达0.005～0.01mm，但轴向位移大，传递扭矩小，使用于精加工中。
图5-17
（四）工件以组合表面定位
常见工件组合

平面与平面组合平面与孔组合平面与外圆柱面组合
平面与其他表面组合
锥面与锥面组合
一面两孔组合定位
定位方式：将第二个销子采用削边销结构，如图5-18d 所示，削边销只限制z一个自由度。在生产中普遍用于箱体类大、中型零件的加工中，如机床主轴箱、发动机机体。
与机床或夹具与刀具的元件。
(4) .夹具体：基础件，用于安装其它元件，形成整体
图5-1
第二节工件在夹具中的定位
一、常用定位方式与定位元件
工件常用定位表面
以平面定位
以外圆表面定位固定支承支承钉、支承板基本支承可调支承自位支承

以平面定位以内孔定位
辅助支承
图5-18
表5-1 削边销的尺寸
2
D 2 b
3 ～ 6 2
＞ 6 ～ 8 ＞ 8 ～ 2 0 ＞ 2 0 ～ 2 5＞ 2 5 ～ 3 2＞ 3 2 ～ 4 0

机床夹具设计原理和方法

（观看动画1）（观看动画2）
实用文档
偏心夹紧装置动画演示1
实用文档
偏心夹紧装置动画演示2
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（4）定心夹紧装置
在切削加工中，若工件是以中心线或对称面为工序基准，为使＝0，可采用一种保证工件准确定心或对中的装置，使工件的定位和夹紧过程同时完成，而定位元件与夹紧元件合二为一。这种装置称为定心夹紧装置。如图所示，三爪卡盘就是一种定心夹紧装置。
自锁条件：
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1、斜楔夹紧装置
（3）斜楔夹紧的扩力比（扩力系数）公式5-24所示（4）斜楔夹紧机构行程比一般把斜楔的移动行程L与工件需要的夹紧行程
S的比值，成为行程比，（5）应用：斜楔夹紧机构结构简单，工作可靠，
但由于它的机械效率较低，很少直接用于手动夹紧，而常用在工件尺寸较小的机动夹紧机构中。
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2、工件在夹具中的定位情况
完全定位
六个自由度全部限制
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2、工件在夹具中的定位 2、不完全定位
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2、工件在夹具中的定位欠定位
•欠定位——应该消除的自由度没有消除， •不允许。
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2、工件在夹具中的定位过定位及消除过定位的方式
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二、常见的的定位方式及定位元件
❖ 单个典型表面的定位元件，单个典型表面是指平面、内外圆柱面、内外圆锥面等。单个典型表面是组成各种不同复杂工件的基本单元，分析单个典型表面的定位及定位元件设计是进行夹具定位分析和夹具定位方案设计的基础
夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
（2）装夹的方法
1）直接找正装夹
效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。

机械制造装备设计第五章习题答案解析(关慧贞)

第五章机床夹具设计习题答案1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？（1）机床夹具的作用1）保证加工精度 2）提高生产率 3) 扩大机床的使用范围。

4) 减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

（2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度 2) 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3) 安全、方便、减轻劳动强度 4) 排屑顺畅 5）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。

2.机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置 2）夹紧元件及夹紧装置 3）导向及对刀元件4）动力装置 5）夹具体 6）其它元件及装置不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。

3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？（1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。

（2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。

（3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。

欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。

此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。

过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。

一般情况下这是不允许的。

但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。

4.试分析图5－7中a、c方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？5.7过定位及其改进图 5.7 a）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制3个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2个自由度，因此共限制了7个自由度，超出了6个，即y方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。

C）：工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的自由度没有被限制。

第5章机床夹具设计机械制造技术教学课件

②过盈配合心轴。如图5-10(b)所示，心轴由导向部分、定位部分及传动部分组成。其特点是结构简单，定心准确，不需要另设夹紧机构;但装卸工件不方便，易损坏工件定位孔。因此，它多用于定心精度高的精加工。
③锥形心轴。如图5-10(a)所示，锥形心轴的锥度应很小，一
般为1/8000~1/1000。定位时，工件楔紧在心轴上，楔紧后工
件孔有弹性变形，自动定心。加工时，工件与心轴楔紧产生
摩擦力带动工件，不需另外夹紧。定心精度可达
0.005~0.01mm。锥形心轴消除
五个自由度。
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第一节工件的定位
3.工件以圆锥孔定位时的定位元件图5-11 (b)所示为顶尖孔锥面定位。由于接触面较短，相当于三个定位支承点，消除
用定位销定位时，按工件定位基准孔与定位元件表面接触的相对长度来区分，有长销和短销两种(见图5-8)。
Байду номын сангаас
①长销。接触面较长，如图5-8(a)所示，H
定位支承点，消除了四个自由度:
Ha，相当于四个
②两短个销定。位接支触承面点较，短消，除如了图两中个自5-8由(b度)所: 示，H<<Ha，相当于
位基准面外，还必须选择正确的定位方法，将定位基面支承在适当分布的定位支承点上，然后将各支承点按定位基面的具体结构形状，再具体化为定位元件。
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第一节工件的定位
故可提高工件的刚性和稳定性，适用于工件以毛坯面定位或刚性不足的场合。如图5-4所示。
(4)辅助支承。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起限制工件自由度的作用，也不允许破坏原有的定位。辅助支承应用例子如图5 -5所示。辅助支承可用可调支承代替。

5机床夹具设计步骤与方法

5.6 机床夹具设计步骤与方法本节着重介绍专用机床夹具的设计步骤与方法，并讨论与此有关的一些问题。

5.6.1 专用夹具设计的基本要求机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几方面：1．保证工件的加工精度这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求，必要时应进行误差分析与计算。

2．夹具总体方案应与生产纲领相适应在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效结构，如多件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间，提高生产率；在中小批量生产中，则要求在满足夹具功能的前题下，尽量使夹具结构简单、容易制造、以降低夹具制造成本。

3．操作方便，使用安全所设计的夹具应能减轻工人劳动强度，如采用气功、液压等机械化夹紧装置，以减轻工人的劳动强度，并可较好地控制夹紧力。

夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以确保使用安全。

4．便于排屑切屑积聚在夹具中，会破坏工件正确的定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑的清扫又会增加辅助时间，降低工作效率；切屑积聚严重时，还会损伤刀具或造成工伤事故。

因此排屑问题在夹具设计时必须给予充分的注意，在设计高效机床夹具时尤为重要。

5．有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。

5.6.2 专用夹具设计的一般步骤专用夹具设计的一般步骤如下：1．研究原始资料，明确设计要求，收集设计资料在接到夹具设计任务书后，首先要仔细地阅读被加工零件的零件图和装配图，清楚地了解零件的作用、结构特点、材料及技术要求。

其次要认真地研究零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求、加工余量、定位基准及所使用的工艺装备。

收集有关资料，如机床的技术参数，夹具部件的国家标准、部颁标准、企业标准和厂定标准，典型夹具结构图册，夹具设计指导资料等。

必要时还应了解同类零件所用过的夹具及其使用情况，作为设计时的参考。

机械制造工艺与机床夹具第5章

工件的六个自由度
2、六点定位原则定位，即限制自由度。用合理设置的6个支承点，限制工件定位，即限制自由度。用合理设置的6个支承点，个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，的6个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定位的“六点定位原理” 位的“六点定位原理”。
矩形工件的定位
轴类零件的定位
（二）工件以孔定位常用的定位元件有圆柱销和各种心轴；定位基准为孔的中心线。常用的定位元件有圆柱销和各种心轴；定位基准为孔的中心线。
圆柱定位销
长销限制4个自由度；短销限制2个自由度。长销限制4个自由度；短销限制2个自由度。 L/d<0.5视为短 L/d>1.2视为长视为短；视为长。 L/d<0.5视为短；L/d>1.2视为长。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位指工件的六个自由度全部被限制。指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。用四点定位可以满足加工要求。工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，故只用三点定位。故只用三点定位。
螺钉压板
第二节工件的定位原则及定位元件
一、工件定位的基本原理
自由度，六点定位原则，自由度，六点定位原则，工件定位中的几种情况
本节内容二、定位方法及定位元件
分别以平面、分别以平面、孔、外圆定位

机床夹具设计原理

1）主要定位基准面
设置三个支承点，限制工件的三个自由度。
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2）导向定位基准面设置两个支承点，限制工件两个自由度。
3）止推定位基准面限制工件一个自由度的表面。
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【注意】
⑴ 在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现出来
的。
⑵ 定位支承点与工件的定位基准必须始终保持紧贴接触，即工件上的
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辅助支承的应用
图a）辅助支承用于提高工件稳定性和刚度。图b）辅助支承起预定位作用。
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（二）工件以外圆柱面定位时的定位元件
⒈ V形块
主要参数有：
D——V形块的设计心轴直径 a——V形块两限位基面间的夹角 H——V形块的高度 T——V形块的定位高度 N——V形块的开口尺寸
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用夹具安装工件的方法有如下特点：
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实现的。因此无需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。
(2)夹紧装置
用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
(3)对刀与导引元件
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
(4)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。
(5)其他元件及装置要有定位键等。
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还
6
例
7
例
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⑴ 螺旋式辅助支承
螺旋式辅助支承的结构与调
节支承相近，但操作过程不同，

5-2工件定位与装夹

定位支承点是定位元件抽象而来的。
一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。
三、常用定位元件及选用 (一)对定位元件的基本要求
足够的精度；较好的耐磨性；足够的强度和刚度；
较好的工艺性；
便于清除切屑。
（二）常用定位元件所能限制的自由度
常用定位元件可按工件典型定位基准面
分为：
用于平面定位的用于外圆柱面定位的
用于孔定位的
常用定位元件所能限制的自由度见表5-1
工件常用定位表面

以平面定位以内孔定位以外圆表面定位
以平面定位

基本支承

固定支承支承钉、支承板可调支承自位支承
辅助支承
基本支承：限制自由度，真正起定位作用辅助支承：不限制自由度，起预定位、增加工件和夹具刚性等作用
ΔD=ΔY+ΔB
2．定位误差的计算
计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情况,确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。
3．组合表面定位及其误差分析
常见的组合方式有：
工件以内孔定位
工件上定位内孔较小时，常选定
位销
在套类、盘类零件的车削、磨削
和齿轮加工中，大都选用心轴
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销：通常结合端面定位结构形式： a. d＜10 d太小，不宜开退刀槽，轴肩下埋； b. d＞10 带有台肩，端面定位可避免夹具体磨损； c. d＞16 凸肩与退刀槽合二为一； d. 可换式：用于大量生产中，易于更换，更换时为避免破坏夹具体加上衬套，定位销与衬套配合 H7/js6、H7/n7

夹具的设计基本原理

螺杆1在2中转动而起夹紧作用。螺母2采用可换式，其目的是为了内螺纹磨损后可及时更换。
螺钉3用以防止2的松动。
压块4是防止在夹紧时带动工件转动；并避免1的头部直接与工件接触而造成压痕，同时也可增大夹紧力作用面积，使夹紧更为可靠。
图5-32
螺旋夹紧力的计算公式
式中： P—原始作用力； L—手柄长度； —螺杆下端（或压块）与工件接触处的当量摩擦半径； —螺旋作用中径之半；（作用中径为d平均）；
是一样的。区别仅在于孔定位时，支承等速远离中心移
动，与工件孔表面接触。
图5-14
图5-15
3 .定位心轴
根据工件的形状和用途的不同，定位心轴的结论形式很多，常用的有下列几种形式：（1）圆柱心轴
如图5-16 a）为间隙配合圆柱心轴，定位精度不高，但装卸工件方便。 b）为过盈配合圆柱心轴，常用语对定心精度要求高的场合。c)为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的场合。
α—螺旋升角；
—螺旋配合面的摩擦角（常取8°30′）。 —螺杆下端应用中，单螺旋夹紧机构常与杠杆压板构成螺旋压板组合夹紧机构，如图5-34
图5-34
（三）偏心夹紧机构
偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的，常与压板联合使用，如图5-35。
批毛坯尺寸误差。如图5-4所示为几种常用的可调支承典型结构。
图5-4
3.自位支承（浮力支承）自位支承:适用于毛坯表面、断续表面、阶梯表面定位。
如图5-5所示为几种常用的自位支承典型结构。
图5-5
4、辅助支承
辅助支承是在工件定位后才参与支承，因此不起任何消除自由度作用，只起减小工件变形和振动的作用。如图5-6所示，a）、b)为螺旋式辅助支承，用于小批量生产；c)为推力辅助支承，用于大批量生产。