定位与夹紧

基准及其分类
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。
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 后用来测量工件 时采用的基准 在装配时用来确定零 件或部件在产品中相 对位置所采用的基准
设计基准
基准
工艺基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面。 加工、测量、 装配过程中使 用的基准。
承钉都接触， 就只能使工件变形， 产生加工误差。
为了避免上述过定位情况的发生，可以将4个平头支 承钉改为3个球头支承钉，重新布置3个球头支承钉的位
置。 也可以将4个球头支承钉之一改为辅助支承。 辅助
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支承只起支承作用而不起定位作用。如果工件的定位面 已经过机械加工，并已很平整，4个平头支承钉顶面又准 确地位于同一个平面内（误差较小），则上述过定位不 仅允许而且能增强支承刚度， 减小工件的受力变形，
(2) 提高生产率，降低成本。使用夹具后可减少划线、
找正等辅助时间， 且易于实现多件、 多工位加工。在现代机 床夹具中， 广泛采用气动、 液动等机动夹紧装置， 可使辅助 时间进一步减少。
(3) 扩大机床工艺范围。
在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。
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定位基准 测量基准 装配基准 工序基准
在工序图上使用的基准。
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机床夹具的概念
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具） 的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获
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得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠
地夹紧。
机床夹具的组成
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例如在车床或钻床上使用镗模， 可以进行镗孔；又如使用靠 模夹具， 可在车床、 铣床上进行仿形加工。
(4) 减轻工人劳动强度， 保证生产安全。
工件在夹具中的定位
(一)六点定位原理 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具 机 有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要 械 加 求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定 工 工 位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个 艺 系 自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。
定位元件的基本要求
定位元件作为夹具结构中的重要元件之一， 一
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般应具备以下基本要求：
（1） 足够的精度。
（2） 耐磨性好。
（3） 足够的强度和刚度。 （4） 良好的结构工艺性。 （5） 便于清除切屑。

1. 工件以平面定位时的定位元件
用来限制工件自由度，起定位作用，
一.主要支承 包含：
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（1） 固定支承。固定支承有支承钉和支承板两种 形式。 在使用过程中，支承是固定不变的。
① 支承钉。如图所示是标准支承钉结构（GB/T 2226— 1991），A型是平头支承钉，用于加工过的精基准面的定位； B型是球头支承钉，用于未加工（毛坯面）的粗基准面的定位； C型是齿纹面支承钉，也用于粗基准面的定位， 常用于侧面定 位以增大摩擦力。一个支承钉只限制一个自由度，
专用夹具：
针对某一工件的某一工序的要求而专门设计制造的夹
具称为专用夹具。这类夹具上有专门的定位和夹紧装
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置，工件无须进行找正就能获得正确的位置。另外，
因不需要考虑通用性，所以专用夹具可以设计得紧凑，
操作方便。专用夹具通常是根据加工要求自行设计与
制造的。它的设计与制造周期较长，制造费用也较高。
完全定位 。工件上的六个自由度全部被限制的定位称为
完全定位，
如在工件上加工不通槽，槽 的直径有刀具直径保证，但 要保证尺寸A就要限制z,X、Y 的转动；要保证尺寸B就要限 制X向及Y轴转动要保证尺寸 C就要限制Y向，所以该加工 需要限制6个自由度。固为完 全定位。
不完全定位：工件在夹具中定位时，六个不定度没有被全
欠定位。
应该限制的自由度在定位时未被限制的定位称为
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欠定位。这种定位方式显然无法保证工序所规定的加
工要求，因此，在实际生产中欠定位是绝对不允许出
现的。如图3所示零件在圆柱上铣键槽，如果只采用V
形块1、2及止推销3定位，无防转销4，则工件绕工件 轴线回转方向的位置将不确定， 铣出的键槽将难以达 到要求。
这时还可以将支承钉改为支承板（如图4(b)所示）。
图a孔与端面联合定位的情况，长销与孔配合限制了XY向及 XY的转动支撑面限制了Z及XY的转向可见XY的转向被重复定 位，即过定位。过定位可能导致定位干涉或装夹困难，进而导 致工件或定位元件变形，定位误差增大，因此要避免出现过定 位。改进方法如图(b)大端面改为小端面c中大端面与工件间加 球形垫圈
4.在车削加工中的切削层参数包括： (多选) A、切削层厚度 B、切屑厚度 C、切削层长度 E、切 削层宽度 F、切削层面积 5.刀具材料应具备的性能有那些？
AEF
夹具概述
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一、夹具概述 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成 部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使 工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于 准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件 时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现 这一要求，又必须满足三个条件： ①一批工件在夹具中占有正确的加工位置； ②夹具装夹在机床上的准确位置；
个支承钉，限制3个自由度，但却采用了4个支承钉， 出现 了过定位情况。 若工件的定位面尚未经过机械加工， 表面
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仍然粗糙，则该定位面实际上只可能与3个支承钉接触， 究 竟与哪3个支承钉接触， 与重力、 夹紧力和切削力都有关，
定位不稳。 如果在夹紧力作用下强行使工件定位面与4个支
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图3 欠定位示例
（4） 过定位。工件的自由度被设置的定位元件重复限制
的定位方式称为过定位。如图4所示。
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z z y y x
x
支 承 板
(a)
西 安电 子 科技大学出版社
图 4平面的过定位
(b)
如图 4所示为平面定位的情况。在图中， 应该采用三
数目，最多不应超过六个。同时，每个定位支承点所 限制的自由度，原则上不允许重复或互相矛盾。
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如长方体的底面 的三个支撑点硬 为三角形三角形 的面积越大，对 工件的自由度限 制越有效。长方 体侧面的两支撑 点不能垂直放置 不然，工件绕Z轴 的自由度不能限 制。
工件的定位方式及种类
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通用夹具：特点：具有很大的通用性。如三 爪卡盘。
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在通用机床上一般都附有通用夹具， 如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡 盘、花盘、顶尖和鸡心夹头，铣床上的平 口虎钳、分度头和回转工作台等。它们有 较大的适用范围，无需调整或稍加调整就 可以用于装夹不同的工件。 这类夹具结构 已定型，尺寸已标准化和系列化。
③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系： 零件相 对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。 工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。
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在机械加工过程中，确定工件在机床上的位置，称为 安装。 安装包括工件的定位和夹紧。常用的安装方法有：直 接找正定位的安装、按划线找正的安装、用夹具的 安装。夹具安装是批量生产时保证加工质量的重要 方法，又称为装夹。
定位元件
夹紧装置 对刀、引导元件
机床夹具的组成
连接元件
其它装置或元件
夹具体
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3.机床夹具的组成 （1）定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。 作用：是确定工件在夹具中的位置。图3.61中定位 销2既是定位元件。 机 械 加 （2）夹紧装置：用以夹紧工件的装置。 工 作用：是保持工件在夹具中的既定位置。图3.61中 工 艺 开口垫圈5、螺母6、定位销2上的螺栓构成夹紧装 系 统 （3）对刀和引导装置：引导刀具或调整刀具相对于夹 具位置的装置。钻套4就是引导钻头用的对刀元件。 作用：确定刀具相对于夹具的位置。
（4）夹具体：联接夹具上各个元件或装置，使之 成为一个整体的零件。图3.61中夹具体7。 作用：保证各元件或装置之间的位置关系。 机 （5）联接元件：使夹具与机床相联接的元件。 械 加 作用：保证夹具与机床之间的相互位置关系 工 工 艺 （6）其它元件及装置：如传动装置、分度装置等。 系
统
夹具的分类
统
一个未定位的工件，在空间直角坐标系中可看成 是自由物体，它也具有六个自由度。在机床上要确定
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工件的正确位置， 同样要限制工件的六个自由度。 要使工件沿某方向的位置确定，就必须限制该方向的 自由度。当工件的六个自由度在夹具中全部被限定时， 工件在夹具中的位置就被完全确定了， 这就是工件 的定位原理。
复习
1、刀具的标注角度及各自对刀具的影响有哪些？ 前角主要影响切削力和刀具寿命；后角主要影响刀具后面与 已加工表面的摩擦；刃倾角主要影响切屑的流动方向；
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2.车外圆时车刀刀尖装得高于工件中心时，车刀 降低 升高 的工作后角将______，工作前角将______。
3.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是： D (A) 主偏角； (B) 前角； (C) 后角； (D) 刃倾角。
消除过定位及其干涉一般有两个途径：
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其一是改变定位元件的结构，以消除被重复
限制的自由；
其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元
件工作表面之间的位置精度，以减少或消除
过定位引起的干涉。
常见支承点与定位元件
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机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专 用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。 机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力 源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床 夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗 模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力 的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹 具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
分明确；成组夹具是根据成组工艺的要求，针对一组
结构、形状及尺寸相似、加工工艺相近的不同产品零 件的加工而专门设计的，其加工对象很明确，也称专 用可调夹具。
组合夹具：
是指按某种工序的加工要求，用事先准备好的通用标
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准元件和部件组合而成的一种夹具。用完之后可以将 这类夹具拆卸下来，更换元部件组装成新夹具，供再
在应用定位原理分析工件在夹具中的定位问题时， 应注意以下几点：
（1） 工件在夹具中定位时，并非在任何情况下都必
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须限制六个自由度，究竟哪几个自由度需要限制，主
要取决于工件的技术要求、结构尺寸和加工方法等。
（2） 一般地说，一个定位支承点只能限制工件一个
自由度。 因此，工件在夹具中定位时，所用支承点
当产品变更时，往往因无法再使用而“报废”。 比
如专门设计的连杆夹具等。
可调整夹具：
它是指加工完一种工件后， 通过调整或更换夹具上个
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别元件，就可加工形状相似、 尺寸相近、 加工工艺相
似的多种工件的一种夹具， 包括通用可调夹具和成组
夹具两类。 可调夹具适用范围较广，加工对象并不十
次使用。 这种夹具具有组装迅速、准备周期短、能 特别是新产品试制尤为适用。 近几年组合夹具也在数
控加工中得到广泛使用。
反复使用等优点， 被广泛用于多品种、小批量生产，
机床夹具的功用
(1) 保证加工质量。
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机床夹具的首要任务是保证加工精
度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工 面相互之间的位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具和 机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。
部限制，称为不完全定位。 此时可能有两种情况： 1、由于工件结构特点，不必限制所有不定度
2、由于加工精度要求，不必限制所有不定度
加工通槽， 只需限制 AB尺寸就 行了所以不 需要限制Y 向啦，需要 5个自由度， 这种定位方 式成为不完 全定位。
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图 不完全定位示例
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如果工件的定位面已经过机械加工并已很平整4个平头支承钉顶面又准确地位于同一个平面内误差较小则上述过定位不仅允许而且能增强支承刚度减小工件的受力变形这时还可以将支承钉改为支承板如图4图a孔与端面联合定位的情况长销与孔配合限制了xy向及xy的转动支撑面限制了z及xy的转向可见xy的转向被重复定位即过定位