5零件的定位与装夹解析
第3章工件讲义的定位与装夹
（3）欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称
(6)其它装置或元件 根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上
下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的 其它联接元件。
上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本
组成部分。
a)
b)
图3-1 后盖零件钻模
a)钻径向孔的工序图；b) 钻模
1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 4—支承板 5—圆柱销 6—开口垫
是夹具的主要功能元件之一。如图3-1所示的圆柱销5、菱形销9和支承 板4。定位元件的定位精度直接影响工件加工的精度。
(2)夹紧装置 夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件
的正确位置不变。如图3-1中的螺母7。 (3)连接定向元件 这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作
圈 7—螺母 8—螺杆 9—菱形销
图3-2 连杆铣槽夹具结构 1-夹具体 2-压板 3、7-螺母 4、5-垫圈 6-螺栓 8-弹簧 9-定位键 10-菱形销 11-圆柱销
图3-3 铣床夹具
3.2 工件装夹方法
1.直接找正装夹法 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
正装夹。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或要求位置精度特别高的工件。如图2-2所示，在 车床上用四爪单动卡盘装夹工作过程中，采用百分表进行内孔表面的找正。
划线位置找正以确 定其正确的加工位
置。
3.3 工件的定位
3.3.1 工件定位的基本原理
1.自由度的概念
任何一个工件，在其位置没有确定前，均有六个自由度，即沿空 间坐标轴x、y、z三个方向的移动自由度和绕此三坐标的转动自由度。
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
工件定位与夹紧
互 为基 准的原则
当相关表面位置精度要求很高但精加工余量很小，加工时 要用这些表面互相作为定位基准。
精度高于6级的淬火齿轮，齿形 相对于轴线的位置精度要求很 高，加工需用磨齿工艺。因淬 火后齿轮孔和齿面均产生变形， 而孔和磨齿的加工余量都很小， 故先以齿面为定位基准磨孔； 再以孔为基准磨齿面。 齿面和齿轮孔互为基准。
2. 工艺基准
（3）测量基准
检验零件时，用以测量加工 表面的尺寸、形状、位置等误 差所依据的基准。
图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例
2. 工艺基准
（4）装配基准
装配时用以确定零件、组件 和部件相对于其他零件、组件 和部件的位置所采用的基准。
传动轴
键 传动齿轮
图2-48 齿轮的装配基准
(二)精基准及其选择原则
1.机床夹具的组成
（1）定位装置 ：是由定位元件及其组合构成的，用于确定 工件在夹具中的正确位置，常见的定位方式是以平面、圆孔、 外圆定位。圆柱销5、菱形销9、支承板4
（2）夹紧装置 ： 保持工件在夹具中的确定位置，保证定位 可靠，使工件在切削力的作用下不产生移动。包括夹紧元件、 传动装置及动力装置等。螺杆8、螺母7、开口垫圈6
4) 工件以组合表面定位
图2-68 一面两销定位
一面两孔：在加工箱体类零件时经常采用一面两孔 组合(一个大平面及与该平面相垂直的两个圆孔组合) 定位、夹具上相应的定位元件是一面两销。为了避 免由于过定位而引起的工件安装时的干涉，两销中 一个应采用菱形销。菱形销的宽度可以通过简单的 几何关系导出。
3.常见定位方式及定位元件
9
一、零件的基准及其分类
什么是基准？
基准就是用来确定生产对象 上几何要素间的几何关系所依 据的点、线、面。
工件在数控机床上的定位与装夹
精基准的选择
Ø 在实际生产中,经常使用的统1基准形式有： 1 轴类零件常使用两顶尖孔作统1基准； 2 箱体类零件常使用1面两孔 1个较大的平面和两个距离较
远的销孔 作统1基准； 3 盘套类零件常使用止口面 1端面和1短圆孔 作统1基准； 4 套类零件用1长孔和1止推面作统1基准
Ø 采用统1基准原则好处： 1 有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2 可以简化夹具设计,减少工件搬动和翻转次数
a）
b）
c）
图5-2 粗基准选择比较
粗基准的选择
工序1
工序1
工序2
工序2
图5-3 床身粗基准选择比较
重要表面原则
为保证重要表面的加工余量均匀,应选择重要加 工面为粗基准
精基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠
基准重合原则 基准统1原则 自为基准原则
选用设计基准作为定位基准,避免因基 准不重合带来的误差
课堂讨论
数控车床的装夹找正
Ø 打表找正 通过调整卡爪,使得工件坐标系 的Z轴与数控车床的主轴回转中心轴线重合
Ø 单件的偏心工件 Ø 使用3爪自动定心卡盘装夹较长的工件 Ø 3爪自动定心卡盘的精度不高
7、数控铣床的装夹
通用夹具的选用
平口钳分固定侧与活动侧,固定侧与底面 作为定位面,活动侧用于夹紧
选择平整、光洁、面积大、无飞边毛刺和浇 冒口的表面以便定位准确、夹紧可靠
作为粗基准的表面粗糙且不规则,多次使用 无法保证各加工表面的位置精度
粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基 准 ◆余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准
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。
工件的定位与定位基准的选择
工件的定位与定位基准的选择机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须定位。
而工件装夹定位的方式有：直接找正、划线找正和用夹具装夹三种方式，下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。
工件在夹具中的定位涉及到定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题，有关定位误差的计算和定位元件的选用在夹具设计一章讲授，这里只介绍定位原理和定位基准的选择。
一、定位原理1．六点定则工件在夹具中的定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置(不考虑定位误差的影响)。
怎样才能各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢?要弄清楚这个问题，我们先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化?如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定了位。
任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴移动的自由度X，Y，Z；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度X，Y，Z。
因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六个自由度。
图2-16工件的六个自由度为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。
例如用……使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度。
在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来表达的，如上例中长方体的定位以六个支承钉代替六个支承点(图2-17c)，这种形式的六点定位方案比较明显，下面再介绍其他形式工件的定位方案。
2．对定位的两种错误理解我们在研究工件在夹具中的定位时，容易产生两种错误的理解。
(完整版)工件的安装与装夹
（4）减轻工人劳动强度
四.机床夹具的分类
按使用特点分： （1）通用夹具 （2）专用夹具 （3）成组夹具 （4）组合夹具 （5）随行夹具
按使用机床分： 车床夹具、铣床夹具、 钻床夹具、镗床夹具 按动力源分： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电动夹具、磁力夹具、真空夹具等
2、两顶尖定位车外圆
固定的短锥面相当于三个定位点，活动的短锥面相当于 两个定位点。
3、顶尖磨削 长锥面相当于五个定位点。
4、套筒以中心孔定位磨外圆及台阶面
结论：小平面（含挡销、止销）相当于一个定位点；
长圆柱销面相当于四个定位点；短圆柱面相当于两个 定位点。
5、平板上铣一条不通槽
6、圆柱体用三爪夹头定位并夹紧钻一通空
长方体工件定位示例：
六点定位简图 定位基准：主要定位基准、导向定位基准、止推定位基准。
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，使工件 不离开各个定位元件。
因此夹紧不能取代定位。
二、定位支撑点的演化
一个实际的夹具中往往看不到上述的那种抽象化的定位 点，而是实实在在的各种各样的定位元件，或者说，定位 点是以定位元件来实现的。六点定位原则中，一个定位点 可用来限制一个自由度，两个定位点可用来限制两个自由 度，也可以这样理解：某个定位元件限制工件几个自由度， 则可认为它相当于几个定位点。
长三爪夹头相当于四个定位点，而短三爪夹头相当 于两个定位点。
第三节 定位方式及定位元件
一、 工件以平面定位
基本支承 辅助支承
固定支承 可调支承 自位支承
支承钉 支承板
基本支撑用来限制工件的自由度，是真正具有 独立定位工作的定位元件；而辅助支撑是用来加 强工件的刚性，不起限制工件自由度的作用。
《机械制造基础》第五章课后题及答案(题号可能不搭配)
第五章课后题1.机床夹具通常由哪些部分组成？各组成部分的功能如何？（1）定位元件和定位装置:确定工件在夹具中的位置（2）夹紧装置：保持工件在夹具中的既定位置（3）对刀-导向元件：确定刀具在加工前正确位置（4）连接元件：确定夹具在机床上的位置（5）夹具体：夹具的基础件（6）其他装置：分度装置、吊装元件等2.什么是装夹？装夹有哪三种方式？哪种装夹方式适用于大批量生产？工件的定位和夹紧的过程称为装夹。
（1）直接找正装夹（2）划线找正装夹（3）夹具装夹：适应于大批量生产3.什么是定位基准？什么是六点定位原理？在加工中用作定位的基准。
（在第四章中介绍）任何工件都具有六个自由度，这六个自由度需要用夹具按一定规则布置的六个定位支承点来限制，每个定位点相应地限制工件一个自由度，可以实现工件的六点定位。
4.试举例说明什么叫工件在夹具中的完全定位、不完全定位、欠定位和过定位？哪些是允许使用的，哪些是有条件使用的，哪些是绝对不允许使用的？完全定位：工件的六个自由度全部被限制不完全定位：根据加工需求，不必完全限制六个自由度的定位欠定位：实际限制的自由度少于按加工要求的自由度数。
这是不允许使用的过定位：支承点数多于所限制的自由度数，有条件使用。
5.固定支承有哪几种形式？各适用于什么场合？固定支承是一经安装到夹具上后，高度方向和尺寸是固定不变的。
固定支承有支承钉和支承板。
支承钉：以粗基准定位时，因定位基准面粗糙不平，必须用较远的三个定位支承点。
精基准定位有时也应以支承钉来定位。
支承板：大中型工件，以及经过精加工的平面定位。
6.什么是自位支承、可调支承和辅助支承？三者的特点和区别何在？使用辅助支撑和可调支撑时应注意什么？可调支承：顶端位置能在一定范围内调整，定位作用相当于固定支承。
自位支承（浮动支承）：支承点的位置能够随工件定位基准面的变化自动与之适应。
辅助支承：辅助支承只在基本支承对工件定位后才参与支承，不允许辅助支承破坏基本支承的定位作用。
第2章 工件的定位和机床夹具
定位心轴
轮加工。
主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿
圆柱心轴 图a为间隙配合圆柱心轴，其定位精度不高，但装卸工件较方便； 图b为过盈配合圆柱心轴，常用于对定心精度要求高的场合； 图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的场合。当工件孔的长径 比L/D>1时，工作部分可略带锥度。 短圆柱心轴限制工件两个自由度，长圆柱心轴限制工件的四个自由度
支承板：用于精基准，工件重，较大平面支承，相当2个支承点
固定式V形块
图a用于较短的精基准定位； 图b用于较长的粗基准(或门路轴)定位； 图c用于两段精基准面相距较远的场合； 图d中的V形块是在铸铁底座上镶淬火钢垫而成， 用于定位基准直径与长度较大的场合。
活动V形块应用实例
活动式V形块限制工件在Y方向上的移动自由度。 它除定位外，还兼有夹紧作用。
垂直度
长柱销限制 X、X、Z、 Z四个自由 度
Φ8
Z O Y
0.08 14±0.1
A
3.2
中心线 位置
X
A
基准重合原 则选基准孔 基准重合原 则选基准面
小端面限 制Y自由度 靠销限制 Y自由度
需进行定位 误差计算
图2-48 需保证的工序尺寸
夹具设计举例
(2) 确定导向装置。 采用快换钻套，用固定钻模板支撑钻套。
(1) 应标注的尺寸及配合
① 工件与定位元件的联系尺寸； ② 夹具与刀具的联系尺寸； ③ 夹具与机床的联系尺寸； ④ 夹具内部的配合尺寸； ⑤ 夹具的外廓尺寸。
(2) 应标注的技术条件
① 定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求； ② 定位元件与连接元件间的位置要求； ③ 对刀元件与连接元件间的位置要求； ④ 定位元件与导引元件的位置要求。
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，
机械设计基础学习如何进行机械零件的装夹与定位
机械设计基础学习如何进行机械零件的装夹与定位机械设计是一门综合性较强的学科，其中装夹与定位作为机械设计的重要内容之一。
在机械设计中，装夹与定位是保证机械零件在装配过程中保持相对位置和互不干涉的重要环节。
本文将介绍机械零件的装夹与定位的基本概念、方法与技巧。
一、机械零件装夹的基本概念与方法装夹是指将机械零件固定在装配位置上以保持其相对位置不变。
在机械设计中，装夹通常包括三个方面的内容：装夹方式、装夹位置和装夹方法。
1. 装夹方式装夹方式主要包括直接装夹和间接装夹两种形式。
直接装夹是将零件直接固定在基座或装配台上，常用的直接装夹方式有螺纹连接、焊接等。
间接装夹是通过夹具等装夹工具将零件固定在装配位置上。
2. 装夹位置装夹位置是指零件在装配过程中的相对位置。
为了保证装配的准确性，装夹位置通常是通过装夹面、装夹孔、装夹楔等装夹部件来确定。
3. 装夹方法装夹方法是指采用何种方式将机械零件装夹在装配位置上。
常见的装夹方法有紧固装夹、中心定位、弹性装夹等。
不同的装夹方法适用于不同的装配要求，设计者需要根据具体情况进行选择。
二、机械零件定位的基本概念与方法定位是指保证机械零件在装配过程中正确的相对位置和方向。
在机械设计中，定位通常包括位置定位和方向定位两个方面。
1. 位置定位位置定位是指确定零件在装配位置上的准确位置。
位置定位通常通过位置销、定位孔、定位销等定位部件来实现。
这些定位部件通常被设计为零件的一部分，并在装配过程中起到相对定位的作用。
2. 方向定位方向定位是指确定零件在装配过程中正确的方向。
为了保证零件装配的正确，通常会采用方向销、方向孔等方向定位方案。
方向定位是为了确保零件在装配过程中具有正确的朝向。
三、机械零件装夹与定位的技巧与注意事项在机械零件的装夹与定位过程中，有一些技巧与注意事项需要注意，以保证装夹与定位的准确性和可靠性。
1. 选择合适的装夹方式和方法根据不同的装配要求和零件特性，选择合适的装夹方式和方法是十分重要的。
板类零件在外形加工中的装夹与定位问题以及设计
板类零件在外形加工中的装夹与定位问题以及设计摘要：数控加工当中工艺以及其夹具的设计，和普通的加工技术是存在着一定不同的，以下主要的针对板类零件在其外形加工时存在的装夹与定位的问题，设计出适合小批量生产的加工的夹具，通过相应的实践应用，确保其加工的精确度以及提高相应的生产的效率。
关键词：板类零件；外形加工；装夹与定位；设计中图分类号：tg751.3板类零件在机械加工之中会经常的遇到，每年都会有大量的长短不一的板类零件在机床上加工成形，板类零件可以根据其材质和其规格的不同，采用的加工的参数也是不同的。
在板类零件进行外形的加工时，经常的会遇到装夹和定位方面的问题，如何有效的设计适合的加工的参数，是其在加工过程当中一个重要的环节。
1、板类零件外形加工时工艺流程分析在对于零件进行外形的加工时，首先要根据相关图纸要求以及装夹问题的需要，设计加工的夹具以及选择合理的加工的工序和相对应的走刀路线。
平面类的零件的外形加工作业是数控加工当中比较常见的一种零件加工作业，其轮廓曲线的组成一般有以下几种情况：直线—圆弧、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线等。
在对其进行加工的时候主要的使用的数控机床多以两轴以上的联动数控铣床，在其加工过程中的大致的加工工艺的过程基本上是相同的。
从零件的材料以及相应的要求上看，主要的是需要进行相应的加工的工作，还有行位公差的要求，并且还要进行平量化的生产，这样在对其进行加工的时候首先的要考虑到工件加工时的定位的精度，同时还要考虑到装夹过程的可靠、稳定以及方便性，不能对于零件的表面造成损伤。
所以其主要要解决的问题就是其装夹和定位方面所存在的问题。
进行相关的工艺的分析之后，制定出的相关的加工工艺的流程如下：首先选用相应的平口虎钳把其夹紧，在进行钻孔→粗镗→精镗方案，分别加工孔至要求的尺寸的大小；第二步选择粗铣→精铣加工外轮廓至相应的尺寸的要求数值。
从上述的加工的工艺的流程上看，在进行第二部工艺施工时，应该采用一面两孔定位的装夹的方式来进行相应的加工的过程，由于其零件对于加工的外形的要求的质量较高，所以要对于夹具的底板部分做相应的修改的工作，以此来避免刀具底齿的磨损和轮廓的一致性，从而在很大的程度上提高了刀具的使用的寿命。
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。
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。
第3章 工件的定位和夹紧
3.3 工件方式及定位元件
(a)平顶支承钉；(b)圆顶支承钉 ； (c)网纹顶支承钉； (d)带衬套支承钉 图3-8 几种常用支承钉
3.3 工件方式及定位元件
(a) 为平板式支承板；(b)斜槽式支承板 图3-9 两种常用的支承板
3.3 工件方式及定位元件
（2）可调支承。可调支承的顶端位置可以在一定的范围内调 整。如图3-10所示为几种常用的可调支承典型结构。
图3-6 常见的几种过定位实例
3.2 工件的定位
（ 复限制而出现过定位。此时可采取如下措施解决。
No Image
No Image
如图3-6(b)所示为孔与端面联合定位。由于大端面可以限制3个自由度 受到重 、 、 ），而长销可以限制 4 个自由度（ x 、 z 、 、 ），因此，、 z z z
此外，按使用机床类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹 具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按 驱动夹具工作的动力源可分为气动夹具、液压夹具、气液夹具、 电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。
3.1 机床夹具概述
四、机床夹具的组成
机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向 元件、对刀元件和夹具体等几个部分组成，如图3-1所示。
3.2 工件的定位
三、定位的类型
1．完全定位与不完全定位
（1）完全定位。工件的6个自由度完全被限制的定位情况， 如图3-4(c)所示。
（2）不完全定位。工件的6个自由度不需完全被限制的定位 情况，如图3-4(a)和图3-4(b)所示。
完全定位和不完全定位，这两种定位类型都是正确可行的， 生产中被广泛采用。
3.4 工件的夹紧
二、夹紧装置的组成
夹紧装置的组成，如图3-23所示，由以下3部分组成。
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
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 。
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粗基准定位
精基准定位
3．工件以外圆柱表面定位
V形架定位的最大优点是对中性好。
适用于较短的圆柱面定位，限 制两个自由度 用于较长的或阶梯 轴定位面；精基准
用于较长的或阶梯轴 定位面；粗基准
铸铁底座上镶嵌淬 硬支撑板或硬质合 金板，用于工件较 长、直径较大的重 型工件。
4、组合表面定位
最常用的就是“一面两孔”定位。
化较大，而又以粗基准定位的场合。
同一夹具加工形状相同尺寸不同
的工件。
也可用于可调夹具和成组夹具中
1—销轴 2—V形块 3—可调支承
2．工件以圆柱孔定位
(1) 定位销——短圆柱形，可限制两个自由度 便于工件
装入
增加强度，避免因撞 击而折断或热处理时 淬裂
可换式，便于磨损后更换方便，用 于大批大量生产场合
概述
定位——使工件相对于机床及刀具于正确 的位置； 夹紧——工件定位后，将工件紧固，使工 件在加工过程中不发生位置变化。 装夹——从定位到夹紧的全过程。
一、工件定位的方法
1、直接找正定位法
概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置。
特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度 ， 一般用于单件小批量生产。
（3）夹紧力作用方向应使工件变形最小。
夹紧力作用点的确定 （1）夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支 承元件所形成的支承面内。
（2）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上。
（3）夹紧力作用点应尽 可能靠近被加工表 面，以减小切削力 对工件造成的翻转 力矩。工件刚性差 的部位增加辅助支 承并施加夹紧力， 以免振动和变形。
的定位。
(3) 欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限 制的定位
(4) 过定位
夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工
件的同一个或几个自由度的现象。
过定位可能导致夹紧后工件或定位元件变形甚至损 坏，严重时无法装卸。
但当各定位面和定位元件之间的位置精度都很高时， 可以提高工件的支撑刚度和稳定性。
五、夹紧
1. 夹紧装置及其组成
将工件在夹具中夹紧、压牢的装置，就是夹紧 装置。 动力装置 夹紧装置 夹紧元件 中间递力机构
夹紧装置组成示意图 1—气缸 2—连杆 3—压板
五、夹紧
2、对夹具装置的要求
（1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。
（2） 夹紧力大小要适当。 （3） 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的 生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采 用标准化元件。
是指为某一零件的加工而专门设计和制造的 夹具，既可以保证加工精度，又提高生产效率， 但夹具需要一定的投资。所以主要用于成批及大 量生产中。
3、组合夹具 用事先准备好的通用标准元件组合而成的夹具。用完 之后可以拆卸，更换元、部件组装成新夹具，供再次 使用。 4、拼装夹具 在成组工艺基础上，用标准化、系列化的夹具零部件 拼装而成的夹具。 有组合夹具的优点，比组合夹具有更好的精度和刚性， 更小的体积和更高的效率，因而较适合柔性加工的要 求，常用作数控机床夹具。
2、划线找正定位法Fra bibliotek概念：先用划针画出中心线、对称线和加工表面的位置，再按划 好的线找正工件在机床上的位置。
特点：生产率低，精度低，一般用于批量不大的工件。
毛坯为形状复杂、尺寸偏差较大的铸件或锻件时，加工阶段初期 多采用该种定位方法。
3、利用夹具定位
概念 将工件直接安装在夹具的定位元件上。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。
5、通用可调夹具和成组夹具 通过调整或 更换个别元件后，可以加工形状相似、 尺寸相近、加工工艺相似的多种工件。
三、工件定位
1、六点定位原理 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由 度的法则，称为六点定位原理。
工件的六个自由度
长方体形工件的定位
2．工件定位中的几种情况
(1) 完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位。 (2) 不完全定位 根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度
2．工件以圆柱孔定位
(2) 定位心轴 间隙配合心轴， 装卸方便，定心 心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、 精度不高 磨及齿轮加工。
过盈配合心轴，制 造简单，定位准确； 易损伤工件定位孔； 多用于定心精度要 高的精加工 用于加工以花键 孔定位的工件
2．工件以圆柱孔定位
(3) 圆锥销 工件以圆柱孔在圆锥销上定位
六、定位误差
定位误差是由于工件在夹具上（或机床 上）定位不准确而引起的加工误差。 由于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，称为基准位移 误差。 由于工件的工序基准与定位基准不重合 而引起的定位误差，称为基准不重合误 差。
过定位不一定避免，应正确对待。
四、常见定位方式及定位元件
1．工件以平面定位 (1) 支承钉
平头支承 钉(精基准)
球头支承钉或 锯齿头支承钉 (粗基准)
1．工件以平面定位 (2) 支承板——适用于工件以精基准定位的场合
1．工件以平面定位 (3) 可调支撑
铸造毛坯分批铸造，不同批次毛坯的形状和尺寸变
优点
1）易于保证加工精度；
2）能大大地提高生产率，缩短辅助时间； 3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。
二、夹具
1、通用夹具
指一般已经标准化，不需特殊调整就可以用 来装夹不同工件的刀具，如：三爪卡盘、四爪卡 盘、顶尖等。价格较低，使用范围广泛，但生产 效率低。一般适用于单件小批量生产。
2、专用夹具
（4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、
安全。
3、夹紧力三要素确定 夹紧力的三要素：大小、方向和作用点。
夹紧力方向的确定 （1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。
夹紧力方向对镗孔垂直度的影响
(a) 合理 (b) 不合理
（2） 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。
（a）最合理 （b）较合理 （c）可行 （d）不合理（e）不合理（f）最不合理
夹紧力大小的确定 夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形， 过小了则在加工时工件会松动，造成报废 甚至发生事故。 采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力 的大小 当设计机动(如气动、液压、电动等)夹紧装 置时，则需要计算夹紧力的大小。 夹紧力三要素的确定必须全面考虑工件的 结构特点、工艺方法、定位元件的结构和 布置等多种因素。