工件定位的基本原理
第二章 工件在夹具中的定位
Z
Y
X
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。
Z
Z
Y
Y
X X
a） b）
ox方向上没有原始尺寸要求， 因此沿这个方向移动的自由 度。可以不加限制，工件只 要限制五个自由度就够了。 图2-3
只有oz方向上有原始尺寸， 但要保 证此尺寸必须限制三个 自由度，即沿Z轴的移动和绕X 轴、Y轴的转动
“一面两销”的两圆柱销重复限制了沿 x 方向的移动自 由度，属于过定位。由于工件上两孔的孔心距和夹具上两销 的销心距均会有误差，因而会出现上图所示的相互干涉现象。
解决“一面两孔”的定位干涉问题的途径： (1)减小一个销的直径； (2)将一个销做成削边销。
3）定位心轴
主要用于盘套类零 件的定位。心轴定心精 度高，但装卸费时，有 时易损伤工件孔，多用 于定心精度要求高的情 况。定位时，工件楔紧 在心轴上，多用于车或 磨同轴度要求高的盘类 零件，小锥度心轴实际 上起不到定位的作用
2-1. 工件定位原理
(1)六点定位原理
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。
图2-1 工件自由度示意图
未定位工件在空间有六个自 由度，定位就是限制其自由度。
合理布置六个定位支承 点，使工件上的定位基面与 其接触，一个支承点限制工 件一个自由度，使工件六个 自由度被完全限制，在空间 得到唯一确定的位置，此即 六点定位原理。
AO AC AO2 AB
' 2
2 2
2
2
2
2
D2 b 1 D 2 min b Tlk Tlx 2 2 2 2 2 2
第4章定位原理和机床夹具设计2
H7 g 6( f 7)
Z
△Z≠ 0 △Y≠ 0
Y
圆柱心轴
X
y
4.2 工件的定位原理及定位元件
3.工件以外圆柱面定位
V形块 定位套 半圆套 支承定位
3.工件以外圆柱面定位
V形块
固定V形块 活动V形块 长V形块 短V形块
3.工件以外圆柱表面定位
3.工件以外圆柱表面定位
定位套
工件以外圆定位的定位套
yz
销2
x y
销1
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例4 一面两销定位方案
B 削边销
(3) 过定位
z
案例4 一面两销定位方案
z x y
销1 削边销
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
x y x y
待加工 的齿轮
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
（1）正确的定位 工件定位面与夹具定位元件的定位工 作面相接触或配合来限制工件的自由度， 二者一旦脱离接触或配合，则定位元件就 丧失了工件自由度的作用。
2.应用六点定位原理应注意的问题
（2）一个定位支撑点仅限制一个自由度：原 则上不超过六个。 （3）分析定位支撑点的定位作用时，不考虑 力的影响
2.应用六点定位原理应注意的问题
常用的定位元件
1.工件以平面定位
主要支承
固定支承 可调支承 自位支承
支承钉 支承板
辅助支承
1.工件以平面定位
固定支承
支承钉和支承板
钻套
支承板
支承板
工件的定位
3.1.1工件定位的基本原理
（1）六点定则
工件的自由度——任何一个工件，如 果对其不加任何限制，那么，它在空 间的位置是不确定的，可以向任何方 向移动或转动，工件所具有的这种运 动的可能性。
如果把工件放在空间直角坐标系 中，则工件具有六个自由度。
工件的六个自由度
工件定位的“六点定则”——工件 的定位实质上就是限制工件应该被 限制的自由度。即，若要确定工件 某一坐标方向上的位置，则只需用 一个定位支承点限制工件在该方向 上的自由度，用六个合理布置得定 位支承点限制工件的六个自由度， 就是工件的位置完全确定。
1）以工件平面为定位基准，常用的定位元 件
a）支承钉：一个支承钉相当于一个支承点， 可限制工件一个自由度。 常见的支承钉有 平头支承钉、球头支 承钉和齿纹支承钉。 平头适用于工件以精 基准定位，球头和齿 纹支承钉适用于工件 以粗基准定位，减少 接触面积，以便于粗 基准有稳定的接触。
b）支承板：适用于工件以精基准定 位的场合。工件以大平面与一大支承 板接触定位时，该支承板相当于三个 不在一条直线上的支承点，可限制工 件的三个自由度。一个窄长支承板相 当于两个支承点，可限制工件两个自 由度。工件以一个大平面同时与两个 窄长支承板相接触定位时，这两个窄 长支承板的宽度相对于一个大支承板， 限制工件三个自由度。
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。
《机床夹具设计》工件的定位
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求，确定定位方式。
●根据零件工序加工要求，确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
工件的定位
2、由于加工精度要求，不必设置所有自由度
4、工件定位中的几种情况
3.欠定位
根据工序的加工要求，只需限制部 分自由度，这样的定位称为不完全 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 自由度的现象称为过定位。
4.过定位
二、定位方法及定位元件
定位方法
工件以平面 定位
定位套 1、长套限制四个自由度，短套限制两个自由度。 2、锥套限制三个自由度，半圆套长四、短二。
工件以外圆柱表面定位
支承板 长板限制两个自由度，短板限制一个自由度。
工件以外圆柱表面定位
V型块 长V型块限制四个自由度，短V型块限制两 个自由度。
工件以特殊表面定位
两个顶尖配合使用，限制五个自由度。
注意
工件以平面定位
可调支承
1、调整时先松后紧，调好后用防松螺母锁紧。 2、可调支承主要用于以粗基准面定位，或定位基 面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化 较大时。
工件以平面定位
自位支承
1、毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位 时，选用自位支承。
2、自位支承只限制一个自由度，由于增加了触点 数，可以提高工件的支承刚度和稳定性。度的平面 或圆柱面，称为导向定位面。 要求 1、选择工件上窄长的表面。 2、两点间的距离尽量远些。
定位基准按照所限制的自由度数分类：
双导向定位基准面
限制四个自由度的 圆柱定位面。 双支承定位基准面
限制两个自由度的 圆柱定位面。
定位基准按照所限制的自由度数分类：
工件以特殊表面定位
当轴类零件要求精确定心时，可以用工件上的 锥孔作为定位基准。 长锥心轴限制五个自由度。
第一章 工件的定位
32
3、过定位与欠定位
1）.分析：工件的定位支 承点少于应限制的自由度 数时，会造成什么后果？ 结果：应限制了自由度来 被限制，导致加工时达不 到要求的加工精度。 ① 欠定位：加工中，工件定位点数少于应限制的自由度
数。会产生不良后果。 ② 过定位：工件的某个自由度被限制两次以上。
2）.过定位是否允许?一般来说过定位将使工件定位不确定， 夹紧后会使工件或定位元件产生变形。
②过定位不一定就是完全定位? ③多于六个定位点的定位一定是过定位?
38
4、应用六点定位原则应注意的问题 1)方法问题：
①根据工序加工技术要求和工件形状的特点，确 定应限制 那些自由度，而用相应的定位点数目去消除。 ②分析时也可反过来分析哪几个自由度可不必限 制，剩下 的就是要限制的了。
(2)过定位有时是允许的，而欠定位决不允许，欠定位的 后果只导致加工时达不到加工精度。 过定位优点：使定位可能更为可靠，如冰箱有四个支 承点。 缺点：易使工件的定位精度受影响，使工件或夹具夹 39 紧后产生变形。
②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造误差而产生
的定位误差，因此，定位精度高。 如：加工误差 < 0.01～0.005mm，采用夹具加工难以达到。 适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。
(2)划线找正安装
对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工处划 线，然后
6 装上机床，工件在机床或夹具上位置按所 划的线进行找正定位。
10
11
三、机床夹具的分类 1、分类方法：
1)按夹具的应用范围：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合 夹具、随行夹具； 2)按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、 数控机床夹具等； 3)按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、 真空夹具。 机床夹具通常按夹具的应用范围进行。
第二章工件的定位
(2)圆柱几何体的定位
1)定位基准是长圆柱面的轴线、 端平面和键槽 2)主要定位基准为长圆柱面的 轴线
3） 1、、 2 3、 4 x、z、x、z 4） 5 y 5） 6 y
பைடு நூலகம்
特点：定位接触点在圆柱面上，而定位基准则为中心轴线。
(3)圆盘几何体的定位
1) 圆柱面较短，其定位功能将 降低 2)端平面较大，作主要定位基 准
锥度心轴
5)通常定位精度为0.01mm的同轴度公差。 6)锥度为1:10000时，同轴度公差可达0.005mm。 7)工件孔为IT6、IT7，粗糙度小于0.8μm。 8)材料T10A，热处理至58～64HRC，大型心轴可用20钢无 缝钢管制造。
心轴选择实例
工件为Ø40N7孔，长度64mm，同轴度公差为5级，试 设计外圆磨床的锥度心轴。
圆锥定位套
圆锥心轴
当工件锥面用涂色法检验其接触面面积大于85%时，圆 锥可获得很高的定位精度。
定心夹紧精度高
滚齿心轴的通用结构
1)柄部按滚齿机通用底盘设计。 2)定位轴颈D的公差带为h6。 3)心轴用20Cr制作，经热处理渗碳淬硬至50～55HRC。 4)心轴的主要技术要求是对同轴度、垂直度。 5)7: 24圆锥及其中心孔作为夹具体的基面。
锥度心轴
1)用于套类零件的外圆磨削。 2)直径为8～100mm，锥度为1: 3000～1: 8000。 3)锥度心轴的定位精度较高。 4)心轴锥面与孔壁之间接触面很大，工件被锁紧。
2.工件以精基准孔定位
(1)定位轴
钻套
1 –与夹具体的连接部分 2 –中心定位部分 3 –引导部分 4 –夹紧部分 5 –排屑槽 6 –台阶定位面
定位轴材料为T8制作，经热处理至55～60HRC ；也可 用20钢制作，经渗碳淬硬至55～60HRC。
工件的定位-2
工件以内孔定位
基准孔与定位元件任意接 触（定位元件在夹具中垂直 放置）； 定位误差值为： △JW＝O1O2＝Dmax－dmin＝TD＋Td＋Xmin 基准孔与定位元件固定边 接触（定位元件在夹具中水 平放置）； 定位误差值为： △JW＝OO2 ＝（TD＋Td＋Xmin ）/ 2
一面两孔
工件定位面：工件底 面和两销孔； 定位元件：平面，一 个短圆柱销（销1）和 一个削边销（销2）；
平面限制：
销1限制： 销2 与销1 联合限制：
一面一孔
注意
定位与夹紧的区别
定位是工件在夹具中获得正确的位 置 夹紧是保证确定好的正确位置不因 外力的作用而发生改变
限制自由度与加工 技术要求的关系
图
示
限 制 自由度
几种圆锥销
工件以锥孔定位
定位情况 固定顶尖 浮动顶尖 锥度心轴
图
示
限 制 自由度
3.工件以外圆柱面定位
定位元件 V 形块
定位情况 1个短V形块 2个短V形块 1个长V形块
图
示
限 制 自由度
V 形
块
定位套
定位情况 1个短定位套 2个短定位套 1个长定位套
图
示
限 制 自由度
5.工件以一组基准定位
工件限制几个、限制哪几个自由度 完全取决于加工技术要求。
完全定位与 不完全定位
完全定位——工件的六个自由度 全部被限制的定位方式。 不完全定位——按照技术要求，工 件的六个自由度没有（也不必）被 全部限制的定位方式。
注 意
欠定位是应该消除的自由度没有消 除，不允许； 过定位是某些自由度被重复限制， 一般不允许，是有条件的；
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例: 铣图所示
工件上的槽， 保证槽在三 个方向上的 位置要求， 试确定定位 方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
分析满足加工要求必须限制的自由 度(理限)。
保证槽的上下位置要求：必须限 制:
保证槽的左右位置要求：必须限 制:
保证槽的前后位置要求：必须限 制:
作用表示它与工件定位面接触，一旦 脱离接触就失去限制自由度的作用；
（2）在分析定位元件起定位作用时 不考虑外力影响，即要分清定位和夹 紧的区别。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例2.3: 在图所示
工件上磨平 面，保证h 尺寸和平行 度，试确定 定位方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
机床夹具设计
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
例2.1： 铣图所示
工件上的通槽， 保证槽宽和槽 的上下、左右 位置要求，试 确定定位方案。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
分析满足加工要求必须限制的自由度， 也称理论上应该限制的自由度，简称理限。
保证槽的上下位置要求：必须限制； 保证槽的左右位置要求：必须限制； 槽宽由定尺寸刀具保证； 综合要求：必须限制 五个自由度。
工件定位的基本原理
1.1 定位基本原理
用“定位元件”来限
制理论上应该限制的自由 度。
如图所示，在与机床
工作台面平行的平面上
“合理”布置三个支承钉
与工件底面接触，限制了
三个自由度
，在与
机床进给方向平行的平面 上“合理”布置两个支承 钉与工件侧面接触，限制 了两个自由度 ， 综
合结果：限制了五个自由 度。
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理工件定位是指在生产制造过程中，准确确定工件的位置，以便能够有效进行后续加工或装配。
工件定位的基本原理主要包括机械定位、光学定位和视觉定位等。
下面将详细介绍这些原理。
一、机械定位机械定位是利用机械零件或装置进行工件的定位。
常见的机械定位方式包括销销定位、楔形定位、卡扣定位、弹簧定位等。
1. 轴销定位：通过在工件和工作台之间设置定位销，并在定位销的两端设置止动件来实现工件的定位。
轴销定位具有定位精度高、可靠性好、结构简单等优点，并且适用于各种类型的工件。
2. 楔形定位：通过安装楔形零件，使工件在辅助装置的作用下实现准确定位。
楔形定位简单可靠，但精度相对较低，适用于一些对定位要求不高的工件。
3. 卡扣定位：通过安装卡扣零件来实现工件的定位。
卡扣定位常用于汽车零部件的定位，具有定位精度高、稳定性好、可靠性高等优点。
4. 弹簧定位：通过使用弹簧零件，使工件在力的作用下实现定位。
弹簧定位适用于对定位重量有要求的工件，如印刷、包装等行业。
机械定位的原理是通过机械零件的相互配合，使工件在一定位置上达到准确定位。
机械定位的优点是结构简单、成本低廉，适用于各种类型的工件。
二、光学定位光学定位是利用光学原理进行工件的定位。
常见的光学定位方式包括激光定位、光电定位、红外线定位等。
1. 激光定位：利用激光束对工件进行扫描，通过测量光束的反射和折射来确定工件的位置。
激光定位具有定位精度高、速度快、非接触性等优点，广泛应用于精密加工、电子制造等领域。
2. 光电定位：利用光电传感器对工件进行检测，通过工件与光电传感器之间的遮挡来确定工件的位置。
光电定位适用于工件定位要求不高的场景，如装配线上的位置检测、料盘定位等。
3. 红外线定位：利用红外传感器对工件进行检测，通过工件与红外传感器之间的遮挡来确定工件的位置。
红外线定位适用于对定位精度要求不高的场景，如物流仓储等。
光学定位的原理是通过测量光的性质，如反射、折射、遮挡等来确定工件的位置。
机械加工工艺培训2.2.1确定套筒零件的定位形式
①在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定位 的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假 设； ②首参定位元件限制移动自由度的作用不变； ③让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制移动自由度 的方向上移动，引起工件的动向就是次参定位元件限制的自 由度。
任务实施：
（1）根据加工要求，分析需限制
③可调支承—毛坯面作基准平面，当工件毛坯尺寸有较 大变化，每更换一批毛坯，就要调整一次可调支承。高 度一经调好，就相当于一个固定支承。
用可调支承加工相似件
1—销轴 2—V形块 3—可调支承
④自位支承—毛面定位或刚性不足的场合。
⑤辅助支承—当工件定位基准面需提高定位刚度、稳 定性和可靠性时选用
1、点是指对自由度的限制。 2、自由度是位置不定度。 3、夹紧和定位的概念不同。
二、 工件的定位形式 1、完全定位
工件的六个自由度均被限制，使工件位置完全确定的定位方式称 为完全定位。
当工件在x,y,z三个坐标轴方向上都有尺寸或位置精度要求时，需 采用这种定位方式。
2、不完全定位
工件六个自由度中有一个或几个自由度未被限制，但 能满足加工技术要求的定位方式 称为不完全定位。
过定位分析
讨论：
分析图示两种情况下各限制几个自 由度？ 属于什么定位方式？如何改进？
定位分析： 1、如图车一小
轴（图a），只用三 爪卡盘夹很短的外 圆，限制Y移动、Z 移动，属于欠定位。
(整理)工件的定位原理及方法简介
工件以一面两孔定位时，为什么要用一个圆柱销和一个菱形销且菱形销怎么是限制一个自由度？一个零件有六个自由度，平移四向、上下两向、旋转两向。
一销可消除平移四向、旋转一向和向下移动三个自由度，再加一销会产生过定位问题，所以，改用菱形销，只留一个向上的自由度。
自由度有计算公式，点、线接触为高付，面接触为低付。
平面自由度计算公式F=3n-(2p+3q),n为自由构件数目（不含支架），p为低副数，q为高副数目数控机床上工件定位的原理在机械加工过程中为确保加工精度，在数控机床上加工零件时，必须先使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。
这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。
用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。
1 工件定位的基本原理六点定位厦理工件在空问具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点(即定位元件)来限制关键的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度，在如y平面上，不在同一直线上的三个支承点限制了工件的王、于三个自由度，这个平面称为主基准面；在平面上沿长度方向布置的两个支承点限制了工件的拿两个自由度，这个平面称为导向平面；工件在xoz乎面上，被一个支承点限制了，一个自由度，这个平面称为止动平面。
工件的六个自由度综上所述，若要使工件在央具中获得唯一确定的位置．就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点．使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度．这就是工件的六苣定位原理。
工件的六点定位(2)六点定位原理的应用六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在央具中的位置就不能完全确定。
然而．用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用．工件形状不同t定位表面不同，定位点的分布情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。
工件在夹具中的定位概要
定位销一般可分为固定式和可换式两种。 图4-5-26所示,为固定式定位销的几种典型结构。 图4-5-27所示,为可换式定位销，以便定期维修更换。
注意: 工件以圆孔定位时，与上述心轴或定位销等元件的 接触，可以看成是圆柱面与圆柱面的接触。这时，接触 面 的长短不一样,所限制自由度的数目也不一样. (1)接触面较长 如图4-5-28中（ａ），Ｈ≈Ｈa 这时算作 长销，相当于四个定位支承点，限制四个自由度X．Y
幻灯片 9
2.定位分析小结 (1)工件在夹具中定位正确与否，可先将各式各样的 定位元件转化成支承点，然后按定位基本原理来分析。 (2)工件应该消除的自由度数目，由工件在该工序的加 工要求所决定。但是，有时为了安全可靠或减少夹紧力 等，定位元件实际限制工件自由度数目可多于按工序要 求必需消除的自由度数目，如图4-5-17但不包括重复定位 情况。 (3)根据加工要求，采用“完全定 位”、“准定位”都是合理的，“欠定 位”是不允许的。 当支承点数目虽然等于或多于需要 消除的自由度数目，但并未完全限 制应消除的自由度时，仍属于“欠 定位”，甚至即是“欠定位”又是 “过定位”。
例，图4－5－14齿轮坯上作为定位基准的 内孔和端面，往往是在一次装夹中一同加 工出来的，内孔和端面具有很高的垂直度。 虽然X．Y被重复限制，但因为定位基准之 间保证了较高的位置精度，并不会引起相干
幻灯片 10
实质上，这时所限制的自由度，仍然只有五个X．Y．Z．X．Y 并非七个。由此可见，象这种只不过是形式上的过定位，实际上 是完全可用的。 ｂ根据定位基本定律的分析已属过定位，而且重复限制相同自 由度的定位支承点之间，又存在严重的干涉和冲突，以致造成工 件或夹具的变形，从而明显影响定位精度，则对这种类型的过定 位，严禁采用。 例图4－5－15所示，图4－5－16所示
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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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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工件的定位
第1章 工件的定位
本章要点：
•理解六点定位原理。 •常用定位元件限制的自由度。 •工件定位方式：完全定位、不完全定位、过 定位和欠定位。 •常用定位元件的设计。 •定位误差的分析和计算。
工件的定位
项目引入
如图所示，钢套零件在本工序中需钻φ 5mm孔， 工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。钢套零件三 维图如图1.2所示。
图1.3 定位基准
4) 工件的自由度
思考：回忆在机械工程中所讲的平面机构自由度的概念 回答：1、什么是自由度
2、平面机构不受任何约束时有几个自由度？ 3、若机构可以在三维空间运动不受任何约束 有几个自由度？
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。
圆环工件的定位分析
• 定位的基本原理
工件在夹具中的定位可归结为在空间直角 坐标系中，用定位元件限制工件的自由度
应限制的自由度应由工件工序来决定 一般情况下工件所需限制的自由度≤6
常用定位元件能限制的工件自由度
固定式V
长圆
型块
柱面
xz
固定式 长套
谢谢
图1.4 未定位工件的六个自由度
（1）沿X轴移动，用 x表示；（4）绕X轴转动，用 表示；
（2）沿Y轴移动，用 y 表示；（5）绕Y轴转动，用 表示；
z （3）沿Z轴移动，用 表示； （6）绕Z轴转动，用 表示。
2. 六点定位原则 工件定位的实质就是限制对工件加工有不
良影响的自由度。工件定位的任务就是根据加 工要求限制工件的全部或部分自由度。
（2）工件定位面与夹具的定位元件的工作面保持 接触。
在外力作用下， 与基准紧密结触
我们认为工件在某个方向的自 由度被限制了，就是在该方向上有了 正确的位置，并不表示在受到脱离支 承点的外力的作用下也不运动
（3） 工件定位后，要用夹紧装置将工件 紧固。
（4）定位支承点所限制的自由度名称，通常可按定 位接触处的形态确定。
1）工件在夹具中定位和夹紧的任务 工件在夹具中定位的任务是：使同一
工序中的所有工件都能在夹具中占据正确 的位置。
工件在夹具中夹紧的任务是：将工件 定位后的位置固定下来。 2）定位与夹紧的关系 判断： 工件夹紧后位置就已经确定下来了，所以夹紧 过程就是工件的定位。
（×）
3) 工件基准 设计基准：设计人员设计工件结构时选用的基准 工序基准：加工过程中用来确定被加工面位置的基准 定位基准：用来确定工件在夹具中位置的基准。（通 常定位基准是在制订工艺规程时选定的 ） 对刀基准：为了确定刀具相对于夹具位置的基准
图1.1 钢套零件钻φ 5mm工序图
图1.2 钢套零件三维图
项目引入
思考问题： 零件有哪些加工要求？怎样在加工过程中保 证加工精度？钻孔时的基准怎么选择？
相关知识
项目一：工件定位的基本原理（4学时） 课程内容： 工件定位的基本概念 六点定位原则 常见定位元件所能限制自由度分析 限制工件自由度与加工要求的关系（定位
接触形式 限制自由度数 自由度类别
长圆锥面接触
5
三个移动两个转动
长圆柱面接触
4
两个移动两个转动
大平面接触
3
一个移动两个转动
短圆柱面接触
2
两个移动
线接触
2
一个移动一个转动
点接触
1
一个移动/转动
3. 常见定位元件所能限制的自由度
在实际生产中，理论上的定位支承点是用具体的定 位元件或找正的方法来实现定位
（a） 轴类零件位置图
（b） 轴类零件定位图
盘类零件的 六点定位
图1.7 盘类零件六点定位
应用六点定位原则时的主要问题：
（1） 支承点分布必须适当，否则六个支承点限制 不了工件的六个自由度。
底面上三个支撑点在同一直线上
能否限制全部
侧面两个支撑钉形成连线垂直于底面 6个自由度？
工件安装时主要紧靠机床工作台或夹具上设置 的六个固定点，它的六个自由度即全部被限制， 工件便获得一个完全确定的位置。
用来限制工件自由度的固定点称为支承点
六点定位：
图1.5 六位支承点分布
1、2、3 在xoy平面上，限制了 z
x 4、5 在yoz平面上，限制了
6
在xoz平面上，限制了 y
自由度 自由度 自由度
方式） 根据加工要求分析工件应该限制的自由度
工件定位的基本原理
1. 概述
为了达到工件被加工表面的技术要求，必 须保证工件在加工过程中的正确位置。夹具保 证加工精度的原理是加工需要满足3个条件： ①一批工件在夹具中占有正确的位置；
②夹具在机床上的正确位置；
③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。