定位与夹紧
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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。
12
§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
63
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
61
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？
62
➢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
9
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
10
§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
（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
63
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
61
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？
62
➢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
定位、夹紧、夹具设计步骤
因此，按照工件加工要求确定工件必须限制 的自由度数是工件定位中应解决的首要问题。
四、定位的分类
四、定位的分类 1、完全定位
大端面限制: X 方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度 短销限制: Y、Z方向的移动自由度
防转销限制: X 方向转动自由度
四、定位的分类 1、完全定位 完全定位的概念: 六个自由度均被限制的定位方式称为完全定位。
夹紧和定位是两个概念
第六节：六点定位原则和定位基准的选择 一、六点定位原则：
一、六点定位原则：
六点定位原理 是指用六个适 当分布支承点来 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。
六点定位原理的两点说明 1、六点支承点必须适当分布
三个支承点在一直线上， 没有限制三个自由度
四、定位的分类 3、过定位
重复限制: Y、Z 方向转动自由度
夹持较长卡盘相关于套筒限制: Y、Z方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度
一夹一顶 夹持部分较长
顶尖限制: Y、Z 方向转动自由度
四、定位的分类 3、过定位的概念：
某一个自由度同时由多于一个的定位元件来 限制，这种定位方式称为过定位。
四、定位的分类 举一反三 考考你
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一、工件定位的概念： 定位 在加工前，先确定工件在工艺系统中的正确位置。
实际加工中，只要考虑作为设计基准的点、 线、面 是否在工艺系统中占有正确的位置。
上节课 回顾
二、定位与夹紧： 夹紧 在加工过程中，为防止工件在切削力、重力、惯性 力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件定位。
（3）自位支承：定位支承点的位置随工件定 位基准位置变化而自动与之适应的定位元件， 称为自位支承。 自位支承一般只起一个定位支承点的作用。
工件定位与夹紧
形成的加工误差。
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。
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
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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。
夹具典型定位、夹紧原理-李军
完全定位与不完全定位
• 而图b所示为铣削一个通槽，需限制除了 外的其他5个自由度。
完全定位与不完全定位
• 图中c所示在同样的长方 体工件上铣削一个键槽， 在三个坐标轴的移动和转 动方向上均有尺寸及相互 位置的要求，因此，这种 情况必须限制全部的6个 自由度，即完全定位
欠定位与过定位
• 欠定位: 工件实际定位限制的自由度少于该工序加工 所需限制的自由度数目; • 过定位: 两个或两个以上支承点重复限制同一个自由 度,这样将是工件的位置不确定;
常见的定位方式和定位元件
4.工件以组合表面定位
实际加工过程中，工件往往是以几个表面 同时定位的，称为“组合表面定位”。
常见的定位方式和定位元件
• 1 . 一个孔和一个端面组合 • 一个孔与端面组合定位时，孔与销或心轴定位采 用间隙配合，此时应注意避免过定位，以免造成 工件和定位元件的弯曲变形， 如图 示。
常见的定位方式和定位元件
2.工件以圆孔定位
有些工件，如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作为定 位基准.
(1)定位销
常见的定位方式和定位元件
• (2)锥销:工件圆孔与锥 销定位，圆孔与锥销 的接触线是一个圆， 限制工件 、 、 三个 位移自由度，图 a 用 于粗基准，图 b 用于 精基准。
常见的定位方式和定位元件
这里我们将主要介绍具的定位与夹紧
工件定位的基本原理
• 工件定位的实质是什么呢？ 使工件在夹具中占有某个确定的位置 • 怎样获得工件的确定位置呢？ 通过定位支撑限制相应的自由度来获得 • 工件在空间直角坐标系内有具有几个自由 度？ • 6个，如下图
工件定位的基本原理
在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由 度，即沿X、Y、Z轴移动的三个自由度和绕 此三轴旋转的三个自由度。
第三节 工件的定位与夹紧
3.使用四爪单动卡盘时的注意事项 3.使用四爪单动卡盘时的注意事项
• （1）夹持部分不宜过长，一般为 ）夹持部分不宜过长，一般为10-15mm比较 比较 事宜。 事宜。 • （2）为防止夹伤工件，装夹已加工表面时应垫铜 ）为防止夹伤工件， 皮。 • （3）找正时应在导轨上垫上木板，以防工件掉下 ）找正时应在导轨上垫上木板， 来砸伤床面。 来砸伤床面。 • （4）找正时不能同时松开两个卡爪，以防工件掉 ）找正时不能同时松开两个卡爪， 下。 • （5）找正时主轴应放在空挡位置，以使卡盘转动 ）找正时主轴应放在空挡位置， 轻便。 轻便。 • （6）工件找正后，四个卡爪的夹紧力要基本一致， ）工件找正后，四个卡爪的夹紧力要基本一致， 以防车削过程中工作位移。 以防车削过程中工作位移。 • （7）当装夹较大的工件时，切削用量不宜过大。 ）当装夹较大的工件时，切削用量两顶尖装夹刚性较差，因此在车削轴类零件，尤其是较重的工件时， 常采用一夹一顶装夹。为了防止工件轴向位移，须在卡盘内装一限位支 撑，见书17页1-15a，或利用工件的台阶作限位，见1-15b。由于一夹一 顶装夹刚性好，轴向定位准确，且比较安全，能承受较大的轴向切削力， 因此应用广泛。
三、用两顶尖定位与夹紧工件
• 1.两顶尖定位的特点及 使用范围
• 两顶尖装夹工件方便，不 需找正，装夹精度高。对 于较长的、须经过多次装 夹的、或工序较多的工件， 为保证装夹精度，可用两 顶尖装夹。（如图） • 用两顶尖装夹工件，必须 先在端面上钻出中心孔。
2.中心孔的种类及适用场合 2.中心孔的种类及适用场合
二、用四爪单动卡盘定位与夹紧工件
• 1.四爪单动卡盘的工作 特点 • 特点：四个卡爪单独 特点： 调节， 调节，装夹工件需要 找正且比较费时。 找正且比较费时。定 位精度可达0.01mm。 位精度可达 。 适用安装圆形、 适用安装圆形、正方 长方形、 形、长方形、内外圆 偏心、 偏心、椭圆形及其它 不规则零件。 不规则零件。加紧力 加紧更可靠。 大，加紧更可靠。
机械加工工艺定位、夹紧和装置符号
3)选 作 粗基准 的表 面 ,应 平 整 ,没 有 浇 口、 冒
口或飞边等缺 陷 ,以 便定位 可靠 。 4)粗 基 准 (主 要 定 位 基 淮 )一 般 只 能 使 用 次 ,以 免 产生较 大 的位置误差 。
5)夹
一致 。
6)当
明。
(2)精 基 准 的选择 原刖 ” 1)用 工 序基 准作 为精基 准 ,实 现 “ 基 准 重合 ,
序 号
(续
定位 、夹紧符号标注示意图
)
说 明
定位 、夹 紧符号标注示意 图
说 明
号
1
装夹在 装夹在 一 圆柱 销 和一 菱 形
4
V形 铁 上
的轴 类 工 件 〈铣 键 槽)
销夹 具 上 的 箱 体
(箱 体 镗
孔)
(三 件同加工)
装夹在 铣齿 机底
2
装夹在 三面定位
5
座上 的齿 轮 (齿 形 加工 )
(加 工 垲
面)
装夹在 联动定位 装丑上带 双孔 的工 件 (仅 表 示工 件两 孔定位 ) 装夹在 液压杠杆 夹紧夹具 上的垫块
(加 工 恻
面)
5-16
第 5章
机 械 加 工 工 艺规程 制 定
(续 )
夹紧符号标注示意 图
术要求 。这些技术要求 还包括 由于基准不 重合而提 高 对某些表面 的加 工要求 ,由 于被作 为精基准而 可 能对 其提 出更 高 的加 工 要 求 。根 据 各 加 工 表 面 的技 术 要 求 ,首 先选择能保 证该要求 的最终加 工 方法 ,然 后 确 定各 工 序 、工步 的加工方法 。 (1)加 工 方 法的选 择原 划
,
拨杆 夹 紧 (筒 类 零
第3章工件的定位与夹紧
工件定位时.其自由度可分为以下两种:一种是影响加工要求 的自由度.称第一种自由度;另一种是不影响加工要求的自由 度.称第二种自由度。为了保证加工要求.所有第一种自由度 都必须严格限制.而某一个第二种自由度是否需要限制.要由 具体的加工情况(如承受切削力与加紧力及控制切削行程的需 要等)决定分析自由度的方法如下。
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第一节 概述
二、机床夹具的分类
机床夹具的种类繁多.可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 常用的分类方法有以下几种。 1.按夹具的使用特点分类 (1)通用夹具已经标准化的.可加工一定范围内不同工件的夹 具.称为通用夹具. (2)专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具.称为 专用夹具 (3)可调夹具。夹具的某些元件可调整或可更换.以适应多种 工件加工的夹具.称为可调夹具. (4)组合夹具。采用标准的组合夹具元件、部件.专为某一工 件的某道工序组装的夹具.称为组合夹具。 (5)拼装夹具。用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件 拼装而成的夹具.称为拼装夹具.
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第二节 工件定位原理
四、限制工件自由度与加工要求的关系
1.完全定位 工件在夹具体上六个自由度完全限制.称为完全定位。 2.不完全定位 这种根据加工要求.允许某些自由度不限制的定位称为“‘不 完全定位”。 3.欠定位 在满足加工要求的前提下.采用不完全定位是允许的。但是应 该限制的自由度.没有布置适当的支承点加以限制.这种定位 称为欠定位。 4.必须正确处理过定位 夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度.这种 重复限制工件自由度的定位称为过定位。
第一节 概述
一、夹具的功用
夹具是一种装夹工件的工艺装备.它的主要功用是实现工件定 位和夹紧.使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置.以 保证工件的加工精度。 机床夹具在零件的加工过程中其作用主要有以下五个方面。 (1)保证加工精度。用夹具装夹工件.减少对其他生产设备和 操作工人技术水平的依赖性.能稳定地保证加工精度。 (2)提高劳动生产率。用夹具装夹工件.无须找正便能使工件 迅速地定位和夹紧.显著地缩短辅助时间.提高劳动生产率.
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第一节 概述
二、机床夹具的分类
机床夹具的种类繁多.可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 常用的分类方法有以下几种。 1.按夹具的使用特点分类 (1)通用夹具已经标准化的.可加工一定范围内不同工件的夹 具.称为通用夹具. (2)专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具.称为 专用夹具 (3)可调夹具。夹具的某些元件可调整或可更换.以适应多种 工件加工的夹具.称为可调夹具. (4)组合夹具。采用标准的组合夹具元件、部件.专为某一工 件的某道工序组装的夹具.称为组合夹具。 (5)拼装夹具。用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件 拼装而成的夹具.称为拼装夹具.
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第二节 工件定位原理
四、限制工件自由度与加工要求的关系
1.完全定位 工件在夹具体上六个自由度完全限制.称为完全定位。 2.不完全定位 这种根据加工要求.允许某些自由度不限制的定位称为“‘不 完全定位”。 3.欠定位 在满足加工要求的前提下.采用不完全定位是允许的。但是应 该限制的自由度.没有布置适当的支承点加以限制.这种定位 称为欠定位。 4.必须正确处理过定位 夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度.这种 重复限制工件自由度的定位称为过定位。
第一节 概述
一、夹具的功用
夹具是一种装夹工件的工艺装备.它的主要功用是实现工件定 位和夹紧.使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置.以 保证工件的加工精度。 机床夹具在零件的加工过程中其作用主要有以下五个方面。 (1)保证加工精度。用夹具装夹工件.减少对其他生产设备和 操作工人技术水平的依赖性.能稳定地保证加工精度。 (2)提高劳动生产率。用夹具装夹工件.无须找正便能使工件 迅速地定位和夹紧.显著地缩短辅助时间.提高劳动生产率.
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。
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。
10第四节定位与夹紧2
Y 1 2 X max 1 2
）
D max
d 0 max
1 2
D d
X min
=Xmax/2
（2）定位销或心轴垂直放置
在夹紧力作用下单向推移工件靠紧定位，工件可任 意方向上偏移。
Δ Y=Xmax=Dmax—d0min=δ D+δ
d0+Xmin
3）工件以外圆定位的定位误差
3）夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以减少和 防止加工时工件的振动，如图7-45
图7-45夹紧力的作用点靠近加工表面
4）夹紧力的反作用力不应使夹具 产生影响精度的变形
夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响精度 的变形，而且要影响工件的夹紧效果。 如图7-46a)，图夹紧螺杆3与支架2配合，当 紧螺杆压紧工件时，支架也受力变形，影响支加 上的定位套的精度。正确方法，将螺母从支架上 移开，如b).
第三节 定位误差的分析计算
一、定位误差概念和产生的原因
1、定位误差概念 由于工件在夹具中定位 不准确而产生工序尺 寸的确良加工误差 成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削 运动的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置 是固定的。但因一批工件中每个工件在尺寸形状及 表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有 不同的位置变动。
H3都有因基准不重合和定位基准本身制造误差而造成的定位误差。
图 7 -3 8 用 V 形 块 定 位 的 误 差
图7-38 用V形块定位的误差
图 7 -3 8 用 V 形 块 定 位
分Байду номын сангаас误差：
图 7 -3 8 图 图a, d1=d、d2=d+7 -3 8 用 V 形 块 定 位 的 误 差 Td Δa=0102=(d2-d1)/sin(a/2)=( (d+ Td )-d)/ sin(a/2) = Td / sin(a/2) 图b, d1=d、d2=d+ Td Δb=h2-h`2=C1C2= 0102+01C1-02C2 = Td / sin(a/2)+(d/2)- (d+ Td )/2 = (Td /2) (1/sin(a/2)-1) 图C, d1=d、d2=d+ Td Δc=B1B2= 02B2 +0102-01B1 = (d+ Td )/2+Td / sin(a/2)-(d/2)= (Td /2) (1/sin(a/2)+1)
）
D max
d 0 max
1 2
D d
X min
=Xmax/2
（2）定位销或心轴垂直放置
在夹紧力作用下单向推移工件靠紧定位，工件可任 意方向上偏移。
Δ Y=Xmax=Dmax—d0min=δ D+δ
d0+Xmin
3）工件以外圆定位的定位误差
3）夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以减少和 防止加工时工件的振动，如图7-45
图7-45夹紧力的作用点靠近加工表面
4）夹紧力的反作用力不应使夹具 产生影响精度的变形
夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响精度 的变形，而且要影响工件的夹紧效果。 如图7-46a)，图夹紧螺杆3与支架2配合，当 紧螺杆压紧工件时，支架也受力变形，影响支加 上的定位套的精度。正确方法，将螺母从支架上 移开，如b).
第三节 定位误差的分析计算
一、定位误差概念和产生的原因
1、定位误差概念 由于工件在夹具中定位 不准确而产生工序尺 寸的确良加工误差 成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削 运动的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置 是固定的。但因一批工件中每个工件在尺寸形状及 表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有 不同的位置变动。
H3都有因基准不重合和定位基准本身制造误差而造成的定位误差。
图 7 -3 8 用 V 形 块 定 位 的 误 差
图7-38 用V形块定位的误差
图 7 -3 8 用 V 形 块 定 位
分Байду номын сангаас误差：
图 7 -3 8 图 图a, d1=d、d2=d+7 -3 8 用 V 形 块 定 位 的 误 差 Td Δa=0102=(d2-d1)/sin(a/2)=( (d+ Td )-d)/ sin(a/2) = Td / sin(a/2) 图b, d1=d、d2=d+ Td Δb=h2-h`2=C1C2= 0102+01C1-02C2 = Td / sin(a/2)+(d/2)- (d+ Td )/2 = (Td /2) (1/sin(a/2)-1) 图C, d1=d、d2=d+ Td Δc=B1B2= 02B2 +0102-01B1 = (d+ Td )/2+Td / sin(a/2)-(d/2)= (Td /2) (1/sin(a/2)+1)
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。
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。
工件在夹具中的定位与夹紧讲稿课件
用，降低夹具制造过程中的能耗和资源消耗。
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课程目标
01
02
03
04
掌握工件在夹具中的定位原理 和方法
理解夹紧力的作用和计算方法
学习常见定位与夹紧机构的组 成和工作原理
了解定位与夹紧误差的分析和 补偿方法
02 工件定位原理
定位要素
01
02
03
基准点
工件上的确定位置，用作 确定工件在夹具中的位置 。
定位元件
夹具中用于限制工件自由 度的元件。
按孔定位
根据工件上的孔的形状和位置， 选择相应的定位元件进行定位。
按外轮廓定位
根据工件的外轮廓形状和位置， 选择相应的定位元件进行定位。
03 夹具设计基础
夹具的组成
01
02
03
04
定位元件
用于确定工件在夹具中的位置 ，通常由导轨、挡块、定位销
等组成。
夹紧机构
用于将工件固定在夹具中的装 置，通常由气动或液压系统驱
定位系统
由基准点和定位元件组成 的系统，用于确定工件在 夹具中的位置。
定位原理
完全定位
工件的六个自由度都被限 制，可以确定工件在夹具 中的精确位置。
不完全定位
工件的自由度没有被全部 限制，部分自由度没有被 限制。
欠定位
工件的自由度没有被全部 限制，部分自由度被限制 。
定位方法
按加工面定位
根据工件加工面的位置和形状， 选择相应的定位元件进行定位。
02
柔性化与模块化设计
为了适应多品种、小批量的生产需求，工件定位与夹紧技术正朝着柔性
化和模块化方向发展。通过采用可重构的夹具系统，实现快速更换和调
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。
第3章_工件在夹具中的定位与夹紧
4）圆偏心的夹紧行程
确定夹紧行程hPE需考虑如下因素： 夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及 磨损贮备量等
hPE≥T+Δ间+ Δ贮 偏心距e为 e = hPE / (cosγP - cosγE )
若取P点左右各45°圆弧作为工作段，则
e = hPE / (cos 45° - cos 135°) = hPE / 1.1414
1）有增力作用，扩力比 i = FJ / FQ ，约等于3； 2）夹紧行程小,h/s =tanα，故 h 远小于 s ； 3）结构简单，但操作不方便。
主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
（2）偏心夹紧机构
常见的偏心轮—压板夹紧机构
1）圆偏心夹紧原理及其几何特性
偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， M、N处
以斜楔为研究对象，夹紧时 根据静力平衡原理，有
FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α＋Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1＋tan(α＋Φ2)]
设Φ1 =Φ2 =Φ，当α≤10°，
可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα＋2Φ)
斜楔夹紧的特点：
△jw= O1Omax- O1Omin=(TD + Td) /2
③ 工件进行回转加工
A
孔 Dmax=D+TD Dmin=D
轴 dmax=d dmin=d- Td
影响同轴度的基准 位移误差为：
△jw= O1Omax
= OA-O1A =(D+TD)/2-(d- Td) /2 = (TD + Td + Xmin) /2
3）圆偏心夹紧的夹紧力
3）圆偏心夹紧的夹紧力
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定位与夹紧
一、定位
（1）分类
l）完全定位
工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。
2）不完全定位
根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。
有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。
不完全定位是允许的，
3）欠定位
按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。
欠定位是不允许的。
因为欠定位保证不了加工要求。
4）过定位
工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。
当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。
但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。
各类钳加工和机加工都会用到。
（2）解释
工件定位的实质就是使工件在夹具中占据确定的位置，因此工件的定位问题可转化为在空间直角坐标系中决定刚体坐标位置的问题来讨论。
在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由度，即沿X、Y、Z轴移动的三个自由度和绕此三轴旋转的三个自由度。
用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置，称为六点定位法则。
人们在阐述六点定位法则时常以图1所示铣不通槽的例子来加以说明：a1、a2、a3三个点体现主定位面A，限制X、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度；a4、a5两个点体现侧面B，限制X 方向的移动自由度和Z方向的旋转自由度；a6点体现止推面C，限制Y方向的移动自由度。
这样，工件的六个自由度全部被限制，称为完全定位。
当然，定位只是保证工件在夹具中的位置确定，并不能保证在加工中工件不移动，故还需夹紧。
定位和夹紧是两个不同的概念。
二、加紧
工件在定位的基础上由于加工时工件受外力较大（主要是切削力）定位一般会被破坏，这时就需要对工件施加夹紧力，以防止工件移动，这个就叫夹紧。