5零件的定位与装夹
机床数控技术课后答案(胡占齐版)
第1章1．数控〔NC〕和电脑数控〔CNC〕的联系和区别是什么？答：数字控制〔NC〕简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。
我们把以电脑系统作为数控装置构成的数控系统称为电脑数控系统〔CNC〕。
CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。
2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么？答：〔1〕程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。
〔2〕数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。
〔3〕伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。
〔4〕机床主体〔主机〕：包括机床的主运动、进给运动部件。
执行部件和基础部件。
3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别？答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。
区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。
4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题？答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。
(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。
(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。
(4)零件的定位基准和装夹方式。
(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。
(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及A TC等相关的功能。
5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面？答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。
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。
《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。
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。
工件的装夹与定位
工件的装夹与定位一、工件的装夹在机床上加工工件时，为使工件在该工序所加工表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必需使工件在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。
工件在定位之后还不肯定能承受外力的作用，为了使工件在加工过程中总能保持其正确位置，还必需把它压紧，此过程称为夹紧。
工件的装夹过程是定位过程和夹紧过程的综合。
定位的任务是使工件相对于机床占有某一正确的位置，夹紧的任务则是保持工件的定位位置不变。
定位过程与夹紧过程都可能使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。
定位误差与夹紧误差之和称为装夹误差。
工件装夹有找正装夹和夹具装夹两种方式。
找正装夹又可分为直接找正装夹和划线找正装夹。
1.直接找正装夹用划针、千分表直接按工件表面找正工件的位置并夹紧，称为直接找正装夹。
直接找正装夹效率低，对操作工人技术水平要求高，但如用精密检具细心找正，可以获得很高的定位精度(0.010~0.005mm)，多用于单件小批生产或装夹精度要求特殊高的场合。
2.画线找正装夹依据零件图要求在工件上划出中心线、对称线和待加工面的轮廓线、找正线，然后按找正线找正工件在机床上的位置并夹紧，这种装夹方法称为划线找正装夹。
与直接找正装夹方法相比，划线找正方法增加了一道技术水平要求高且费工费事的划线工序，生产效率低；此外，由于所划线条自身就有肯定宽度，故其找正误差大(0.2~0.5mm)。
划线找正装夹方法多用于单件小批生产中难以用直接找正方法装夹的外形较为简单的铸件或锻件。
3. 夹具装夹产量较大时，无论是划线找正装夹，还是直接找正装夹，均不能滿足生产率要求。
这时，一般均须用夹具来装夹工件。
夹具事先按肯定要求安装在机床上，工件按要求装夹在夹具上，不需找正就可进行加工。
使用夹具装夹工件，不仅可以保证装夹精度，而且可以显著提高装夹效率，还可减轻工人的劳动强度，对工人技术水平要求也不高。
成批生产和大量生产中广泛采纳夹具装夹工件。
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。
工件定位与装夹——机械工程
导向定位支承与转角误差的关系
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： 限制二个移动自由度的圆柱定位面
止推定位基准面： 限制一个移动自由度的定位基准面。 限制一个移动自由度的定位基准面。 要求： 要求：应选窄小且与切削力相对的表 支承方向平行于导向方向。 面；支承方向平行于导向方向。 防转定位基准面： 限制一个旋转自由度的定位表面。 限制一个旋转自由度的定位表面。 要求： 要求：支承点布置应离回转线尽可能 远。
(3) 用夹具安装 概念： 概念： 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法 特点： 特点： 工件在夹具中的正确定位， 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 基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。 不再需要找正便可将工件夹紧。 此，不再需要找正便可将工件夹紧。 由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此， 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 通过夹具上的对刀装置， 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。 对于刀具的正确位置。
定位时应注意的几个主要问题
定位支承点限制工件自由度的作用， 定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位 支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。 支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。
分析定位支承点的定位作用时， 分析定位支承点的定位作用时 ， 不考虑力的影 响； 定位支承点是定位元件抽象而来的。 定位支承点是定位元件抽象而来的。
机械制造基础
第五章 机床夹具简介
第一节 机床夹具的分类与组成 第二节 工件定位与装夹 第三节 夹紧装置与夹紧力 第四节 常见机床夹具
第二节 工件定位与装夹
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。
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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 。
[整理版]电火花问加工题目解答
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1型腔模电火花加工时选择电规准的原则是什么？答：电规准的正确选择和转换，是实现低损耗、提高生产率、保证型腔加工精度和经济效益的重要环节。
一般选用宽脉冲（电极损耗ti>400us）、大峰值电流，用负极性进行粗加工；选用脉冲宽度ti=20~400us,用比粗加工小的电流密度进行中规准加工。
精加工时常采用窄的脉冲宽度（电极损耗ti<20us）和小的峰值电流进行加工。
2电解液在电解加工过程中的作用？答：1作为导电解质传递电流；2在电场作用下进行电化学反应，使阳极溶解能顺利有控制的进行；3及时地把加工间隙内产生的电解产物及热量带走，起更新与冷却作用。
3数控电火花线切割加工适合加工那些零件？答：1加工模具适合于各种形状的冲模2加工电火花成型加工用的电极3加工零件及直接切割试制新品。
4特种加工的特点是什么？答：1不是主要靠机械加工，而是主要用其它的能量（电、化学、光、声、热）去除材料2工具硬度可以低于被加工材料的硬度3加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力。
1电铸加工工艺的主要特点，主要用于什么类型零件的加工？答：特点：1制精度很高，可获得尺寸和形状精度要求高、花纹细致。
复杂的型腔。
2可用一个标准母模复制出多个形状一致的型腔或电铸电极，适应性广泛。
3使用设备简单、操作容易、铸成后不需热处理等。
4电铸加工速度慢、周期长、成本高。
类型：1复制精细的表面轮廓花纹，如唱片模，工艺美术品模、纸币、邮票的印刷版2复制注塑用的模具、电火花型腔加工用的电极工具。
3制造复杂、高精度的空心零件和薄壁零件，如波导管等。
4制造表面粗糙度标准样块、反光镜、表盘导形孔喷嘴等特殊零件。
2特种加工带来的变革并举例？答：1提高了材料的可加工性。
是材料的加工范围变得更广，可以加工硬质合金、超硬材料和特殊材料。
例如，对电火花、线切割加工而言，淬火钢比为淬火钢更易加工。
2改变了零件的典型工艺路线。
例如，电火花线切割加工等必须先淬火后加工。
工件的定位和夹紧
3） 夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形 而影响加工精度。
4）夹紧机构的操作要方便、迅速、省力、安全。
3. 夹紧力的确定
1）确定夹紧力方向的两个原则： a.夹紧力作用方向应垂直于工件的主定位面。
图2-69 夹紧力方向对镗孔位置精度的影响
度。
三、工件在夹具中的定位
1.六点定位原理
图2-52 物体的六个自由度
三、工件在夹具中的定位
1.六点定位原理
图2-53 六点定位简图
三、工件在夹具中的定位
1.六点定位原理 在机械加工中，要完全确定工件在
夹具中的正确位置，必须用六个相应 的支承点来限制工件的六个自由度， 称为“六点定位原理”。
三、工件在夹具中的定位
3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、 测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测 量误差。
二、工件在工艺系统内的安装
定位：加工前，使工件在机床上或夹具 上占有正确的加工位置的过程，称为 定位。
二、工件在工艺系统内的安装
夹紧：用施加外力的形式，把工件已确 定的定位位置固定下来的过程，称为 夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为 装夹或安装。
3.常见定位方式及定位元件
P63 表2-14
四、工件的夹紧方式
1. 夹紧装置及其组成
什么是夹紧装置？ 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
四、工件的夹紧方式
2. 对夹紧装置的基本要求
1）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时 所获得的正确位置；
3. 夹紧力的确定
2）夹紧力作用点的选择： b. 夹紧力的作用点应在夹具支承点所组成的面积之内。
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2．工件以圆柱孔定位
(1) 定位销——短圆柱形，可便限于制工两件个自由度
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
2．工件以圆柱孔定位
(2) 定位心轴
间隙配合心轴，
心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的装车卸、方铣便、，定心
一般用于单件小批量生产。
2、划线找正定位法
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。
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。 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)
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。
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
（3）夹紧力作用方向应使工件变形最小。
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
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
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。 （4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、 安全。
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 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
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。
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。
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。
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
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。
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，
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。
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。
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 ，
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 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
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