工件在夹具中的定位
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
工件在定位的时候需要注意哪些问题
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。
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。
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。
一种错误的理解认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度而言，因此，工件也就定了位。
这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。
我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在夹具中按加工要求占有一致的正确位置，而夹紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于同一位置。
另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反的方向移动的自由度，这种理解显然也是错误的。
因为工件的定位是以工件的定位基准面与定位元件相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件也就不成为其定位，也就谈不上限制其自由度了。
至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，那是由夹紧来解决的问题。
3．工件定位时应限制的自由度与加工要求的关系（1）完全定位：工件的定位都采用了六个支承点，限制了工件全部六个自由度，使工件在夹具中占有唯一确定的位置，称为完全定位。
（2）不完全定位：根据加工要求，工件不需要限制的自由度而没有限制的定位，称为不完全定位。
浅谈工件在夹具中定位的基本原理
在 夹 具 设 计 的定 位 分 析 中 ， 用 ｘ、 Ｙ、 ｚ分 别 表 示 沿 ｘ
轴、 Ｙ轴 和 ｚ轴 的移 动 自由度 ；用 ｘ、Ｙ、ｚ 分别表示沿 ｘ 轴、 Ｙ轴 和 ｚ轴 的转 动 自由度 。由此 可 见 ， 要 使 工 件 在 夹 具 中 占有 确 定 的位 置 ，等 于要 在 空 间 直 角 坐标 系 中确 定 刚 体 的 六个 坐标 参 数 ，即要 对 这 六 个 自由 度加 以必 要 的 约 束 条 件 。 为便 于分 析 定 位 问题 ，引 出 定 位支 承 点 的概 念 ，将 具 体 的定 位 元 件 抽 象化 ，转 化 为 相 应 的定 位 支 承
求， 讨论工件定位时 ， 只需 要 用 五 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 工
件 相应 的五 个 运 动 自由度 ，便 可确 定 工 件 正确 的加 工 位 置。 那 么 定位 支 承点 是 如何 限 制工 件 自由度 的？下 面 给予
分析。
Ｙ
图 １ 刚体 在 空 ｆ － Ｂ Ｉ 具 有 的六 个 自 由度
要 保 证槽 底 面与 Ａ 面 的尺 寸 ｈ± Ａｈ且 平 行 ， Ａ面 必 须 放 在 与 铣床 工 作 台 平面 相 平行 的水 平 面上 ，要 确 定 Ａ面 的
位置 ， 必 须 用 三个 定 位 支 承点 ， 因为 只要 三 个点 便 可 确 定 空 间一个 平 面 的 位置 ； 另外 ， 要 保证 槽 的 侧 面 与 Ｂ面 的 尺 寸 ａ±△ａ且 平行 ，即要 求 槽侧 面 和 Ｂ面都 与 铣床 工 作 台 的直 线进 给 运 动方 向平 行 ， Ｂ面 必须 位 于 与工 作 台进 给 运 动方 向相 平行 的 直线 上 ， 要 确 定 Ｂ面 这样 一 个 位 置 ， 需 要 用 两个 定 位支 承 点 ， 因为 空 间 的一 条 直线 的位 置 ， 只要 两 点便 可 以确定 。 因此 ， 在 铣槽 工 序 中 ， 为 满 足 加工 技 术 要
机械加工工艺规程设计—机床夹具与工件定位
一般情况把夹紧元件和中间传动机构统称为夹 紧机构。有的时候以上三者也会混在一起，很难区 别。
对夹紧装置的基本要求
1) 夹紧时应保证工件的定位，而不能破坏工件的定位。 2) 夹紧力的大小应适宜，既要保证工件在整个加工过程 中位置稳定不变，还不能产生振动、变形和表面损伤。 3) 应根据生产类型设计相应的夹紧机构。 4) 为防止夹紧后自动脱开，夹紧机构须具备良好的自锁 性能。
只考虑切削力（或切削矩）对夹紧的影响，并假设工艺系 统是刚性的，切削过程是稳定不变的，然后找出加工过程中对 夹紧最不利的状态，按静力平衡原理求出夹紧力，最后乘上安 全系数（粗加工取2.5-3，精加工取1.5-2）。
在实际夹具设计中，对于夹紧力的大小并非所有情况都要 用计算确定。如手动夹紧用经验法或类比法。
有些重、大、复杂的工件，往往先在待加 工处划线，然后装上机床，按所划的线进行找 正定位。
适用场合：生产批量较小，毛坯精度较低， 以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。图4-6 工件划线找正装夹工件的装夹方法
2．机床专用夹具装夹法 所谓机床专用夹具，是 指为某零件的某道工序而专门设计制造的夹具。
2）经验类比法。前面说过，精确计算夹紧力的大小是件很 不容易的事，因此在实际夹具设计中，有时不用计算的方法 来确定夹紧力的大小。如手动夹紧机构，常根据经验或用类 比的方法确定所需夹紧力的数值。但对于需要比较准确地确 定夹紧力大小的，如气动、液压传动装置或容易变形的工件 等，仍有必要对夹紧状态进行受力分析，估算夹紧力的大小。
图4-20 辅助支承应用 1—加工面 2—辅助支承
图4-21 推式辅助支承 1—支承滑柱 2—推杆 3—半圆键 4—手柄 5—钢球
工件定位与夹紧
第3章工件定位与夹紧一．简答题：3-1．工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么？定位：把工件装好，就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。
工件只有在这个位置上接受加工，才能保证被加工表面达到所要求的各项技术教育要求。
夹紧：把工件夹牢，就是指定位好的工件，在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。
3-2．一批工件在夹具中定位的目的是什么？它与一个工件在加工时的定位有何不同？3-3．何谓重得定位与欠定位？重复定位在哪些情况下不允许出现？欠定位产生的后果是什么？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。
重复定位：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。
3-4．辅助支承起什么作用？使用应注意什么问题？生产中，由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。
常需要设置辅助支承。
辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的，起辅助作用，决不允许破坏主要支承的主要定位作用。
各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。
由于采用辅助支承会使夹具结构复杂，操作时间增加，因此当定位基准面精度较高，允许重复定位时，往往用增加固定支承的方法增加支承刚度3-5．选择定位基准时，应遵循哪些原则？定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。
定位基准有粗基准和精基准之分。
零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。
在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。
工件在夹具中的加工误差及夹具误差估算
在下图（a）所示工件上铣缺口，加工尺寸为 A和B。下图（b）所示为加工示意图，加工尺寸A 的工序基准是F面，定位基准是E面，两者不重合。 刀具相对于夹具的对刀尺寸C，在加工过程中是 不变的。由于一批工件中尺寸S的公差δS 使F面（工序基 准）的位置在一定 范围内变动，从而 使加工尺寸A产生 误差，这个误差就 是基准不重合误差。
基准不重合误差为：
B Amax Amin Smax Smin S
S是定位基准和工序基准间的距离尺寸，称为定 位尺寸。当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向相 同时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差，即
B S
当工序基准的变动方向与加工尺寸方向不同，其 夹角为α时，基准不重合误差为：
B S cos
② 基准位移误差 当工序基准与定位基准相同时，由于定位副
的制造误差和最小间隙配合引起定位基准位置变 动，从而造成的加工误差，称为基准位移误差， 用ΔY表示。
如下图所示，工件以圆柱孔在芯轴上定位，在圆 柱面上铣键槽，加工尺寸为A和B。
加工尺寸A的定位基准和工序基准都是内孔
轴线，两者重合，基准不重合误差ΔB＝0。但由 于工件内孔和芯轴有制造误差和最小配合间隙，
一般来说，用试切法加工工件时，不会引起 定位误差，但是用调整法加工工件时，则会引起 定位误差。
（1）定位误差的产生原因
工件在夹具中定位时，造成定位误差的原因 有两个：基准不重合误差和基准位移误差。
① 基准不重合误差 基准不重合误差是指由于工件的工序基准和定位
基准不重合而造成的加工误差，用ΔB表示。
2．夹紧误差ΔJ
夹紧误差ΔJ是指工件在夹紧变形时产生的误差， 其大小是工件基准面至刀具调整面之间距离的最大 与最小尺寸之差。
它包括工件在夹紧力作用下的弹性变形、夹紧 时工件发生的位移量或偏转量、工件定位面与夹具 支承面之间的接触部分的变形等。当夹紧力方向、 作用点和大小合理时，夹紧误差近似为零。
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。
第二章 2.1工件的定位和定位元件
§2-1
基准的概念
加工表面为孔，要求其中心线与 A面垂直，并与B、C面有尺寸要 求，因此表面A、B、C均为本工 序的工序基准。
工序基准
工序图上用来确定本工序加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。
§2-1
基准的概念
定位基准
加工时使工件在 机床或夹具上占 有正确位置所依 据的基准。
*定位夹紧
定位+夹紧=装夹
为满足上述要求工件的装夹方法有 找正装夹法和
专用机床夹具装夹法两种
§2-2
工件的装夹方法
一、找正装夹法 (1) 直接找正装夹
以工件的实际表面作为定位 的依据，用找正工具（如划 针、指示表）找正工件的正 确位置以实现定位，然后将 工件装夹的方法，称为直接 找正装夹。
二、专用机床夹具的分类
1）专用夹具：针对某一道工序要求专门设计的夹具。 特点：定位准确，拆装方便，效率高，加工质量好， 适于产品相对稳定，生产量大的情况。例图2-7 2）组合夹具：由夹具标准件组合而成。可根据零件加 工工序的需要拼装。用于单件、小批量生产。例图2-9 3）成组夹具：适于一组零件加工的夹具。一般是同类 零件，经调整（如更换、增加元件）可用来定位、夹 紧一组零件。例图2-10 4）随行夹具：工件在随行夹具上由运输装置输送到各 机床，并在机床夹具或工作台上进行定位夹紧。
B球头 用于支承 粗基准面
C齿纹 用于侧面支承 /增大摩擦力
§ 2-4 工件在夹具中的定位
（一）工件以平面定位时常用的定位元件
（2）支承板（用于光面）
限制2个自由度（1移动/1转动），同一平面 两个支承板限制3个（1移动/2转动）
A平面沉头 切屑不易清除； 用于侧面、顶面的定位 B斜凹槽 切屑易清除； 用于底面的定位
夹具定位方式有几种选择方法【干货技巧】
根据夹具定位元件限制工件自由度的情况，将工件在夹具中的定位分为下列几种定位方式：（1）完全定位工件的六个自由度均被夹具定位元件所限制，使工件在夹具中处于完全确定的位置。
这种定位方式显然是合理的。
图1为几种不同工件的完全定位。
图1 完全定位（2）不完全定位根据工件加工精度要求不需限制的自由度没有被夹具定位元件限制或没有被全部限制的定位。
这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。
如图2所示为几种不完全定位方式。
图2 不完全定位（3）欠定位根据工件加工精度要求需要限制的自由度没有得到完全限制的定位。
这种定位显然不能保证工件的加工精度要求，在工件加工中是绝对不允许的。
但在夹具设计中，当工件上没有足够精确的定位面时，用定位元件定位就无法可靠保证工件在某方向的准确位置，此时就不能用定位元件限制工件在这些方向的自由度，这些自由度可以采用划线找正的方法加以限制。
（4）过定位定位元件的一组限位面重复限制工件的同一个自由度的定位，这样的定位称为过定位。
过定位可能导致定位干涉或工件装不上定位元件，进而导致工件或定位元件产生变形、定位误差增大，因此在定位设计中应该尽量避免过定位。
但另一方面，过定位可以提高工件的局部刚度和工件定位的稳定性，所以当加工刚性差的工件时，过定位又是非常必要的，在精密加工和装配中也时有应用。
应当指出：过定位的缺点总是存在的，但在某些情况下过定位又是必要的。
在应用过定位时，应该尽量改善过定位的定位情况，以降低过定位的不良影响。
可以从下列几个方面加以考虑：改变定位元件间的装配关系；改变定位元件的形状尺寸；提高过定位定位元件的精度。
不论通用夹具或可调夹具及专用夹具，只要合理利用六点定位规则，它就会更好地被人们所使用。
1.夹具、刀具和工件组成了一个工艺系统。
工件加工面的相互位置精度是由工艺系统间的正确位置关系来保证的。
因此加工前，应首先确定工件在工艺系统中的正确位置，即是工件的定位。
第二章 工件在夹具中的定位
二 置精度
章
工 件 在 夹 具 中 的 定 位
第
工件在夹具中的定位，是靠定位元件来实现的。定位表面
二 不同，应选择不同的定位元件。
章 一、平面定位元件
工 件
1 固定支承：定位支承点的位置固定不变的定位元件。
在
夹
具 中
限制一个不定度
的
定
位
限制两个不定度
第 2 可调支承：定位支承点的位置可以调节的定位元件。
工 件
自由度，因此工件定位就是限制工件的自由度。但是自由度
在 往往容易按力学概念理解为工件有沿坐标轴移动和绕坐标轴
夹 具 中
转动的可能性。这样就把工件定位的概念引偏至限制工件的 运动上去，从而可能得出夹紧才能使工件定位，不夹紧就不
的 定 位
能定位的错误结论，造成定位和夹紧概念的混淆。为了避免 与力学中的自由度概念混淆，这里将工件定位范畴中习惯所
称的“自由度”改为“不定度”。
根据工件各工序的加工精度要求和选择定位元件的情况， 工件在夹具中的定位通常有如下几种情况：
第 一、完全定位
二
工件在夹具中定位，若六个不定度都被限制时，称为完全
章 定位。
工 件
为了便于进行定位分析可将夹具的定位元件抽象转化为相
在 应的定位支承点，与工件各定位表面相接触的支承点将分别
夹 具
限制工件在夹具中各个方向的不定度。
中
的
定
位
第 二 章
工
件
在
夹
具
中 的
二、部分定位
定 位
工件在夹具中定位，若六个不定度没有被全部被限制时，
称为部分定位。
根据工件加工前结构形状特点和工序加工精度要求，可分 成如下两种情况：
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。
THANKS 感谢观看
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
工件在夹具中的精度分析
工件在夹具中的精度分析
在夹具设计中，当结构方案拟定之后，就应对夹具的方案进行精度分析和估算;在夹具总图设计完成之后，有必要根据夹具有关元件和总图上的配合性质及技术要求等，再进行一次复算。
在夹具中造成工件工序误差的因素，来自夹具方面的有定位误差ΔD、夹具在机床上的安装误差ΔZ、导向或对刀误差ΔT，来自加工方法方面的误差ΔG有机床方面的误差、刀具方面的误差、工艺系统变形方面的误差、调整测量方面的误差等。
上述各项误差在工序尺寸方向上的分量之和就是对工序尺寸造成的加工总误差∑Δ，即
∑Δ=ΔD+Δz+ΔT+ΔG
式中各项按极大值计算。
其和应不超过该工序尺寸的公差δk，即
∑Δ=ΔD+Δz+ΔT+ΔG≤δk
上式即为误差计算不等式。
只有满足此式，才能保证加工精度。
当夹具要保证的工序尺寸怀止一个时，每个工序尺寸都要满足它自己的误差不等式。
另外，因为式中各项误差不可能同时出现最大值，故对这些随机性变量，可按概率法合成，即
∑Δ=ΔD+Δz+ΔT+ΔG≤δk2。
§4.2 工件在夹具中的定位
标准化，斜面夹角
有60°90°120°。 长V形块定位限制工
件四个自由度：短V
形块定位限制工件 二个自由度。
机械工程学院
机械制造技术——第四章 机床夹具原理与设计 §4.2 工件在夹具中的定位
定位套筒
结构简单，但定心精度不高，当工件外圆与定位孔配合较松时，
还易使工件偏斜，因而常采用套筒内孔与端面一起定位，以减少偏斜。若工 件端面较大，为避免过定位，定位套应做短些。长定位套限制工件四个自由 度；短定位套限制工件四个自由度。
如图所示，用六个定位支承点与工件接触，并保证定位支承点合理分布，
每个定位支承点限制工件的一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制， 工件在夹具中的位置就被唯一确定，即要使工件完全定位，就必须限制工件
在空间的六个自由度——“六点定位原理”。
机械工程学院
机械制造技术——第四章 机床夹具原理与设计 §4.2 工件在夹具中的定位
4.2.3 组合定位分析
工件的形状千变万化各不相同，不能用单一定位元件定位单个表面就可解决定位 问题，而是要用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面。因此一个工件在 夹具中的定位，实质上就是把前面介绍的各种定位元件作不同组合来定位工件相应的 几个表面，以达到工件在夹具中的定位要求，对这种定位的分析就是组合定位分析。 组合定位分析要点 a）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件能 限制工件的自由度总数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面时所能限制的 自由度的数目之和，不会因组合后而发生数目上的变化，但它们限制了哪些方向 的自由度却会随不同组合情况而改变。 b）组合定位中，定位元件在单独定位某定位面时原起限制工件移动自由度的作 用可能会转化成起限制工件转动自由度的作用。但一旦转化后，该定位元件就不
5.2 工件的定位(理解)
生产中常采用在三爪 与工件之间设置一钢 丝圆环，以减少相对 夹持长度。
Z
X
当相对夹持长度长时，限制工件四个自由度： X 、Y 、X 、Y
当相对夹持长度短时，限制工件二个自由度：
X 、Y
22
以工件内孔定位
定位销
分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
23
定位销定位
定位銷定位限制的自由度：
Z
2.应用六点定位原理应注意的问题 （1）正确的定位形式
正确的定位形式就是在满足加 工要求的情况下,适当地限制 工件的自由度数目 。
根据零件加工要求,限制部 分自由度的定位,称为对应定 位(也称不完全定位) 。
（2）明确定位支承点所限制的自由度数
V形块定位
17
活动V形块的应用
18
以工件外圆定位
Z
Y
短銷
X
X
图2－28 定位销定位
Y 长銷
短銷定位仅限制工件二个自由度：
X 、Y
长銷定位限制工件四个自由度：
X 、Y 、X 、Y
24
圆锥销
圆锥销常用 于工件孔端的 定位，可限制 三个移动自由 度。
25
定位心轴
定位心轴
主要用于盘套类零件的定 位：
长心轴限制工件4个自由 度（如b)图所示）。
较高时,过定位又是允许的,因为它可以提高 工件的安装刚度和加工的稳定性。
夹具设计——定位状态
完全定位 工件的6个自由度均被限制，称为“完全定位”。
不完全定位（部分定位） 工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制。
欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制； 不能保证工件的正确安装，不允许。
汽车制造与装配技术专业《3.3 工件在夹具中的定位方式及其定位元件(工件以组合表面定位)》
第二页，共七页。
工件的定位与装夹
组合外表定位实例
两顶尖定位
一面双销定位
第三页，共七页。
V 形块组合定位
工件的定位与装夹
组合外表定位实例
两阶梯外圆及一端面定位
a） b）
齿面及一端面定位
第四页，共七页。
工件的定位与装夹
工件在夹具中要正确定位，一是正确选择定位基准，二是选择适宜的定位元件。定位 元件须满足：
工件在夹具中的定位 方式及其定位元件
第一页，共七页。
工件的定位与装夹
工件以组合外表定位
实际生产中，为满足工序加工要求，常采用几个定位基准〔基面〕 的组合方式进行定位，即组合定位。
常用的组合定位形式有：
前后顶尖孔
组
一孔一端面
合 一端面一外圆
定 位
两阶梯外圆及一端面
形 一长孔一外圆
式
一面两孔
采用相应的定位元件进 行组合定位。如前后顶 尖〔圆锥销〕、定位销、 定位套、心轴、支承钉、 支承板、V 形块等
第七页，共七页。
一、足够的精度
包括本身尺寸精度，定位元件间的位置尺寸及位置公差；常取工件相应尺寸及位置公差 的1/5～1/2。
二、较好的耐磨性
以保持夹具的使用寿命和定位精度。
三、足够的强度和刚度
防止使用中变形和损坏。
四、较好的工艺性
力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。
第五页，共七页。
谢谢您的观看
第六页，共七页。
内容总结
工件在夹具中的定位方式及其定位元件。工件在夹具中的定位方式及其定位元件。采用相应的定位元件进行组合定位。如前后顶尖〔圆锥销〕、定位销、定位 套、心轴、支承钉、支承板、V 形块等。工件在夹具中要正确定位，一是正确选择定位基准，二是选择适宜的定位元件。包括本身尺寸精度，定位元件间的位置尺 寸及位置公差。力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。谢谢您的观看
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几个表面同时参与定位时，各定 位基准（基面）在定位中所起的作用 有主次之分。
例如，轴以两顶尖孔在车床前后 顶尖上定位的情况，前顶尖孔为主要 定位基面，前顶尖限制三个自由度， 后顶尖只限制两个自由度。
二、定位误差的分析与计算
定位误差：指工序基准在加工方向上的最
大位置变动量所引起的加工误差。
1.工件以平面定位：
平头支承钉：用于支承精基准面 Nhomakorabea平
支 承
球头支承钉：用于支承粗基准面
面 定
钉 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准
位
常
定位且要求较大摩擦力的表面定位
用
图
定
位
支
元
承 平面型支承板：侧面和顶面定位
件
板
图
带斜槽型支承板：适于作底面定位准面
可调支承
图
自位支承 图
辅助支承 图
可调支承：支承工件的粗基准面，限制一个自由度。
（三）工件以外圆定位常用定位元件
l．V形块
用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平 面内，对中性能好。
一个短V形块限制两个自由度； 两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度； 浮动式V形块只限制一个自由度。
2．定位套
常用的定位套结构形式如下图：
在工件以端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限 制工件的两个自由度；在工件以外圆柱表面为主要定位基 面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度；工件以圆 柱面端部轮廓为定位基面，椎孔限制工件的三个自由度。
工件以平面定位，夹具上的定位元件是 支承钉或支承板，工件定位面的平面度误差和 定位元件的平面度误差都会产生定位误差。当 用已加工平面作定位基准时，此项误差很小， 一般可忽略不计。
返回
2、工件以孔定位
定位销（心轴）水平、垂直放置
水平
垂直: △db=oo’=2oo1=TD+Td+△s
3、以工件外圆定位
上述计算也可按“定位误差为工序基准在工序尺寸方向上的最大偏移量” 的定义计算。对应的定位误差分别为：
△dw (h1) =O1O2
△dw (h2) =B1B2
△dw (h3) =A1A2
4、工件以一面两孔定位
实例：
2．心轴 几种常用的心轴结构形式如下图：
过盈配合心轴，限制工件四个自由度；间隙配合心轴，限制工件五个自由 度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；
小锥锥度心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧 工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。
（1）以h1 标注
无基准不重合误差： △jb (h1) = 0 定位副制造不准确误差：
定位差：
（2）以h2 标注
基准不重合误差：
△jb (h1) = Td/2
定位副制造不准确误差：
（3）以h3 标注
基准不重合误差：
△jb (h1) = Td/2
定位副制造不准确误差：
以上三种情况: 以下母线为工序基准时的定位误差最小；以上母线为工序基准时的定位误差 最大。
3．半圆孔
下图所示是半圆孔定位装置
当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔 改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。
短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限 制工件的四个自由度。
（四）工件以组合表面定位常用 定位元件
在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行 定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔 等，与之相对应的定位元件也是组合式的。
自位支承：是活动的或是浮动的，只起一个支承点的作用，只限制一个自由度。
辅助支承：不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工过程中 的刚性。
（二）工件以孔定位常用定位元件
1．定位销 如下图：是几种常用固定式定位销的结构形式
用定位销定位时，短圆柱销限制两个自由度；长圆 柱销可以限制四个自由度；端圆锥销限制三个自由度。