工件的装夹和夹紧装置
第二章工件装夹和机床夹具
第四节 工件在机床夹具中的定位
例2.在圆柱体上钻孔，保证孔尺寸及与外圆柱的同轴度。
第四节 工件在机床夹具中的定位
影响加工要求的自由度，必须限制；不影响加工要求
的自由度可限制，可不限制。
例及与3.图底示面，的在平一行工度件两上项铣要通求槽，。必为须保限证制尺Z寸, X6,0Y00.20mm
为保证尺寸30±0·1mm及槽侧面与B面的平行度，必须限制
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
2．夹紧元件或夹紧装置 夹紧工件，并使其在加工时在外 力作用下仍然保持工件在夹具中 正确位置的元件或装置称为夹紧 元件或夹紧装置。它一般由动力 装置（如气缸、油缸等）、中间 传力机构（如杠杆、螺纹传动副、 斜楔、凸轮等）和夹紧元件（如 卡爪、压板、压块等）组成。
X
,Leabharlann Z两个自由度，至于 Y 则可限制可不限制。
图1-12
第四节 工件在机床夹具中的定位
5.正确处理过定位： 1） 改变定位元件的结构避免过定位
如图示，把长圆柱销改成短圆柱销，即可避免了过定位。
第四节 工件在机床夹具中的定位
2. 去掉多余的定位支承，消除过定位
如图示，定位支承销3重复限制了Y 把定位支承销3撤消，
第二章 工件装夹与机床夹具
主要讲述内容： 第一节 基准的概念 第二节 工件的装夹方法 第三节 专用机床夹具的组成及其分类 第四节 工件在机床夹具中的定位 第五节 定位误差的分析与计算 第六节 工件的夹紧及夹紧装置 第七节 夹具设计的基本要求和步骤 第八节 夹具设计实例
第一节 基准的概念
一、基本概念： 1. 定位：
图1-7
第四节 工件在机床夹具中的定位
第四章第5节工件的夹紧及夹紧装置 (2)
3. 夹紧力的大小
夹紧力的大小可根据切削力和工件重力的大小、 方向和相互位置关系具体计算。为安全起见，计算 出的夹紧力应乘以安全系数K，故实际夹紧力一般比 理论计算值大2～3倍。
进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看做一 刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧 力(重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力)作用 下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出
的原始夹紧行程增加的倍数等于夹紧力的增力倍
数，即夹紧行程增大多少倍，夹紧力就增加多少
倍。
0.017455 0.052408 0.087489
0.12278 0.15838 0.19438
0.23087 0.26795 0.30573
0.34433
2、选用斜楔夹紧工件时，只要升角 取得合适， 就能实现夹紧机构的自锁。
3. 偏心夹紧机构是由偏心件作为夹紧元件，直接 夹紧或与其他元件组合实现对工件的夹紧。常用的
图3-35是一种常见的偏心轮—压板夹紧机构。 当顺时针转动手柄使偏心轮绕轴转动时， 偏心轮的 圆柱面紧压在垫板上，由于垫板的反作用力，使偏 心轮上移，同时抬起压板右端，而左端下压夹紧工
图3-35 偏心轮—压板夹紧机构
斜楔夹紧机构受力分析
夹紧力 Fc 是由作用在斜楔上的外力 Fe,x 产生的。
工件对它的反作用力 Fr1 和由此引起的摩 擦力 Ff1 、夹具体对它的反作用力 Fr2 和 由此引起的摩擦力 Ff 2 。
夹紧时，存在如下关系 考虑X方向上的受力平衡
将上述参数代入上式，可得斜楔所产生的夹紧力
由上式得如下结论
图3-43 先定位后夹紧联动机构
图3-43 先定位后夹紧联动机构
(2) 夹紧与移动压板联动机构。 如图3-44所示，逆时针扳动手柄，先是拨销1拨 动压板2上的螺钉3，使压板左移到夹紧位置，继续 逆时针扳动手柄，偏心轮5顶起压板夹紧工件。松开 时，顺时针扳动手柄，偏心轮5的作用先松开工件， 继而拨销1拨动螺钉4
机床夹具概述
第一节
机床夹具概述
4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸， 根据测量结果再调整铣刀的相对位置， 直至达到要求为止。 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 • 这种装夹方法不但费工费时，而且加工 出一批工件的加工误差分散范围较大。
第一节
机床夹具概述
采用夹具装夹方法，不需要进行划线就可把工件 直接放入夹具中去。工件的A面支承在两支承板2 上；B面支承在两齿纹顶 支承钉3上；端面靠在支 承钉4上，这样就确定了 工件在夹具中的位置， 然后旋紧螺母9通过压板 8把工件夹紧，完成了工 件的装夹过程。下一工 件进行加工时，夹具在 机床上的位置不动，只 需松开螺母9进行装卸工 件即可。
第一节
机床夹具概述
3.夹具的两个齿纹顶支承钉3的支承工作面 与两定位键侧面保持平行，也就使支承钉 3的支承工作面与铣 床纵向进给方向平行。 4.由于工件以B面与两 支承钉3的支承工作 面相接触，因而最终 保证了铣出的槽的侧 面与工件B面平行。
第一节
机床夹具概述
对尺寸精度的保证 1.夹具上装有对刀块5，利用对刀塞尺10塞入对刀 块工作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对夹 具的位置，此时可相应 横向调整铣床工作台的 位置和垂直升降工作台 来达到刀具相对对刀块 的正确位置。 2.由于对刀块的两个工 作面与相应夹具定位支 承板2和齿纹顶支承钉3 的各自支承面已保证和 尺寸，因而最终保证铣 出槽子的a和b尺寸。
不对应特定的加工对象，适用范 围宽，通过适当的调整或更换夹 通用可调 具上的个别元件，即可用于加工 夹具 形状、尺寸和加工工艺相似的多 种工件。 专为某一组零件的成组加工而设 计，加工对象明确,针对性强。 成组夹具 通过调整可适应多种工艺及加工 形状、尺寸。
第一节
机床夹具概述
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
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
常用钻床夹具的类型
它对工件在夹具中的定位、夹紧起决定性作用。 (1)夹紧力方向的选择 .夹紧力的作用方向应朝向工件的主要定位基准，把工件
压向定位元件的定位面上，而且最好与切削力方向一致，以 达到不破坏工件定位的准确性效果。
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项目2工件的装夹
合两种。过盈配合的定位精度高，而间隙配合的装卸方便。 圆锥销对工件圆孔的定位，实际上两者的接触迹线是在某一 高度上的圆方式限制了工件三个移动的自由度。
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项目2工件的装夹
3.工件以外圆柱面定位 工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有支承板、V形
1.工件以平面定位 工件以平面定位时，常用的定位元件为支承件，可以分为
:基本支承和辅助支承两大类，其中基本支承又分为固定支承 、可调支承、浮动支承三类。
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项目2工件的装夹
(1)固定支承固定支承可采用各种支承钉或支承扳，也可以 把定位元件设计成与工件定位基准相适应的平面。固定支承 主要起限制工件自由度的作用。图10-10(a)所示平头支
如图10-1所示为轴套的零件图，图10-2所示为在钻床 上钻削轴套上的币12孔所用钻夹具。夹具上的定位心轴和定 位销都是定位元件。工件(图中双点划线所示)通过cp40内 孔以及宽12mm的键槽，安装在夹具的定位心轴和定位销上 。钻孔时定位心轴与钻床主轴垂直，可保证担2孔中心线对 cp40孔中心线的垂直度，定位销则保证币12孔的对称度。 为了不使工件在加工过程中产生位移，用螺母和开口垫圈把 工件夹紧在夹具上。
一、机床夹具与工件的装夹
在机床上用来安装工件以确定工件与刀具的相对位置，并 将工件夹紧的一种辅助设备，称为机床夹具(简称夹具)。如 在车、铣、刨、磨、钻等切削加工中装夹工件的夹具，在磨 床上装夹工件的夹具，装夹金钢刀修整成形砂轮的夹具，在 电加工机床上装夹工件的夹具，以及电火花加工中装夹工具 电极的夹具等。以上的夹具中，有些可制成通用的或可调的 ，有些只能是专用的，并且其中的某些夹具可以是用标准元 件组装而成的组合夹具。
第3章-工件的定位和装夹
2.机床夹具的概念 在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过
程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。例如车床上 使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口钳等都是机床 夹具。
④辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需
增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点 是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁 紧；而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自 由度，也不允许破坏原有定位。如图3-19所示，工件以平面A定位，由于被 加工面悬伸较大，在切削力作用下会产生变形和振动，因此工件定位后增设 辅助支承3，以提高支承刚度，减少振动，提高加工精度。
(1)完全定位
(2) 工件的六个自由度都限制的定位称为完全定位
如图3-8所示，在长方形工件上加工一个盲孔，为满足所有加工要求， 必须限制工件的6个自由度，这就是完全定位。
图3-8 完全定位示例
（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。如上
图中是加工一个通孔，就只需限制5个自由度，这就是属于不完全定位。
1)定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定 位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销 的顶端，而常用面或线来代替。根据数学概念可知，两个点决定一 条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点， 一个平面可代替三个支承点。在具体应用时，还可用窄长的平面 （条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
机床夹具的一般组成和作用
机床夹具的一般组成和作用
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
机床夹具的一般组成包括以下几个部分：
1. 定位元件：用于确定工件在夹具中的正确位置。
2. 夹紧装置：用于将工件固定在夹具上，以防止其在加工过程中移动或旋转。
3. 夹具体：用于连接和支撑定位元件和夹紧装置，并将其固定在机床上。
4. 对刀或导向元件：用于确定刀具相对于工件的正确位置。
5. 连接元件：用于将夹具与机床连接起来。
6. 其它元件或装置：根据具体的加工要求，可能还需要一些其它元件或装置，如分度装置、靠模装置等。
机床夹具的主要作用是保证加工精度、提高生产效率、减轻劳动强度、扩大机床的使用范围等。
它在机械加工中起着非常重要的作用，是机械加工工艺系统中的一个重要组成部分。
(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。
12级夹具复习题 (1)
一、填空题1.工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。
2.工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。
3.夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。
4.主要支承用来限制工件的自由度。
5.设计夹具夹紧机构时，必须首先合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点。
6.轴类零件一般采用中心孔作为定位基面7.短圆柱销可限制2个自由度。
长圆柱销可限制4 个自由度。
圆锥销一般只能限止3个自由度。
8.机床夹具的基本组成是定位元件、夹紧装置、夹具体。
9.铣床夹具的对刀装置由塞尺和对刀块组成。
10.窄V形块限止2个自由度。
长V形块限制4个自由度。
11.一面两销组合定位中，为避免两销定位时出现过定位干涉现象，实际应用中将其中之一做成菱形销结构。
12.菱形销可限制1个自由度。
13.夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。
14.主要支承用来限制工件的自由度。
15.造成定位误差的原因有基准位移、基准不重合。
16.工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位，这在加工中是不允许的。
17.工件定位的基本原理是六点定位原理。
18.夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具等。
19.机床夹具设计主要研究的是专用夹具的设计。
20.辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作二、选择题1.铣床上用的平口钳属于( A )。
A、通用夹具B、专用夹具C、成组夹具2．自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（B）A、不起定位作用B、一般来说只限制一个自由度C、不管如何浮动必定只能限制一个自由度3．工件装夹中由于(A)基准和定位基准不重合而产生的加工误差，称为基准不重合误差A、设计（或工序）B、工艺C、测量D、装配4.决定某种定位方法属几点定位，主要根据（B ）。
第3章工件的定位与夹紧
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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
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。
工件装夹与夹具设计原理
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装夹方式
工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、
工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点
等。
主要装夹形式有三种： 直接找正装夹、 划线找正装夹和
夹具装夹。
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装夹的方式
1）直接找正装夹 2）划线找正装夹
3） 夹 具 装 夹
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效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。
通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。
操作简单，效率高， 容易保证加工精度， 适用于各种生产类型 。
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直接找正装夹
将工件装在机床上，然后按工件的某个（或 某些）表面，用划针或用百分表等量具进行 找正，以获得工件在机床上的正确位置。
一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行 不同工序的加工。
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（2）按使用的机床分类
由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同， 对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。
按所使用的机床不同，夹具又可分为：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。
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钻床夹具
钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。 它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹 具体组成。
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镗床夹具
镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或 支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模 底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹 紧装置组成。
2006-2
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2006-2
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。
数控机床工件装夹及夹具的选用
工装夹具基本要求
• 夹具在机床上能实现定向安装。为保持零件的安装 方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具 应保证在机床上实现定向安装，还要求协调零件定位 面与机床之间保持一定的坐标联系。
•
尽量不要在加工过程中更换夹紧点，当一定要在加 工过程中更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧 点而破坏夹具或工件的定位精度。 • 夹具的刚性与稳定性要好。
常用夹紧元件的使用
斜楔夹紧：是铣床夹具中使用最普遍的是机 械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的 原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形 式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形 式
斜楔夹紧机构
斜楔夹紧机构结构简图
l一斜楔；2一滑柱；3一浮动压板；4一工件
偏心夹紧机构
螺旋式定心夹紧机构
不影响进给的装夹示例
不影响进给的装夹示例
数控夹具的选用
组合夹具的特点
组合夹具的优缺点： 优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方 便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装， 不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件； 缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显 得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不 如专用夹具生产效率高 组合夹具的适用范围：
欠定位
常用定位元件及定位方式
支承钉 支承板
以平面 定位
辅助支承 浮动支承
以外圆柱 面定位 以圆柱孔定 位
圆柱销
各种心轴
V型块
定位套
以平面定位
A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧 面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或 H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其 外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6， 内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型 支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证 等高性
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。
第四章 机床夹具原理与设计
随行夹具
三、通用可调夹具和成组夹具
2、成组夹具
四、数控机床夹具
数控机床夹具对机床坐标原点有严格位置要
求，是通用可调夹具和组合夹具的结合与发展。
第七节 机床夹具设计的基本步骤
1、研究原始资料，明确设计任务
2、确定夹具结构方案，绘制结构草图
3、绘制夹具总图
4、确定并标注有关尺寸和夹具技术要求
5、绘制夹具零件图
(3)夹紧力应尽量靠近加工面
3、夹紧力大小
夹紧力大小估算：
一般只有机动夹紧时需计算夹紧力，把加工系统
看成刚体，根据工件在最不利情况下切削力的平
衡状态求夹紧力，再乘以安全系数K。
K值在粗加工时取2.5～3、精加工时取1.5～2。
三、典型夹紧机构 1．斜楔夹紧
斜楔夹紧的特点
1）斜楔夹紧的自锁条件：
对刀块
一、车床夹具
定位键
三、钻床夹具
（1）固定式钻模 （2）滑动式钻模
（3）回转式钻模
（4）移动式钻模
（5）翻转式钻模
（6）盖板式钻模
钻模板与钻套
可卸式钻 模板
钻套
（1）固定钻套
钻套
（2）可换钻套
钻套
（3）快换钻套
钻套
（4）特殊钻套
第六节 现代机床夹具
一、自动线夹具 固定夹具
随行夹具
测量基准—检验时用来确定被测量零件在度量工具上位置的基准；
装配基准—装配时用来确定零件或部件在机器上位置的基准。
二、调刀基准的概念
调刀基准往往选在夹具定位元件的某个
定位工作面，尽可能不受夹具定位元件的制
造误差影响。
三、定位误差及其产生原因
工件上被加工表面的设计基准（工
汽车制造工艺学课件——第2章 工件的装夹和机床夹具
§2-6 工件的夹紧和夹紧装置
二、夹紧力的确定 1、夹紧力作用点的选择原则 （1）夹紧力的作用点应正对定位元件或作用在定位元件所形成
的支承面内 （2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较强的部位上。 （3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。
§2-6 工件的夹紧和夹紧装置
2、夹紧力作用方向的选择原则 （1）夹紧力的作用方向应垂直
体现假想的定位基准的表面。
※ 用未经加工过的表面作为定位基准，称为粗基准。 ※ 用已加工过的表面作为定位基准，称为精基准。
§2-1 基准的概念
3、测量基准
测量基准 用来确定被测量尺寸、形 状和位置的基准。 测量基面 实际存在的测量基准的表 面亦称为测量基面。
※ 测量基准可以实际存在，也可以是假想，假想基准一
§2-6 工件的夹紧和夹紧装置
二、常用的典型夹紧机构 不论何种动力源，一切外加作用力都要转换成夹紧力。 1、螺旋夹紧机构 采用螺旋夹紧或与其他元件 组合夹紧工件的机构。 （1）单螺旋夹紧机构 结构简单，容易制造。自锁性好， 夹紧力大，夹紧行程较大。 手动机床夹具中应用较多。
螺旋夹紧力的计算公式
PL Q r 'tg 1 r平均 tg (a 2 )
于主要定位基面
（2）夹紧力的作用方向应与工 件刚度最大的方向一致。
（3）夹紧力方向应尽量与切削
力、重力等力的方向一 致。
§2-6 工件的夹紧和夹紧装置
3、夹紧力大小的估算 1）在静力平衡条件下，求出理论夹紧力，再乘以安全系数K 。 2）如FJ实=K×FJ理通常情况下， 一般粗加工：K=2.5~3， 精加工： K=1.5~2.5 当夹紧力与切削力方向相反时：K=2.5~3。
第一类自由度 为保证加工要求应限制 的自由度。
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工件的装夹和夹紧装置
课题项目：工件的夹紧和夹紧装置
教学目标知识目标
1、掌握基本夹紧机构夹紧力的计算方法；
2、掌握基本夹紧机构自锁条件的确定方法；能力目标
1、掌握斜楔夹紧机构的原理及组成；
2、掌握螺旋夹紧机构的结构及原理；
3、掌握圆偏心夹紧机构的原理。
素质目标
1、培养学生语言表达能力；
2、培养学生自主学习的能力；
3、培养学生团队协作的能力；
4、增强学生的安全意识。
教学重点基本夹紧机构自锁条件的确定方法
教学难点螺旋夹紧机构的结构及原理
课型多媒体授课授课课时2课时
教学过程教学内容教学方
法、手段
师生
活动
时间
分配
导入
根据下图中斜楔夹紧机构的受力分析，来
确定基本夹紧机构夹紧力的计算、自锁条件及
几何特点，是我们本项目所要解决的问题。
情境教
学法
多媒体
1、教师
讲解；
2、学生
听课
5
分
钟
教
学实施告知
1.夹紧装置的组成
1）力源装置力源装置是产生夹紧原始作
用力的动力装置。
通常使用的动力装置有气压
装置、液压装置、电动装置、磁力装置等；
2）夹紧机构夹紧机构一般由中间递力机
构和夹紧元件组成。
它的作用是传递原始作用
力，改变其大小、方向，使之变为夹紧力，并
执行夹紧工件的任务。
2.夹紧装置的基本要求
1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获
得的正确位置；
2）夹紧应可靠和适当；
3）夹紧装置应操作方便，省力、安全；
4）夹紧装置的复杂程度与自动化程度应与
工件的生产批量和生产方式相适应。
3.夹紧力方向的确定原则
1）夹紧力作用方向应有利于工件的准确定
位，而不能破坏定位。
为此一般要求夹紧力方
向朝向定位元件，且应垂直于主要定位基准。
2）夹紧力作用方向应使工件夹紧变形小。
为此一般要求夹紧力作用方向最好指向工件刚
讲授法；
讨论法；
多媒体；
1、教师
讲解；
2、学生
听课
10
分
钟
度最大的方向。
3）夹紧力作用方向应有利于减小夹紧力。
为此要求夹紧力方向尽可能与切削力、工件重
力方向一致，以减小所需夹紧力。
初步
训练
1.夹紧力的方向对镗孔垂直度选择
在直角支座零件上镗孔，要求保证孔的轴
线垂直于端面A，根据这一加工要求，则应以A
面为主要定位基准，此时夹紧力作用方向应垂
直A面，如图（a）中Q力所指方向，如图（b）
中所示Q力的方向是不合理的。
如不合理，由
于A面和B面垂直度误差，将会引起被加工孔
轴线相对于A面产生位置误差。
2.薄壁套筒的夹紧
上图为薄壁套筒工件的夹紧，它的轴向刚
度比径向刚度大，如左图所示，使用三爪卡盘
径向夹紧套筒，将会引起较大变形，若改为右
图所示，用螺母轴间夹紧工件，则不易产生变
形。
3.在立钻上钻孔
在立钻上钻孔，即为夹紧力与切削力、工
件重力方向一致的情况，这种情况下所需的夹
紧力最小。
4.辅助支承与辅助夹紧
多媒体+
视频
1、教师
演示；
2、学生
观察或
在教师
指导下
训练。
45
分
钟
如图所示，零件加工部位刚性较差，且距夹紧力作用点较远，在靠近加工部位增设辅助支承，并施加附加夹紧力，可有效防止切削过程中的振动和变形。
强化训练1.斜楔夹紧机构
所谓斜楔夹紧机构，就是利用斜楔上的斜
面直接或间接将工件夹紧的机构。
它是夹紧机
构中最基本的型式。
1）斜楔夹紧机构的夹紧力
上图所示为斜楔在夹紧过程中的受力情
况，在原始力Q的作用下，斜楔楔入工件和夹
具体之间使工件压紧。
2）斜楔的增力特性和升角的合理选择
夹紧力W与原始力Q之间的比值称为增力
系数，用iz表示。
它表示夹紧机构的增力特征。
对于斜楔夹紧：
12
1
()
z
W
i
Q tg tg
ϕαϕ
==
++
2．螺旋夹紧机构
利用螺旋直接或与其它元件组合实现夹紧
工件的机构称为螺旋夹紧机构。
1）螺旋夹紧的自锁性能
螺旋夹紧一般情况下采用标准公制螺纹，
其螺旋升角很小，如以M8~M52的螺纹为例，其
升角α在3010’~1051’范围，显然远较摩擦
角小，故自锁性能好。
3.增力系数
单个螺旋夹紧时，其增力系数为
''
21
''
21
()
2
()
2
z
QL
d
tg r tg
W L
i
d
Q Q tg r tg
αϕϕ
αϕϕ
++
===
++
因α、φ 1’、φ 2解一般很小，而且L
比d0和r’大和得多，故增力系数iz很大，
因此说，螺旋夹紧机构的增力性能很好。
2）组合螺旋夹紧机构
多媒体+
视频
1、教师
引导、示
范；2、
学生分
组，单独
对项目
进行讨
论训练。
25
分
钟。