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
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
工装夹具设计图解及实例
需限制哪几个自由度？
完全取决于加工技 术要求。
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图2-34a所示为铣削长方体工件上平面工序，
要求保证Z方向上的高度尺寸及上平面与底面 的平行度，只需限制 、、3个自由度即可。
而图2-34b所示为铣削一个通槽，需限制除了
外的其他5个自由度。
图中c所示在同样的长方体工件上铣削一个键
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。
直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很
高，适用于单件小批生产或定位精度要求特 别高的场合 。
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2）划线找正装夹
这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划
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。
工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制
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。
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图
工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
1）定位与夹紧的区别 机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度 的概念不完全相同。 机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位
1）能稳定地保证工件的加工精度
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。
机床夹具 复习
仅供内部学习，手打不易，请勿外泄2021级机械设计制造一、名词解释：定位元件：夹具中确定工件位置的元件夹紧装置：动力装置，中间传力机构，夹紧元件组成的装置通用夹具：指在各类机床上广泛应用的各种夹具专用夹具：指仅仅适用于某一工件的某一道或数道工序的加工而专门设计的夹具定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的操作过程夹紧：工件在夹具中定位后，使工件在加工过程中，始终保持定位时所取得的正确加工位置装夹：将工件安放在机床上或夹具上进展定位和夹紧的操作过程。
六点定位原理：任一刚体在空间都有六个自由度，要使它在机床上〔或夹具中〕完全定位，就必须限制它在空间的六个自由度完全定位：工件在夹具中相对于刀具的六个自由度全部被限制的定位方法局部定位：限制了影响工件加工精度的自由度，且又少于六点的定位方法欠定位：工件在夹具中定位时，应该消除的自由度而没有被消除的定位重复定位：具有重复限制工件自由度的定位称为重复定位固定支承：夹具体上，支承点的位置固定不变的定位元件可调支承：夹具体上，支承点的位置可以调节的定位元件自位支承：支承点的位置在工件定位中，随工件定位基准面位置变化而自动适应的定位元件辅助支承：只起提高工件支承刚性或起辅助作用的定位元件定位误差：由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差基准位置〔位移〕误差：由于定位副存在误差引起的定位基准在加工方向上的最大位置变动范围基准不重合误差：由于工件的定位基准和设计基准〔或工序基准〕不重合而产生的误差称为基准不重合误差。
夹紧机构：承受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的局部夹具自锁性：指当工件被夹紧之后，在不再施加力的情况下工件依然被夹紧偏心圆的特性参数：偏心圆的直径d与偏心距e的比值d/e分度装置：工件在一次装夹中，每加工完一个外表，通过夹具上可动局部连同工件一起转过一定的角度或移动一定距离，以改变加工外表的位置的装置误差平均效应分度原理：指在分度盘精度一样的条件下,由于采用了两圆柱销, 同时均匀对定, 所产生的分度误差是分度盘上两相邻分度孔位置误差的平均值,从而使转角误差因均分而减少。
工件的安装与装夹
（1） 固定支承（支承钉、支承板） 2）支撑板
A型适用于侧面和顶面定位 B型适用于底面的定位
（2) 可调支承
多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批 毛坯误差
（3）自位支承
支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应， 一般只限制 一个自由度， 即一点定位。
一般用于毛坯 表面或不连续 的表面的定位中。
第二节 定位原理和定位类型 一、六点定位原则
物体的六个自由度
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
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。
4) 辅助支承
在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。
平头支承钉：用于支承精基准面 支 球头支承钉：用于支承粗基准面 平 承 面 钉 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准 定 定位且要求较大摩擦力的表面定位 位 常 支 平面型支承板：侧面和顶面定位 用 承 定 板 带斜槽型支承板：适于作底面定位准面 位 元 可调支承 件 自位支承 辅助支承
定位 + 夹紧 = 安装
小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的
二、安装方式 1、直接找正安装法
是用百分表、划针或用目测，在机床上 直接找正工件，使工件获得正确位置的 方法。
效率低，适于单件小批生产和定位精度 要求较高的情况。
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
2、划线找正安装法 当零件形状很复杂时，可先用划针在工件 上画出中心线、对称线或各加工表面的加 工位置，然后再按划好的线来找正工件在 机床上的位置的方法。 适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型 工件粗加工。
机床夹具复习题 (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 ）。
常见夹紧机构-对工装夹具人员非常有帮助的一份资料
常见夹紧机构夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。
（1）斜楔夹紧机构图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。
斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。
当楔块的升角α 在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。
但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。
（ 2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。
如图 4.53、4.56所示1）单个螺旋夹紧机构如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。
螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。
为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。
如图4.54所示夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。
通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。
2）螺旋压板夹紧机构图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。
3）钩形压板夹紧机构图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。
（3）偏心夹紧机构它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。
偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。
图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。
（4）联动夹紧机构是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。
它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。
1）单件联动夹紧机构利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。
如图4.60所示机构实现二力垂直夹紧。
2）多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。
《机械制造工艺学》试卷及答案(1)
工艺基准按照用途不同可以分为：定位基准测量基准装配基准工序基准1．获得零件形状精度的方法有：轨迹法成形法展成法（范成法）2．机械加工工序安排的原则是：先基准面，后其它面先主要表面，后次要表面先主要平面，后主要孔先安排粗加工工序，后安排精加工工序二、判断题（√）1.工件在夹具中定位时，欠定位是绝对不允许的，过定位特殊情况下是可以存在的。
（×）4.修配装配法特别适合于大批大量生产方式下的高精度多环尺寸链的装配。
（√）5.主轴的纯径向跳动误差在用车床加工端面时不引起加工误差（×）6.自激振动的振动频率接近于或低于工艺系统的低频振型的固有频率。
（√）7.磨削的径向磨削力大，且作用在工艺系统刚性较差的方向上。
3.试述粗基准的选用原则。
（1）该表面加工余量要求均匀时；(2)加工余量最小的表面；(3)位置精度要求较高的表面(4)粗基准的表面要求平整光洁；(5)粗基准一般只使用一次。
一、填空：1、机械产品的基本生产过程一般可以分为三个生产阶段：毛胚制造阶段、加工阶段和装配调试阶段。
2、工步是指工序中加工表面、切削刀具和切削用量（不包括背吃刀量）都不变的情况下所连续完成的那一部分工艺过程。
3、常用的工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基本形式。
二、判断题：（正确的在括号内打“√”；错误的打“×”）1、划分工序的主要依据是刀具是否变动和工作是否连续。
（）2、制订工艺规程的基本要求是尽量提高生产率和降低成本。
（）3、粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。
（）4、机械加工过程中划分加工阶段，有利于保证加工质量、有利于合理使用设备。
（）6、三爪自定心卡盘不但校正和安装工件简单迅速，而且对工件的夹紧力比四爪单动卡盘要大。
（）13、铰刀的刚度和导向性比扩孔钻要差，一般用于加工中小直径孔的半精加工与精加工。
（）14、车削加工中，用四爪夹盘安装工件一定要找正，而用三爪自定心夹盘安装工件则不需要找正。
机床夹具及应用 单元4 工件的夹紧
• α＜φ1+φ2 令φ1=φ2
• ∴自锁条件α＜2φ
• 一般钢铁的摩擦系数为0.1～0.15,而μ=tgφ
• φ=5°43‘～8°28‘ α＜2φ=11°～17°
• 为安全可靠，手动时取6～8°，机动时( 气动、液动)可不考虑 自锁,取15～30°。
夹持 原则
楔块夹紧工件后应能自锁， α≤φ1 +φ2 为自锁条件
4.2.3 夹紧机构设计
一、斜楔夹紧机构
斜楔夹 紧机构
作用 原理
利用楔块的斜面将楔块 的推力转变为夹紧力， 从而夹紧工件
夹紧力
Q
FW
的大小
FW ——斜楔夹紧时所产生的夹紧力（N）；
Φ1、Φ2 ——斜楔与工件、斜楔与夹具体接触面间的摩擦角
（°）；
α ——斜楔升角（°）；
Q—
—源动力。
设Φ1=Φ2=Φ 当α很小时(α≤10°)， 可用下式作近似计算:
经济实 用原则
夹紧装置的自动化和复杂 程度与生产纲领相适应， 有良好的工艺性和经济性
4.2.2 夹紧力的三个要素
一、夹紧力的方向
应指向各定位元件，尽可能垂直于主定位 基准，在工件刚度最大方向上将工件夹紧
有助于定位，不破坏其准确性和可靠性
应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小
应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生 产效率
气压 夹紧 装置 传动的 组成
三、液压夹紧系统
液压 动力源液压夹紧Biblioteka 利用液压油为工作 介质来传力的一种装置
它与气动夹紧比较，具有夹紧 力稳定、吸收振动能力强等优 点，但结构比较复杂、制造成 本高，因此适用于大量生产
液压夹紧的传动系统与普通气 压系统类似
3.1夹紧装置的组成
三个方面：
三、夹紧力确定的基本原则
1．夹紧力方向
2．夹紧力作用点
3．夹紧力的大小
1．夹紧力方向
1）夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力朝向 定位基准面
图3.3夹紧力应指向主要定位基面
b)、c)错误，d)正确
２）夹紧力的方向应有利于减少夹紧力，尽量和切 削力、重力方向一致
图3.4夹紧力方向与夹紧力大小的关系 FW 夹紧力；F切削力；G工件自重
＝(0.5F－0.5G)/f
－0.5G－0.5F
＝3.33F－3.33G
－0.5G－0.5F
＝2.83F－3.83G ；
d) Fw f =F+G→
Fw =( F+G)/f＝6.67F＋6.67G ； 最大 e) (Fw+F)f=G → Fw = G/f－F＝6.67G－F
f) Fw =F+G
３）夹紧力方向是工件刚度较高的的方向.减小工件变形
实例：求如图所示铣削所需要的夹紧力
解：平衡要素：由夹紧摩擦所产生的力矩与加工引起的翻转力矩平衡。 由图可知: 代入平衡方程得:
解得: 所需夹紧力:
f 工件与导向支承之间的摩擦系数
与夹紧力大小有关的准则 夹紧力过小→夹紧不可靠→工件产
生移 动，破坏定位； 夹紧力过大→变形w增大→△jj增大。
4、其它准则 ⑴定位的夹紧力先动作，夹紧的夹紧力后动 作如图3.10。
a) F、 Fｗ 、G三力同向，且指向夹具体； Fw 最小
b) F=(G+ Fw )f→ Fw =F/f－G=6.67F－G；
（假设ｆ＝0.15下同）
c) F1－G1=( Fw+G2+F2)f
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
机床夹具设计原理
1）主要定位基准面
设置三个支承点，限制工件的三个自由度。
13
2）导向定位基准面 设置两个支承点，限制工件两个自由度。
3）止推定位基准面 限制工件一个自由度的表面。
14
【注意】
⑴ 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出来
的。
⑵ 定位支承点与工件的定位基准必须始终保持紧贴接触，即工件上的
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辅助支承的应用
图a） 辅助支承用于提高工件稳定性和刚度。 图b） 辅助支承起预定位作用。
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（二）工件以外圆柱面定位时的定位元件
⒈ V形块
主要参数有：
D——V形块的设计心轴直径 a——V形块两限位基面间的夹角 H——V形块的高度 T——V形块的定位高度 N——V形块的开口尺寸
8
用夹具安装工件的方法有如下特点：
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 接触实现的。因此无需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。
(2)夹紧装置
用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
(3)对刀与导引元件
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
(4)夹具体
用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。
(5)其他元件及装置 要有定位键等。
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还
6
例
7
例
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⑴ 螺旋式辅助支承
螺旋式辅助支承的结构与调
节支承相近，但操作过程不同，
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。
机械制造与自动化《机床夹具设计--试卷3》
机床夹具设计——试卷3一、填空题:17分1在常用的三种根本夹紧机构中，手动夹紧中用得最多的是机构，动作最快的是机构。
2工件的装夹指的是工件的和，完成工件装夹的工艺装备为机床夹具。
3机床夹具的定位误差主要由和引起的。
4铣床夹具在机床的工作台上定位通常是通过夹具上的来实现的。
5自位支承一般只限制工件的个自由度，固定圆锥销限制个自由度。
6工件以外圆柱外表定位时，是用的最多的定位元件。
7为了使联动夹紧机构的各个夹紧点能可靠夹紧，必须设置。
8夹紧装置一般由和所组成。
9生产批量较大时，为了便于更换磨损的钻套，应使用钻套。
当对同一孔需进行多工步加工时〔如钻孔、铰孔〕，应使用钻套。
10定心夹紧机构可分为两类：一类是的定心夹紧机构，另一类是的定心夹紧机构。
二、选择填空题：〔26分〕1 只有在〔〕精度很高时，重复定位才允许采用，且有利于增加工件的刚度。
A 设计基准和定位元件B 定位基准和定位元件C 工序基准和定位元件2．由一套预先制造好的，具有各种不同结构形状、不同规格尺寸的标准元件和合件所组成的夹具是。
A．组合夹具 B．随行夹具 C．通用夹具3．活动V形块限制工件的自由度数为。
A．0个 B．1个 C．2个个4．确定工件在夹具中的位置是。
A．定位元件 B 夹紧元件 C对刀-导向元件5．在外加工作用力一定时，欲增大斜楔产生的作用力，可采用。
A．增大楔角 B．减小楔角 C．零楔角 D．楔角不变6．加工小型工件分布在不同外表上的孔宜采用〔〕。
A．固定式钻模 B．回转式钻模 C翻转式钻模 D滑柱式钻模7．一般地，夹具上夹紧机构的作用是〔〕。
A 将工件压紧、夹牢在定位元件上B 起定位作用C 把夹具紧固在机床上8 能满足加工要求，限制的自由度数少于6个的定位方式称为_____。
A．完全定位 B．不完全定位 C．欠定位9．工艺性好，能容易成形，刚性和抗振性好的夹具体毛坯是。
A．铸件 B．锻件 C焊接件10．夹紧力的作用方向应朝向_________。
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。
数控机床工件的装夹方法-工程
数控机床工件的装夹方法-工程（一）工件的安装数控机床夹具是用以装夹工件（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，。
工件装夹的内容包括：·定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。
·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。
·定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧，（二）装夹方法：1、用找正法装夹：1)方法：a) 把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧；b)先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。
2)特点：a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高；b)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本；c)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。
2、用夹具装夹安装：1)工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。
2)特点：避免了找正法划线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大，夹装方便。
找正法与用夹具装夹工件的对比设加工工件如下图所示1、采用找正法装夹工件的步骤：1)先进行划线，划出槽子的位置；2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。
3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。
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。
因此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。
2、采用夹具装夹采用夹具装夹方法，不需要进行划线就可把工件直接放入夹具中去。
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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
度最大的方向。
讲授法；
讨论法；
多媒体；
1、教师
讲解；
2、学生
听课
10
分
钟
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。