机械制造技术基础机床夹具设计原理
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固定：限制3个自由度 浮动：限制2个自由度
③心轴： A、刚性心轴 间隙配合，定心低
过盈配合，定心高
B、锥度心轴 ➢ 常用锥度：1:1000～1:5000 ➢ 工件紧，定心高，不用夹紧
C、弹性心轴： 定心精度高，装卸方便
液性塑料心轴
D、定心心轴：用于粗基准或孔径大时
孔定位
3、外圆定位 ①套筒
采用六个按一定规则布置的约束点，限 制工件的六个自由度，实现完全定位
①定位销定位：
②V型铁定位：
③锥销定位： ④顶尖定位：
三、定位的正常情况与非正常情况
需限制5个自由度
需限制6个自由度
正常定位
完全定位 不完全定位
不正常定位
欠定位 超定位
①平面定位： 四个支撑钉→三个
②平面长销 平面→3个；长销→4个
改进措施
长销与小端面 短销与大端面 长销与浮动端面垫
③一面两销
两个短销均限制了 Y
→将其中一销改为削边销
过定位益处
➢ 增加稳定性 ➢ 增加刚性
➢ 该限制的没有限制→欠定位，不允许；限制自由度 小于六时，是欠定位或不完全定位
➢ 一个自由度被多个定位元件限制→超定位，一般不 允许
➢ 工件定位面精度、夹具定位元件精度较高→允许过 定位→提高刚度
d2max 2 Lx 2 L Lg D2 2 (L Lg D2 2 )
d 2 max
d2
d1
2
D2
2 Lg
2 Lx
D2
2
2
△2为孔2与销2的最小间隙，这样d2较小，从而定位的 角度小误差很大。
➢ 两孔中心误差和两销的中心误差由两个定位销来补偿：
将两个销直径减小，这样在中心连线方向定位精度降低， 另外也不能减小角度误差，因此很少采用。
➢ 工件刚度低，过定位→提高刚度 ➢ 根据加工要求确定定位 ➢ 欠定位和过定位可能同时存在
§5-3 典型的定位方式、定位元件及定位装置
一、定位元件的要求
①有与工件相应的精度； ②有足够的刚度； ③有足够的耐磨性。
二、常见的定位方式及定位元件
平面定位、外圆定位、内孔定位、复合定位 1、平面定位 ➢ 应用场合：箱体、床身、机座、支架等 ➢ 定位元件：支承钉及支承板、可调支承与自位支
第四章 机床夹具设计原理
学习目的与要求
（1）了解机床夹具的组成、作用及其对零件加工的重要性 （2）掌握对工件定位的概念、原理、要求及定位误差的概念 （3）掌握各种不同定位方式定位误差的计算 （4）熟悉对工件夹紧的目的、要求和夹紧机构 （5）熟悉各种机床上使用的夹具特点 （6）初步掌握夹具设计的方法、要点和步骤
承、辅助支承
①支承钉与支承板 ➢ 精基准： 支承钉或支承板 ➢ 粗基准： 三个支承钉
②可调支承 用于未加工过的面（粗基准）
③自位支承 ④辅助支承 避免粗基准的超定位 增加工件刚性
辅助支承
2、圆孔定位 ①定位销：主用于中心孔定位，一般d≤50mm 圆柱形定位销：限制2个自由度 菱形销(削边销)：限制1个自由度 ②锥销
二、定位原理
➢ 自由度：一个物体在空间中可能具有的运动
➢ 刚体有六个自由度：x、y、z、x、y、z
➢ 定位条件：采取各种约束措施来消除六个自由度 ➢ 六点定位原理：
平面 1、2、3： z、x、y
圆柱面 5、6 ： x、y
槽4： z
圆柱面 1、3、4、5：
槽 2： x
端 6： x
y、z、y、z
六点 定位原理
广义
机床夹具
辅助——将刀具在机床上进行定位、夹紧的装置。
二、工件的安装
➢ 定义 ➢ 内容：
定位 安装
夹紧
➢ 方式：
划线安装
夹具安装
三、夹具的组成
1、夹具的组成
①定位元件及定位装置 ②夹紧元件及夹紧装置
③导向元件或对刀装置 ④动力装置
⑤夹具体
⑥其它元件与装置
2、夹具的工作原理要点
①使工件占有正确的加工位置
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
2、按机床种类
①车床夹具
②磨床夹具
③钻床夹具(钻模)
④镗床夹具(镗模)
⑤铣床夹具
3、按动力源
手动、气动、液压、气液、电动、电磁、真空、
自紧(切削力)
§4-2工件的定位
一、定位与基准
➢ 定位：工件在夹具中占有正确的位置 ➢ 夹紧：固定工件的位置 ➢ 定位基准：确定工件安装时所用的基准
主要内容
第4章 机床夹具设计原理 4.1 机床夹具的概述 4.2 工件的定位 4.3 典型的定位方式、定位元件及定位装置 4.4 定位误差 4.5 工件的夹紧 4.6 夹紧机构 4.7 夹具的动力装置 4.8 夹具的其它装置 4.9 夹具设计的方法及步骤 思考与练习：
§4-1 夹具的基本概念
一、机床夹具的定义
②自动定心定位：卡盘及卡头
③支承
平支承
两个平支承 半圆支承
④V型铁定位 ➢ 分类：V型铁
长V型铁：限制4个自由度 短V型铁：限制2个自由度
➢ 特点：对中性好 ➢ 应用：外圆柱面定位；任意曲线柱面的定位；
与其他定位元件组合使用；超定位时，可做成 浮动形式
4、圆锥孔定位 用锥轴限5个自由度，特例是顶尖（死顶尖和浮动顶
②保证夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的
准确几何位置，满足加工面对定位基准的相互位置精
度要求
③保证加工面对定位基准的位置尺寸
四、夹具的作用
（1）保证加工精度
（2）提高生产率
（3）减轻工人劳动强度 （4）扩大机床使用范围
（5）降低生产成本
（6）可由较低技术等级的工人加工
五、夹具分类
1、按专业化程度
Байду номын сангаас
B、用削边销来补偿两孔中心距和两销中心距的误差 ➢ 削边销的出现
设两孔中心距最大，两销中心距最小
1 D1min d1max
2 D2min d2max
如把定位销2削成宽为b的扁销，即可补偿两个中心距误差 使工件顺利装入。根据几何关系得（两三角形）
BDO2
BDO2'
b
2
(D2
2 2
)
2( Lx Lg )
尖） 5、复合定位——一个平面和两个与平面垂直的孔组合； 一个平面和一个与其垂直的孔组合 （1）一个平面和两个与其垂直的孔
A 、采用两个圆柱销和一个平面的情况 使工件两个孔中一个准确定位，两孔中心距误差和两 销中心距误差由另一个定位销来补偿
L-δLx L+δLx
设孔1和销1准确定位，两者最小间隙△1 ，要将孔2套 入定位销2，而两个中心距又有误差，则只能将定位销2 减小。从图中可以看出，当两孔中心距最大两销中心距 最小或反之
③心轴： A、刚性心轴 间隙配合，定心低
过盈配合，定心高
B、锥度心轴 ➢ 常用锥度：1:1000～1:5000 ➢ 工件紧，定心高，不用夹紧
C、弹性心轴： 定心精度高，装卸方便
液性塑料心轴
D、定心心轴：用于粗基准或孔径大时
孔定位
3、外圆定位 ①套筒
采用六个按一定规则布置的约束点，限 制工件的六个自由度，实现完全定位
①定位销定位：
②V型铁定位：
③锥销定位： ④顶尖定位：
三、定位的正常情况与非正常情况
需限制5个自由度
需限制6个自由度
正常定位
完全定位 不完全定位
不正常定位
欠定位 超定位
①平面定位： 四个支撑钉→三个
②平面长销 平面→3个；长销→4个
改进措施
长销与小端面 短销与大端面 长销与浮动端面垫
③一面两销
两个短销均限制了 Y
→将其中一销改为削边销
过定位益处
➢ 增加稳定性 ➢ 增加刚性
➢ 该限制的没有限制→欠定位，不允许；限制自由度 小于六时，是欠定位或不完全定位
➢ 一个自由度被多个定位元件限制→超定位，一般不 允许
➢ 工件定位面精度、夹具定位元件精度较高→允许过 定位→提高刚度
d2max 2 Lx 2 L Lg D2 2 (L Lg D2 2 )
d 2 max
d2
d1
2
D2
2 Lg
2 Lx
D2
2
2
△2为孔2与销2的最小间隙，这样d2较小，从而定位的 角度小误差很大。
➢ 两孔中心误差和两销的中心误差由两个定位销来补偿：
将两个销直径减小，这样在中心连线方向定位精度降低， 另外也不能减小角度误差，因此很少采用。
➢ 工件刚度低，过定位→提高刚度 ➢ 根据加工要求确定定位 ➢ 欠定位和过定位可能同时存在
§5-3 典型的定位方式、定位元件及定位装置
一、定位元件的要求
①有与工件相应的精度； ②有足够的刚度； ③有足够的耐磨性。
二、常见的定位方式及定位元件
平面定位、外圆定位、内孔定位、复合定位 1、平面定位 ➢ 应用场合：箱体、床身、机座、支架等 ➢ 定位元件：支承钉及支承板、可调支承与自位支
第四章 机床夹具设计原理
学习目的与要求
（1）了解机床夹具的组成、作用及其对零件加工的重要性 （2）掌握对工件定位的概念、原理、要求及定位误差的概念 （3）掌握各种不同定位方式定位误差的计算 （4）熟悉对工件夹紧的目的、要求和夹紧机构 （5）熟悉各种机床上使用的夹具特点 （6）初步掌握夹具设计的方法、要点和步骤
承、辅助支承
①支承钉与支承板 ➢ 精基准： 支承钉或支承板 ➢ 粗基准： 三个支承钉
②可调支承 用于未加工过的面（粗基准）
③自位支承 ④辅助支承 避免粗基准的超定位 增加工件刚性
辅助支承
2、圆孔定位 ①定位销：主用于中心孔定位，一般d≤50mm 圆柱形定位销：限制2个自由度 菱形销(削边销)：限制1个自由度 ②锥销
二、定位原理
➢ 自由度：一个物体在空间中可能具有的运动
➢ 刚体有六个自由度：x、y、z、x、y、z
➢ 定位条件：采取各种约束措施来消除六个自由度 ➢ 六点定位原理：
平面 1、2、3： z、x、y
圆柱面 5、6 ： x、y
槽4： z
圆柱面 1、3、4、5：
槽 2： x
端 6： x
y、z、y、z
六点 定位原理
广义
机床夹具
辅助——将刀具在机床上进行定位、夹紧的装置。
二、工件的安装
➢ 定义 ➢ 内容：
定位 安装
夹紧
➢ 方式：
划线安装
夹具安装
三、夹具的组成
1、夹具的组成
①定位元件及定位装置 ②夹紧元件及夹紧装置
③导向元件或对刀装置 ④动力装置
⑤夹具体
⑥其它元件与装置
2、夹具的工作原理要点
①使工件占有正确的加工位置
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
2、按机床种类
①车床夹具
②磨床夹具
③钻床夹具(钻模)
④镗床夹具(镗模)
⑤铣床夹具
3、按动力源
手动、气动、液压、气液、电动、电磁、真空、
自紧(切削力)
§4-2工件的定位
一、定位与基准
➢ 定位：工件在夹具中占有正确的位置 ➢ 夹紧：固定工件的位置 ➢ 定位基准：确定工件安装时所用的基准
主要内容
第4章 机床夹具设计原理 4.1 机床夹具的概述 4.2 工件的定位 4.3 典型的定位方式、定位元件及定位装置 4.4 定位误差 4.5 工件的夹紧 4.6 夹紧机构 4.7 夹具的动力装置 4.8 夹具的其它装置 4.9 夹具设计的方法及步骤 思考与练习：
§4-1 夹具的基本概念
一、机床夹具的定义
②自动定心定位：卡盘及卡头
③支承
平支承
两个平支承 半圆支承
④V型铁定位 ➢ 分类：V型铁
长V型铁：限制4个自由度 短V型铁：限制2个自由度
➢ 特点：对中性好 ➢ 应用：外圆柱面定位；任意曲线柱面的定位；
与其他定位元件组合使用；超定位时，可做成 浮动形式
4、圆锥孔定位 用锥轴限5个自由度，特例是顶尖（死顶尖和浮动顶
②保证夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的
准确几何位置，满足加工面对定位基准的相互位置精
度要求
③保证加工面对定位基准的位置尺寸
四、夹具的作用
（1）保证加工精度
（2）提高生产率
（3）减轻工人劳动强度 （4）扩大机床使用范围
（5）降低生产成本
（6）可由较低技术等级的工人加工
五、夹具分类
1、按专业化程度
Байду номын сангаас
B、用削边销来补偿两孔中心距和两销中心距的误差 ➢ 削边销的出现
设两孔中心距最大，两销中心距最小
1 D1min d1max
2 D2min d2max
如把定位销2削成宽为b的扁销，即可补偿两个中心距误差 使工件顺利装入。根据几何关系得（两三角形）
BDO2
BDO2'
b
2
(D2
2 2
)
2( Lx Lg )
尖） 5、复合定位——一个平面和两个与平面垂直的孔组合； 一个平面和一个与其垂直的孔组合 （1）一个平面和两个与其垂直的孔
A 、采用两个圆柱销和一个平面的情况 使工件两个孔中一个准确定位，两孔中心距误差和两 销中心距误差由另一个定位销来补偿
L-δLx L+δLx
设孔1和销1准确定位，两者最小间隙△1 ，要将孔2套 入定位销2，而两个中心距又有误差，则只能将定位销2 减小。从图中可以看出，当两孔中心距最大两销中心距 最小或反之