第三节 工件在夹具中的定位
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第四章第3节-定位误差分析
_____ _____ _____ _____ AO 2 O 2 B 2 AO 1 O 1 B 1
d d1 1 2 2sin 2
1 d 2 d1 1 2 sin 2
定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准 确误差组成。
第三节
定位误差分析
1)基准不重合误差： 须明确的概念： a)设计基准：在零件图上用来确定某一表 面的尺寸、位置所依据的基准。 b)工序基准：在工序图上用来确定本工序 被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的 基准。
c)基准不重合误差等于定位基准相对于设 计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。
第三节
定位误差分析
工件以内孔中心O为定 位基准，套在心轴上， 铣上平面，工序尺寸 H 为 。从定位角度看， H0 孔心线与轴心线重合， 即设计基准与定位基 准重合， =0。 jb
第三节
定位误差分析
实际上，定位心轴和 工件内孔都有制造误 差，而且为了便于工 件套在心轴上，还应 留有间隙，故安装后 孔和轴的中心必然不 重合，使得两个基准 发生位置变动。
d 1 1 2 sin 2
第三节
(2)要求保证
定位误差分析
下母线到加工
面的尺寸，即
设计基准为C：
尺寸H2的定位误差：
dw2
d 1 1 2 sin 2
______
第四章
机床夹具原理与设计
夹具概述： 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，以使工件获得相对的于机床和刀具 的正确位置，并把工件可靠地夹紧。Leabharlann 第三节定位误差分析
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。
工件的定位
工件的定位
任意边接触时的基准位移误差
工件的定位
【例】如图所示，在轴套上铣削键槽。设定心轴水平放 置，工件在垂直向下的外力作用下，其圆柱孔与心轴的上母 线接触。试求工序尺寸H1、H2、H3的定位误差？
【解】
工件的定位
工件的定位 三、工件以外圆柱面定位
V形块定位误差分析
工件的定位
夹具上的定位支承点多于六个或少于六个，但由于布 局不合理，将造成重复消除工件的一个或几个不定度的现 象，这种重复消除工件不定度的定位称为重复定位。
工件的定位
第三节 定位元件
常用定位元件
工件的定位
一、对定位元件的要求
1. 高精度 2. 高耐磨性 3. 足够的刚度和强度 4. 良好的工艺性
工件的定位
第一节 六点定则
夹具中的工 件是如何实现 定位的？
工件的定位
一、不定度
不定度：用来描述工件在某一预先设定的空间直角 坐标系中定位时，其空间位置不确定程度的六个位置参 数。
工件的定位
工件空间位置的不定度
名称 符号
含义
移动 不定
度
工件沿X轴方向移 X
动位置的不确定性 工件沿Y轴方向移动
Y
位置的不确定性 工件沿Z轴方向移动
Z
位置的不确定性
图例
工件的定位
工件空间位置的不定度
名称
转动 不定 度
符号
X Y Z
含义 工件绕X轴方向转动位 置的不确定性 工件绕Y轴方向转动位 置的不确定性 工件绕Z轴方向转动位 置的不确定性
图例
工件的定位
二、六点定则
六点定则：在工件的定位中，用空间合理分布的 六个定位点（由定位元件抽象而来）来限制工件，使 其获得一个完全确定的位置的方法。
三、机床夹具设计原理
1.造成误差的原因：
造成定位误差的原因有两个。 ⑴定位基准与设计基准不重合，产生基 准不重合误差△B。 ⑵定位基准与限位基准不重合，产生基 准位移误差△Y。
⑴基准不重合误差△B 定位基准与设计基准不重合，产生的基准 不重合误差 △B
基准不重合误差的大小应等于定位基准 与设计基准之间所有尺寸的公差和。在工序 图上寻找这些尺寸的公差。
合成时，若设计基准不在定位基面上 （设计基准与定位基面为两个独立的表 面），即基准不重合误差与基准位移误差无 相关公共变量。
△D＝△Y＋△B 合成时，若设计基准在定位基面上，即 基准不重合误差与基准位移误差有相关的公 共变量。 △D＝△Y±△B
+ - 确定方法： 定位基准与限位基面接触，定位基面直 径由小变大（或由大变小），分析定位基准 变动方向。 定位基准不变，定位基面直径同样变 化，分析设计基准的变动方向。 △Y（或定位基准）与△B（或工序基 准）的变动方向相同时，取“＋”号；变动 方向相反时，取“一”号。
（二）常用定位方法与定位元件
例题2 试分析图中各工件，为满足工 件的加工要求需要限制的自由度，选择定位 基准及各定位基准所限制的自由度，为各定 位基准选择相应的定位元件及各定位元件所 限制的自由度。
（三）定位误差的分析与计算
一批工件逐个在夹具上定位时，由于工 件及定位元件存在公差，使各个工件所占据 的位置不完全一致即定位不准确，加工后形 成加工尺寸的不一致，为加工误差。这种只 与工件定位有关的加工误差，称为定位误 差，用△D表示。
▪ 工件的定位平面一般是加工过的精基面，两定位 孔可能是工件上原有的，也可能是专为定位需要 而设置的工艺孔。定位元件是一面两销，即一个 平面、一个圆柱销和一个菱形销。
▪ 一面两孔定位符合基准统一原则，定位简单，夹 紧方便。
第三节定位误差的分析与计算
角度（B) 工
位置（A) 2L工tg工 角度（A) tg工
2、一面二孔定位 工件底面为第一基准，两孔O1、O2为第二、第三基准
2、一面二孔定位 第一定位基准：底面 没有基准位置误差 两孔O1、O2为第 二、第三基准， 由于制造及装配 误差， 定位基准 O1、O2存在位置 误差。
TD Td1 2
+ Td 2
30H 7 30
第三节 定位误差的分析 与计算
一、定位误差及其计算方法
（一）定位误差的概念及其产生的原因
例：如图所示，要在套 筒上钻一通孔，保证尺 寸H-TH0.
根据六点定位原理，用 套筒端面和内圆表面定 位消除五个自由度，使 工件获得正确位置； 定位元件：带支承垫圈 的定位销； 定位基准： 工序基准：
虽然套筒已在夹具中的 位置确定了，但由于工 件的内孔、外圆及定位 销的直径不可能制造得 绝对准确，工件内孔与 定位销之间存在间隙， 所以工件的内孔中心线 和外圆下母线均在一定 范围内变动，加工后的 一批工件的工序尺寸也 不同。造成在工序尺寸 上的加工误差。
例2、P51
存在基准不重合误差，忽略第二基准B面位置变动
定位（L） 位置（AB）+ 不重（O ）cos -） （
1
定位（L）=L L=O1O2 O1O2
2 （ 0+o1o1 cos -）= TL1 TL2 cos -） （ 2
定位（H 2) 位置（O) 不重（D）
o1o2 Td / 2 Td / 2sin 2 Td / 2
Td 2 1 ( sin 1)
2
（四）圆锥表面定位时的定位误差
工件定位基准的位置误差为0，但在轴线方向的尺寸产生 定位误差
位置（A) 2L工tg工 角度（A) tg工
2、一面二孔定位 工件底面为第一基准，两孔O1、O2为第二、第三基准
2、一面二孔定位 第一定位基准：底面 没有基准位置误差 两孔O1、O2为第 二、第三基准， 由于制造及装配 误差， 定位基准 O1、O2存在位置 误差。
TD Td1 2
+ Td 2
30H 7 30
第三节 定位误差的分析 与计算
一、定位误差及其计算方法
（一）定位误差的概念及其产生的原因
例：如图所示，要在套 筒上钻一通孔，保证尺 寸H-TH0.
根据六点定位原理，用 套筒端面和内圆表面定 位消除五个自由度，使 工件获得正确位置； 定位元件：带支承垫圈 的定位销； 定位基准： 工序基准：
虽然套筒已在夹具中的 位置确定了，但由于工 件的内孔、外圆及定位 销的直径不可能制造得 绝对准确，工件内孔与 定位销之间存在间隙， 所以工件的内孔中心线 和外圆下母线均在一定 范围内变动，加工后的 一批工件的工序尺寸也 不同。造成在工序尺寸 上的加工误差。
例2、P51
存在基准不重合误差，忽略第二基准B面位置变动
定位（L） 位置（AB）+ 不重（O ）cos -） （
1
定位（L）=L L=O1O2 O1O2
2 （ 0+o1o1 cos -）= TL1 TL2 cos -） （ 2
定位（H 2) 位置（O) 不重（D）
o1o2 Td / 2 Td / 2sin 2 Td / 2
Td 2 1 ( sin 1)
2
（四）圆锥表面定位时的定位误差
工件定位基准的位置误差为0，但在轴线方向的尺寸产生 定位误差
第3章 工件的定位与夹紧(专业课堂)
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第四节 工件的定位方法及其定位元 件
一、工件以平面定位
工件以平面作为定位基准时.所用定位元件一般可分为基本支 承和辅助支承两类。基本支承用来限制工件的自由度.具有独 立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性.不起限制 工件自由度的作用。 1.基本支承 基本支承有固定、可调、自位三种形式.它们的尺寸结构已系 列化、标准化.可在夹具设计手册中查用。这里主要介绍它们 的结构特点及使用场合。 (1)固定支承。定位元件装在夹具上后一般不再拆卸或调节. 有支承钉与支承板两种。
第三章 工件的定位与夹紧
第一节 概述 第二节 工件定位原理 第三节 基准、定位副及对定位元件的基本要求 第四节 工件的定位方法及其定位元件 第五节 定位误差的分析与计算 第六节 一面两孔定位 第七节 夹紧装置的组成和基本要求 第八节 夹紧力的确定 第九节 基本夹紧机构
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1
第一节 概述
一、夹具的功用
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第一节 概述
3.夹具体 夹具体是夹具的基础件.通过它将夹具所有元件构成一个整体. 4.其他装置或元件 除了定位元件、夹紧装置和夹具体之外.各种夹具根据需要还 有一些其他装置或元件.如分度装置、对刀元件、连接元件、 导向元件等.
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第二节 工件定位原理
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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：
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。
机床夹具设计完整ppt
谢谢观看 第五节 典型机床夹具
机床夹具是工艺系统的重要组成部分，它在生产中应用十分广泛。 第五节 典型机床夹具 第二节 工件的装夹 第六章 机床夹具设计 第五节 典型机床夹具 第五节 典型机床夹具 第四节 工件在夹具中的夹紧 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 第六章 机床夹具设计 第一节 机床夹具概述 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 第二节 工件的装夹
第六章 机床夹具设计
在成批生产、大量生产中，工件的 装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹 具是工艺系统的重要组成部分，它在生 产中应用十分广泛。
第一节 机床夹具概述 第二节 工件的装夹 第三节 工件在夹具中的定位 第四节 工件在夹具中的夹紧 第五节 典型机床夹具 第六节 机床夹具设计方法
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第五节 典型机床夹具 第五节 典ห้องสมุดไป่ตู้机床夹具 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
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
§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
第四章第2、3节机床夹具及工件定位--- (2)
构，进一步提高劳动生产率。
3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能
根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，
即可扩大机床原有的工艺范围。
例如在摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱
体零件的镗孔加工。
定位原理
学习要点：
定位是机械加工中一个极为重要的问题。
要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定
1、2、3点：
6点： x
z x y
4、5点：
y z
工件定位的任务就是根据加工要求限制工
件的全部或部分自由度。 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。
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
它用于加工 与端面J垂 直的孔、外 圆面及其他 端面，或两 端面有同轴 度(表面P与 内孔、外圆 面)要求的 工件。
压板座组件 KTl 可根据 工件大小在 槽内作径向 移动以调整 钩形螺栓夹 紧位置。钩 形螺栓 KH1 可视工件大 小更换。
根据工件 定位基准 不同，定 位元件 KH2也可 以更换。
2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于 加工不同工件的夹具。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的 平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由 专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。 其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、 小批量的生产中。
由前述分析可知，球体上通铣平面只需限制 1个自由度，这是从定位分析角度得出的结 论，但是在决定定位方案的时候，为了使得 定位系统能够实现，承受切削力、夹紧力， 方便安排定位元件等原因，往往考虑限制2 个自由度(见图4-13a) ，或限制3个自由度(见 图4-13b)。在这种情况下，对第二类自由度 也加以了限制，不仅是允许的， 且是必要的。
《工件的定位与装夹》PPT课件
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
台或导轨的相互位置。 (4)对刀元件或导向元件 这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。
用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件；用于确定刀具 位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件，如图3-1所示的钻套1。
划线位置找正以确 定其正确的加工位
置。
精选ppt
10
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。
图3-6 工件六个自由度
精选ppt
图3-7 点定位原理个自由度 11
（条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
2)定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自
由度的作用。
3)分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一
自由度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，并不是
指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外
力作用下不能运动，要靠夹紧装精置选p来pt 完成。
精选ppt
7
图3-3 铣床夹具
精选ppt
8
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。
12
台或导轨的相互位置。 (4)对刀元件或导向元件 这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。
用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件；用于确定刀具 位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件，如图3-1所示的钻套1。
划线位置找正以确 定其正确的加工位
置。
精选ppt
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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。
图3-6 工件六个自由度
精选ppt
图3-7 点定位原理个自由度 11
（条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
2)定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自
由度的作用。
3)分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一
自由度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，并不是
指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外
力作用下不能运动，要靠夹紧装精置选p来pt 完成。
精选ppt
7
图3-3 铣床夹具
精选ppt
8
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。
12
机床夹具设计第三节——工件的夹紧
二、夹紧力的确定
夹紧力的确定包括：作用点、方向、大小三要素 1. 作用点的选择 ● 应落在支承点上或支承面以内，避免工件翻转。 如图所示，夹紧力W的作用点可能会使工件翻转。 ● 应落在工件刚性大的部位。如图所示，镗连杆大 头孔时，W1加在杆身中间，会使两头上翘，镗孔 后，导致孔轴线与端面不垂直。 ● 应靠近加工面。如图2所示，镗连杆大头孔时， W2加在小头孔端，离加工面过远，导致工件夹紧 变形大或夹紧不可靠。
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2-32
三、 常见夹紧机构
1. 楔块夹紧机构
图2-39 楔块夹紧动画
楔块夹紧机构是利用斜面来夹紧工件的，它是夹具 的基本形式，其他一些机构实际上是由此派生出来 的。(图2-40a） 1 夹紧力的计算 （受力分析如图2-40b） ∑F（X）=0 Q=F1+Rx。。。（1） Q——外力； F1——工件与楔块之间的摩擦力； Rx——楔块与夹具体之间的摩擦力F2与夹具体反力N 的合力在水平方向的分力； F1=Wtgφ1 Rx=Wtg(α+φ2) 代入（1）式 得 Q=Wtgφ1+Wtg(α+φ2) 令φ1=φ2=φ 则tgφ1+tg(α+φ2)≈tg(α+2φ)
§2.6典型夹具
§ 2.6.1.1 钻床夹具（1） 钻床夹具也称钻模，用于钻床上孔 加工。钻模种类很多，常用的有： 一 固定式钻模（图2—55） 在使用过程中钻模板的位置固定不动 叫固定式钻模。这类钻模的加工精度 较高。
二 翻转式钻模
如图2-56所示一箱体类零件，底面需要钻孔，而 工件底面朝上无法安装，只能正面安装好以后翻 转过来再加工。工件与夹具总重不宜过大，一般 不超过10Kg，以减轻劳动强度。否则应配机动翻 转装置。 三 盖板式钻模 一些大、中型工件在钻孔时，由于工件的自重足 以克服切削力，工件不需要夹紧。只需将钻模板 固定在工件上。所以钻模板做成盖板式。 图2-57为盖板式钻模，钻模板以圆柱销2、削边 销6、支承板5在工件上定位。由于钻削力不会使 钻模板抬起，故无需夹紧。
第3章_工件在夹具中的定位与夹紧
4）圆偏心的夹紧行程
确定夹紧行程hPE需考虑如下因素： 夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及 磨损贮备量等
hPE≥T+Δ间+ Δ贮 偏心距e为 e = hPE / (cosγP - cosγE )
若取P点左右各45°圆弧作为工作段，则
e = hPE / (cos 45° - cos 135°) = hPE / 1.1414
1）有增力作用，扩力比 i = FJ / FQ ，约等于3； 2）夹紧行程小,h/s =tanα，故 h 远小于 s ； 3）结构简单，但操作不方便。
主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
（2）偏心夹紧机构
常见的偏心轮—压板夹紧机构
1）圆偏心夹紧原理及其几何特性
偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， M、N处
以斜楔为研究对象，夹紧时 根据静力平衡原理，有
FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α＋Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1＋tan(α＋Φ2)]
设Φ1 =Φ2 =Φ，当α≤10°，
可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα＋2Φ)
斜楔夹紧的特点：
△jw= O1Omax- O1Omin=(TD + Td) /2
③ 工件进行回转加工
A
孔 Dmax=D+TD Dmin=D
轴 dmax=d dmin=d- Td
影响同轴度的基准 位移误差为：
△jw= O1Omax
= OA-O1A =(D+TD)/2-(d- Td) /2 = (TD + Td + Xmin) /2
3）圆偏心夹紧的夹紧力
3）圆偏心夹紧的夹紧力
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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第三节 工件在夹具中的定位
一、机床夹具定位元件 （－）工件以平面定位常用定位元件
平头支承钉：用于支承精基准面
平 面 定 位
支 承 钉
球头支承钉：用于支承粗基准面 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准 定位且要求较大摩擦力的表面定位 图
常 用 定
支 承 板
平面型支承板：侧面和顶面定位 图 带斜槽型支承板：适于作底面定位准面
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（自学）
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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。
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。
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。
位 元 可调支承 图
件 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。
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。
一、机床夹具定位元件 （－）工件以平面定位常用定位元件
平头支承钉：用于支承精基准面
平 面 定 位
支 承 钉
球头支承钉：用于支承粗基准面 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准 定位且要求较大摩擦力的表面定位 图
常 用 定
支 承 板
平面型支承板：侧面和顶面定位 图 带斜槽型支承板：适于作底面定位准面
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（自学）
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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。
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。
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。
位 元 可调支承 图
件 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。
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。