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c） 沈阳广播电视大学
• 辅助支承：不起定位作用。如图10-11所示 。
a） 1-支承
b） 1-支承 2-螺母
c） 1-支承 2-弹簧 3-滑块 图10-11 辅助支承
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d） 1-滑销 2-斜楔 3-手轮
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2．以圆孔定位基准的定位元件
常用的定位元件有：定位销和定位心轴等。图10-12所示，图10-13。
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10.3.2 夹紧装置的组成
夹紧装置的组成
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力源装置 传动机构
夹紧元件
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10.3.3 夹紧力的确定
夹紧力包括大小、方向、作用点三个要素，它们的确定 是夹紧机构设计中首先要解决的问题。 • 1．夹紧力的方向 （1）夹紧力的方向应朝向主要限位面，以保证工件
的定位精度。如图10-20所示
（2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。如图10-21所示 （3）夹紧力的方向应使工件变形尽可能小。如图10-22所示
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图10-20 夹紧力方向的选择 机械制造基础
图10-21 夹紧力与切削力、重力的方向相同 沈阳广播电视大学
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a）
b）
图10-22 薄壁套筒的夹紧
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10.2.2 基准的概念及分类
一般把零件上用以确定其它点、线、面的 位置所依据的那些点、线、面称为基准。基准 分为设计基准、工艺基准两大类。
• 1．设计基准 在零件图上用以确定其它点、线、面位
置的基准，称设计基准。如图10-5
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2．工艺基准
• 零件在加工、测量、装配等工艺过程中所使用的基
•
工件在夹具中定位就是要确定工件与
夹具定位元件的相对位置，并通过导向元件
或对刀装置来保证工件与刀具、机床之间的 相对位置，使同一批工件在夹具中占据一致 的加工位置。从而满足加工精度的要求。
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2．工件定位的基本原理
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。如
• 1．夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧 力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生 振动和损伤工件表面。
• 2．夹紧动作迅速，操作方便、安全省力。 • 3．手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置
要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。 • 4．结构应尽量简单紧凑，工艺性要好。
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3．工件定位中的几种情况
• 完全定位：六个自由度都需要限制的定位方法，称 为完全定位。
• 不完全定位：没有完全限制六个自由度而仍然保证 有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。
• 欠定位：若定位支承点少于所应消除的自由度数时， 则工件定位不足，称为欠定位。
• 过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一个方 向自由度时称为过定位。
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三 重点与难点
• 机床夹具的基本概念 • 典型定位机构和夹紧机构的概念和功能 • 夹紧力的方向和作用点的选择 • 简单工件的定位机构和夹紧机构的设计方法
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10.1 机床夹具概述
• 10.1.1 机床夹具的分类
机床夹具按专业化程度可分：
机床夹具
a）d≤10mm
b）d > 10～18 mm c）d >10mm 图10-12 圆柱定位销
d）d>10mm
a）
b）
图10-13 圆锥销
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3．以外圆定位基准的定位元件
• 常用的定位元件有：V形块、定位套筒、半圆孔和 锥套定位等。如图10-14所示。
a)
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b)
c)
图10-14 V形块
c）
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图10-30 互垂力多点联动夹紧机构 1、3-摆动压块 2-摇臂 4-螺母
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图10-31 复合式多件联动夹紧机构 1、4-压板摆动压块 2-工件 3-摆动压块
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10.4 夹具设计步骤
• 设计准备
• ① 研究被加工零件，明确夹具设计任务。 • ②分析零件的加工工艺过程。 • ③了解所用的机床的性能、规格和运动情况。 • ④了解所使用的刀具和量具的结构和规格，以及测
• 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基 准的位置误差，即工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 用 表示 D。
• 定位误差的组成及产生原因有以下两个方面：
① 定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重
合误差，即工序相对定位基准在加工尺寸方向上最大变动量
以 B表示。
② 定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，
d)
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4．组合定位基准的定位元件
• 最常用的就是以 “一面两孔”作为 定位基准，相应的 定位元件是支承板 和两定位销（或其 中一个为削边销）， 俗称“一面两销” 定位。
• 如图10-15所示。
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图10-15 一平面与两孔的组合定位
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10.2.4 定位误差分析
和
H
0 TH
。其中尺寸b由铣刀保证，而尺寸H按心
轴中心调整的铣刀位置来保证。
当定位心轴是水平放置时，轴与孔之间存在间隙（间隙 配合）。使定位基准与限位基准不在一点上，产生定位基 准位移误差。如图10-17c）所示。
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定位基准位移误差为：Y OO1 H 2 H1 (Dmax dmin ) 2
准统称为工艺基准。
装配基准
在零件或部件装配时用以确定它在
。 部件或机器中相对位置准
。
工艺基准
测量基准 工序基准
用以测量工件已加工表面所 依据的基准。
在工序图中用以确定被加工 表面位置所依据的基准。
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定位基准
用以确定工件在机床上或夹具
中正确位置所依据的基准。
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图10-5 柴油机机体
加工尺寸A的工序基准是F，定 位基准是E，两者不重合。就 会产生基准不重合误差。
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a）
b）
图10-16 基准不重合误差
B Amax Amin Smax Smin TS
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2. 基准位移误差举例
图10-17所示工件以圆柱孔在心轴上定位铣键槽，要求
保证尺寸
b Tb 0
通用夹具 专用夹具 成组夹具
——可适应不同工件的需要，结构 较复 杂，使用广泛。
——为某工件的某工序专门设计制造 的夹具，结构简单、紧凑，操作方便 迅速。
组合夹具
随行夹具
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10.1.2 机床夹具的组成
1．定位元件。例如定位销、定位块、支撑板等。 2．夹紧元件。例如螺母、压板等。 3．导向、对刀元件。例如钻套、对刀块等。 4．连接元件。例如铣床上的定位键等。 5．夹具体 6．其他装置和元件。如分度装置、靠模装置等。
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图10-23 夹紧力作用点的设置（1）
图10-24 夹紧力作用点的设置（2）
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10.3.4 基本夹紧机构
基本夹紧机构
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斜楔夹紧图10-25 螺旋夹紧图10-26、27
偏心夹紧图10-28 联动夹紧图10-30、31
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a)
DH1
OO
Td
2 s in(
/ 2)
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图10-18 用V型块定位的定位误差计算示意图
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（2）尺寸 H2 的定位误差 H 2 定位误差等于H 2 H 2，即CC。则
DH2 CC OC OC
dmin 2
OO dmax 2
Td
Td
2sin( / 2) 2
Td 2
第10章 夹 具
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一 目的与要求
• 了解机床夹具的组成。 • 掌握定位和夹紧机构的概念和功能。 • 掌握简单工件的定位和夹紧机构的设计方法。
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二 教学内容
• 了解机床夹具的组成。 • 掌握定位和夹紧机构的概念和功能。 • 掌握简单工件的定位和夹紧机构的设计方法。
Hale Waihona Puke Baidu
1
sin(
/
2)
1
（3）尺寸 H3 的定位误差
H3 定位误差等于H 3 H 3 ，即 KK 。则
DH3 K K K O K O
dmax OO dmin
2
2
Td
Td
2sin( / 2) 2
Td 2
1
sin(
/
2)
1
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10.3 工件的夹紧
• 10.3.1 工件夹紧的基本要求
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2．夹紧力的作用点
（1）夹紧力作用点应正对定位元件或落在定位元件的支承范 围内，以保证工件的定位不变。如图10-23所示
（2）夹紧力的作用点应处在工件刚性较好部位，以减小夹紧 变形。图10-22所示
（3）夹紧力应尽可能靠近加工表面。如图10-24所示
• 3．夹紧力的大小
当夹紧力的方向和作用点确定之后，就应计算所 需夹紧力的大小。夹紧力的大小直接影响夹具使用的 安全性和可靠性。一般只作粗略计算。
量和对刀调整方法。 • ⑤了解零件的投产批量和生产纲领等情况。 • ⑥收集有关设计资料。
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• 总体设计 • ① 选择定位方案，设计定位装置。 • ②选择工件夹紧方案，设计夹紧装置。 • ③其他装置及元件的选择。 • ④设计夹具的结构形式。 • ⑤绘制夹具草图。 • ⑥进行必要的分析计算。 • ⑦方案审查与改进设计。 • ⑧ 绘制夹具装配总图。
图10-1所示。
图10-1 物体的六个自由度
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• 用合理分布的六个支 承点限制工件的六个自 由度，即用一个支承点 限制工件的一个自由度 的方法，使工件在夹具 中的位置完全确定。这 就是六点定位原理（原 则）。如图10-2所示
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图10-2 工件的六点定位
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a)平头支承
b)球头支承
c)网纹支承
d)简单型支承板
e)带斜槽支承板
图10-8 支承钉和支承板
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• 可调支承 如图10-9所示
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图10-9 可调支承
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• 自位支承 （又称浮动支承）如图10-10所示。
a） 机械制造基础
b） 图10-10 自位支承
称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上
的最大变动量，以
表示。
Y
故有：
D = B+ Y
此公式是在加工尺寸方向上的代数和。
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1．基准不重合误差举例
图10-16a）为被加工零件的工 序简图，在工件上铣缺口，加 工尺寸为A和B。图10-16 b） 是加工示意图，工件以底面和 E面定位。调整好尺寸后，在 一批工件的加工过程中对刀尺 寸C、B的大小是不变的。
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10.1.3 机床夹具的作用
• 1．保证产品加工精度，稳定产品质量。 • 2．提高生产效率，降低加工成本。 • 3．改善工人的劳动条件。 • 4．扩大机床的工艺范围。
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10.2 定位原理和定位类型
• 10.2.1 工件的定位及定位原理
• 1．工件的定位
b)
图10-25 斜楔夹紧机构
1-夹具体 2-斜楔
3-工件
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图10-26 单螺旋夹紧机构 1-螺杆 2-螺母 3-螺钉 4-压块 5-工件
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a)
b)
c)
d)
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e) 图10-27 螺旋压板夹紧机构
f)
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a)
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b) 图10-28 偏心夹紧机构
图10-6 轴套
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a）
b）
图10-7 工序基准示例
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10.2.3 定位方式和定位元件
定位元件
可调式定位元件 固定式定位元件 辅助式支承元件 浮动式定位元件
支承钉 支承板 定位销 定位心轴
V型块
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1．以平面为定位基准的定位元件
• 固定支承 如图10-8所示
a)
机械制造基础
b)
c)
图10-17 基准位移误差
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3.工件以外圆柱面在V型块上的定位误差举例
如图10-18所示。工件以外圆
定位铣键槽，工序尺寸（槽
底尺寸）的标注方法有三
种 H1 、H 2 、H3 ，其定位误差 如下：
（1）尺寸H1 的定位误差：
对于
H
其定位误差大小就
1
等于H1 H1 即 OO 。