工装夹具设计教学教材

采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件 的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。
2.典型定位元件及限制的自由度 （1）定位元件：用于代替约束点的定位元件的
种类很多，常用的有：支承钉、支承板、长销、短 销、菱形销、长V形块、短V形块、长定位套、短定 位套、固定锥销、浮动锥销等。
（2）限制自由度以及分析 从表4-2中可以看出，有时候研究定位元件及其 组合能限制哪些自由度不如研究它们不能限制哪些 自由度更方便。
上利用千分表、划线盘等工具，找正某些有相互 位置要求的表面，然后夹紧工件，称之为直接找 正安装。直接找正安装生产效率低，一般用于单 件小批量生产。
2.划线找正安装 3.夹具安装 优点：操作比较简单，容易保证加工精度要
求，在各种生产类型中都有应用，持别是成批和 大量生产中。
4.2.2 定位原理
1.六点定位原理
第4章 工件的定位夹紧与夹具设计
4.1 夹具的基本概念 4.2 工件在夹具上的定位 4.3 工件在夹具中的夹紧 4.4 各类机床夹具举例
4.1 夹具的基本概念
4.1.1机床夹具的定义及组成 1.机床夹具的定义：
广义上，为使工艺过程的任何工序保证质量、 提高生产率、减轻工人劳动强度及工作安全等的一切 附加装置都称为夹具。
5) 夹具体 是夹具的关键零件。定位元件、夹紧装置、导向
元件、对刀装置、连接元件等都装在它上面。 夹具体比较复杂，它保证各元件之间的相对位置。
对于加工精度来说，主要是控制刀具相对于工件的位 置，工件在夹具上进行加工时，这个相对位置关系是 由定位元件、导向元件或对刀装置并通过夹具体来保 证，所以夹具体的精度要求比较高。
机床夹具：是将工件进行定位、夹紧，将刀具进 行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系 的附加装置，简称夹具。
辅助工具：将刀具在机床上进行定位、夹紧的装 置，简称辅具。
2. 夹具的组成部分
1）定位元件 起定位作用，保证工件相对于夹具的位置，可用六
点定位原理来分析其所限制的自由度。 2) 夹紧装置
电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具(靠切削力本 身夹紧)等。
4.1.4 工件在夹具中加工时加工误差的组成
1.工件在夹具中加工时的加工误差
工件在夹具中加工时的加工误差，由三部分组成。
(1)安装误差 工件在夹具中的定位和夹紧误差。
(2)对定误差 ①刀具导向或对刀误差，即夹具与刀具的相对位 置误差。 ②夹具在机床上定位和夹紧误差即夹具与机床的 相对位置误差。 (3)加工过程误差 如加工方法的原理误差，工艺系统的受力变形、 工艺系统的受热变形、工艺系统各组成部分(如机床、 刀具、量具等)的静精度和磨损等。
表4-2 典型定位元件的定位分析(续）
表4-2 典型定位元件的定位分析（续）
表4-2 典型定位元件的定位分析（续）
3.完全定位和不完全定位
3.完全定位和不完全定位
3.完全定位和不完全定位
4.欠定位和过定位 (1)欠定位 根据工件加工面位置尺寸要求必须
限制的自由度没有得到全部限制或者说 约束点不足，这样的定位称为欠定位。 欠定位是不允许的。
将工件夹紧，以保证在加工时保持所限制的自由度。
根据动力源的不同，可分为手动、气动、液动和电动等 夹紧方式。 3) 导向元件和对刀装置
用来保证刀具相对于夹具的位置，对于钻头、扩孔
钻、铰刀、镗刀等孔加工刀具用导向元件，对于铣刀、 刨刀等用对刀装置(图4-1、图4-2)。 4) 连接元件
它保证夹具和机床工作台之间的相对位置。 对于铣床夹具有定位键与铣床工作台上的T形槽相 配来进行定位，再用螺钉夹紧(图4-1)。
(2)过定位 工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上 约束点约束，这样的定位被称为过定位(或称定位干 涉)。过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分 析。
在讨论工件定位的合理性问题时应研究下面两个主要问题： ①保证满足工件加工面位置度要求所必须限制的自由度； ②根据承受的切削力进行夹紧机构的设计。
床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对 正确的位置，这个过程称为定位。 夹紧：工件定位后，应将工件固定，使其在加工过程 中保持定位位置不变，这个过程称为夹紧。 安装：工件从定位到夹紧的整个过程称为安装。正确 的安装是保证工件加工精度的重要条件。
安装一般有三种方式: 1.直接找正安装 工件的定位过程可以由操作工人直接在机床
(2) 专用夹具 根据零件上艺过程中某工序的要求专门设计的
夹具，此夹具只用于该零件加工（如连杆镗孔夹 具），一般都是成批和大量生产中所需，数量也比 较大。
(3) 成组夹具 适用于一组零件的夹具，一般都是同类零件，经过 调整(如更换、增加一些元件)可用来定位、夹紧一 组零件。
(4) 组合夹具（拼凑夹具） 由许多标准件组合而成，可根据零件加工工序的需 要拼装，用完后再拆卸，可用于单件、小批生产。
▪ 2.误差值的估算
▪ 一般夹县的制造精度，其误差值取该零 件尺寸公差值的1/3～1/5。
▪ 上述误差中，安装误差和对定误差都是 和夹具有关的误差，一般约占整个加工误 差的三分之一。
4.2工件在夹具上的定位
4.2.1 工件的安装
这里安装有两个含义即定位和夹紧。 定位：工件在机床上加工时，首先要把工件安放在机
6) 其它元件及装置 如动力装置的操作系统等。 机床夹具和机床、刀具、工件之间的关系如
图4-3所示。
4.1.2 夹具的作用 1)保证加工精度 2)提高生产率 3)减轻劳动强度 4)扩大机床的工艺范围
4.1.3夹具的分类
Fra Baidu bibliotek1．从通用化程度来分 (1) 通用夹具
与通用机床配套，作为通用机床的附件、如三 爪卡盘、四爪卡盘、虎钳、分度头和转台等。
(5) 随行夹具 用于自动线上，工件安装在随行夹具上，随行夹具 由运输装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作 台上进行定位夹紧。
2.从使用机床的类型来分 可分为车床夹具、磨床夹具、钻床夹具(包括钻模)、
镗床夹具(包括镗模)、铣床夹具等。 3.从用途来分 可分为机床夹具、装配夹具和检验夹具等。 4.从动力来源分 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、