工件定位夹紧[1]

第四节工件的夹紧

在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。

一、夹紧装置的组成及其设计原则

工件定位后，将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。

1．夹紧装置的组成

夹紧装置的组成如图4-35所示，由以下三部分组成。

（1）动力源装置它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。手动夹紧的力源来自人力，用时比较费时费力。为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。图4-35所示的气缸就是一种动力源装置。

（2）传力机构它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。图4-35所示的杠杆就是传力机构。

（3）夹紧元件它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。图3-35所示的压板就是夹紧元件。

图4-35夹紧装置的组成

1—气缸2—杠杆3—压板

2．夹紧装置的设计原则

在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：

（1）工件不移动原则夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。

（2）工件不变形原则夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。

（3）工件不振动原则对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。

（4）安全可靠原则夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。

（5）经济实用原则夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。

二、确定夹紧力的基本原则

设计夹紧装置时，夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。

1．夹紧力的方向

夹紧力的方向与工件定位的基本配置情况，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时必须遵守以下准则：

（1）夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。见图4-36a 直角支座镗孔，要求孔与A面垂直，所以应以A面为主要定位基面，且夹紧力F w方向与之垂直，则较容易保质量。如图4-36b、c所示中的F w都不利于保证镗孔轴线与A的垂直度，如图4-36d所示中的F w朝向了主要定位基面，则有利于保证加工孔轴线与A面的垂直度。

图4-36 夹紧力应指向主要定位基面

a）工序简图b）、c）错误d）正确

（2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力，以减小工件的变形、减轻劳动强度。为此，夹紧力F w的方向最好与切削力F、工件的重力G的方向重合。如图4-37所示为工件在夹具中加工时常见的几种受力情况。显然，图4-37a为最合理，图4-37f情况为最差。

图4-37 夹紧力方向与夹紧力大小的关系

（3）夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。由于工件在不同方向上刚度是不等的。不同的受力表面也因其接触面积大小而变形各异。尤其在夹压薄壁零件时，更需注意使夹紧力的方向指向工件刚性最好的方向。

2．夹紧力的作用点

夹紧力作用点是指夹紧件与工件接触的一小块面积。选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下确定夹紧力作用点的位置和数目。夹紧力作用点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素。合理选择夹紧力作用点必须遵守以下准则：

（1）夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，应尽可能使夹紧点与支承点对应，

使夹紧力作用在支承上。如图4-38a所示，夹紧力作用在支承面范围之外，会使工件倾斜或移动，夹紧时将破坏工件的定位；而如图4-38b所示则是合理的。

图4-38 夹紧力的作用点应在支承面内

图4-39 夹紧力作用点应在刚性较好部位

a) 不合理 b) 合理

（2）夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位。这对刚度较差的工件尤其重要，如图3-39所示，将作用点由中间的单点改成两旁的两点夹紧，可使变形大为减小，并且夹紧更加可靠。

（3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产生振动和变形，提高定位的稳定性和可靠性。图4-40所示工件的加工部位为孔，图4-40a的夹紧点离加工部位较远，易引起加工振动，使表面粗糙度增大；图4-40b的夹紧点会引起较大的夹紧变形，造成加工误差；图4-40c是比较好的一种夹紧点选择。

图4-40夹紧力作用点应靠近加工表面

3．夹紧力的大小

夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。夹紧力的大小要适当。夹紧力过小则夹紧不牢靠，在加工过程中工件可能发生位移而破坏定位，其结果轻则影响加工质量，重则造成工件报废甚至发生安全事故。夹紧力过大会使工件变形，也会对加工质量不利。

理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。

当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件应考虑重力、惯性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实

际所需夹紧力，即

F wk = KF w （4-15）式中F wk——实际所需夹紧力，单位为N；

F w——在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，单位为N；

K——安全系数，粗略计算时，粗加工取K＝2.5~3，精加工取K＝1.5~2。

夹紧力三要素的确定，实际是一个综合性问题。必须全面考虑工件结构特点、工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素，才能最后确定并具体设计出较为理想的夹紧装置。

4．减小夹紧变形的措施

有时，一个工件很难找出合适的夹紧点。如图4-41所示的较长的套筒在车床上镗内孔和图4-42所示的高支座在镗床上镗孔，以及一些薄壁零件的夹持等，均不易找到合适的夹紧点。这时可以采取以下措施减少夹紧变形。

图4-41 车床上镗深孔

（1）增加辅助支承和辅助夹紧点如图4-42所示的高支座可采用图4-43所示的方法，增加一个辅助支承点及辅助夹紧力W1，就可以使工件获得满意的夹紧状态。

图4-42 高支座镗孔

图4-43 辅助夹紧

（2）分散着力点如图4-44所示，用一块活动压板将夹紧力的着力点分散成两个或

四个，从而改变着力点的位置，减少着力点的压力，获得减少夹紧变形的效果。

图4-44 分散着力点

（3）增加压紧件接触面积图4-45所示为三爪卡盘夹紧薄壁工件的情形。将图4-45a 改为图4-45b的形式，改用宽卡爪增大和工件的接触面积，减小了接触点的比压，从而减小了夹紧变形。图4-46列举了另外两种减少夹紧变形的装置。图4-46a为常见的浮动压块，图4-46b为在压板下增加垫环，使夹紧力通过刚性好的垫环均匀地作用在薄壁工件上，避免工件局部压陷。

a) b)

图4-45 薄壁套的夹紧变形及改善

图4-46 采用浮动压块和垫环减少工件夹紧变形

（4）利用对称变形加工薄壁套筒时，采用图4-45的方法加宽卡爪，如果夹紧力较大，仍有可能发生较大的变形。因此，在精加工时，除减小夹紧力外，夹具的夹紧设计，应保证工件能产生均匀的对称变形，以便获得变形量的统计平均值，通过调整刀具适当消除部分变形量，也可以达到所要求的加工精度。

（5）其它措施对于一些极薄的特形工件，靠精密冲压加工仍达不到所要求的精度而需要进行机械加工时，上述各种措施通常难以满足需要，可以采用一种冻结式夹具。这类夹具是将极薄的特形工件定位于一个随行的型腔里，然后浇灌低熔点金属，待其固结后一起加

工，加工完成后，再加热熔解取出工件。低熔点金属的浇灌及熔解分离，都是在生产线上进行的。

三、常用的夹紧机构及选用

机床夹具中所使用的夹紧机构绝大多数都是利用斜面将楔块的推力转变为夹紧力来夹紧工件的。其中最基本的形式就是直接利用有斜面的楔块，偏心轮、凸轮、螺钉等不过是楔块的变种。

1．斜楔夹紧机构

斜楔是夹紧机构中最基本的增力和锁紧元件。斜楔夹紧机构是利用楔块上的斜面直接或间接（如用杠杆）等将工件夹紧的机构，如图4-47所示。

图4-47 斜楔夹紧机构

选用斜楔夹紧机构时，应根据需要确定斜角α。凡有自锁要求的楔块夹紧，其斜角α必须小于2φ（φ为摩擦角），为可靠起见，通常取α = 6°~8°内选择。在现代夹具中，斜楔夹紧机构常与气压、液压传动装置联合使用，由于气压和液压可保持一定压力，楔块斜角α不受此限，可取更大些，一般在15°~30°内选择。斜楔夹紧机构结构简单，操作方便，但传力系数小，夹紧行程短，自锁能力差。

2．螺旋夹紧机构

由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成，采用螺旋直接夹紧或与其它元件组合实现夹紧工件的机构，统称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构不仅结构简单、容易制造，而且自锁性能好、夹紧可靠，夹紧力和夹紧行程都较大，是夹具中用得最多的一种夹紧机构。

(1) 简单螺旋夹紧机构这种装置有两种形式。图4-48a所示的机构螺杆直接与工件接触，容易使工件受损害或移动，一般只用于毛坯和粗加工零件的夹紧。图4-48b所示的是常用的螺旋夹紧机构，其螺钉头部常装有摆动压块，可防止螺杆夹紧时带动工件转动和损伤工件表面，螺杆上部装有手柄，夹紧时不需要板手，操作方便、迅速。当工件夹紧部分不宜使用板手，且夹紧力要求不大的部位，可选用这种机构。简单螺旋夹紧机构的缺点是夹紧动作

慢，工件装卸费时。为了克服这一缺点，可以采用如图4-49所示的快

速螺旋夹紧机构。

图4-48 简单螺旋夹紧机构

a) 螺杆与工件直接接触 b) 螺杆与工件不直接接触

图4-49 快速螺旋夹紧机构

1—夹紧轴2、4、5—手柄3—摆动压块

（2）螺旋压板夹紧机构在夹紧机构中，结构形式变化最多的是螺旋压板机构，常用的螺旋压板夹紧机构如图4-50所示。选用时，可根据夹紧力大小的要求、工作高度尺寸的变化范围、夹具上夹紧机构允许占有的部位和面积进行选择。例如，当夹具中只允许夹紧机构占很小面积，而夹紧力又要求不很大时，可选用如图4-50a所示的螺旋钩形压板夹紧机构。又如工件夹紧高度变化较大的小批、单件生产，可选用如图4-50e、f所示的通用压板夹紧机构。

图4-50 螺旋压板夹紧机构

a）、b）移动压板式c) 铰链压板式d）固定压板式e）、f）通用压板式

3．偏心夹紧机构

偏心夹紧机构是由偏心元件直接夹紧或与其它元件组合而实现对工件夹紧的机构，它是利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件。它的工作原理也是基于斜楔的工作原理，近似于把一个斜楔弯成圆盘形，如图4-51a所示。偏心元件一般有圆偏心和曲线偏心两种类型，圆偏心因结构简单、容易制造而得到广泛应用。

偏心夹紧机构结构简单、制造方便，与螺旋夹紧机构相比，还具有夹紧迅速、操作方便等优点；其缺点是夹紧力和夹紧行程均不大，自锁能力差，结构不抗振，故一般适用于夹紧行程及切削负荷较小且平稳的场合。在实际使用中，偏心轮直接作用在工件上的偏心夹紧机构不多见。偏心夹紧机构一般多和其它夹紧元件联合使用。如图4-51b所示是偏心压板夹紧机构。

图4-51 偏心压板夹紧机构

a) 工作原理b) 偏心压板结构

4．铰链夹紧机构

铰链夹紧机构是一种增力夹紧机构。由于其机构简单，增力倍数大，在气压夹具中获得较广泛的运用，以弥补气缸或气室力量的不足。如图4-52所示是铰链夹紧机构的三种基本结构。图4-52（a）为单臂铰链夹紧机构，臂的两头是铰链的连线，一头带滚子。图4-52（b）为双臂单作用铰链夹紧机构。图4-52（c）为双臂双作用铰链夹紧机构。

图4-52 铰链夹紧机构

5．定心夹紧机构

在工件定位时，常常将工件的定心定位和夹紧结合在一起，这种机构称为定心夹紧机构。定心夹紧机构的特点是：

1）定位和夹紧是同一元件；

2）元件之间有精确的联系；

3）能同时等距离地移向或退离工件；

4）能将工件定位基准的误差对称地分布开来。

常见的定心夹紧机构有：利用斜面作用的定心夹紧机构、利用杠杆作用的定心夹紧机构以及利用薄壁弹性元件的定心夹紧机构等。

（1）斜面作用的定心夹紧机构属于此类夹紧机构的有：螺旋式、偏心式、斜楔式以及弹簧夹头等。图4-53所示为部分这类定心夹紧机构。图4-53（a）为螺旋式定心夹紧机构；图4-53（b）为偏心式定心夹紧机构；图4-53（c）为斜面（锥面）定心夹紧机构。

图4-53

(a) 1—螺杆2、3—V形块4—叉形零件5、6—螺钉

(b) (c) 1—手柄2—双面凸轮3、4—夹爪

图4-53 斜面定心夹紧机构

弹簧夹头亦属于利用斜面作用的定心夹紧机构。图4-54所示为弹簧夹头的结构简图。图中1为夹紧元件——弹簧套筒，2为操纵件——拉杆。

图4-54 弹簧夹头的结构

（2）杠杆作用的定心夹紧机构图4-55所示的车床卡盘即属此类夹紧机构。气缸力作用于拉杆1，拉杆1带动滑块2左移，通过三个钩形杠杆3同时收拢三个夹爪4，对工件进行定心夹紧。夹爪的张开是靠滑块上的三个斜面推动的。

图4-55 自动定心卡盘

1—拉杆2—滑块3—钩形杠杆4—夹爪

图4-56

齿轮齿条定心夹紧机构

图4-56所示为齿轮齿条传动的定心夹紧机构。气缸（或其他动力）通过拉杆推动右端钳口时，通过齿轮齿条传动，使左面钳口同步向心移动夹紧工件，使工件在V形块中自动定心。

（2）弹性定心夹紧机构弹性一窍不通心夹紧机构是利用弹性元件受力后的均匀变形实现对工件的自动定心的。根据弹性元件的不同，有鼓膜式夹具、碟形弹簧夹具、液性塑料薄壁套筒夹具及折纹管夹具等。图4-57所示为鼓膜式夹具。图4-58所示为液性塑料定心夹具。

图4-57 鼓膜夹具

1—弹性盘2—螺钉3—螺母4—夹具体5—可调螺钉6—工件7—顶杆8—推杆

图4-58 液性塑料定心夹具

1—支钉2—薄壁套筒3—液

性塑料4—柱塞5—螺钉

6．联动夹紧机构

在工件的装夹过程中，有时需要夹具同时有几个点对工件进行夹紧；有时则需要同时夹紧几个工件；而有些夹具除了夹紧动作外，还需要松开或固紧辅助支承等，这时为了提高生产率，减少工件装夹时间，可以采用各种联动机构。下面介绍一些常见的联动夹紧机构。

（1）多点夹紧多点夹紧是用一个原始作用力，通过一定的机构分散到数个点上对工件进行夹紧。图4-59所示为两种常见的浮动压头。图4-60所示为几种浮动夹紧机构的例子。

图4-59 浮动压头

1—浮动零件

(d)

图4-60 浮动夹紧机构

(a) 四点双向浮动(b)、(c) 平行式多点夹紧(d) 多点浮动夹紧

（2）多件夹紧多件夹紧是用一个原始作用力，通过一定的机构实现对数个相同或不同的工件进行夹紧。图4-61所示为部分常见的多件夹紧机构。

图4-61 多件夹紧

（3）夹紧与其他动作联动图4-62所示为夹紧与移动压板联动的机构；图4-63所示为夹紧与锁紧辅助支承联动的机构；图4-64所示为先定位后夹紧的联动机构。

图4-62 夹紧与移动压板联动

1—拨销2—压板3—螺钉4—螺钉5—偏心轮

图4-63 夹紧与锁紧辅助支承联动

1—辅助支承2—压板3—螺母4—锁销

图4-64 先定位后夹紧联动机构

1—油缸2—活塞杆3—推杆4—弹簧5—活块6—滚子7—压板

8—推杆9—定位块10—弹簧11—螺钉12—拨杆

四、夹紧机构的设计要求

夹紧机构是指能实现以一定的夹紧力夹紧工件选定夹紧点的功能的完整结构。它主要包括与工件接触的压板、支承件和施力机构。对夹紧机构通常有如下要求。

（1）可浮动由于工件上各夹紧点之间总是存在位置误差，为了使压板可靠地夹紧工件或使用一块压板实现多点夹紧，一般要求夹紧机构和支承件等要有浮动自位的功能。要使压板及支承件等产生浮动，可用球面垫圈、球面支承及间隙联接销不实现，如图4-65所示。

图4-65 浮动机构

（2）可联动为了实现几个方向的夹紧力同时作用或顺序作用，并使操作简便，设计中广泛采用各种联动机构，如图4-66、图4-67、图4-68所示。

图4-66 双件联动机构

图4-67 实现相互垂直作用力的联动机构

图4-68 顺序作用的联动机构

（3）可增力为了减小动力源的作用力，在夹紧机构中常采用增力机构。最常用的增力机构有：螺旋、杠杆、斜面、铰链及其组合。

杠杆增力机构的增力比及行程的适应范围较大，结构简单，如图4-69所示。

图4-69 杠杆机构的常见情况

斜面增力机构的增力比较大，但行程较小，且结构复杂，多

用于要求有稳定夹紧力的精加工夹具中，如图4-70所示。

螺旋的增力原理和斜面一样。此外，还有气动液压增力机构等。

(a) (b) (c) (d)

图4-70 几种斜面增力机构

铰链增力机构常和杠杆机构组合使用，称为铰链杠杆机构。它是气动夹具中常用的一

种增力机构。其优点是增力比较大，而摩擦损失较小。图4-71所示为常用铰链杠杆增力机

构的示意图。此外，还有气动液压增力机构等。

图4-71 铰链杠杆增力机构

（4）可自锁当去掉动力源的作用力之后，仍能保持对工件的夹紧状态，称为夹紧机

构的自锁。自锁是夹紧机构的一种十分重要并且十分必要的特性。常用的自锁机构有螺旋、

斜面及偏心机构等。

五、夹紧动力源装置

夹具的动力源有手动、气压、液压、电动、电磁、弹力、离心力、真空吸力等等。随着

机械制造工业的迅速发展，自动化和半自动化设备的推广，以及在大批量生产中要求尽量减

轻操作人员的劳动强度，现在大多采用气动、液压等夹紧来代替人力夹紧，这类夹紧机构还

能进行远距离控制，其夹紧力可保持稳定，机构也不必考虑自锁，夹紧质量也比较高。

设计夹紧机构时，应同时考虑所采用的动力源。选择动力源时通常应遵循两条原则：

1）经济合理。采用某一种动力源时，首先应考虑使用的经济效益，不仅应使动力源设

施的投资减少，而且应使夹具结构简化，降低夹具的成本。

2）与夹紧机构相适应。动力源的确定很大程度上决定了所采用的夹紧机构，因此动力源必须与夹紧机构结构特性、技术特性以及经济价值相适应。

1．手动动力源

选用手动动力源的夹紧系统一定要具有可靠的自锁性能以及较小的原始作用力，故手动动力源多用于螺栓螺母施力机构和偏心施力机构的夹紧系统。设计这种夹紧装置时，应考虑操作者体力和情绪的波动对夹紧力的大小波动的影响，应选用较大的裕度系数。

2．气动动力源

气压动力源夹紧系统如图4-72所示。它包括三个组成部分：第一部分为气源，包括空气压缩机2、冷却器3、贮气罐4等，这一部分一般集中在压缩空气站内。第二部分为控制部分，包括分水滤气器6（降低湿度）、调压阀7（调整与稳定工作压力）、油雾器9（将油雾化润滑元件）、单向阀10、配气阀11（控制气缸进气与排气方向）、调速阀12（调节压缩空气的流速和流量）等，这些气压元件一般安装在机床附近或机床上。第三部分为执行部分，如气缸13等，它们通常直接装在机床夹具上与夹紧机构相连。

气缸是将压缩空气的工作压力转换为活塞的移动，以此驱动夹紧机构实现对工件夹紧的执行元件。它的种类很多，按活塞的结构可分为活塞式和膜片式两大类，按安装方式可分固定式、摆动式和回转式等；按工作方式还可分为单向作用和双向作用气缸。

图4-72 气压夹紧装置传动的组成

1—电动机2—空气压缩机3—冷却器4—贮气罐5—过滤器6—分水滤气器7—调压阀8—压力表9—油雾器10—单向阀11—配气阀

12—调速阀13—气缸14—夹具示意图15—工件

气动动力源的介质是空气，故不会变质和不产生污染，且在管道中的压力损失小，但气压较低，一般为0.4~0.6MPa，当需要较大的夹紧力时，气缸就要很大，致使夹具结构不紧凑。另外，由于空气的压缩性大，所以夹具的刚度和稳定性较差。此外，还有较大的排气噪声。

3．液压动力源

液压动力源夹紧系统是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，液压夹紧机构具有压力大、体积小、结构紧凑、夹紧力稳定、吸振能力强、不受外力变化的

影响等优点。但结构比较复杂、制造成本较高，因此仅适用于大量生产。液压夹紧的传动系统与普通液压系统类似，但系统中常设有蓄能器，用以储蓄压力油，以提高液压泵电动机的使用效率。在工件夹紧后，液压泵电动机可停止工作，靠蓄能器补偿漏油，保持夹紧状态。

4．气-液组合动力源

气-液组合动力源夹紧系统的动力源为压缩空气，但要使用特殊的增压器，比气动夹紧装置复杂。它的工作原理如图4-73所示，压缩空气进入气缸1的右腔，推动增压器活塞3左移，活塞杆4随之在增压缸2内左移。因活塞杆4的作用面积小，使增压缸2和工作缸5内的油压得到增加，并推动工作缸中的活塞6上抬，将工件夹紧。

图4-73 气-液组合夹紧工作原理

1—气缸2—增压缸3—气缸活塞4—活塞杆5—工作缸6—工作缸活塞

5．电动电磁动力源

电动扳手和电磁吸盘都属于硬特性动力源，在流水作业线常采用电动扳手代替手动，不仅提高了生产效率，而且克服了手动时施力的波动，并减轻了工人的劳动强度，是获得稳定夹紧力的方法之一。电磁吸盘动力源主要用于要求夹紧力稳定的精加工夹具中。

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。 3-6．夹紧装置设计的基本要求是什么？确定夹紧力的方向和作用点的原则有哪些？ 夹紧机构应满足下面要求： 1. 夹紧过程中，必须保证定位准确可靠，而不破坏原有的定位。 2. 夹紧力的大小要可靠、适应，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。 3. 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，工艺性好，便于制造和维修。 4. 夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在源动力波动或消失后，仍能保持夹紧状态。 5. 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 1. 夹紧力方向的确定原则 夹紧力的作用方向不仅影响加工精度，而且还影响夹紧的实际效果。具体应考虑如下几

机床夹具设计 第二章 第2节 定位元件设计1、2

粗基准平面通常 是指经过清理的锻、铸 毛坯工件的平面。其表 面较粗糙，且有较大的 平面度误差。粗基准平 面定位的特点如右图 所示。图ａ所示为粗基 准平面定位点的随机 性分布特点。一个较大的粗基准平面与定位支承平面接触时，必为随机分布的三个点，定位不稳定。为了控制这三个定位点的位置，通常要采用呈点接触的定位元件，如支承钉（见图ｂ），以获得较满意的固定定位点。 粗基准平面定位常用的定位元件有支承钉、可调支承和浮动支承。 1）支承钉 ａ）Ｂ型（球头）支承钉 ｂ）Ｃ型（齿纹）支承钉 ｃ）Ａ型（平头）支承钉 2）可换支承钉 ａ）具有两种定位面的可换支承钉 ｂ）磨损后可更换支承钉

用于批量较大的生产中，可以降低夹具成本 3）可调支承可调支承的定位点是可调整的。 a)调节支承 (JB/T8026.4-1999 ) b) 圆柱头调节承 (JB/T8026.3-1999) c) 六角头支承 (JB/T8026.1-1999) 4）可调支承 浮动支承的特点是增加与定位工件的接触点，而不发生过定位。使用浮动支承可提高工件的定位刚度。 ａ）摆动式浮动支承 ｂ）移动式浮动支承 ｃ）球形浮动支承

3、工件以精基准平面定位 工件的基准平面经切削加工后，可直接放在平面上定位。经过刮削、精铣、磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差，可获得较精确的定位。常用的定位元件有支承板和平头支承钉等，这类是呈面接触的定位元件。 1)支承板 ａ）Ａ型光面支承板：用于垂直布置的定位场合 ｂ）Ｂ型带斜槽支承板：用于水平布置的定位场合 2)支承钉 图所示为平头（Ａ型）支承钉，其定位面经过磨削。Ａ型支承钉主要规格与Ｂ型、Ｃ型支承钉相同。

夹紧机构介绍

但是，并非全部夹紧机构都具备上述三部分，有时可能缺少其中的某一部分，例如手动夹紧机构往往就很筒单。 组合机床夹具的夹紧机构，就其夹紧特性而言，可以分为直接夹紧机构和自锁夹紧机构两大类。如果按夹紧动力的来源区分，可以分为手动夹紧机构和自动夹紧机构，在自动夹紧机构中，又有气动夹紧、液压夹紧、自动扳手夹紧和弹簧夹紧等机构。 设计夹具时，工件夹紧方法的确定，是在工件定位基准、夹具定位机构和导向装置的结构确定之后进行的，但工件的夹紧同工件的定位和导向装置是密切联系着的，因此在设计夹具时，这几个方面应当同时考虑。 在进行夹紧机构的结构设计之前，必须首先确定夹紧机构的下列主要项目：夹紧力的作用点、方向和大小；夹紧动力的种类；最合理的夹紧结构示意图及传动方式等。其中夹紧力的作用点和方向，在制定机床方案进行工艺分析时就已经确定了，并且以特殊的符号表示在被加工零件工序图中,以作为夹具结构设计的依据。设计时要根据工件特点、工艺方法、加工情况(粗、精加工；单面、多面加工等)以及工件的定位安装形式等因素来选择夹紧机构的形式。 设计夹紧机构时，应注意满足以下基本要求： (1)保证加工精度夹紧机构应能保证工件可靠地接触相应的定位基面，夹紧后不许破坏工件的正确位置。 夹紧后，工件在加工过程中，不应由于切削力的作用而产生位移和晃动。为此，必须保证夹紧机构能产生定够的夹紧力，同时还要求具有较高的刚性。由于组合机床通常都是多面多刀同时进行加工，夹具往往在较大的切削力作用下工作，提高夹紧机构的刚性，是十分重要的，因此组合机床夹具的夹紧螺栓、压板和传动杠杆等通常都比较粗大，以保证其足够的刚性。 夹紧工件时，不应破坏的已加工表面，也不应引起工件过大的变形，夹紧机构应力求使工件夹紧稳定和变形较小。为此，应当正确地选择夹紧部位和设置辅助支承等。 当加工刚性很差的工件时，或在精加工机床夹具上，夹紧机构应能保证夹紧力有调节的可能性。 ⑵保证生产率夹紧机构应当具有适当的自动化程度。夹紧动作要力求迅速，多压板夹紧时要力求采用联动夹紧机构，以缩短辅助时间。 由于组合机床是适用于成批和大量生产的专用机床，因此有条件采用比较完善的夹紧机构和实现夹紧自动化。 ⑶保证工作可靠一具有自锁性能夹紧机构除了应当能产生足够的夹紧力外，通常还要求具有自锁性能以保证它的工作可靠性。 在自动夹紧或用自动扳手夹紧的夹紧机构中，通常使其中间传动机构具有自锁性，以保证在撤除夹紧动力后工件仍不致于松开。 气动夹紧通常也需要有自锁环节，以保证在压缩空气中断或失压时，工件在加工过程中不致松开。只有当切削过程比较稳定和切削力不大的情况下，例如在攻丝机床上，采用气动夹紧才可以不带自锁环节。 液压夹紧不—定需要有自锁环节，但有了自锁环节以后，不仅可以使油路卸荷,而且也是一种安全的保险措施。 组合机床夹具常用的自锁夹紧机构有：螺旋夹紧机构；楔铁夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 (4)结构紧凑简单在保证加工精度、满足生产率要求和工作可靠性的原则下，夹紧力应越小越好，这样碎以避免使用庞大而复杂的夹紧机构和减小夹压变形。 (5)操作方便，使用安全由于组合机床生产率较高，操作比较频繁，因此夹紧机

定位与夹紧

定位与夹紧 一、定位 （1）分类 l）完全定位 工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。 2）不完全定位 根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的， 3）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。 4）过定位 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。各类钳加工和机加工都会用到。 （2）解释 工件定位的实质就是使工件在夹具中占据确定的位置，因此工件的定位问题可转化为在空间直角坐标系中决定刚体坐标位置的问题来讨论。在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由度，即沿X、Y、Z轴移动的三个自由度和绕此三轴旋转的三个自由度。用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置，称为六点定位法则。人们在阐述六点定位法则时常以图1所示铣不通槽的例子来加以说明：a1、a2、a3三个点体现主定位面A，限制X、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度；a4、a5两个点体现侧面B，限制X 方向的移动自由度和Z方向的旋转自由度；a6点体现止推面C，限制Y方向的移动自由度。这样，工件的六个自由度全部被限制，称为完全定位。当然，定位只是保证工件在夹具中的位置确定，并不能保证在加工中工件不移动，故还需夹紧。定位和夹紧是两个不同的概念。 二、加紧

定位夹紧

3．7化油器壳体定位及夹紧 3．7．1化油器壳体的定位 为方便加工时的定位，化油器壳体会压铸出两个工艺孔。利用这两个定位孔和化油器与浮子室之间结合面，形成两孔一面的定位方式。 其中一个定位面限制了化油器绕x轴和y轴的旋转和沿z轴移动的三个自由度。而化油器的定位面往往平面度不算太高，通常为0．1／l00×l00，如果用全平面来定位则会引起每个工件的不一致性。这是因为我们知道，对于不平面与平面的相互接触，一般只有三点能接触到，有时即使有多于三点的接触点，除了其中三点之外，也只能是虚约束点。对于不同的工件而言，定位基准面与工件接触的三点是随机的，而且随不同工件的不同而不同，因此每个工件的定位平面也不一样，这事必影响加工精度。对这点的改进方法是采用面积较小的三个圆柱面来代替全平面来作工件的定位基准面。从几何上来说三点已经可以确定一个基准平面了。由于基准面与工件结合面的接触面积减小，这样一来由工件平面度误差而引起的定位误差就有效地减小了。 再在其中的一个定位基准孔采用带弹簧的圆锥销定位。这里采用圆锥销而不采用圆柱销是因为圆锥销有更好的导向性能，而且圆锥销与工件上的定位孔相接触点为一圆，它可以有效地限制工件在z平面内沿x轴和沿y轴的平行移动。另一方面，由于工件夹紧时圆锥销会随弹簧产生一些退让，可以让工件平面与基准面进行有效地贴合。 由于基准面和主基准孔的定位已经约束工件六个自由度中的五个自由度。所以副基准孔所能约束的自由度只剩下绕z轴的旋转自由度了。因此在这里采用带弹簧的圆锥菱形销了当然也可能采用扁形销，只是前者具有更好的美观的外观和较好的强度结构。由于菱形销的长边垂直于两基准孔之间的连线，所以有效地约束了平面内的旋转自由度。 对于一般的孔系加工，利用两孔一面的定位方式就已足够，有时基于保证特殊的工艺要求或装夹与定位的方便，也可以采用其他的定位方式。如利用加工好的柱塞孔定位：柱塞孔与中子的配合面可以约束沿x轴和y轴平移等两个自由度，喉管孔下侧孔与中子顶弧面的接触可以约束沿z轴平移和沿x轴和沿y轴旋转等三个自由度，剩下的一个沿z轴旋转的自由度由附加的限位螺钉调定。 3．7．2化油器壳体的夹紧 在工件完成定位后，一般还要进行夹紧后才能进行加工切削。对于半自动加工机床，常常采用手动夹紧来简化机床结构。而对于组合式全自动加工机床，通常采用的是自动夹紧。夹紧时依驱动方式分可以是气动夹紧或液压夹紧。由于气动夹紧力一般都不大，所以还必须通过凸轮、杠杆、楔形等机构来进行力的放大或实现自锁。而液压夹紧力一般都比较大，所以通常在液压的夹紧回路装置有减压阀来防止在过大的系统压力下夹紧时夹坏工件。 如图3—5所示，凸轮极坐标曲线可分为快速上升段、自锁段和过渡段。快速上升段是使夹爪快速接近工件，而自锁段可以使夹爪获得较大的力大放大系数，并由于其斜度小于自锁角，而实现自锁功能，防止在加工过程中因为意外情况，如压缩空气气源失压时工件可能松动，从而引起未可预知的严重后果。

工件的装夹和夹紧装置

工件的装夹和夹紧装置

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 讲授法； 讨论法； 多媒体； 1、教师 讲解； 2、学生 听课 10 分 钟

连杆式夹具夹紧机构运动简图的绘制

§1-1连杆式夹具夹紧机构运动简图的绘制 一、小组汇报 初步展示普通雨伞机构运动简图 二、小组点评 主要是将普通雨伞机构运动简图 画成普通雨伞机构实物简 三、相关知识 平面机构运动简图的概念 机构运动简图的绘制(Drawing Kinematic Scheme of Mechanism) 机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时，为了便于分析，常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。 1、运动副(Kinematic Pair)的概念 运动副由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副元素。 2 、运动副的类型及其特点(Kinematic Pair Classification) 平面机构中，由于运动副将各构件的运动限制在同一平面或相互平行的平面内，故这种运动副也称为平面运动副。 根据构件间接触形式的不同，平面运动副可分为低副和高副。 （1）低副——两构件通过面接触组成的运动副。 根据两构件间相对运动形式的不同，常见的平面低副有转动副和移动副两种。 转动副——两构件间只能产生相对转动的运动副。又称回转副或铰链。 移动副——两构件间只能产生相对移动的运动副。 （2）高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 3、构件(Member)：运动的单元 构件的分类 机构中的构件按其运动性质可分为三类： (a) 机架机架是机构中视作固定不动的构件，它用来支承其它可动构件。例如各种机床的床身是机架，它支承着轴、齿轮等活动构件。在机构简图中，将机架打上斜线表示。 (b) 原动件已给定运动规律的活动构件，即直接接受能源或最先接受能源作用有驱动力或力矩的构件。例如柴油机中的活塞。它的运动是外界输入的，因此又称为输入构件。在机构简图中，将原动件标上箭头表示。

定位练习

1．下面图中，钻下方两个通孔，分析各个定位元件分别消除了哪些 自由度？属于何种定位情况（过定位、欠定位、完全定位或不完全定位）？ 底面限制Y 向的移动和X 、Z 两方向的转动；长菱形销限制X 方向的移动和绕Y 轴的转动。【可以用X/Y/Z 符号表达】，属于不完全定位。 2、如下图所示连杆在夹具中定位，本工序钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴。试分析各定位元件限制的自由度，判断有无欠定位或过定位，如定位方案不合理，请提出改进意见。 ① 大平面限制Z 、X 、Y 3个自由度； 圆柱销限制X 、Y 2个自由度； V 形块限制X 、Z 2个自由度。 ② X 自由度被重复限制，属于过定位。 短圆柱销

③ 将V 形块改为在X 方向浮动的形式。（也可以提出其他改进意见，正确即可） 3、根据六点定位原理，分析下图定位方案中的各个定位元件所消除的自由度（按图中标出的坐标方向）；并指出属于何种定位方式？ 图a 中元件1平面限制了Z 、X 、Y 3个自由度，元件2短圆柱销限制了X 、Y 2个自 由度，属于不完全定位； 4．试分析下图中所示工件在加工时（图中粗实线表示为加工表面），工序要求限制哪几个自由度？应该选择哪些表面做定位基准？拟采用何种定位件？实际限制了几个自由度？ 需要限制5自由度； 外圆表面作为定位基面（保证键槽对中）---可采用长V 型块 左端面（保证键槽长度）--- 挡块；

实际限制了5个自由度。 键槽宽由刀具保证，深度由对刀保证 5．分析下图所示定位、夹紧方案是否合理，如不合理，指出不合理之处，并提出改进意见。 定位：水平支承面限制Z方向的移动和X、Y两方向的转动，左边固定V形块限制X、Y 两方向的移动，右边固定V形块限制X方向移动和绕Z的转动，属于过定位。 夹紧力的作用点在工件刚性较差的部位，不合理。可以把右边的V形块改成可以移动V形块，把夹紧力的作用点选择在右边V形块的右边，方向为水平向左。 6、下图所示，活塞在平面支承2、短圆柱销1和短菱形销3上定位，试分析定位元件所限制的自由度。

定位与夹紧

机械加工中工件的一般定位方法及定位 元件 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度和夹具的工作效率以及制造使用性能等。下面按不同的定位基准面分别介绍其所用定位元件的结构形式。 1．工件以平面定位 (1) 支承钉 如图3-12所示。当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉(B型)，使其与毛坯良好接触。齿纹头支承钉(C型)用在工件的侧面，能增大摩擦系数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉(A型)。 在支承钉的高度需要调整时，应采用可调支承。可调支承主要用于工件以粗基准面定位，或定位基面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时。如图3-13是在规格化的销轴端部铣槽，用可调支承3轴向定位，达到了使用同一夹具加工不同尺寸的相似件的目的。 可调支承在一批工件加工前调整一次，调整后需要锁紧，其作用与固定支承相同。

在工件定位过程中能自动调整位置的支承称为自位支承。其作用相当于1个固定支承，只限制1个自由度。由于增加了接触点数，可提高工件的装夹刚度和稳定性，但夹具结构稍复杂，自位支承一般适用于毛面定位或刚性不足的场合。如图3-10(a)中的球面支承。 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧。而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自由度，也不允许破坏原有定位。 (2) 支承板 工件以精基准面定位时，除采用上述平头支承钉外，还常用图3-14所示的支承板作定位元件。A型支承板结构简单，便于制造，但不利于清除切屑，故适用于顶面和侧面定位；B型支承板则易保证工作表面清洁，故适用于底面定位。 夹具装配时，为使几个支承钉或支承板严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平，从而保证各定位表面的等高性。 2．工件以圆柱孔定位 各类套筒、盘类、杠杆、拨叉等零件, 常以圆柱孔定位。所采用的定位元件有圆柱销和各种心轴。这种定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件之间处于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与平面定位联合使用。 (1) 圆柱销

机械加工定位、

ICS 25-010 J04 机械加工定位、夹紧符号 Symbol of the mechenical manufacture orientation and clamping (报批稿) 200×-××-××发布 200×-××-××实施 中华人民共和国 中国发展与改革委员会 发布 JB

JB/T ××××—200× 目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 符号 (1) 5各类符号画法 (5) 6 定位、夹紧符号及装置符号的使用 (5) 7各种符号应用标注示例 (5) 附录A（资料性附录）定位、夹紧符号与装置符号综合标注示例 (6) 附录B（资料性附录）定位、夹紧符号应用及相对应的夹具结构示例 (11) 表1 (1) 表2 (2) 表3 (2) 表4 (3) 表A1 (6) 表B1 (11) I

JB/T ××××—200× II 前言 本标准修订JB/T5061-1991，本标准与JB/T5061-1991相比主要变化如下：——按照GB/T1.1格式要求进行修改。 ——修改部分引用文件的标准名称及标准号。 本标准的附录A、附录B为资料性附录。 本标准主要起草单位：中机生产力促进中心 本标准主要起草人：杨东拜、丁红宇。

JB/T ××××—200× 机械加工定位、夹紧符号 1 范围 本标准规定了机械加工定位支承符号（简称定位符号）、辅助支承符号、夹紧符号和常用定位、夹紧装置符号（简称装置符号）的类型、画法和使用要求。 本标准适用于机械制造行业在设计产品零、部件机械加工工艺规程和编制工艺装备设计任务书时使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 4457.4 机械制图图样画法图线 GB 4863 机械制造工艺基本术语 GB 1008 机械加工工艺装备基本术语 3 术语和定义 本标准所用术语按GB4863和GB1008的规定。 4 符号 4.1 定位支承符号 定位支承符号按表1的规定。 注：1）视图正面是指观察者面对的投影面。 4.2 辅助支承符号 辅助支承符号按表2的规定。 1

第二章 工件的定位

第二章工件的定位 第一节六点定则 一、不定度概念 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量。 名称符号含义图例 移动不定度X 工件沿X轴方向移动位置的不确定性 Y 工件沿Y轴方向移动位置的不确定性 Z 工件沿Z轴方向移动位置的不确定性 名称符号含义图例 转动不定度X 工件绕X轴方向转动位置的不确定性

Y 工件绕Y轴方向转动位置的不确定性 Z 工件绕Z轴方向转动位置的不确 定性 六点定则——在工件的定位中，我们用在空间合理分布的最多六个定位点（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、六点定则的应用 1．箱类工件 平行六面体不定度消除 2．盘类工件 盘类工件的六点定位

3．轴类工件 轴类工件的六点定位 第二节工件的定位 一、加工要求与不定度消除 显然，铣不通槽时，必须消除六个不定度，方能满足加工要求。 铣通槽，则只需消除五个不定度即可满足加工要求。几种常见加工方式所需消除的不定度情况。 通孔 盲孔

通孔 盲孔 二、完全定位 完全定位——工件在夹具中，六个不定度全部被消除的定位。 三、不完全定位 不完全定位——六个不定度不需要完全消除的定位。 四、欠定位和重复定位 欠定位——工件实际定位所消除的不定度数目少于按其加工要求所必须消除的不定度数目。 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。 第三节工件的定位元件 工件上常被选作定位基准的表面形式包括平面、圆柱面、圆锥面和其他成形面及其组合。 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 二、常用定位元件的选择 1．平面定位基准面

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,Y YOZ 面中，4，5点：X,Z ZOX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。 欠定位：按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位----决不允许发生的。 三. 重复定位 不可用重复定位：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位，不可用重复定位是不允许的； 可用重复定位：当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度的定位，称为可用重 复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。 图1－4为插齿时常用的夹具。 避免不可用重复定位的方法是改变定位装置结构。 图1-7是主轴箱孔系加工时的定位简图。 孔系组合夹具元件与元件之间的定位都采用一面两圆柱销定位。 在工件以一面两孔定位时，常用一面一圆柱销及一菱形销的定位装置（简称一面两销定位装置），属完全定位。 在实际生产中，当工件精度不高时，有时也利用重复定位来提高工件的刚度，只要不影响加工要求，就属可用重复定位。

机床夹具概述和工件的定位与夹紧教案

机床夹具概述和工件的定 位与夹紧教案 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

3、按驱动夹具工作的动力源分类 可分为:手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等。 机床夹具的组成 夹具的组成 定位元件 (图) 定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。 (2)夹紧装置 (图) 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。 (3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 (4) 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件， (6) 其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。 若需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为了能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 机床夹具的作用 1、保证加工精度，稳定加工质量。 2、扩大机床的功能 3、提高劳动生产率。 4、降低生产成本。 5、改善劳动条件，降低对工人的技术要求。 1、工件常用的定位方法： （1) 直接找正法 概念：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法。 特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度

(2) 划线找正法 概念：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。 特点：费时，又需要技术高的划线工 （3）在夹具上定位使用 概念：使用通用或专用夹具，使工件在机床夹具中迅速有一确定的定位，不需要找正就能保证工件与机床、刀具间的正确位置。 特点：生产效率高，定位精度好，应用与成批以及单件小批量生产中。 2、工件定位的基本原理 （1）六点定位原理 工件的六个自由度长方体形工件的定位 ①、概念： 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定位原理。 ②、“六点定位原理”应注意： 1) 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。 2) 一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定 位支承点数目，原则上不应超过六个。 3) 分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响 （2）六点定位原理的应用 工件定位中的几种情况 1)完全定位 概念：工件的六个自由度全部被限制的定位。 2) 不完全定位 概念：根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度的定位。 3) 欠定位 概念：根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位 4) 过定位 概念：夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象

工件的定位与夹紧

工件的定位与夹紧 10.2.1 基准及其分类 在工件的零件图样和实物上，总要依据一些指定的点、线、面来确定工件的另一些点、线、面的位置。这些依据的点、线、面就是基准。基准包括有设计基准和工艺基准两大类。 1．设计基准 在零件图上用于标注尺寸和表面相互位置关系的基准称为设计基准。设计基准是根据零件(或产品)的工作条件和性能要求而确定的。在设计图样上，以设计基准为依据，作为标出一定的尺寸或相互位置要求的起点。 如图10-4所示的轴套零件图，径向方向上的外圆尺寸和的设计基准就是零件的中心轴线；而轴向方向的长度尺寸和的设计基准都是平面，两个跳动公差的设计基准是外圆尺寸的轴心线。对于一个零件在每个方向往往只采用一个主要的设计基准，习惯上把标注尺寸最多的点、线、面作为零件的主要设计基准。 图10-4 轴套的设计基准 2．工艺基准 在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。 根据用途不同工艺基准又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准四大类。 （1）工序基准在工序图上，用以标注本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。其所标注的加工面位置尺寸称为工序尺寸。图10-5的a 和b两图均为钻孔的工序图，a）图的孔中心位置尺寸是以面M作为基准的，b）图则是以N作为基准，由于同样的钻孔工序选择的工序基准的不一样，导致在其零件图上标注的工序尺寸也不一样。

图10-5 工序基准与工序尺寸 （2）定位基准 是指工件在加工过程中，用于确定工件在机床或夹具上的位置的基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。 图10-6 定位基准 图10-6 a 中为铣削平面并且保证尺寸，可以将圆柱体放在一平面定位的夹具内，使工件母线靠在平面上夹紧，这样母线就是定位基准。图10-6 b 中为加工孔，一方面为保证孔的轴心线与平面垂直，可以就以A 平面作为定位基准；另一方面，孔的轴心线在面内有两个方向上的位置尺寸和的要求，所以可以考虑以B 、C 面作为定位基准。 定位基准可以是工件的点、线或面等实际轮廓要素，也可以是由这些实际要素决定的几何中心对称要素等。 （3）测量基准 是指检验工件时，用于测量已加工表面的尺寸及各表面之间位置精度的基准。图10-6 a 中铣削平面时为测量加工尺寸h 是否正确，量取尺寸时B 就是测量基准 （4）装配基准 是指机器装配时用以确定零件或部件在机器中正确位置的基准。图10-4中轴套在与其他孔类零件装配组合时尺寸406h 和面B 就是装配基准。 10.2.2 定位基准的选择 在零件加工过程中，必须要使工件在机床或工艺装备上有确定的位置。被加工表面位置精度的保证就是通过合理选取定位基准来使各被加工表面的位置及相互关系要满足工序和设计尺寸要求。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先应选择定位基准。 定位基准分粗基准和精基准两种。在零件的工艺流程前面工序中一般以毛坯上未加工的表面作定位基准的为粗基准。经过机械加工的表面作定位基准的为精基准。 1．定位基准选择的基本原则 (1)应保证定位基准的稳定性和可靠性，以确保工件相互位置表面之间的精度。