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1、第二章第二章工件在数控机床上的装夹工件在数控机床上的装夹第一节第一节 机床夹具概述机床夹具概述定位定位定位定位 夹紧夹紧夹紧夹紧 使工件相对于机床及刀具处于正确的使工件相对于机床及刀具处于正确的使工件相对于机床及刀具处于正确的使工件相对于机床及刀具处于正确的位置位置位置位置 工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化 找正安装找正安装找正安装找正安装 专用夹具安装专用夹具安装专用夹具安装专用夹具安装 工件安装工件安
2、装工件安装工件安装的内容的内容的内容的内容 安装的安装的安装的安装的方法方法方法方法 在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称为机床夹具，简称夹具夹具。一、机床夹具的分类一、机床夹具的分类 1、按专门化程度分类、按专门化程度分类（1）通用夹具）通用夹具 通用夹具是指已经通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整标准化、无需调整或稍加调整就可就可用于装夹不同工件的夹具。如三爪自定心卡盘和四爪单动用于装夹不同工件的夹具。如三爪自定心卡盘和四
3、爪单动卡盘、平口钳、回转工作台、分度头等。这类夹具主要用卡盘、平口钳、回转工作台、分度头等。这类夹具主要用于单件、小批量生产。于单件、小批量生产。（2）专用夹具）专用夹具 专为某一工件的一定工序加工而设计制造的夹具。结专为某一工件的一定工序加工而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于产品固定的大批大量生产中。构紧凑，操作方便，主要用于产品固定的大批大量生产中。（3）可调夹具）可调夹具 可调夹具是指加工完一种工件后，通过调整或更换个可调夹具是指加工完一种工件后，通过调整或更换个别元件就可加工形状相似、尺寸相近的工件。多用于中小别元件就可加工形状相似、尺寸相近的工件。多用于中小批量生产。批量
4、生产。（4）组合夹具）组合夹具 组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组合而成的夹具。这种夹具使用完的通用标准元件和部件组合而成的夹具。这种夹具使用完后，可进行拆卸或重新组装夹具，具有缩短生产周期，减后，可进行拆卸或重新组装夹具，具有缩短生产周期，减少专用夹具的品种和数量的优点。适用于新产品的试制及少专用夹具的品种和数量的优点。适用于新产品的试制及多品种、小批量的生产。多品种、小批量的生产。（5）随行夹具）随行夹具 随行夹具是在自动线加工中针对某一种工件而采用的随行夹具是在自动线加工中针对某一种工件而采用的一种夹具。除了
5、具有一般夹具所担负的装夹工件的任务外，一种夹具。除了具有一般夹具所担负的装夹工件的任务外，还担负着沿自动线输送工件的任务。还担负着沿自动线输送工件的任务。液压液压 三三爪爪卡盘：用于回卡盘：用于回转工件的自动装卡转工件的自动装卡 四爪单动卡盘四爪单动卡盘：用于非回：用于非回转体或偏心件的装卡转体或偏心件的装卡卡盘的夹紧过程卡盘的夹紧过程通用具夹的选用通用具夹的选用工件在平口钳上工件在平口钳上的夹紧的夹紧 平口钳平口钳 分固定侧与活动侧，固定侧与底面分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧作为定位面，活动侧用于夹紧通用具夹的选用通用具夹的选用 正弦平口钳正弦平口钳，通过钳身上的孔
6、及滑槽来改变角度，通过钳身上的孔及滑槽来改变角度，可用于斜面零件的装夹可用于斜面零件的装夹平口钳可选附件平口钳可选附件连连杆杆加加工工专专用用夹夹具具该该夹夹具具靠靠工工作作台台T T形形槽槽和和夹夹具具体体上上定定位位键键确确定定其其在在数数控控铣床上的位置，并用铣床上的位置，并用T T形螺栓紧固形螺栓紧固专用夹具专用夹具组合夹具的优缺点：组合夹具的优缺点：优优点点：使使用用组组合合夹夹具具可可节节省省夹夹具具的的材材料料费费、设设计计费费、制制造造费费，方方便便库库存存保保管管；另另外外，其其组组合合时时间间短短，能能够够缩缩短短生生产产周周期期，反反复复拆拆装装，不不受受零零件件尺尺寸寸
7、改改动动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件；限制，可以随时更换夹具定位易磨损件；缺缺点点：组组合合夹夹具具需需要要经经常常拆拆卸卸和和组组装装；其其结结构构与与专专用用夹夹具具相相比比显显得得复复杂杂、笨笨重重；对对于于定定型型产产品品大大批批量量生生产产时时，组组合合夹夹具具的的生生产产效效率率不不如如专专用用夹夹具具生生产产效效率高率高组合夹具的适用范围：组合夹具的适用范围：1.1.组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多，生组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多，生产周期短的产品结构；产周期短的产品结构；2.2.机床设备适用于钻床、加工中心、镗床
8、、铣床、磨床，也可以组合成装配机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床，也可以组合成装配工装、检查的检具和焊接夹具工装、检查的检具和焊接夹具数控夹具的选用数控夹具的选用组合夹具的特点组合夹具的特点的的类类型型组组合合夹夹具具孔系组合孔系组合夹具夹具槽系槽系组合组合夹具夹具根据零件的加工要求，用孔系列组合根据零件的加工要求，用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单，以孔定位，螺该系列元件结构简单，以孔定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，组装栓连接，定位精度高，刚性好，组装方便方便夹具元件是靠基础板定位基准槽、键夹具元件是靠基础板定位
9、基准槽、键来连接各元件而组合成的夹具，所有来连接各元件而组合成的夹具，所有元件可以拆卸、反复组装，重复使用。元件可以拆卸、反复组装，重复使用。元件按其用途可分为基础件、支承件、元件按其用途可分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件、其它件八大类进行组合合件、其它件八大类进行组合数控夹具的选用数控夹具的选用孔系组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例孔系组合夹具应用实例槽系组合夹具槽系组合夹具槽系组合夹具槽系组合夹具夹具的分类夹具
10、的分类手手手手动动动动夹夹夹夹具具具具气气气气动动动动夹夹夹夹具具具具液液液液压压压压夹夹夹夹具具具具气气气气液液液液增增增增压压压压夹夹夹夹具具具具电电电电动动动动夹夹夹夹具具具具磁磁磁磁力力力力夹夹夹夹具具具具真真真真空空空空夹夹夹夹具具具具离离离离心心心心力力力力夹夹夹夹具具具具其其其其它它它它按动力源分类按动力源分类按动力源分类按动力源分类夹具的分类夹具的分类车车车车床床床床夹夹夹夹具具具具铣铣铣铣床床床床夹夹夹夹具具具具钻钻钻钻床床床床夹夹夹夹具具具具镗镗镗镗床床床床夹夹夹夹具具具具磨磨磨磨床床床床夹夹夹夹具具具具齿齿齿齿轮轮轮轮机机机机床床床床夹夹夹夹具具具具其其其其它它它它机机机
11、机床床床床夹夹夹夹具具具具按使用机床分类按使用机床分类按使用机床分类按使用机床分类二、机床夹具的组成二、机床夹具的组成1夹具体夹具体2压板压板3、7螺母螺母4、5垫圈垫圈6螺栓螺栓8弹簧弹簧9定位键定位键10菱形销菱形销11圆柱销圆柱销工件定位基工件定位基本原理本原理六点定位原则六点定位原则六点定位原则六点定位原则任何一个自由体，在空间均有六个自由度，即任何一个自由体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工件的自由度件的自由度基准轴第二定位基准面第三定位基
12、准面基准轴主定位基准面基准轴工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为使工件的位置完全确定，称为“六点定则六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件定位元件 第二节第二节 工件的定位工件的定位“六点定位原理六点定位原理”应应注意注意：(1)定位支承点限制
13、工件自由度的作用，应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理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。持紧贴接触。(2)一个定位支承点仅限制一个自由度，一一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。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，不考虑分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响力的影响2、限制工件自由度与加工要求的关系、限制工件自由度与加工要求的关系 根据工件加工表面的不同加工要求，有根据工件加工表面的不同加工要求，有些自由度对加工
14、要求有影响，有些自由度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。工件定位时，影响加对加工要求无影响。工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制，不影响加工要工要求的自由度必须限制，不影响加工要求的自由度不必限制。求的自由度不必限制。工件完全定位工件完全定位不完全定位不完全定位在夹具中限制工在夹具中限制工件的自由度件的自由度欠定位欠定位过定位过定位加工时，工件的六个自由度加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位被完全限制了的定位在满足加工要求的前提下，工在满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限件的六个自由度没有被完全限制的现象制的现象根据加工要求应该限制的自由根据加工要求
15、应该限制的自由度而没有限制的现象度而没有限制的现象工件的某个自由度被重复限制工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位的现象称为过定位工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位完全定位完全定位工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位不完全定不完全定位：位：Z Z轴轴旋转未限旋转未限制制工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位a)b)不完全定位：不完全定位：Z Z轴旋转未限制轴旋转未限制ZXZ工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位不完全定位：不完全定位：a a图：完全自由图：完全自由b b、c c、d d图：可以沿图：可以沿Y Y轴方向移动，轴方向移动，e e图：可以沿图：可以沿x x、Y Y轴方向移动，轴方向
16、移动，绕绕Z Z轴旋转轴旋转工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择一、基准及其分类一、基准及其分类 零件图、实际零件或工艺文件上用来确零件图、实际零件或工艺文件上用来确定某个点、线，面的位置所依据的点、线、定某个点、线，面的位置所依据的点、线、面，称为面，称为基准基准。根据基准功用不同，分为。根据基准功用不同，分为设计基准设计基准和和工艺基准工艺基准。1、设计基准、设计基准设计图样上所采用的基准，称为设计图样上所采用的基准，称为设计基准设计基准。2 工艺基准工艺基准 在工艺过程中所采用的基准，称为在工艺过程中所采用的基准，称为工工艺基准艺基准。它包括：。
17、它包括：（1）装配基准装配基准装配时用以确定零件在部件或装配时用以确定零件在部件或产品中的相对位置所采用的基准。产品中的相对位置所采用的基准。（2）测量基准测量基准测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。（3）工序基准工序基准在工序图上用来确定本工序所在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。准。（4）定位基准定位基准在加工中确定工件的位里所采在加工中确定工件的位里所采用的基准。用的基准。作为基准的点、线、面有时在工件上并作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在不一定实际存在（如孔和轴的轴心线，两（如孔和轴的轴心线，两平面之间
18、的对称中心面等），在定位时是平面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面体现的，这些表面称为通过有关具体表面体现的，这些表面称为定位基面定位基面。工件以回转表面（如孔、外国）。工件以回转表面（如孔、外国）定位时，回转表面的定位时，回转表面的轴心线轴心线是定位基准，是定位基准，而而回转表面回转表面就是定位基面。工件以平面定就是定位基面。工件以平面定位时，其位时，其定位基准与定位基面一致定位基准与定位基面一致。二、定位基准的选择二、定位基准的选择 定位基准有定位基准有粗基准粗基准和和精基准精基准两种。两种。用未机加工过的毛坯表面作为定位基准的用未机加工过的毛坯表面作为定位基准的称为称为粗基
19、准粗基准；用已机加工过的表面作为定；用已机加工过的表面作为定位基准的称为位基准的称为精基准精基准。1、粗基准的选择、粗基准的选择 粗基准的选择是否合理，直接影响到各粗基准的选择是否合理，直接影响到各加工表面加工余量的分配，以及加工表面加工表面加工余量的分配，以及加工表面和不加工表面的相互位置关系。因此，必和不加工表面的相互位置关系。因此，必须合理选择。须合理选择。1）为保证不加工表面与加工表面之间的位置）为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。要求，应选择不加工表面为粗基准。如图所示，以不加工的如图所示，以不加工的外圆表面作粗基准，可外圆表面作粗基准，可以保证内孔加
20、工后壁厚以保证内孔加工后壁厚均匀。同时，还可以在均匀。同时，还可以在一次安装中加工出大部一次安装中加工出大部分要加工表面。分要加工表面。2）为保证重要加工面的余量均匀，应选择重）为保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。要加工面为粗基准。车床床身加工时，为保证导轨面有均匀一致车床床身加工时，为保证导轨面有均匀一致的金相组织和较高的耐磨性，应使其加工余量小的金相组织和较高的耐磨性，应使其加工余量小而均匀。因此，应选择导轨面为粗基准，先加工而均匀。因此，应选择导轨面为粗基准，先加工与床腿的连接面，如图所示。然后，再以连接面与床腿的连接面，如图所示。然后，再以连接面为精基准，加工导轨面。
21、这样即可保证导轨面被为精基准，加工导轨面。这样即可保证导轨面被切去的余量小而均匀。切去的余量小而均匀。3）为保证各加工表面都有足够的加工余量，）为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。应选择毛坯余量最小的面为粗基准。如图所示阶梯轴，毛坯锻造时两外圆有如图所示阶梯轴，毛坯锻造时两外圆有5mm的偏心的偏心，应选择，应选择58mm的外圆表面作粗基准，因其加工余量较小。的外圆表面作粗基准，因其加工余量较小。如果选如果选114mm外圆为粗基准加工外圆为粗基准加工58mm外圆时，则加工外圆时，则加工后的后的50mm的外圆，因一侧余量不足而使工件报废。的外圆，因一侧余量不足而使工
22、件报废。4）粗基准比较粗糙且精度低，一般在同一尺）粗基准比较粗糙且精度低，一般在同一尺寸方向上不应重复使用。否则，因重复使寸方向上不应重复使用。否则，因重复使用所产生的定位误差，会引起相应加工表用所产生的定位误差，会引起相应加工表面间出现较大的位里误差。面间出现较大的位里误差。如图所示的小轴，如果如图所示的小轴，如果重复使用毛坯面重复使用毛坯面 B定位定位加工表面加工表面A 和和 C，则会，则会使加工面使加工面A 和和 C产生较产生较大的同轴度误差。大的同轴度误差。5）作为粗基准的表面，应尽量平整，没有）作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺陷，以便浇口、冒口或飞边等其
23、它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。使工件定位可靠，夹紧方便。2、精基准的选择、精基准的选择 除第一道工序采用粗基准外，其余工序都应除第一道工序采用粗基准外，其余工序都应使用精基准。选择精基准主要考虑如何减少加工使用精基准。选择精基准主要考虑如何减少加工误差、保证加工精度、使工件装夹方便，并使零误差、保证加工精度、使工件装夹方便，并使零件的制造较为经济、容易。具体选择时可遵循下件的制造较为经济、容易。具体选择时可遵循下列原则：列原则：（1）基准重合原则）基准重合原则 选择加工表面的选择加工表面的设计基准设计基准作为作为定位基准定位基准，称，称为为基准重合原则基准重合原则。采用基准重合原则
24、可以避免由。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。如果按图所示，如果按图所示，用面用面 2 定位定位，遵循基准重合，遵循基准重合原则，则能直接保证设计尺寸原则，则能直接保证设计尺寸 A 的精度。由此可的精度。由此可知，知，定位基准应尽量与设计基准重合定位基准应尽量与设计基准重合，否则会因基，否则会因基准不重合产生定位误差，有时甚至因此造成零件尺准不重合产生定位误差，有时甚至因此造成零件尺寸超差而报废。寸超差而报废。定位基准应尽量与设计基准重合，否则会因定位基准应尽量与设计基准重合，否则会因基准不重合产生定位误差，有时甚至因
25、此造成零基准不重合产生定位误差，有时甚至因此造成零件尺寸超差而报废。件尺寸超差而报废。应用基准重合原则时，应注意具体条件。定应用基准重合原则时，应注意具体条件。定位过程中产生的基准不重合误差，是在用夹具装位过程中产生的基准不重合误差，是在用夹具装夹、调整法加工一批工件时产生的。所谓夹、调整法加工一批工件时产生的。所谓调整法调整法，是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置的加工方批零件的加工过程中保持这种相对位置的加工方法。与之相对应的是试切法加工，即试切法。与之相对应的是试切法加工，即试切测量测量调整调整再试切，循环
26、反复直到零件达到尺寸要再试切，循环反复直到零件达到尺寸要求为止。试切法适用于单件小批生产下的逐个零求为止。试切法适用于单件小批生产下的逐个零件加工。件加工。（2）基准统一原则）基准统一原则 当工件以某一组精基准可以比较方便地当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时，应尽可能在多数工序加工其它各表面时，应尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位，这就是基准中采用此同一组精基准定位，这就是基准统一原则。采用基准统一原则可以避免基统一原则。采用基准统一原则可以避免基准变换所产生的误差，提高各加工表面之准变换所产生的误差，提高各加工表面之间的位置精度，同时简化夹具的设计和制间的位置精度，同时
27、简化夹具的设计和制造工作量。造工作量。典型的基准统一原则典型的基准统一原则是轴类零件、盘是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。轴的精基准为轴两类零件和箱体类零件。轴的精基准为轴两端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常以中心孔及一个端面为精加工基准，而箱以中心孔及一个端面为精加工基准，而箱体类常以一个平面及平面上的两个定位用体类常以一个平面及平面上的两个定位用工艺孔为精基准。工艺孔为精基准。（3）自为基准原则）自为基准原则 当某些精加工表面要求加工余量小而均当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作为定位基匀时，可选择该加工表面本身作为定位基准，
28、以搞高加工面本身的精度和表面质量。准，以搞高加工面本身的精度和表面质量。（4）互为基准原则）互为基准原则 为使各加工表面之间有较高的位置精为使各加工表面之间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采度，又为了使其加工余量小而均匀，可采用两个表面互为基准反复加工，称为用两个表面互为基准反复加工，称为互为互为基准原则基准原则。能够提高重要表面间的相互位。能够提高重要表面间的相互位置精度，或使加工余量小而均匀。置精度，或使加工余量小而均匀。选择精基准时，还应考虑所选精基准能选择精基准时，还应考虑所选精基准能使工件定位准确、稳定，装夹方便，进而使工件定位准确、稳定，装夹方便，进而使夹具结构简单
29、、操作方便。使夹具结构简单、操作方便。3、辅助基准的选择、辅助基准的选择 有些零件的加工，为了装夹方便或易于有些零件的加工，为了装夹方便或易于实现基准统，人为地造成一种定位基准，实现基准统，人为地造成一种定位基准，称为辅助基准。例如，轴类零件加工所用称为辅助基准。例如，轴类零件加工所用的两个中心孔、图的两个中心孔、图 2-14 所示零件的两个工所示零件的两个工艺孔等。作为辅助基准的表面不是零件的艺孔等。作为辅助基准的表面不是零件的工作表面，在零件的工作中不起任何作用，工作表面，在零件的工作中不起任何作用，识是由于工艺上的需要才作出的。所以，识是由于工艺上的需要才作出的。所以，有些可在加工完毕后
30、从零件上切除。有些可在加工完毕后从零件上切除。下达任务：下达任务：车床进刀轴架 n第一道工序划线。当毛坯误差较大时，采用第一道工序划线。当毛坯误差较大时，采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加工面的位置要求。选择不加工面工面的位置要求。选择不加工面R22外圆外圆和和R15外圆为粗基准，同时兼顾不加工的外圆为粗基准，同时兼顾不加工的上平面与底面距离上平面与底面距离18的要求，划出底面和的要求，划出底面和凸台的加工线。凸台的加工线。n第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。n第三道工序粗精镗第三道工序粗精镗32H7孔。加工要
31、求为尺孔。加工要求为尺寸寸320.1、60.1及凸台侧面及凸台侧面K的平行度的平行度0.03。根据基准重合的原则选择底面和凸。根据基准重合的原则选择底面和凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台限制两个自由度，无基准不重合误差。限制两个自由度，无基准不重合误差。任务实施：任务实施：n第四道工序钻、扩、铰第四道工序钻、扩、铰16H9孔。除孔本身的精度孔。除孔本身的精度要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸40.1、510.1及两孔的平行度要求及两孔的平行度要求0.02。根据精基准。根据精基准选择原则，可以有三种不同的方案：选
32、择原则，可以有三种不同的方案：n(1)底面限制三个自由度，底面限制三个自由度，K面限制两个自由度面限制两个自由度n(2)32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由孔限制四个自由度，底面限制一个自由度度 n(3)底面限制三个自由度，底面限制三个自由度，32H7孔限制两个自由孔限制两个自由度度 n此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，唯于三个设计要求均为基准重合，唯32H7孔对于底孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗度，应当在镗32H7孔时加以限制。
33、孔时加以限制。第四节第四节常见定位方式及定位元件常见定位方式及定位元件 工件的定位是通过工件上的定位表面与工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触实现的。夹具上的定位元件的配合或接触实现的。定位表面形状不同，所用定位元件种类也定位表面形状不同，所用定位元件种类也不同。不同。常用定位元件及定位方式以平面定位以平面定位A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证等
34、高性支承订适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位，B型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。若受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。采用两个以上支承板定位时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性支承板以平面定位以平面定位适用于毛坯（如铸件）分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位。亦可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件，或用于专用可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加工前调整一次，调整后用锁紧螺母锁紧调节支承支承本身在定位过程中所处的位置，随工件定位基准面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度。由于增加了与定位基准面接触的点数，
35、故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于工件以粗基准定位或刚性不足的场合自位支承常用定位元件及定位方式调节支承调节支承应用实例应用实例常用定位元件及定位方式以平面定位以平面定位旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性，并不起消除自由度的作用。使用时必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面的位置变化结构简单，但效率较低螺旋式辅助支承支承销的高度高于主要支承，当工件装夹在主要支承上后，支承销被工件定位基准面压下，并与其他主要支承一起与工件定位基准面保持接触，然后锁紧。适用于工件重量较轻，垂直作用的切削负荷较小的场合自位螺旋式辅助支承常用定位元件及定位方式以圆柱孔定位当工作部分直径D1时，心轴的工作部分应
36、稍带锥度，直径D1按r6制造，其基本尺寸为孔的最大极限尺寸；直径D2按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便，定心准确，但装卸工件不便，且易损伤工件定位孔。多用于定心精度要求较高的场合；图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的工件定位心轴常用定位元件及定位方式以外圆柱面定位对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准活动V型块固定V型块用于定位夹紧机构中，起消除一个自由度的作用常用定位元件及定位方式活动V型块应用实例常用定位元件及定位方式以外圆柱面定位图a中外圆
37、柱面为第二定位基准；图b中外圆柱面为主定位基准；图c中定位元件为半圆形衬套，上半圆起夹紧作用，下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外圆的最大直径。适用于大型轴类零件定位套常用定位元件及定位方式常用定位元件及定位方式连杆盖工序图一面两孔定位应用实例一面两孔定位组合定位方式第五节第五节 定位误差定位误差 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具上所占据的位置不可能完全一致，件在夹具上所占据的位置不可能完全一致，以致使加工后各工件的工序尺寸存在误差，以致使加工后各工件的工序尺寸存在误差，这种这种因工件定位而产生的工序基准在工序因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸方向
38、上的最大变动量尺寸方向上的最大变动量，称为，称为定位误差定位误差，用用D D表示。表示。一、定位误理产生的原因一、定位误理产生的原因 1、基准不重合误差、基准不重合误差 定位基准与设计基准不重合时所产生的加工定位基准与设计基准不重合时所产生的加工误差，称为误差，称为基准不重合误差基准不重合误差。在工艺文件上，设。在工艺文件上，设计基准已转化为工序基准，设计尺寸已转化为工计基准已转化为工序基准，设计尺寸已转化为工序尺寸，此时基准不重合误差就是序尺寸，此时基准不重合误差就是定位基准与工定位基准与工序基准之间尺寸的公差序基准之间尺寸的公差，用，用B B表示。表示。2、基准位移误差、基准位移误差 一批
39、工件定位基准相对于定位元件的位置最一批工件定位基准相对于定位元件的位置最大变动量（或定位基准本身的位置变动量）称为大变动量（或定位基准本身的位置变动量）称为基准位移误差基准位移误差，用，用Y表示。表示。如图所示键槽，其中工序尺寸如图所示键槽，其中工序尺寸 A 是是由工件相对刀具的位置决定的。由工件相对刀具的位置决定的。A工件以内孔在圆柱心轴上定位。由于工件内孔直径和定位心轴的制造误差和工件以内孔在圆柱心轴上定位。由于工件内孔直径和定位心轴的制造误差和最小配合间隙，使定位基准（工件内孔轴心线）与定位心轴轴心线不重合，最小配合间隙，使定位基准（工件内孔轴心线）与定位心轴轴心线不重合，在工序尺寸在工
40、序尺寸A方向上产生位移，给工序尺寸方向上产生位移，给工序尺寸A造成误差，这个误差就是造成误差，这个误差就是基准基准位移误差。位移误差。Y=AmaxAminAmax最大工序尺寸；最大工序尺寸；Amin最小工序尺寸；最小工序尺寸；二、定位误差的计算方法二、定位误差的计算方法 定位误差是由定位误差是由基准不重合误差基准不重合误差与与基准位移误基准位移误差差两项组合而成。计算时，先分别算出两项组合而成。计算时，先分别算出B和和Y，然后再根据不同情况分别按照下述方法进，然后再根据不同情况分别按照下述方法进行合成，从而求得定位误差行合成，从而求得定位误差 D。1）工序基准不在定位基面上，）工序基准不在定位
41、基面上，D=Y B。2）工序基准在定位基面上，）工序基准在定位基面上，D=|Y+B|“”、“”的确定可按如下原则判断：当由于基的确定可按如下原则判断：当由于基准不重合和基准位移分别引起工序尺寸作相同方向变准不重合和基准位移分别引起工序尺寸作相同方向变化（即同时增大或同时减小）时，取化（即同时增大或同时减小）时，取“十十”号；而当号；而当引起工序尺寸彼此向相反方向变化时，取引起工序尺寸彼此向相反方向变化时，取“一一”号。号。三、常见定位方式的定位误差三、常见定位方式的定位误差 1、工件以圆柱面配合定位的基准位移误差、工件以圆柱面配合定位的基准位移误差（1）定位副固定单边接触）定位副固定单边接触，
42、当心轴水平放置，当心轴水平放置时，工件在自重作用下与心轴固定单边接时，工件在自重作用下与心轴固定单边接触，此时触，此时TD工件定位孔直径公差；工件定位孔直径公差；Td 定位心轴直径公差；定位心轴直径公差；Xmin定位孔与定位心轴间的最小配合间隙。定位孔与定位心轴间的最小配合间隙。（2）定位副任意边接触）定位副任意边接触，当心轴垂直放置时，当心轴垂直放置时，工件与心轴任意边接触；工件与心轴任意边接触；TD工件定位孔直径公差；工件定位孔直径公差；Td 定位心轴直径公差；定位心轴直径公差；Xmin定位孔与定位心轴间定位孔与定位心轴间的最小配合间隙。的最小配合间隙。2、工件以外画在、工件以外画在 v
43、形块上定位的定位误差形块上定位的定位误差 工件以外圆在工件以外圆在 V 形块上定位，形块上定位，定位基准是工定位基准是工件外回轴心线件外回轴心线，因工件外圆柱面直径有制造误差，因工件外圆柱面直径有制造误差，由此产生的工件在竖直方向上的基准位移误差为：由此产生的工件在竖直方向上的基准位移误差为：1）当工序尺寸标为）当工序尺寸标为h1时，因基准重合，时，因基准重合，B=0，所以，所以2）当工序尺寸标为）当工序尺寸标为h2时，工序基准为时，工序基准为外圆外圆柱面下母线柱面下母线，与定位基准，与定位基准不重合不重合，由于工序基准在定位基面上，因此由于工序基准在定位基面上，因此 符号确定：当定位基面直径
44、由大变小时，定位基准朝下运符号确定：当定位基面直径由大变小时，定位基准朝下运动，使动，使h2变大；当定位基面直径由大变小时，假定定位基变大；当定位基面直径由大变小时，假定定位基准不动，工序基准相对于定位基准向上运动，使准不动，工序基准相对于定位基准向上运动，使h2变小。变小。两者变动方向相反，故有两者变动方向相反，故有3）当工序尺寸标为）当工序尺寸标为 h3 时，工序基准为时，工序基准为外圆外圆柱面上母线柱面上母线，基准不重合误差仍为，基准不重合误差仍为 当定位基面直径由大变小时，当定位基面直径由大变小时，B 和和Y都使都使 h3 变小，故有变小，故有3、工件以一面两孔组合定位的基准位移误差、
45、工件以一面两孔组合定位的基准位移误差（1）移动的基准位移误差）移动的基准位移误差 该误差可按定位销垂直放置时计算，一般该误差可按定位销垂直放置时计算，一般取取决于第一定位副的最大配合间隙决于第一定位副的最大配合间隙，即，即圆柱销与定位孔的最大配合间隙；圆柱销与定位孔的最大配合间隙；图柱销直径公差；图柱销直径公差；与圆柱销配合的定位孔的直径公差；与圆柱销配合的定位孔的直径公差；圆柱销与定位孔的最小配合间隙。圆柱销与定位孔的最小配合间隙。（2）转动的基准位移误差（转角误差）转动的基准位移误差（转角误差）转角误差取决于两定位孔与定位销的最大配转角误差取决于两定位孔与定位销的最大配合间隙合间隙X1mi
46、n和和X2max、中心距、中心距 L 以及工件的偏转以及工件的偏转方向。当两孔偏转于两销同一侧时，其单边转角方向。当两孔偏转于两销同一侧时，其单边转角误差误差当两孔偏转于两销异侧时，其单边转角误差当两孔偏转于两销异侧时，其单边转角误差第六节第六节 工件的夹紧工件的夹紧 加工过程中，为保证工件定位时确定的加工过程中，为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用下产生位移和振动，惯性力、重力等作用下产生位移和振动，须将工件夹紧。这种须将工件夹紧。这种保证加工精度和安全保证加工精度和安全生产的装置，称为夹紧装置生产的装置，称为夹紧装
47、置。一、对夹紧装置的基本要求一、对夹紧装置的基本要求 1）夹夹紧紧过过程程中中，不不改改变变工工件件定定位位后后所所占占据据的的正确位置。正确位置。2）夹夹紧紧力力的的大大小小适适当当。既既要要保保证证工工件件在在加加工工过过程程中中其其位位置置稳稳定定不不变变、振振动动小小，又又要要使使工件不产生过大的夹紧变形。工件不产生过大的夹紧变形。3）操作方便、省力、安全。）操作方便、省力、安全。4）夹夹紧紧装装置置的的自自动动化化程程度度及及复复杂杂程程度度应应与与工工件的产里和批量相适应。件的产里和批量相适应。二、央紧力方向和作用点的选择二、央紧力方向和作用点的选择 1）夹紧力应朝向主要定位基准。
48、）夹紧力应朝向主要定位基准。被加工孔与左端面有被加工孔与左端面有垂直度要求，因此，垂直度要求，因此，要求夹紧力要求夹紧力 FJ 朝向定朝向定位元件位元件 A 面。如果夹面。如果夹紧力改朝紧力改朝 B 面，由于面，由于工件左端面与底面的工件左端面与底面的夹角误差，夹紧时将夹角误差，夹紧时将破坏工件的定位，影破坏工件的定位，影响孔与左端面的垂直响孔与左端面的垂直度要求。度要求。夹紧力夹紧力 FJ 朝向朝向 v 形块，使工件的装夹稳定可靠。形块，使工件的装夹稳定可靠。但是，如果改为朝向但是，如果改为朝向 B 面，则夹紧时工件有可能面，则夹紧时工件有可能会离开会离开 V 形块的工作面而破坏工件的定位。
49、形块的工作面而破坏工件的定位。2）夹紧力方向应有利于减小夹紧力。）夹紧力方向应有利于减小夹紧力。当夹紧力当夹紧力 FJ 与切削力与切削力 F、工件重力、工件重力W同方同方向时，加工过程所需的夹紧力可最小。向时，加工过程所需的夹紧力可最小。3）夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方）夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和部位。向和部位。这一原则对刚性差的工件特别这一原则对刚性差的工件特别重要。重要。薄壁套的轴向刚性薄壁套的轴向刚性比径向好，用卡爪比径向好，用卡爪径向夹紧时工件变径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施形大，若沿轴向施加夹紧力，变形就加夹紧力，变形就会小得多。会小得多。夹紧薄壁箱体时，夹紧
50、薄壁箱体时，夹紧力不应作用在夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应箱体的顶面，而应作用于刚性较好的作用于刚性较好的凸边上。凸边上。箱体没有凸边时，那箱体没有凸边时，那样，将单点夹紧改为样，将单点夹紧改为三点夹紧，以减少工三点夹紧，以减少工件的夹紧变形。件的夹紧变形。4）夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面。）夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面。在拨叉上铣槽。由于在拨叉上铣槽。由于主要夹紧力的作用点主要夹紧力的作用点距加工表面较远，故距加工表面较远，故在靠近加工面的地方在靠近加工面的地方设置了设置了辅助支承辅助支承增加增加了夹紧力了夹紧力FJ。这样提。这样提高了工件的装夹刚性，高了工件的装夹刚性，减少了加工