第3章 工件的定位与装夹汇总

1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。

毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。

安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。

对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。

2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。

一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。

加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。

对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。

工件的装夹与定位一、工件的装夹在机床上加工工件时，为使工件在该工序所加工表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必需使工件在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。

工件在定位之后还不肯定能承受外力的作用，为了使工件在加工过程中总能保持其正确位置，还必需把它压紧，此过程称为夹紧。

工件的装夹过程是定位过程和夹紧过程的综合。

定位的任务是使工件相对于机床占有某一正确的位置，夹紧的任务则是保持工件的定位位置不变。

定位过程与夹紧过程都可能使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。

定位误差与夹紧误差之和称为装夹误差。

工件装夹有找正装夹和夹具装夹两种方式。

找正装夹又可分为直接找正装夹和划线找正装夹。

1.直接找正装夹用划针、千分表直接按工件表面找正工件的位置并夹紧，称为直接找正装夹。

直接找正装夹效率低，对操作工人技术水平要求高，但如用精密检具细心找正，可以获得很高的定位精度(0.010~0.005mm)，多用于单件小批生产或装夹精度要求特殊高的场合。

2.画线找正装夹依据零件图要求在工件上划出中心线、对称线和待加工面的轮廓线、找正线，然后按找正线找正工件在机床上的位置并夹紧，这种装夹方法称为划线找正装夹。

与直接找正装夹方法相比，划线找正方法增加了一道技术水平要求高且费工费事的划线工序，生产效率低；此外，由于所划线条自身就有肯定宽度，故其找正误差大(0.2~0.5mm)。

划线找正装夹方法多用于单件小批生产中难以用直接找正方法装夹的外形较为简单的铸件或锻件。

3. 夹具装夹产量较大时，无论是划线找正装夹，还是直接找正装夹，均不能滿足生产率要求。

这时，一般均须用夹具来装夹工件。

夹具事先按肯定要求安装在机床上，工件按要求装夹在夹具上，不需找正就可进行加工。

使用夹具装夹工件，不仅可以保证装夹精度，而且可以显著提高装夹效率，还可减轻工人的劳动强度，对工人技术水平要求也不高。

成批生产和大量生产中广泛采纳夹具装夹工件。

机械制造技术工件的装夹1、装夹的概念定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程。

夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的操作。

装夹是定位和夹紧过程的总和。

在机械加工过程中，为了保证的轴线用于定位加工精度，使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，并能迅速、 可靠地夹紧工件，以接受加工或卡爪用于夹紧检测的工艺装备称为机床夹具。

2、装夹的方法（1）直接找正装夹用划针、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 找正安装法。

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。

图2是用四爪单动卡盘装夹工件，先 用百分表按工件A圆进行找正后，夹 紧工件车削外圆B，从而保证A、B圆 柱面的同轴度要求。

使用工具： 划线盘，百分表或千分表 定位精度：0.1~0.5mm（划线盘）； 0.01~0.005mm（千分表） 特点：生产率低，适用于单件、小批 量生产。

对操作工人技术水平要求高。

图2 直接找正安装2、装夹的方法（2）划线找正装夹先在工件上按照零件图划出中心 线、对称线和各待加工表面的加 工线，然后将工件装上机床，按 照划好的线找正工件在机床上的 装夹位置。

划线找正法受划线精度和找正精 度的限制，定位精度不高，定位 精度:0.2~0.5mm。

主要用于批量 小，毛坯精度低及大型零件等不 便于使用夹具进行加工的粗加工。

划线找正法 图32、装夹的方法（3）使用夹具装夹 工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装 夹方式。

图4在机床主轴装夹非轴类零件，利用花盘弯板使加工孔轴心与主轴轴心自动重合夹具的定位夹紧元件能使工件迅速获得正确位置，并使其固定在夹 具和机床上。

因此，工件定位方便，定位精度高（可以达到0.01mm 的定位精度）而且稳定，装夹效率也高。

但专用夹具制造费用高， 周期长，一般用于中、大批和大量生产。

特点：生产率高，一批产品的精度稳定，对工人技术水平要求低。

数控加工中工件的定位与装夹数控加工是一种相对于传统机械加工而言比较新颖和高效的机加工技术，在实际生产中得到了广泛的应用。

而在数控加工过程中，工件的定位和装夹是非常重要的步骤，它直接关系到加工效率和加工质量。

因此，本文将从数控加工中工件的定位和装夹这一关键步骤进行详细的探讨。

一、数控加工中工件定位的意义工件定位是指将工件放置在数控机床上，然后通过一些固定的方式对其进行固定和定位，以便于进行后续的加工操作。

而工件定位的意义在于：（1）确保加工的精度：在数控加工过程中，如果工件的定位不准确，那么加工出来的产品就会存在偏差和误差，从而影响到加工质量和加工效率。

因此，工件的准确定位是确保加工精度的基础。

（2）提高生产效率：在数控加工过程中，确定好工件的定位方式，能够降低装夹时间和加工准备时间，从而大大提高生产效率。

（3）降低人工误差率：在传统机械加工中，工件定位主要是依靠人工精度进行调整，一旦出现误差，就需要重新调整。

而在数控加工中，由于定位方式精确可靠，因此可以大大减少人工误差率，提高加工的精度和效率。

二、工件定位的方法工件定位的方法有多种，不同的工件和加工要求需要采用不同的方式进行定位。

下面将详细介绍几种常见的工件定位方式。

1、平口定位平口定位又称为口型定位，是一种非常常见的工件定位方式。

平口定位的原理是将工件两侧嵌入同样大小的平口夹具中，使其对称放置，这样可以保证工件的中心轴线与机床的中心轴线一致。

平口夹具通常有三爪和四爪两种，具体选用哪种夹具，需要根据工件的形状和尺寸来确定。

2、钩形定位钩形定位是一种常见的平面工件定位方式，它适用于一些长条形的工件。

具体实现方式是使用一根钩子将工件吊起，然后将其嵌入到夹具中进行固定。

这种方法相较于平口定位更容易进行，可以实现快速固定。

3、锥形定位锥形定位是一种针对孔内定位的方法，主要是针对圆锥形孔的工件进行定位。

使用锥形夹具夹住工件，通过锥形“相配”实现工件的定位。

第三部分车、钳工工艺与技能训练共同知识机床夹具部分本章重点内容：1、机床夹具的组成、概念及分类。

2、工件的定位原理、定位方法及定位元件的选择。

3、夹紧装置的类型和基本要求，夹紧力的大小、方向和作用点。

4、夹紧机构的结构原理和使用特点5、车床夹具和钻床夹具本章内容提要：一、机床夹具的组成、概念及分类。

1、机床夹具的概念夹具：在机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，统称为夹具。

机床夹具：在机械加工中用来安装工件以确定工件与切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为机床夹具。

2、夹具的分类（1）、按机床种类分：车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、磨床夹具等。

（2）、按通用化程度分：○1、通用夹具：能装夹两种或两种以上的夹具称为通用夹具。

如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖及中心架、台虎钳等。

通用夹具主要适用于单件小批量生产。

○2、专用夹具：专门为某一工件的某一工序设计的夹具称为专用夹具。

专用夹具常用于产品固定或批量较大的生产中。

○3、组合夹具：由预先制造好的标准化元件组装而成的夹具称为组合夹具。

组合夹具主要适用于新产品的试制和单件小批生产。

（3）、按夹紧动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具等。

3、机床夹具的作用。

○1、保证产品质量（加工精度）夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。

○2、提高劳动生产率，降低生产成本。

快速将工件定位夹紧，免除找正、对刀等，缩短辅助时间，提高了成品率，降低了成品。

○3、扩大机床的加工范围。

○4、降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动强度。

4、机床夹具的组成（1）、定位装置（元件）它是保证工件在夹具中具有确定的位置。

（2）、夹紧装置（元件）它是用来保证工件的位置在加工过程中不发生变化的装置。

（3）、夹具体它是组成夹具的基础件，将夹具上所有的组成部分连成一个有机的整体。

（4）、引导装置（元件） 如钻套、对刀块。

它是引导刀具并使之与工件有相对正确的位置。