工件在夹具中的定位

机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须定位。

而工件装夹定位的方式有：直接找正、划线找正和用夹具装夹三种方式，下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。

1．六点定则工件在夹具中的定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置（不考虑定位误差的影响）。

怎样才能各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢?要弄清楚这个问题，我们先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化?如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定了位。

2．对定位的两种错误理解我们在研究工件在夹具中的定位时，容易产生两种错误的理解。

一种错误的理解认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度而言，因此，工件也就定了位。

这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。

我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在夹具中按加工要求占有一致的正确位置，而夹紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于同一位置。

另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反的方向移动的自由度，这种理解显然也是错误的。

因为工件的定位是以工件的定位基准面与定位元件相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件也就不成为其定位，也就谈不上限制其自由度了。

至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，那是由夹紧来解决的问题。

3．工件定位时应限制的自由度与加工要求的关系（1）完全定位：工件的定位都采用了六个支承点，限制了工件全部六个自由度，使工件在夹具中占有唯一确定的位置，称为完全定位。

（2）不完全定位：根据加工要求，工件不需要限制的自由度而没有限制的定位，称为不完全定位。

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。

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。

根据夹具定位元件限制工件自由度的情况，将工件在夹具中的定位分为下列几种定位方式：（1）完全定位工件的六个自由度均被夹具定位元件所限制，使工件在夹具中处于完全确定的位置。

这种定位方式显然是合理的。

图1为几种不同工件的完全定位。

图1 完全定位（2）不完全定位根据工件加工精度要求不需限制的自由度没有被夹具定位元件限制或没有被全部限制的定位。

这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。

如图2所示为几种不完全定位方式。

图2 不完全定位（3）欠定位根据工件加工精度要求需要限制的自由度没有得到完全限制的定位。

这种定位显然不能保证工件的加工精度要求，在工件加工中是绝对不允许的。

但在夹具设计中，当工件上没有足够精确的定位面时，用定位元件定位就无法可靠保证工件在某方向的准确位置，此时就不能用定位元件限制工件在这些方向的自由度，这些自由度可以采用划线找正的方法加以限制。

（4）过定位定位元件的一组限位面重复限制工件的同一个自由度的定位，这样的定位称为过定位。

过定位可能导致定位干涉或工件装不上定位元件，进而导致工件或定位元件产生变形、定位误差增大，因此在定位设计中应该尽量避免过定位。

但另一方面，过定位可以提高工件的局部刚度和工件定位的稳定性，所以当加工刚性差的工件时，过定位又是非常必要的，在精密加工和装配中也时有应用。

应当指出：过定位的缺点总是存在的，但在某些情况下过定位又是必要的。

在应用过定位时，应该尽量改善过定位的定位情况，以降低过定位的不良影响。

可以从下列几个方面加以考虑：改变定位元件间的装配关系；改变定位元件的形状尺寸；提高过定位定位元件的精度。

不论通用夹具或可调夹具及专用夹具，只要合理利用六点定位规则，它就会更好地被人们所使用。

1.夹具、刀具和工件组成了一个工艺系统。

工件加工面的相互位置精度是由工艺系统间的正确位置关系来保证的。

因此加工前，应首先确定工件在工艺系统中的正确位置，即是工件的定位。