工件定位与夹紧

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定位夹紧方案引言在许多工业制造和加工过程中，定位夹紧方案是一个至关重要的环节。

它在确保产品精度、稳定性和可靠性方面扮演着重要角色。

本文将探讨定位夹紧方案的意义、常见的定位夹紧方法以及其应用领域。

一、定位夹紧方案的意义定位夹紧是指通过一定的方法将工件或工件组件牢固固定在指定的位置，以确保其位置的准确性和稳定性。

定位夹紧方案的设计和实施对于产品加工过程中的定位精度和加工质量至关重要。

具体来说，定位夹紧方案在以下几个方面起着关键作用：1. 提高产品加工精度：在许多制造领域，如汽车制造、航空航天工程和电子设备制造等，产品的精度是至关重要的。

通过使用有效的定位夹紧方案，可以确保工件在加工过程中的精确定位，从而提高产品的加工精度。

2. 提高工作效率：定位夹紧方案可以简化工作过程并提高工作效率。

当工件能够准确地固定在指定位置时，操作员可以更迅速地进行加工操作，节省时间和成本。

3. 增强产品的稳定性和可靠性：稳定性和可靠性是产品质量的重要指标。

定位夹紧方案可以确保工件的稳定性，在工艺过程中提供可靠的支撑，从而减少误差和不稳定因素对产品质量的影响。

二、常见的定位夹紧方法1. 点位夹紧：点位夹紧是一种常见的定位夹紧方法，通常适用于工件的固定点较少的情况。

它通过将工件与夹具上的固定点对应，以点对点的方式夹紧工件。

点位夹紧使用简便，适用于小零件或曲面复杂的工件，但在面对大型工件时可能存在局限性。

2. 面位夹紧：面位夹紧是一种常用的定位夹紧方法，适用于工件的固定点较多的情况。

它通过工件与夹具上的阳柱或定位块接触，以确保工件在平面上的准确定位。

面位夹紧可以提供更大的夹紧力和稳定性，适用于大型工件或需要更高精度的加工过程。

3. 线位夹紧：线位夹紧是一种常见的定位夹紧方法，适用于工件的定位需要在一条直线上完成的情况。

它通过工件上的导向沟槽与夹具上的导向销相结合，以确保工件在直线上的准确定位。

线位夹紧可以提供较高的定位精度和稳定性，适用于需要精确对位的加工过程。

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3、工件的定位方法及其定位元件生产实践中常用的定位方法及定位元件:1工件一平面定位(1)支承钉①、球头支承钉图 B型②、齿纹头支承钉图 C型③、平头支承钉图A型④、可调支承⑤、自位支承1—销轴2—V形块3—可调支承用可调支承加工相似件的图2 支承板2工件以圆柱孔定位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;1 圆柱销2 圆柱心轴心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工;圆柱心轴定位装夹图花键心轴装夹图3 圆锥销圆锥销定位左粗基准定位右精基准定位圆锥销组合定位图4 小锥度心轴3．工件以外圆柱表面定位1 V形架V形架定位的最大优点是对中性好;V 形架可分为固定式和活动式;2 定位套一般适用于精基准定位,常与端面联合定位; 工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套作定位元件;1．夹紧装置的组成 如下图1 力源装置产生夹紧作用力的装置;所产生的力称为原始力2 中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构3 夹紧元件夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用2．对夹具装置的要求 ： 1夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置; 2 夹紧力大小要适当;3 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件;4夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全;3、．夹紧力方向和作用点的选择1夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面;V 型块定位图夹紧装置组成示意图1—气缸2—连杆导入：由提问学生普车上所用夹具而导入;新课：1．三爪自定心卡盘优点：可自动定心,装夹方便,应用较广,缺点：夹紧力较小,不便于夹持外形不规则的工件2.四爪单动卡盘特点：四个爪都可单独移动,安装工件时需找正,夹紧力大,适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件;3、复杂、精密工件装夹1花盘铣床夹具铣床上的通用夹具：平口钳如下图铣床夹具中使用最普遍是机械夹紧机构,这类机构大多数利用机械摩擦的原理夹紧工件;斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋、偏心等夹紧机构是斜楔夹紧机构的演变形式;1.斜楔夹紧机构特点：楔块夹紧行程小；结构简单,夹紧和松开需要敲击大、小端,操作不方便;增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的2、螺旋夹紧机构工作特点：1 自锁性能好2 增力比大3 夹紧行程调节范围大4 夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围；适用于手动夹紧,在机动夹紧机构中应用较少在实际生产中,螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍;3、偏心夹紧机构特点:优点是操作方便,动作迅速,结构简单缺点是工作行程小,自锁性不如螺旋夹紧好,结构不耐振,适用于切削平稳且切削力不大的场合,常用于手动夹紧机构;小结由学生来总结：1、数控车床上一般工件常用的装夹方法;2、数控铣床上一般工件常用的夹紧机构和特点;作业P37 第5、6题。

于骏一机械制造基础一．工件的装夹定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。

夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。

这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。

例：削苹果装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。

定位+ 夹紧= 安装定位在前，夹紧在后，定位是首要的定位过程和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。

定位误差和夹紧误差统称为装夹误差。

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）直接找正装夹直接找正法：是用百分表、划针或用目测，在机床上直接找正工件，使工件获得正确位置的方法。

缺点：1.定位精度及速度取决于找正精度和方法，找正工具及操作者技术水平。

2.效率较低。

3.只能单件使用。

优点：如果操作者技术水平很高，通过仔细调整，能够获得很高的定位精度。

2）划线找正装夹法：当零件形状很复杂时，可先用划针在工件上画出中心线、对称线或各加工表面的加工位置，然后再按划好的线来找正工件在机床上的位置，然后夹紧。

缺点：增加了划线工序，效率低；划线本身具有一定宽度，误差大。

多用于小批生产中形状复杂无法直接找正装夹的零件。

3）使用夹具安装工件采用专用夹具来安装工件，是靠夹具来保证工件相对于刀具及机床的正确位置，从而保证加工精度。

什么是机床夹具？在机械加工中，在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备。

机床夹具的功用：1.保证被加工表面的位置精度。

采用夹具装夹工件，可以准确确定工件与刀具、机床间的相对位置，因此能比较可靠稳定的获得较高位置精度。

2.提高劳动生产率。

采用合适的夹具能够省去对工件的逐个找正和对刀，使辅助时间显著减少。

3.扩大机床使用范围。

4.降低对工人的技术要求和减轻工人劳动强度。

工件安装是否正确，迅速，方便，可靠，直接影响工件加工质量、生产效率、操作者的安全及成本，因此在机械加工中装夹具有极其重要的地位。

第二章工件在夹具中的定位§2.1 概述1．定位的概念本门课研究的是专用夹具，定位就专门研究工件在专用夹具中的定位，而专用夹具加工的是一批工件，所以定位就专门研究一批工件在专用夹具中的定位。

由工艺课中所讲定位的概念来分析：定位：工件加工前，在机床或夹具中占据某一正确加工位置的过程。

↓工件加工前，在夹具中占据某一正确加工位置的过程。

↓指一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。

↓一致在坐标系中就是确定定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、“正确”加工位置的过程。

怎样才算“确定”、“正确”，是本章要讲的主要内容。

2．基准的概念⑴基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。

⑵设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。

由产品设计人员确定。

⑶工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。

查找：首先找到加工面，确定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基准。

见图2.1所示键槽为加工面，h、L 、为三个方向的工序尺寸，三个方向上的中心线为工序基准。

工序基准由工艺人员确定。

⑷定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。

当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。

定位基准由工艺人员确定，是工序图上标“”所示的基准（定位基准的标注形式见附表1）。

(5) 对刀基准：确定刀具相对夹具（工件）位置的夹具上的基准，一般选与工件定位基准重合的夹具定位元件上的要素为对刀基准。

3．工件尺寸精度获得的方法⑴试切法：试切→测量→调刀，反复进行，达到要求，工件单件加工时用。

⑵定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。

⑶调整法：事先调整好刀具与工件(夹具)的相对位置，在加工一批工件过程中，刀具位置不变。

本门课中涉及尺寸精度获得的方法一般视为调整法。

⑷自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，达到尺寸精度的方法。

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,YYOZ 面中，4，5点：X,ZZOX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。