第13章 工件的定位与夹紧

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、加紧工件在定位的基础上由于加工时工件受外力较大（主要是切削力）定位一般会被破坏，这时就需要对工件施加夹紧力，以防止工件移动，这个就叫夹紧。

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。

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。

《机械制造技术基础》下册习题答案第七章7-1定位和夹紧的定义是什么？定位和夹紧的区别是什么？答：定位是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。

而夹紧是对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置且不发生变动的过程。

定位是保证工件的正确加工位置，保证工件有良好的定位方案和定位精度，定位后不能直接加工。

夹紧是为了保证工件的定位位置不变，定位在前面，夹紧在后面。

确保加工精度和安全生产。

7-2机床夹具由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？解决方案：机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀导向装置、夹具等装置或元件组成。

作用：(1)定位元件定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确地方（2）夹紧装置夹紧装置的作用是将工件夹紧夹牢，保证工件在加该位置在施工期间保持不变。

（3）对刀及导向装置对刀及导向装置的作用是迅速确定刀具与工零件之间的相对位置可以防止加工过程中刀具的偏差。

（4）夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有部各部分作为一个整体连接在一起。

（5）其他装置或元件按照工序的加工要求，有些夹具上还设置有如用于分度的分度元件、动力装置的控制系统、自动装卸等装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。

7-3六点定位原则是什么？什么是完全定位？答：在机械加工中，用六个适当分布的定位支承点来分别限制工件的六个自由度,从而使工件在夹具中有唯一确定的正确位置，称为“六点定位原理”。

在工件的实际夹紧中，六个自由度完全受六个支撑点限制的定位方式是全定位。

7-4什么叫欠定位？为什么不能采用欠定位？试举例说明。

答：定位不足是由于工艺设计或夹具设计的疏忽，导致结果不佳，即必须限制的自由度不受限制。

欠定位不能保证工件的加工精度。

因此，在任何情况下都不允许定位不足。

例如，在书中P195的图7-13中，如果移除固定销，则工件绕z轴旋转的自由度不受限制，因此无法满足加工要求。

7-5辅助支承的作用是什么？辅助支承统与可调支承在功能和结构上两者的区别是什么？（课件的详细描述）解：辅助支承在夹具中仅起支承作用，用于增加工件的支承刚性和稳定性，以防止在切削时因切削力的作用而使工件发生变形，影响加工精度。

机械制造⼯艺与夹具简答题集1、什么是⽣产过程和⼯艺过程。

答：⽣产过程：由原材料到成品之间的各有关劳动过程的总和。

⼯艺过程：在⽣产过程中，那些与由原材料转变为产品直接相关的过程。

它包括⽑坯制造、零件加⼯、热处理、质量检验和机器装配等。

2、试述分析零件技术要求时需要考虑哪些因素？答：①精度分析。

主要精加⼯表⾯的尺⼨精度，形状和位置精度的分析，⼀般尺⼨精度取决于加⼯⽅法，位置精度决定于安装⽅法和加⼯顺序。

②表⾯粗糙度及其它表⾯质量要求分析。

③热处理要求及其有关材质性能分析。

④其它技术要求（如动平衡、去磁等）的分析。

3、选择⽑坯种类时，⼀般应考虑哪些因素？答：①设计图纸规定的材料及机械性能；②零件的结构形状及外形尺⼨；③零件制造经济性；④⽣产类型；⑤现有⽣产条件；⑥充分考虑利⽤新技术、新⼯艺和新材料。

4、在确定表⾯加⼯⽅法时，需考虑哪⼏⽅⾯的因素？答：①被加⼯表⾯的⼏何特征。

②被加⼯表⾯的技术要求。

③零件结构形状和尺⼨⼤⼩。

④⽣产纲领和投产批量。

⑤⼯⼚现有设备能⼒、技术条件及设备负荷的平衡。

5、在机械加⼯过程中，为什么要划分加⼯阶段？答：①便于保证加⼯质量。

②有利于合理使⽤机床设备。

③便于安排热处理⼯序。

④粗、精加⼯分开，便于及时发现⽑坯缺陷。

⑤精加⼯集中在后⾯进⾏，还能减少加⼯表⾯在运输中受到损伤。

6、在机械加⼯过程中，通常在哪些场合需要安排检验⼯序？答：在机械加⼯过程中，通常在下列场合应安排检验⼯序：①粗加⼯全部结束后精加⼯之前；②转⼊外车间加⼯之前；③花费⼯时多的⼯序和重要⼯序的前后；④最终加⼯之后。

7、什么是封闭环？它有何特点？答：封闭环是指在装配或加⼯过程中间接获得的⼀尺⼨环。

特点是：①它是尺⼨链中最后形成的环，⽽且不是直接获得的尺⼨；②其它各环的变化对它均有影响。

8、什么是⼯序尺⼨？其公差的标注原则是什么？答：⼯序尺⼨是指各⼯序加⼯过程中应该保证的尺⼨。

其公差标注原则是：标注公差时，⽑坯尺⼨公差⼀般采⽤双向对称标注；最后⼀道⼯序即标注的该表⾯的设计尺⼨公差；⽽中间⼯序的⼯序尺⼨公差⼀般按“⼊体”原则标注；即对包容表⾯（孔），其基本尺⼨是最⼩⼯序尺⼨，公差表现为上偏差；对被包容表⾯（轴），其基本尺⼨是最⼤⼯序尺⼨，公差表现为下偏差。