工件定位与夹紧知识讲解

请简述模具设计中工件的定位与夹紧的概述模具设计中的工件定位和夹紧是在模具中极为重要的环节，它们之间的关系及各自的功能有着密切的联系。

它们给成型工件赋予精度、合格率、品质等，是复杂成型工艺特别是密封件成型工艺可行性的关键。

一、工件定位1.工件定位是以它在模具内形成的位置控制为中心，采用精度高、强度大的夹具系统，将样件固定在模具中，使它在模具中按照设计的形状保持固定的位置，以及在成型后能够保持精度的一种技术。

2.工件定位的设计原则(1)保证按照设计的精度工件的确定性。

(2)工件定位满足安全、可靠的要求，使之不能发生随机的移动、抖动。

(3)需要在较短的时间内，正确及准确的完成工件的定位，提高模具成型效率。

(4)使工件定位机构简便、坚固、使用寿命长以及维修简便(5)根据成型件的形状、几何位置等一般要求设计工件定位机构，但为了节约成本和提高功能，设计模具时可另行从空间、形状方面给出考虑，以满足成型件的几何位置精度要求二、夹紧1.夹紧是模具定位的重要组成部分，正确的夹紧机构可以使定位精度及工件在模具中得到夹紧，保证模具可以精确地定位。

2.夹紧方式有如下几种：(1)螺母夹紧，是模具最常用的夹紧方式，根据夹紧需求，螺母可以是正螺母、半螺母等。

(2)活动夹紧，也就是用活动的夹件的形式来夹紧，可以使定位精度更高。

(3)内旋转夹紧，包括电机等。

(4)滑销夹紧：用滑销能够夹住某些圆柱形的工件，它的特点是定位精度低，但单件紧固力大、体积小，适用于同心度要求不高的情况。

3.夹紧的设计原则(1)夹具可满足定位工件的要求，提高夹紧机构安全性；(2)结构简单，尽量使用标准产品；(3)尽量减少夹紧力，便于夹具的操作及拆卸，同时降低夹紧机构产生的损耗；(4)夹具在操作时要有足够的强度，使固定好的工件没有移动。

总之，工件定位和夹紧是模具设计中不可缺少的要素，正确的设计可以提高模具的性能及对其有着极其重要的影响。

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。

返回
知识点10. 工件的定位与夹具的基本知识
三、为什么不完全定位能保证定位精度，而欠定位是不允许的？
四、选择粗基准和精基准分别应遵循哪些原则？
1）不加工面原则。

为了保证加工面与不加工面的位置要求，应选不加工面为粗基准。

2）重要面加工原则。

为了保证某加工面加工余量均匀应选择该表面为粗基准。

3）平整光洁原则。

应选取光洁、平整、面积足够大的表面为粗基准，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面等缺陷，以保证定位正确、夹紧可靠。

4）使用一次原则。

粗基准只能在第一道工序中使用一次，不应重复使用。

以上粗基准的选择原则，具体使用时要全面考虑，灵活运用，保证主要方面的要求。

精基准的选择原则为：
1）基准重合原则。

即尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。

2）基准同一原则。

对位置精度要求较高的某些表面加工时，尽可能选用同一个定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。

3）自为基准原则。

某些精加工工序，要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准称为自。

工件的定位知识点总结一、定位原理1. 定位的定义定位是指使工件在机床上或在加工中心上取得相对于加工中心坐标系统的正确位置，使其相对于刀具、机床的工作台面或切换工序正确。

2. 定位的作用定位是加工过程中由初始状态转变为设定状态的一系列操作。

它决定了工件在机床上的准确位置，直接影响到加工精度、效率和成本。

3. 定位精度定位精度是指在定位操作结束后，工件所处位置的偏差范围。

通常而言，定位精度越高，加工精度越好。

4. 定位误差定位误差是指在工件定位过程中，工件实际位置与设定位置之间的偏差值。

定位误差是影响加工精度的重要因素之一。

二、定位方式1. 机械定位机械定位是利用工件自身的几何形状和加工设备的位置来实现工件定位的方式，例如使用定位销、定位孔、定位台等。

2. 磁性定位磁性定位是利用磁力对工件进行定位的方式，常见的有永磁吸盘、电磁吸盘等。

3. 钳口定位钳口定位是通过夹紧工件进行定位，通常用于小型工件或多孔工件的定位。

4. 气动定位气动定位是利用气动力对工件进行定位的方式，适用于对工件表面无损伤的定位。

5. 光电定位光电定位是利用光电传感器对工件进行定位的方式，通常用于对于光滑表面的工件定位。

三、定位元素1. 定位销和定位孔定位销和定位孔是机械定位最常用的定位元素，通过匹配定位销和定位孔的形状和尺寸，实现工件的定位。

2. 定位板和定位台定位板和定位台是机械定位中常用的定位元素，通过在工作台面上设置定位板和定位台，实现工件的位置定位。

3. 定位块定位块是机械定位中常用的定位元素，通过设置在工件和工作台面之间的定位块，实现工件的定位。

4. 夹具夹具是钳口定位中常用的定位元素，通过夹紧工件来实现工件的位置定位。

5. 气垫、气缸气垫和气缸是气动定位常用的定位元素，通过控制气压来实现工件的位置定位。

6. 光电传感器光电传感器是光电定位中常用的定位元素，通过检测工件表面的特定标记来实现工件的定位。

四、定位方法1. 精确定位精确定位是指通过工件自身的几何形状和相应的定位元素来实现对工件进行位置精确定位的方法，通常用于对精度要求较高的工件。

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。

第四节工件的夹紧在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。

为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。

一、夹紧装置的组成及其设计原则工件定位后，将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。

1．夹紧装置的组成夹紧装置的组成如图4-35所示，由以下三部分组成。

（1）动力源装置它是产生夹紧作用力的装置。

分为手动夹紧和机动夹紧两种。

手动夹紧的力源来自人力，用时比较费时费力。

为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。

机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。

图4-35所示的气缸就是一种动力源装置。

（2）传力机构它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。

传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。

图4-35所示的杠杆就是传力机构。

（3）夹紧元件它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。

图3-35所示的压板就是夹紧元件。

图4-35夹紧装置的组成1—气缸2—杠杆3—压板2．夹紧装置的设计原则在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。

因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：（1）工件不移动原则夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。

（2）工件不变形原则夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。

（3）工件不振动原则对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。

（4）安全可靠原则夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。