机床夹具基准及其分类

1、1第八节机床夹具第八节机床夹具概述概述基准及其分类基准及其分类工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位定位误差分析定位误差分析工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧2一一 概述概述夹具定义：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种夹具定义：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。装夹：装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。定位：定位：确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。确定工件

2、在机床或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：夹紧：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。定位位置不变的操作。 定位一般有三种方式定位一般有三种方式: 1.直接找正直接找正定位定位 工件的定位过程可以由操作工人直接在机床上利用千分表、划线盘等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夹紧工件，称之为直接找正定位定位。直接找正定位定位生产效率低，一般用于单件小批量生产。 2.划线找正划线找正定位定位 3.夹具夹具定位定位 优点：操作比较简单，容易保证加工精度要求，在各种生产类型中都有应用，持别是成批和大量生产中。4 机床夹具的作用机床

3、夹具的作用1. 保证工件的加工精度保证工件的加工精度采用夹具后，工件各有关表面的相互位置精度是由夹具来保证的，比划线找正所达到的精度高很多，并且质量稳定。2. 提高劳动生产率提高劳动生产率采用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，不仅省去了划线找正所花费的大量时间，而且简化了工件的安装工作，显著地提高了劳动生产率。3. 改善工人劳动条件，保障生产安全改善工人劳动条件，保障生产安全用夹具装夹工件方便、省力、安全。用气动、液动等夹紧装置，可大大减轻工人的劳动强度。夹具在设计时采取了安全保证措施，用以保证操作者的人身安全。4. 降低生产成本降低生产成本在批量生产中使用夹具时，劳动生产率提高，并且允许使用

4、技术等级较低的工人操作，可显著地降低生产成本。6图图2-67 尾座套筒铣键槽夹具尾座套筒铣键槽夹具782. 机床夹具的分类机床夹具的分类根据其应用范围和特点，分为根据其应用范围和特点，分为如下类型：如下类型：（1）通用夹具）通用夹具 （2）专用夹具）专用夹具 （3）通用可调夹具和成组夹具）通用可调夹具和成组夹具 （4）组合夹具）组合夹具（5）随行夹具）随行夹具2 机床夹具的分类机床夹具的分类1. 按夹具的通用特性分类按夹具的通用特性分类1) 通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具，如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等，这类夹具由专门生产厂家

5、生产和供应，其特点是使用方便，通用性强，但加工精度不高，生产率较低，且难以装夹形状复杂的工件，仅适用于单件小批量生产。2) 专用夹具专用夹具是针对某一工件某一工序的加工要求专门设计和制造的夹具，其特点是针对性很强，没有通用性。在批量较大生产和形状复杂、精度要求高的工件加工中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。3) 可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的不足而发展起来的一类夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又分为通用可调和成组夹具两种。4）组合夹具 5）随行夹具11图图2-69 滑柱钻模滑柱钻模12合件合件组合夹具组合

6、夹具13组合夹具组合夹具14组合夹具组合夹具u预先制造好的标准元件预先制造好的标准元件+合件组成的专用夹具。合件组成的专用夹具。u元件和合件可重复使用。元件和合件可重复使用。u设计、制造周期短。一次性投资大。设计、制造周期短。一次性投资大。15自动线上使用，可移动。自动线上使用，可移动。随行夹具随行夹具图图2-71 加工活塞的随行夹具加工活塞的随行夹具163. 机床夹具的组成机床夹具的组成 定位元件定位元件 夹紧装置夹紧装置 对刀、导引元件或装置对刀、导引元件或装置 连接元件连接元件 其他装置或元件其他装置或元件 夹具体夹具体 定位元件，夹紧装置和夹具体是夹定位元件，夹紧装置和夹具体是夹具的基

7、本组成部分具的基本组成部分17二二 基准及其分类基准及其分类 定义：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那定义：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。些点、线、面。 根据功用：设计基准和工艺基准。根据功用：设计基准和工艺基准。 定位基准定位基准 为加工中用作定位的基准。为加工中用作定位的基准。 测量基准测量基准 测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。 装配基准装配基准 是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。所采用的基准。 工序基准工序基准 是在工序图上用来确定定该工序加工表面加工是在工序图上用来确定定该

8、工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。后的尺寸、形状、位置的基准。18测量基准测量基准图图2-72 钻套钻套19装配基准装配基准图图2-73 齿轮的装配基准齿轮的装配基准20工序基准工序基准图图2-74 工件钻孔工序简图工件钻孔工序简图211. 六点定位原理六点定位原理n任何一个未受约束的物体，在空间都有任何一个未受约束的物体，在空间都有6个自由度个自由度n要确定物体在空间的位置，必须约束其要确定物体在空间的位置，必须约束其6个自由度个自由度n理论上讲，工件的六个自由度可用六个支承点加以限制，前理论上讲，工件的六个自由度可用六个支承点加以限制，前提是这六个支承点在空间按一定规律分布，并保

9、持与工件的提是这六个支承点在空间按一定规律分布，并保持与工件的定位基面相接触。定位基面相接触。三三 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位22图图2-75 工件的六点定位工件的六点定位华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作23华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作5. 常见的定位方式与定位元件常见的定位方式与定位元件244.2.2 常用定位方法及定位元件常用定位方法及定位元件1. 对定位元件的基本要求对定位元件的基本要求工件在夹具中定位时，一般不允许将工件直接放在夹具体上，而应放在定位元件上，因而对定位元件提出下列要求：(1) 高的精度。定位元件的精度直接影响工件定位误差的大小。一般来说，定

10、位元件的制造公差应比工件上相应尺寸的公差小，否则会降低定位精度，但也要注意不能定的太严格，否则会给加工带来困难。(2) 高的耐磨性。工件的装卸会磨损定位元件表面，导致定位精度下降。为了延长定位元件的更换周期，提高夹具的使用寿命，定位元件应有高的耐磨性。(3) 足够的刚度和强度。定位元件不仅限制工件的自由度，还要支承工件、承受夹紧力和切削力，因此，应有足够的强度和刚度，以免使用中变形或损坏。(4) 良好的工艺性。定位元件的结构应力求简单，便于加工、装配和更换。定位元件在夹具中的布置要合理、 适当，以保证工件的定位可靠、稳定。2. 定位方法和定位元件定位方法和定位元件1) 工件以平面定位在机械加工

11、过程中，有许多工件是以平面作为定位基准在夹具中定位的。例如箱体、机座、支架、圆盘、板状等类工件，在加工其平面和孔时，一般都要用平面作为定位基准。根据是否起限制自由度作用，用平面定位的定位元件有主要支承和辅助支承两种。指高度尺寸固定，不能调整的支承，包括固定支承钉和固定支承板。固定支承钉用于较小平面的支承。固定支承板用于较大平面的支承。(1)固定支承图4-8 各种固定支承钉a是平头支承钉，孔轴配合，顶面定位用于已加工表面，定位加工过的精基准；b是球头支承钉，点接触用于定位未加工毛坯的粗基准，保证良好的接触。c是齿纹面支承钉，用于未加工表面，可减小实际接触面积，保证良好的接触，由于槽中易积屑，常用

12、于侧面定位以增大摩擦力。d是带套筒的支承钉，用于大批量生产，便于支撑钉磨损后更换。(a)(b)(c)图4.9 支撑板支承板支承板 一般多用于已加工表面，用一般多用于已加工表面，用作精基准面较大时的定位元件作精基准面较大时的定位元件。 (a) 平板式支承板平板式支承板，结构简单、紧凑，但不易清除落入沉头螺钉孔内的碎屑； (b) 台阶式支承板台阶式支承板，装夹螺钉的平面低于支承面35mm，克服了不易清屑的缺点，但结构不紧凑； (c) 斜糟式斜糟式支承板支承板，在支承面上开两个斜糟为固定螺钉用，使清屑容易又结构紧凑。 不论采用支承钉或支承板作为定位不论采用支承钉或支承板作为定位元件，装入夹具体后，为

13、使各支承面在元件，装入夹具体后，为使各支承面在一个水平面内，应再修磨一次一个水平面内，应再修磨一次。 它指顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。 多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批毛坯尺寸的误差，一般每批毛坯调整一次。 调整时要先松后调，调好后用防松螺母锁紧。可调支承主要用于工件以粗基准面定位或定位基面的形状复杂（如成型面，台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。(2)可调支承图4-10 可调支承图 可调支承的应用 如图所示工件，毛坯为砂型铸件，先以B面定位铣A面，再以A面定位镗双孔。铣A面时，若采用固定支承，由于定位基面B的尺寸和形状误差较大，铣完后A面与两毛坯孔（图中虚

14、线）的距离尺寸H1、H2变化也大，致使镗孔时余量很不均匀，甚至余量不够。因此，固定支承必须改为可调支承，再根据每批毛坯的实际误差大小调整支承钉的高度，就可避免上述情况发生。图 可调支承的应用 图中利用可调支承加工不同尺寸的相似工件。可调支承在一批工件加工前调整一次，在同一批工件加工中保持不变，其作用与固定支承相同。 指支承本身的位置在定位过程中，能自动适应工件定位基准面位置变化的一类支承。(3)自位支承图4-11 自位支承这类支承的特点是：支承点的位置能随着工件定位基准面的不同而自动调节，工件定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点都与工件接触。自位支承可增加与工件定位面的接触点数，提高了

15、工件的装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于1个固定支承，只限制工件1个自由度。(4)辅助支承（1）辅助支承的作用 a 辅助支承能起预定位，但不起定位作用，不应限制工件的自由度，更不能破坏基本支承对工件的定位、； b 提高工件的装夹稳定性和刚性。 （2）辅助支承的工作特点 可调并能锁紧，即待工件定位夹紧以后，再调整支承钉的高度，使其分别与工件的有关表面接触并锁紧。每安装1个工件就调整一次辅助支承。（3）辅助支承的结构形式很多a为螺旋式辅助支承，使用此类辅助支承加工工件时，应在工件装夹前，先调节辅助支承至最低位置，等工件装夹后再向上调节与工件接触。加工完毕，又必须把辅助支承重新调至最低位置，待第2个

16、工件装夹后，再把辅助支承向上调节与工件接触，如此反复直到一批工件加工完毕。因此，这种辅助支承操作麻烦，效率低。 a）螺旋式辅助支承辅助支承b）自位式 c）推引式1支承 2顶柱 3手柄 4弹簧 5滑销 6斜楔 7手轮b为自位式辅助支承，支承1在弹簧4的作用下始终与工件接触，转动手柄3使顶柱2将支承1锁紧。c为推引式辅助支承，工件夹紧后转动手轮7使斜楔6左移推动滑销5与工件接触，继续转动手轮7可使斜楔6的开槽部分涨开而锁紧。 有些工件，如套筒、法兰盘、拨叉等，以圆孔表面作为定位基面时，常用以下元件定位： 定位销定位销 定位心轴定位心轴 锥销锥销 小锥度心轴小锥度心轴2.工件以圆孔定位1、圆柱销（定

17、位销） 圆柱定位销有长定位销与短定位销之分，长定位销限制工件的4个自由度，短定位销限制工件的2个自由度；长、短定位销的区分主要是根据定位销的定位工作面与基准孔接触的相对长度来分的。(2)圆锥销 圆锥销定位 图所示为工件以圆孔在圆锥销上的定位示意图。它限制了工件的3个自由度，锥销与圆孔沿孔口接触，孔口的形状直接影响接触情况，从而影响定位精度。图a为整体圆锥销适应于加工过的圆孔；若圆孔是毛坯孔，由于孔的误差大，为保证二者接触均匀，采用图b所示的结构。(3) 定位心轴 圆柱定位心轴主要用在车床、铣床、磨床上加工套类和盘类零件。下图所示为几种常用圆柱心轴的结构形式。 图a为间隙配合心轴，定位部直径按h

18、6、g6、f7制造，装卸工件方便，但定心精度不高。图 圆柱心轴图 圆柱心轴1安装部分 2工作部分 3导向部分 图b为过盈配合心轴，适用于加工工件外圆及端面。它由导向部分3，工作部分2，安装部分1组成。当工件孔的长度与直径之比L/d1时，为了装卸工件容易，工作部分应有一定锥度。安装部分由同轴度极高的两顶尖孔及与拨盘配套和传递扭矩的削扁方组成。心轴上的凹槽是供车削端面时退刀用的。这种心轴结构简单，容易制造且定心精度高，但装卸工件不便，易损伤工件定位孔。多用于定心精度要求较高的场合。 图c是花键心轴，用于加工以花键孔定位的工件。当工件定位孔的长度与直径比L/d1时，工作部分可稍带锥度。(4)小锥度心

19、轴 如图所示，这种心轴的定心精度较高，可达0.010.02mm，但轴向位移误差较大，工件易倾斜，故不宜加工端面。多用于车或磨同轴度要求高的盘类零件，可获得较高的定位精度。图 小锥度心轴小锥度心轴是以工件孔和心轴工作面的弹性变形来夹紧工件，故传递扭矩较小，装卸工件不便。一般只用于定位孔的精度不低于IT7的精车和精磨加工。小锥度心轴的设计主要是确定锥度k及其结构尺寸。一般来说基准孔的精度一定时选择锥度k越小定心精度越高，且夹紧越可靠，但轴向位移误差较大；选择较大k值，轴向可得到较小的误差，但工件易倾斜。所以在确定k值时要兼顾工件的轴向倾斜和定心精度两方面的要求；一般情况下工件长度与直径之比小时，为

20、了防止工件倾斜，k取小值，工件长度与直径比大时，k取大值，心轴结构尺寸的确定可查阅国标。 当工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有： V V形块形块 定位套筒定位套筒 半圆孔定位座半圆孔定位座 外圆定心夹紧机构外圆定心夹紧机构3.工件以外圆柱面定位 V V形块的典型结构形块的典型结构 图所示为常用V形块。图a是用于精基准的短V形块；图b是用于精基准的长V形块；图c是用于粗基准的长V形块，也可定位两段精基准外圆相距较远的阶梯轴；图d为大重量工件用镶淬硬垫块或镶硬质合金V形块。采用这种结构除制造经济性好外，又便于V形块定位工作面磨损后更换，还可通过更换不同厚度的垫块以适应不同直径的工件定位，使结构

21、通用化。(1)V形块 图 V形块的典型结构 长、短V形块是按照V形块量棒和V形块定位工作面的接触长度L与量棒直径d之比来区分，即L/d1时为长V形块，限制工件4个自由度。 V V形块的典型结构形块的典型结构 图所示为常用V形块。图a是用于精基准的短V形块；图b是用于精基准的长V形块；图c是用于粗基准的长V形块，也可定位两段精基准外圆相距较远的阶梯轴；图d为大重量工件用镶淬硬垫块或镶硬质合金V形块。采用这种结构除制造经济性好外，又便于V形块定位工作面磨损后更换，还可通过更换不同厚度的垫块以适应不同直径的工件定位，使结构通用化。(1)V形块 图 V形块的典型结构 长、短V形块是按照V形块量棒和V形

22、块定位工作面的接触长度L与量棒直径d之比来区分，即L/d1时为长V形块，限制工件4个自由度。V V形块的结构参数形块的结构参数 标准V形块（GB/T22081991）的结构参数见下图。V形块在夹具上调整好位置后用螺钉紧固并配作2个销孔，用2个定位销定位。两斜面的夹角有60、90、120 3种，其中以90应用最广。标准V形块是根据工件定位面外圆直径来选取。设计非标准V形块时可参考标准V形块的结构参数来进行。 V V形块的定位特性形块的定位特性 V V形块定位的最大优点是对中性好形块定位的最大优点是对中性好，它可使一批工件的定位基准轴线始终对中在V形块两斜面的对称面上，而不受定位基准直径误差的影响

23、。不受定位基准直径误差的影响。 V形块定位的另1个特点是无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部的圆弧面，都可以采用V形块定位。因此在以外圆柱面定位以外圆柱面定位时，时，V V形块是用得最多的定位元件。形块是用得最多的定位元件。 V形块以两斜面与工件的外圆接触起定位作用。工件的定位面是外圆柱工件的定位面是外圆柱面，但其定位基准是外圆轴线，即面，但其定位基准是外圆轴线，即V V形块起定心作用。形块起定心作用。 活动活动V V形块与固定形块与固定V V形块形块 V形块还有固定式和活动式之分。固定式V形块通过定位销连接在夹具体上，活动V形块主要用来消除过定位。 工件以外圆柱面定位时，也可采用

24、图4-18所示的定位套。图a为长定位套，限制工件4个自由度，图b为短定位套，限制工件两个移动自由度 。定位套结构简单，容易制造，但是定心精度不高，一般适用精基准定位。长短定位套的区分与长短V形块的区分相同。(2)定位套筒图4-18 定位套筒 主要用于大型轴类工件及不便轴向装夹的工件定位。将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹紧作用。(3)半圆孔定位座图4-19 半圆孔定位座 在实现定心的同时，能将工件夹紧的机构，称为定心夹紧机构，如三爪自定心卡盘、弹簧夹头等。 图a为拉式弹簧夹头，b为推式弹簧夹头，c为不动式弹簧夹头。不动式夹头的

25、优点是，夹紧工件时工件不会发生轴向移动，但结构较复杂。(4)外圆定心夹紧机构522. 支承点与定位元件支承点与定位元件图图2-76 连杆的定位连杆的定位533. 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位n完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。称为完全定位。n不完全定位：按加工要求，允许有一个或几个自不完全定位：按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位，称为不完全定位。由度不被限制的定位，称为不完全定位。n在实际生产中，工件被限制的自由度数一般不少在实际生产中，工件被限制的自由度数一般不少于三个。于三个。54图图2-77 完全定

26、位与不完全定位完全定位与不完全定位554. 欠定位与过定位欠定位与过定位n欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。予限制的定位，称为欠定位。n过定位：工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重过定位：工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复限制的定位，称为过定位。复限制的定位，称为过定位。n欠定位是绝对不允许，过定位要使用得当。欠定位是绝对不允许，过定位要使用得当。56图图2-78 几种常见的过定位几种常见的过定位消除过定位及干涉的方法：消除过定位及干涉的方法： 改变定位元件的结构，以减少转化为支改变定位

27、元件的结构，以减少转化为支撑点的数目，消除被重复限制的自由度撑点的数目，消除被重复限制的自由度。 提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以消除过定位引起的干涉。面之间的位置精度，以消除过定位引起的干涉。 如以一个精确平面代替三个支承点支承已加工的平面，可提高定位稳定性和工艺系统刚度，保证加工精度。 过定位不是绝对不允许，视具体情况而定。 实际生产中，在采取适当工艺措施的情况下，可实际生产中，在采取适当工艺措施的情况下，可利用过定位来提高定位刚度，这就是过定位的合理应用。利用过定位来提高定位刚度，这就是过定位的合理应用。仍以上图为例来说

28、明，若连杆大头孔与端面的垂直度误差很小，长销与台阶面的垂直度误差也很小，此时就可利用大头孔与长销的配合间隙来补偿这种较小的垂直度误差，并不致引起相互干涉仍能保证连杆端面与平面支承可靠接触。、 采用这种方式定位由于整个端面接触，增强了切削时增强了切削时的刚度和定位稳定性，的刚度和定位稳定性，保证了加工精度。图图2-79 改善过定位的措施改善过定位的措施定位原理分析例一（1）：长销与小端面组合，此时小端面只限制Y移动自由度（2）：短销与大断面组合，此时短销只限制X和Z的移动自由度（3）：长销与球面垫圈结合，此时球面垫圈也只限制Y的移动自由度 在箱体、连杆、盖板等类零件加工中，常采用这种组合定位，俗

29、称“一面两孔”定位。一面两孔定位时所用的定位元件是：平面采用支承板，两孔采用定位销，故又称为“一面两销”，如图所示。例四一个平面和两个与其垂直的孔的组合xz定位分析：平面：3个自由度，z移动，x、y转动左销：2个自由度x、y移动右销：2个自由度，x移动，y转动重复定位x移动方向的自由度 两圆柱销重复限制了x方向的移动自由度，属于过定位。 由于工件上两孔的孔心距有误差K，夹具上两销的销心距有误差L， 因而会出现图中所示的孔销干涉情况，两孔、销配合出现最小间隙，孔间距为最大尺寸、销间距为最小尺寸(或者反之)时，将会发生干涉而使工件无法顺利装入。解决方法：解决方法：将销2做成削边销沿X方向削边。其结

30、构如下图：图a用于孔径很小的定位销，图b用于孔径3-50mm的定位销图c用于孔径大于50mm的定位销，图d中的b1为削边销留下的宽度， 可取值为b1=D22/（2a），D2为孔2的最小直径， 2为孔2与销2的最小配合间隙，一般a= K +J。例5一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合图280工件以端面和两外圆定位工件在垂直平面定位后，再将工件左端用圆孔或v形块定位，工件右端外圆所用的v形块必须做成浮动结构，使其只能限制工件一个自由度，否则就会出现过定位。例六一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合 前面讨论了根据工件的加工要求，确定工件应被限制的自由度，以及选择工件定位基准和根据工件定位面的情况

31、选择合适的定位元件等问题。但还没讨论是否能满没讨论是否能满足工件加工精度的要求足工件加工精度的要求，要解决这一问题，需要进行工件定位误差的分析和计算来判断 。如果工件的定位如果工件的定位误差不大于工件加工尺寸公差值的误差不大于工件加工尺寸公差值的1/31/3，一般认为该定，一般认为该定位方案能满足本工序加工精度的要求。位方案能满足本工序加工精度的要求。 成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动动 的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互的。但因一批工件

32、中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置位置上均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。变动。四四 定位误差分析定位误差分析Kgczadw3/Kdwv定位误差：同批工件在夹具中定位时，工序基准位置定位误差：同批工件在夹具中定位时，工序基准位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大变动量。在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大变动量。n加工误差不等式加工误差不等式当工序基准仅与一当工序基准仅与一个定位基准有关时，个定位基准有关时，基准不重合误差的基准不重合误差的大小，一般等于定大小，一般等于定位基准到工序基准位基准到工序基准间的定位尺寸公差。间的定位尺寸公

33、差。LbcTL 2cosbcdw引起的定位误差由bc1.定位误差及其产生原因定位误差及其产生原因1）由基准不重合误差）由基准不重合误差 bc引起的定位误差引起的定位误差2 2）定位副制造不准确产生的定位误差jw（基准位移误差） 工件定位工作面与夹具定位元件的定位工作面合称“定位副”，由于定位副制造误差定位副制造误差（工件定位面和夹具定工件定位面和夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙位元件的制造误差以及两者之间的间隙），直接影响定位精度。 由于定位副制造不准确，使得由于定位副制造不准确，使得定位基准相对于夹具定位基准相对于夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差，的调刀基准发生位移而产生的定位

34、误差，称为称为基准位移误基准位移误差差。 例：以心轴定位铣上平面，孔与轴的最小间隙为 分析： 如图a，工件以内孔轴线o为定位基准，套在心轴o1上。工序尺寸为H（+H，0） 尺寸H的设计基准为内孔轴线o，设计基准和定位基准重合，调刀基准是定位心轴o1，从定位角度看，内孔轴线和心轴轴线重合，即设计基准、定位基准、调刀基准三者重合，设计基准、定位基准、调刀基准三者重合，jbjb=0=0。 但定位心轴和工件内孔都有制造误差，一般为了便于工件套在心轴上，还留有配合间隙，安装后孔和轴的中心必然不重合，如b图，使得定位基准定位基准o o相对调刀基准相对调刀基准o o1 1发生位置变动发生位置变动。 当心轴如

35、图当心轴如图b b水平放置时水平放置时，工件孔与心轴始终与上母线A单边接触，则定位基准o与调到基准o1间的的最大和最小距离分别为： OO1max=OA-O1A=（D+D）/2-（ d-d）/2 OO1min=D/2-d/2 由于基准发生位移而造成的加工误差为： jwjw=OO=OO1max1max-OO-OO1min1min=(=(D+ D+ d )/2d )/2 此定位误差为内孔公差与心轴公差之和的一半，与最小配合间隙无关。此定位误差为内孔公差与心轴公差之和的一半，与最小配合间隙无关。 cosjwdw2sin221djwTOO0bc由基准位置误差由基准位置误差 jw引起的定位误差引起的定位误

36、差2.2.定位误差可按下述方法进行分析计算：( (注意：方向的判断注意：方向的判断) ) 一是先分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出其在加工尺寸方向上的矢量和，即dw=jb+jw； 当jb与db无共同变量因素时，称其“独立”，合成“+” ； 当jb与db有共同变量因素时，称其“相关”（ 当工序基准在定 位基面上时，一定“相关”）； 合成同同 异异 + + ：在工序尺寸方向上，工件的工序基准与工件与定 位元件的定位接触点位于工件定位基准同侧时，合成，异侧时， 合成+。二是按最不利情况，确定一批工件设计基准的两个极限位置，再根据几何关系求出此两位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，便可求

37、出定位误差。（即设计基准的最大位置变动量）coscosjwbcdw0dTd例例2-1一圆盘形工件在一圆盘形工件在V形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方法假定有三种，其相应工序尺寸分别为标注方法假定有三种，其相应工序尺寸分别为A,B,C（如如图）。已知外圆直径为图）。已知外圆直径为 ，求工序尺寸，求工序尺寸A,B,C的定位误差，的定位误差，并比较其大小。并比较其大小。)2sin2(djwT解：解：1. 判断工序基准与定位基准：工序尺寸判断工序基准与定位基准：工序尺寸A、B、C的工序的工序基准分别为外圆中心基准分别为外圆中心O、外圆最高母线、外圆最高母线D、外圆最低、

38、外圆最低母线母线E；定位基准都是外圆中心；定位基准都是外圆中心O。只有工序尺寸。只有工序尺寸A的的定位基准与工序基准重合，定位基准与工序基准重合，bc(A)=0。 2. 计算基准不重合误差和基准位置误差计算基准不重合误差和基准位置误差 bc(B)= bc(C)= Td/2)2sin2()(djwAdwT12sin12)()(djwBbcBdwT12sin12)()(dCbcjwCdwT3. 判断判断bc和和jw的方向的方向工序尺寸工序尺寸A： bc(A)=0；工序尺寸工序尺寸B： bc和和jw 方向相同且与方向相同且与B方向一致；方向一致；工序尺寸工序尺寸C： bc和和jw 方向相反且与方向相

39、反且与C方向一致方向一致。4. 计算定位误差计算定位误差5. 比较定位误差的大小比较定位误差的大小)()()(BdwAdwCdw定位和夹紧关于定位和夹紧的概念夹紧-把工件放置在夹具中，压紧夹牢夹紧的作用：保持工件在夹具中由定位所获得的正确加工位置，使工件在加工过程之中不至于由于切削力等外力作用而破坏已经获得的正确定位。重要概念：定位和夹紧是夹具设计中非常重要的两个概念，两者有紧密联系，缺一不可，但在概念上有严格区别:定位是确定工件在夹具中相对刀具处于一个正确加工位置，而夹紧的作用是保证工件在加工过程之中始终保持由定位所确定的正确加工位置，夹紧不能代替定位五五 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹

40、紧组成（1）动力装置动力装置（2）中间传力机构中间传力机构（3）夹紧元件夹紧元件作用1 1）改变作用力的方向；）改变作用力的方向；2 2）改变作用力的大小；）改变作用力的大小；3 3）使夹紧实现自锁。）使夹紧实现自锁。1 1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置； 稳稳2 2）夹紧力大小要适当；）夹紧力大小要适当； 牢牢3 3）夹紧动作要迅速、可靠；）夹紧动作要迅速、可靠； 快快4 4）结构紧凑，易于制造与维修。）结构紧凑，易于制造与维修。 易易基基本本要要求求1. 夹紧装置的组成夹紧装置的组成夹紧装置的种类很多，但其结构一般由两部分组成。1) 动力装置夹紧力的

41、来源，一是人力，二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有气动装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气-液联动装置和真空装置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力，所以它没有动力装置。2) 夹紧机构夹紧机构指接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，一般由下列机构组成：(1) 接受原始作用力的机构，如手柄、螺母或用来连接气缸活塞杆的机构等。(2) 中间传力机构，如铰链、杠杆等。(3) 夹紧元件，如各种螺钉、压板等。其中，中间传力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程中，可以起到诸如改变作用力的方向、大小以及自锁等作用。2 夹紧力夹紧力的确定的确定1) 夹紧力

42、作用点夹紧力作用点（1）夹紧力的作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑面内。如下图所示，夹紧力的作用点如果落到了定位元件的支承范围之外，夹紧时夹紧力与支反力形成了翻转力偶，将破坏工件的定位，因而是错误的。(2) 夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的方向和部位为使工件受“拉压”力而不受“弯矩”作用，夹紧力的作用点应落在工件刚度高的方向和部位，这一原则对刚度低的工件特别重要。例如如图2-84(a)所示，薄壁套的轴向刚度比径向高，沿轴向施加夹紧力变形就会小得多; 夹紧如图2-84(b)所示薄壁箱体时，夹紧力应作用在刚度较好的凸边上; 箱体没有凸边时，可如图2-84(c)所示的那样将单点夹紧改为

43、三点夹紧，使着力点落在刚度较好的箱壁上。图 2-84 夹紧力作用点与夹紧变形的关系(3) 夹紧力作用点应靠近工件的加工表面如图2-86所示，在拨叉上铣槽，由于主要夹紧力的作用点距加工表面较远，故在靠近加工表面的地方设置了辅助支承，同时增加夹紧力。这样不仅提高了工件的装夹刚度，还可减少加工时工件的振动。JF图 2-86 夹紧力作用点靠近加工表面2.夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择 1)夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。 措施：夹紧力要垂直指向主要定位面。例如上图所示，工件上被镗的孔与左端面有一定的垂直度要求，因此，夹紧力应朝向主要基准面A，以有利于保证镗孔轴线与A面垂直，如图a示。如果按图b所示布置，则由于工件左端面与底面的夹角误差，夹紧时将破坏工件的定位或引起工件的变形，影响孔与左端面的垂直度要求。 2)夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。3夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小(最理想的夹紧力的作用方向是与重力、切削力方向一致)3. 夹紧力大小的估算夹紧力大小的估算加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用，理论上，夹紧力的作用应与上述力(矩)的作用平衡，而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等有关，而且切削