工件在夹具中的定位

工件在夹具中的定位第1页，课件共61页，创作于2023年2月在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变机床夹具概述第2页，课件共61页，创作于2023年2月机床夹具概述夹具的组成定位装置

夹紧装置夹具体其它装置或元件作用是使工件在夹具中占据正确的位置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等第3页，课件共61页，创作于2023年2月机床夹具概述夹具的分类通用夹具可调夹具专用夹具组合夹具成组夹具按用途分类第4页，课件共61页，创作于2023年2月机床夹具概述车床夹具钻床夹具铣床夹具镗床夹具磨床夹具按适用机床分类夹具的分类第5页，课件共61页，创作于2023年2月工件在夹具中的定位夹紧定位使工件相对于机床及刀具处于正确的位置在机械加工中，要求加工出来的表面，对加工件的其它表面保持规定的位置尺寸。因为加工表面是由切削刀具和机床的综合运动所造成，所以在加工时，必须使加工件上的规定表面（线、点）对刀具和机床保持正确的位置才能加工出合格的产品工件：在加工中保持这一正确位置不变第6页，课件共61页，创作于2023年2月工件定位基本原理六点定位原则任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工件的自由度基准轴第二定位基准面第三定位基准面基准轴主定位基准面基准轴工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件

工件在夹具中的定位第7页，课件共61页，创作于2023年2月工件完全定位不完全定位在夹具中限制工件的自由度欠定位过定位加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位在满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限制的现象根据加工要求应该限制的自由度而没有限制的现象工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位工件在夹具中的定位第8页，课件共61页，创作于2023年2月完全定位工件在夹具中的定位第9页，课件共61页，创作于2023年2月不完全定位：Z轴旋转未限制工件在夹具中的定位第10页，课件共61页，创作于2023年2月a)b)不完全定位：Z轴旋转未限制ZXZ工件在夹具中的定位第11页，课件共61页，创作于2023年2月不完全定位：a图：完全自由b、c、d图：可以沿Y轴方向移动，e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转工件在夹具中的定位第12页，课件共61页，创作于2023年2月连杆的定位分析（a正确的定位b过定位）1—短销2—长销第13页，课件共61页，创作于2023年2月常用定位元件及定位方式以平面定位A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性支承订适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位，B型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。若受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。采用两个以上支承板定位时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性支承板第14页，课件共61页，创作于2023年2月以平面定位适用于毛坯（如铸件）分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位。亦可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件，或用于专用可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加工前调整一次，调整后用锁紧螺母锁紧调节支承支承本身在定位过程中所处的位置，随工件定位基准面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度。由于增加了与定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于工件以粗基准定位或刚性不足的场合自位支承常用定位元件及定位方式第15页，课件共61页，创作于2023年2月调节支承应用实例常用定位元件及定位方式第16页，课件共61页，创作于2023年2月以平面定位旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性，并不起消除自由度的作用。使用时必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面的位置变化结构简单，但效率较低螺旋式辅助支承支承销的高度高于主要支承，当工件装夹在主要支承上后，支承销被工件定位基准面压下，并与其他主要支承一起与工件定位基准面保持接触，然后锁紧。适用于工件重量较轻，垂直作用的切削负荷较小的场合自位螺旋式辅助支承常用定位元件及定位方式第17页，课件共61页，创作于2023年2月以圆柱孔定位当工作部分直径D<3mm时采用小定位销（JB/T8014.1－1999），夹具体上应有沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定位。大批量生产时，应采用可换定位销（JB/T8014.3－1999）。工作部分的直径，可根据工件的加工要求和安装方便，按g5、g6、f6、f7制造，与夹具体配合为H7/r6或H7/n6，衬套外径与夹具体配合为H7/h6，其内径与定位销配合为H7/h6或H7/h5。当采用工件上孔与端面组合定位时，应该加上支承垫板或支承垫圈定位销常用定位元件及定位方式第18页，课件共61页，创作于2023年2月以圆柱孔定位图a为间隙配合心轴，心轴工作部分按基孔制h6、g6或f7制造。装卸工件较方便，但定心精度不高；图b为过盈配合心轴，引导部分直径D3按e8制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸，其长度约为基准孔长度的一半。工作部分直径按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最大极限尺寸。当工件基准孔的长径比L/D>1时，心轴的工作部分应稍带锥度，直径D1按r6制造，其基本尺寸为孔的最大极限尺寸；直径D2按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便，定心准确，但装卸工件不便，且易损伤工件定位孔。多用于定心精度要求较高的场合；图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的工件定位心轴常用定位元件及定位方式第19页，课件共61页，创作于2023年2月以外圆柱面定位对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准活动V型块固定V型块用于定位夹紧机构中，起消除一个自由度的作用常用定位元件及定位方式第20页，课件共61页，创作于2023年2月活动V型块应用实例常用定位元件及定位方式第21页，课件共61页，创作于2023年2月以外圆柱面定位图a中外圆柱面为第二定位基准；图b中外圆柱面为主定位基准；图c中定位元件为半圆形衬套，上半圆起夹紧作用，下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外圆的最大直径。适用于大型轴类零件定位套常用定位元件及定位方式第22页，课件共61页，创作于2023年2月常用定位元件及定位方式连杆盖工序图一面两孔定位应用实例一面两孔定位组合定位方式第23页，课件共61页，创作于2023年2月定位误差分析定位误差：因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量△Ｄ定位误差的组成基准不重合误差△Ｂ基准位移误差△Ｙ定位基准与工序基准不重合引起的误差定位基准与限位基准不重合引起的误差大小等于定位基准与工序基准之间的尺寸公差由于定位基面和限位基面的制造公差和间隙造成的第24页，课件共61页，创作于2023年2月定位误差分析定位误差：指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。用△D表示。误差产生原因：基准不重合误差△B与基准位移误差△Y定位误差的计算：△D=△B±△Y当工件以平面定位时:△D=△B，（△Y=0）当工件以内孔定位时:△Y=1/2（D+d）当工件以外圆柱面定位时:△Y=0.707D（90°V型块定位）

第25页，课件共61页，创作于2023年2月例：用α=90°的V形块定位铣轴上键槽，计算定位误差；若不考虑其它误差，判断其加工精度能否满足加工要求？解：=0.207=0.207×0.12=0.025㎜为0.025㎜，远小于工件尺寸公差0.25㎜，所以能够满足加工要求

定位误差计算实例定位误差分析第26页，课件共61页，创作于2023年2月工件的夹紧夹紧力的确定方向作力点大小夹紧力方向有助于定位；夹紧力应指向主要定位面落在支承范围内；落在工件刚性较好的方向或部位；靠近加工表面主要根据切削力大小，由计算法或类比法确定确定第27页，课件共61页，创作于2023年2月夹紧力应指向主要定位面工件的夹紧第28页，课件共61页，创作于2023年2月夹紧力作力点的位置工件的夹紧第29页，课件共61页，创作于2023年2月作用力点落在工件刚性较好的方向或部位工件的夹紧第30页，课件共61页，创作于2023年2月作用力靠近加工面工件的夹紧第31页，课件共61页，创作于2023年2月基本夹紧机构斜楔夹紧机构偏心夹紧机构定心：位于中心、对中用偏心件直接或间接夹紧工件的机构。螺旋夹紧机构特点：夹紧力小，费时→组合单螺旋夹紧机构螺旋压板夹紧机构特点：动作慢，费时特点：夹紧力可靠，应用广泛定心夹紧机构工件的夹紧第32页，课件共61页，创作于2023年2月单螺旋夹紧机构工件的夹紧第33页，课件共61页，创作于2023年2月典型螺旋压板夹紧机构工件的夹紧第34页，课件共61页，创作于2023年2月

压紧件螺旋压板夹紧机构中，压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件的类型较多，用途广泛，适当使用可以改善夹具的压紧结构，提高效。压板工件的夹紧第35页，课件共61页，创作于2023年2月紧固件

紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件工件的夹紧第36页，课件共61页，创作于2023年2月常用夹紧元件的使用工件的夹紧第37页，课件共61页，创作于2023年2月

斜楔夹紧：是铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形式工件的夹紧第38页，课件共61页，创作于2023年2月斜楔夹紧机构工件的夹紧第39页，课件共61页，创作于2023年2月斜楔夹紧机构结构简图l一斜楔；2一滑柱；3一浮动压板；4一工件工件的夹紧第40页，课件共61页，创作于2023年2月偏心夹紧机构工件的夹紧第41页，课件共61页，创作于2023年2月螺旋式定心夹紧机构工件的夹紧第42页，课件共61页，创作于2023年2月组合夹具的优缺点：

优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装，不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件；

缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不如专用夹具生产效率高组合夹具的适用范围：1.组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多，生产周期短的产品结构；2.机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床，也可以组合成装配工装、检查的检具和焊接夹具数控夹具的选用组合夹具的特点第43页，课件共61页，创作于2023年2月的类型组合夹具孔系组合夹具槽系组合夹具根据零件的加工要求，用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单，以孔定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，组装方便夹具元件是靠基础板定位基准槽、键来连接各元件而组合成的夹具，所有元件可以拆卸、反复组装，重复使用。元件按其用途可分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件、其它件八大类进行组合数控夹具的选用第44页，课件共61页，创作于2023年2月孔系组合夹具数控夹具的选用第45页，课件共61页，创作于2023年2月孔系组合夹具应用实例数控夹具的选用第46页，课件共61页，创作于2023年2月数控夹具的选用孔系组合夹具应用实例第47页，课件共61页，创作于2023年2月数控夹具的选用第一步——决定工件的定位基准面

第二步——选择组合夹具定位元件第三步——选择组合夹具夹紧元件并装夹工件孔系组合夹具应用举例第48页，课件共61页，创作于2023年2月槽系组合夹具l一长方形基础板；2一方形支撑件；3一菱形定位盘；4一快换钻套；5一叉形压板；6一螺栓；7一手柄杆；8一分度合件数控夹具的选用第49页，课件共61页，创作于2023年2月槽系组合夹具应用实例数控夹具的选用第50页，课件共61页，创作于2023年2月

通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产通用具夹的选用第51页，课件共61页，创作于2023年2月液压

三爪卡盘：用于回转工件的自动装卡四爪单动卡盘：用于非回转体或偏心件的装卡卡盘的夹紧过程通用具夹的选用第52页，课件共61页，创作于2