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定位与夹紧
导读：机械加工中工件的一般定位方法及定位，工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副，定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度和夹具的工作效率以及制造使用性能等，下面按不同的定位基准面分别介绍其所用定位元件的结构形式，1．工件以平面定位(1)支承钉，当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，当工件以加工过的平面定位时，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，用可调支承3轴向定位，在机械加工中工件的一般定位方法及定位元件 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知
工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度和夹具的工作效率以及制造使用性能等。下面按不同的定位基准面分别介绍其所用定位元件的结构形式。 1．工件以平面定位 (1) 支承钉 如图3-12所示。当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉(B型)，使其与毛坯良好接触。齿纹头支承钉(C型)用在工件的侧面，能增大摩擦系数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉(A型)。 在支承钉的高度需要调整时，应采用可调支承。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，以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时。如图3-13是在规格化的销轴端部铣槽，用可调支承3轴向定位，达到了使用同一夹具加工不同尺寸的相似件的目的。
可调支承在一批工件加工前调整一次，调整后需要锁紧，其作用与固定支承相同。 在工件定位过程中能自动调整位置的支承称为自位支承。其作用相当于1个固定支承，只限制1个自由度。由于增加了接触点数，可提高工件的装夹刚度和稳定性，但夹具结构稍复杂，自位支承一般适用于毛面定位或刚性不足的场合。如图3-10(a)中的球面支承。 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧。而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自由度，也不允许破坏原有定位。 (2) 支承板 工件以精基准面定位时，除采用上述平头支承钉外，还常用图3-14所示的支承板作定位元件。A型支承板结构简单，便于制造，但不利于清除切屑，故适用于顶面和侧面定位；B型支承板则易保证工作表面清洁，故适用于底面定位。
夹具装配时，为使几个支承钉或支承板严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平，从而保证各定位表面的等高性。 2．工件以圆柱孔定位 各类套筒、盘类、杠杆、拨叉等零件, 常以圆柱孔定位。所采用的定位元件有圆柱销和各种心轴。这种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。孔定位还经常与平面定位联合使用。 (1) 圆柱销 图3-15为常用的标准化的圆柱定位销结构。图(a)、(b)、(c)是最简单的定位销，用于不经常需要更换的情况下。图(d)带衬套可换式定位销。
(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。图3-16为常用圆柱心轴的结构形式。其中(a)为间隙配合心轴，(b)为过盈配合心轴，(c)是花键心轴。
(a) 间隙配合心轴 (b) 过盈配合心轴 1―引导部分 2―工作部分 3―传动部分 (c) 花键心轴 (3) 圆锥销 如图3-17所示，工件以圆柱孔在圆锥销上定位。孔端与锥销接触，其交线是一个圆，相当于三个止推定位支承，限制了工件的三个自由度( 、、 )。图(a)用于粗基准，图(b)用于精基准。 但是工件以单个圆锥销定位时易倾斜，故在定位时可成对使用，或与其它定位元件联合使用。如图3-18采 用圆锥销组合定位，均限制了工件的五个自由度。
误差较大，适用于工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。 3．工件以圆锥孔定位 (1) 圆锥形心轴 圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其它五个自由度。 (2) 顶尖 在加工轴类或某些要求准确定心的工件时，在工件上专为定位加工出工艺定位面――中心孔。中心孔与顶尖配合，即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面，所体现的定位基准是由两个中心孔确定的中心线。图3-19所示，左中心孔用轴向固定的前顶尖定位，
限制了、、三个自由度；右中心孔用活动后顶尖定位，与左中心孔一起联合限制了、两个自由度。中心孔定位的优点是定心精度高，还可实现定位基准统一，并能加工出所有的外圆表面。这是轴类零件加工普遍采用的定位方式。 4．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。即使作为定位基面的外圆直径存在误差，仍可保证一批工件的定位基准轴线始终处在V形架的对称面上；并且使安装方便。见图3-20。 图3-21为常用V形架结构。图(a)用于较短的精基准面的定位，图(b)和图(c)用于较长的或阶梯轴的圆柱面，其中图(b)用于粗基准面，图(c)用于精基准面；图(d)用于工件较长且定位基面直径较大的场合，V形架做成在铸铁底座上镶装淬火钢垫板的结构。 V形架可分为固定式和活动式。固定式V形架在夹具体上的装配，一般用螺钉和两个定位销连接。活动V形架除限制工件一个自由度外，还兼有夹紧作用，其应用见图3-22。 包含总结汇报、经管营销、计划方案、出国留学、表格模板、外语学习、高中教育以及定位与夹紧等内容。本文共2页
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工件的定位与夹紧方案的确定
4.2.1 工件的定位
工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度
x、y、z和绕这三个坐标轴的转动自由度x、y、z。若要使工件在夹具中获得惟一确定的位置，就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理。
工件在机床上加工时，首先要把工件安放在机床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对正确的位置，这个过程称为定位。当零件较复杂时、加工面较多时，需要经过多道工序的加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。工件常用的安装方法如下：
1）直接找正安装
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安装法。此法生产率低，精度取决定于工人的技术水平和测量工具的精度，一般只用于单件小批生产。
2）划线找正安装
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。由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以一般用于批量不大，形状复杂而笨重的工件或低精度毛坯的加工。
3）用夹具安装
将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生产率较高，广泛用于中批量和平以上的生产类型。
用平具安装工件的方法有以下特点：
1）工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接找正安装法。此法生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度，一般只用于单件小批量生产。
2）由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。
3）通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。
由于此零件为箱体类零件，而且体积较为大，重量也很重。为此，不管此零件是在数控机床上加工还是在普通机床上加工，都要考虑到此方面。对于大型类零件一般采用的是组合夹具装夹，而数控机床常用夹具主要采用拼装夹具、组合夹具、可调夹 16
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具和数控夹具。
组合夹具一般是为某一工件的某一工序给装的专用夹具，也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。组合夹具适用于各类机床。组合夹具把专用夹具的设计、制造、使用、报废的单向过程变为组装、拆散、清洗入库、再组装的循环过程。可用几个小时的给装同期代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料，降低了生产成本；还可减少夹具库房面积，有利于生产管理。
组合夹具的元件精度高、耐磨，并具实现了完全互换，元件精度一般为IT6~IT7。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT8~IT9级，若调整得当，可以达到IT7级。
组合夹具的主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高。
组合夹具分为槽系和孔系两大类：
1）槽系组合夹具的元件包括基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件以及其他辅助件等。槽系组合夹具可以直接安装在机床工件台上，不必用加基础板。通过定位件确定零件位置，夹紧件来夹紧零件。由于夹具是真接在工件台上或者是安装在槽系板上，由于安装夹具时，安装精度不是很高，因此定位精度也不是很高，与孔系组合夹具相比，精度低。因此一般用于定位精度要求不是很高的加工零件上。
2）孔系组合夹具的元件用一面两圆柱销定位，属允许使用的过定位；其定位精度高，刚性比槽系组合夹具好，组装可靠，体积小，元件的工艺性好，成本低，可用作数控机床夹具。但组装时元件的位置不能随意调节，常用偏心销钉或部分开槽元件进行弥补。
工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点：
（1）力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。
（2）设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。
（3）避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。
普通立式铣床工件装夹
在铣削零件底座时，工件定位及装夹方案确定的思路为：此零件为大型箱体零件，只能用组合夹具去定位和装夹，铣削底座面时，采用的立式铣床，那要铣削的平面一定为向上且与水平面保持平行，此零件上部为一个圆柱面，可采用V型块作定位，另 17
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一端面用一个角铁块定位一端，调整其零件底座水平面可用二个可调支承来固定。夹紧的装置是用压板和螺母栓来平紧。这样就可以使零件即定位好在工作台上，又能很好的夹紧。其定位和夹紧示意图如下图4-3所示：
图4-3工件装夹示意图
1—M30螺母栓
2—M30螺母
7—可调支承座
8—M30螺母栓
10—M30螺母栓
11—可调V型块
12—M10螺母栓
13—M10螺母
17—M30螺母栓
卧式加工中心工件装夹
在卧式加工中心加工此零件，为了保证其孔的平行度和同轴度，采用一次装夹加工完所有要加工的孔和面等。由于没有孔可以定位，只能用三面定位（基准统一原则）作为定位。以底座、一个端面、二个底座侧面作为精基准定位。再用压板和螺母栓夹 18
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目 录绪论………………………………………………………………………………………21
夹具设计简介………………………………………………………………………31.1 机床夹具的功能…………………………………………………………………31.2 已知工件…………………………………………………………………………31.3机床夹具应满足的要求……………………………………………………………31.4设计已知条件………………………………………………………………………42
夹具的结构设计………………………………………………………………………52.1 设计机床夹具前的准备工作……………………………………………………5
2.1.1 明确工件的生产要求………………………………………………………5
2.1.2 充分理解工件的零件图和工序图…………………………………………52.2 确定机床夹具的结构方案………………………………………………………5
2.2.1 选择定位原件………………………………………………………………5
2.2.2 选择夹紧机构………………………………………………………………5
2.2.3 机床夹具的总体形式………………………………………………………62.3 绘制夹具装配图…………………………………………………………………62.4 绘制夹具零件图…………………………………………………………………3
夹具精度的验算……………………………………………………………………3.1 定位误差的分析与计算…………………………………………………………3.1.1 定位误差……………………………………………………………………3.1.2 产生定位误差的原因………………………………………………………4
课设说明…………………………………………………………………………4.1 设计方案的论证………………………………………………………………4.2 形成的论点……………………………………………………………………4.3 仪器设备………………………………………………………………………5
致谢与感想………………………………………………………………………5.1 致谢……………………………………………………………………………5.2 感想……………………………………………………………………………6
参考文献…………………………………………………………………………绪
零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。
机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：
（1）保证加工精度
机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。
（2）提高生产效率
机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。
（3) 减少劳动强度
采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。
（4）扩大机床的工艺范围
利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。1
夹具设计简介1.1零件工艺规程规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工，加工中除了需要机床、刀具、量具外，成批生产是还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的联系装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接景象工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。1.2机床夹具的功能1
保证加工精度
工件通过机床夹具进行安装，包含了两层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位;二是通过技工是工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧这样，就可以保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。2
提高生产率
使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正，对刀等辅助时间，采用多件，多工位夹具，以及气动，液压动力基金装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。3
扩大加床的使用范围
有些机床夹具是指上是对机床进行了部分
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