工件的装夹指的是工件的定位和夹紧

机床夹具 1-1 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,Y YOZ 面中，4，5点：X,Z ZOX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

机床夹具 1-2 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。

欠定位：按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位----决不允许发生的。 三. 重复定位

不可用重复定位：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响

的重复定位，称为不可用重复定位，不可用重复定位是不允许的；

可用重复定位：当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即

不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。

图1－4为插齿时常用的夹具。

避免不可用重复定位的方法是改变定位装置结构。 图1-7是主轴箱孔系加工时的定位简图。

孔系组合夹具元件与元件之间的定位都采用一面两圆柱销定位。

在工件以一面两孔定位时，常用一面一圆柱销及一菱形销的定位装置（简称一面两销定位装置），属完全定位。

在实际生产中，当工件精度不高时，有时也利用重复定位来提高工件的刚度，只要不影响加工要求，就属可用重复定位。

机床夹具 1-3 §1.2 基准、定位副及对定位元件的基本要求

一. 基准及定位副

1. 工序基准：在工件加工的工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准。可通过工序图上标注的加工尺寸与形位公差来确定工序基准。

2. 定位基准：当工件以回转面（圆柱面、圆锥面、球面等）与定位元件接触（或配合）时，工件上的回转面称为定位基面，其轴线称为定位基准。

3. 工件以平面与定位元件接触时，工件上那个实际存在的面是定位基面，它的理想状态（平面度误差为零）是定位基准。如果工件上的这个平面是精加工过的，形状误差很小，可认为定位基面就是定位基准。

4. 限位基准：定位元件与工件的定位基面相接触的表面就是限位基面。其理想状态为限位基准。

理论上，定位基准与限位基准应重合，定位基面和限位基面应接触

5. 主要定位面：当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主要限位面。

6. 定位副：将工件上的定位基面和与之相接触（或配合）的定位元件的限位基面合称为定位副。

二. 定位符号和夹紧符号的标注

定位、夹紧符号已有机械工业部的部颁标准（JB／T 5061---91），可参看附表1。图l－10为典型零件定位、夹紧符号的标注。 三. 对定位元件的基本要求

l·足够的精度： 限位基面应有足够的精度，1/5-1/2工件尺寸及位置公差 2．足够的强度和刚度：定位元件不仅限制工件的自由度，还有支承工件、承受夹紧力和切削力的作用，因此，应有足够的强度和刚度，以免使用中变形或损坏。

3·耐磨性好：工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。定位元件应有较好的耐磨性。

4．工艺性好

机床夹具 1-4 表1-1 常用定位元件能限制的自由度

§1.3 定位基面与定位元件

一. 工件以平面定位时的定位元件:多用于箱体、盘类零件

定位元件以平面支承的通常称为支承件：支承钉、支承板

支承件：主要支承：用来限制工件自由度，即有定位作用的定位元件。

辅助支承：提高工件的刚性和稳定性，无定位作用

1. 主要支承：用来限制工件的自由度，起定位作用。 (1). 固定支承：在使用过程中，它们都是固定不动的。 支承钉：可视为一个点，限制一个自由度。 平头：用于已加工表面。 球头：用于毛胚表面。

齿纹头：用于侧面，能增大摩擦系数，防止工件滑动。

支承板：多用于支承已加工表面，狭长条：2个自由度；大平面：3个自由度 A型：结构简单，制造方便，但清屑困难，故适用于侧面和顶面定位。 B型：螺纹孔处带斜凹槽（容屑），便于清除切屑，适用于底面。 *需经常更换的支承钉应加衬套。 *支承钉、支承板和衬套都已标准化其

*当要求几个支承针或支承板在装配后等高时，可装配后一次磨削。 (2). 调节支承：定位过程中，支承钉的高度可调，以适应粗基准位置的变化

*对于小型工件，一般每批调整一次；工件较大时，常常每件都要调整。 *在可调夹具上加工形状相同而尺寸不等的工件时，也可用调节支承。 (3). 自位支承（浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调整位置的支承

适用于毛胚面或刚性不足的场合

*接触点增加，提高工件的刚度和稳定性 *限制一个自由度

2. 辅助支承：用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。

机床夹具 1-5 *工件定位时是浮动的，工件装夹好后再固定下来，以承受切削力。

(1). 螺旋式辅助支承：与调节支承相近，但操作过程不同，前者不起定位作用，后者

起定位作用，且前者不用螺母锁紧。

(2). 自动调节支承：靠弹簧推动滑柱，但不可顶起工件 (3). 推引式辅助支承：斜楔涨开而锁紧 二. 工件以圆孔定位时的定位元件

工件以圆孔内表面作为定位基面时，常用于盘类、套类、杆叉类零件 1. 定位销

(1). 固定式定位销：直接以H7/r6过盈配合压入夹具体

(2). 可换式定位销：夹具体中压入衬套，销以H7/h6压入并用螺母拉紧。大批大量

A型称圆柱销，B型称菱形销

＊D= 3～ 10mm时，为避免使用中折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角 ＊夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不影响定位。 ＊为便于工件装入，定位销的头部有15度倒角。 2. 圆柱心轴

(1). 间隙配合心轴：限位基面一般按h6、g6或f7制造，装卸工件方便，精度不高。

工件常以孔和端面联合定位，心轴限位圆柱面与限位端面最一次装夹中加工出来。 (2). 过盈配合心轴：由引导部分、工作部分2、传动部分3组成。

引导部分：直径按e8制造，基本尺寸等于工件孔的最小极限尺寸，其长度约为工件定位孔长度的一半。

工作部分：直径按r6制造，其基本尺寸等于孔的最大极限尺寸。当工件定位孔的长度与直径之比 L／d>l时，心轴的工作部分应稍带锥度。制造简单、定心准确、不用另设夹紧装置，但装卸不便，易损伤工件定位孔，故多用于定心精度要求高的精加工。 (3). 花健心轴：用于加工以花键孔定位的工件。当工件定位孔的长径比 L／d＞l时，

可稍带锥度。设计花键心轴时，应根据工件的不同定心方式来确定定位心轴的结构。 3. 圆锥销：限制了工件的X、Y、Z三个位置自由度。常与其他定位元件组合定位。

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