2.1 熟悉工件定位知识
2.1.1工件装夹概述
1．工件的装夹
在机械加工过程中，为了保证加工精度，在加工前，应确定工件在机床上的位置，并固定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程”，称为装夹。
工件的安装包含了两个方面的内容：
定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称为定位。
夹紧工件定位后将其固定，使其在加工中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。
2．机床夹具
能方便地让工件在机床上定位、夹紧和引导刀具工艺装备，称为夹具。利用夹具定位、夹紧工件，具有操作迅速方便，定位精度较高、稳定，生产率较高的特点。
夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具提供的定位装置定位，可在机床确立正确的位置。还可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。在使用夹具的情况下，工件与机床、刀具之间的相互位置精度由夹具保证。机床、夹具、刀具和工件所构成的工艺系统在加工中保持正确的位置，从而保证工序的加工精度。
夹具一般由夹具体、定位元件、夹紧装置、对刀或导向装置、连接元件等组成。夹具体是机床夹具的基础；定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置；夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢；工件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置；连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。
2.1.2工件的定位基本原理
1．工件六点定位原理
一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，均有六个自由度，如图2-1-1a所示，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕这三个坐标轴的转动分别以、、；和、、表示。
定位，就是限制自由度。
如图2-1-1b所示的长方体工件，欲使其完全定位，可以设置六个固定点，工件的三个面分别与这些点保持接触，在其底面设置三个不共线的点1、2、3（构成一个面），限制工件的三个自由度：、、；侧面设置两个点4、5（成一条线），限制了、两个自由度；端面设置一个点6，限制自由度。于是工件的六个自由度便都被限制了。这些用来限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。
用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定位原理。
在应用“六点定位原理”分析工件的定位时，应注意：定位支承点与工件定位基准面接触，才能起到限制工件自由度的作用。一个定位支承点仅限制一个自由度。
2．工件定位中的几种情况
⑴完全定位
工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。
如图2-1-2所示的工件，要求铣削工件上表面和铣削槽宽为40mm的槽。为了保证上表面与底面的平行度，必须限制、、三个自由度；为了保证槽侧面相对前后对称面的对称度要求，必须限制、两个自由度；由于所铣的槽不是通槽，在X方向上，槽有位置要求，所以必须限制移动的自由度。为此，应对工件采用完全定位的方式，可参考图2-1-1进行六点定位。
⑵不完全定位
根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位。工件采用部分定位时，必须限制按加工要求需要限制的自由度；对于不影响加工要求的自由度，则可以不予限制。这样，可以简化夹具的结构。
如图2-1-3 a所示，加工通槽，由于槽是贯通的，在Y轴方向上前后的位置并不影响通槽的加工质量。因此，沿Y轴方向可以不设定位支撑点，仅需要限制工件除的其余五个自由度。图(b)为平板工件磨平面，工件只有厚度和平行度要求，故只需限制、、三个自由度，在磨床上采用电磁工作台即可实现三点定位。
⑶欠定位
定位元件所能限制的自由度数，少于按加工工艺要求所需限制的自由度数的定位情况。这种情况下，工件不能正确定位，称为欠定位。显然，欠定位不能保证加工要求，往往会产生废品，因此是绝对不允许的。
图2-1-3 a所示工件加工通槽时，若单纯以底面A定位，而不用侧面B作导向定位面，则这时工件在机床上相对于刀具的位置，就可能会偏置成图2-1-4中所示情况，按欠定位铣出的槽，显然是不符合图样要求的。
⑷过定位
夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。如图2-1-5所示两种过定位的例子。
图(a)为孔与端面联合定位情况，由于大端面限制、、三个自由度，长销限制、和、四个自由度，可见、被两个定位元件重复限制，出现过定位。
图(b)为平面与两个短圆柱销联合定位情况，平面限制、、三个自由度，两个短圆柱销分别限制、和、共4个自由度，则自由度被重复限制，出现过定位。
造成重复定位的原因是：夹具上的定位元件，同时重复限制了工件的一个或几个自由度，造成的后果是使定位重复而不确定或稳定，破坏预定的正确位置，使工件或定位元件产生变形，从而降低加工精度，甚至使工件无法装夹以致不能加工。
可通过改变定位元件的结构，使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用的方法消除过定位。例如将图2-1-5(b)右边的圆柱销改为削边销。
对图2-1-5(a)的改进措施见图2-1-6，其中图(a)是在工件与大端面之间加球面垫圈，图(b)将大端面改为小端面，从而避免过定位。
实际生产应用中，应尽量避免重复定位，但过定位并不是必须完全避免的，在工件的定位基准、夹具上的定位元件精度很高的情况下，可以允许重复定位，这时它对提高工件的刚性和稳定性有一定的好处。
2．1．3 定位方法及定位元件
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2-1-7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。
(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2-1-8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。
工件以圆孔定位工件时，常用的定位元件有定位销、圆柱心轴和圆锥销。如图2-1-9 ，为典型孔定位示例，(a) 为圆柱定位销，(b)为间隙配合心轴，(c)为圆锥销定位。
①定位销，定位削分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销除限制两个移动自由度外，还可限制两个转动自由度。
②圆柱心轴，圆柱心轴定位有间隙配合和过盈配合两种。间隙配合拆卸方便，但定心精度不高；过盈配合定心精度高，不用另设夹紧装置，但装拆工件不方便。
③圆锥销，采用圆锥销定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的三个移动自由度。
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。图2-1-10 (a)所示，刀具锥柄在主轴孔中的定位，限制了除绕轴旋转的其它五个自由度。
(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2-1-10 (b)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
工件以外圆定位时，最常用的定位元件有V形架、定位套等装置。
(1) 在V形架上定位
V形架是应用很广泛的定位元件，应用于粗基准或精基准的定位，使用方便，其结构如图2-1-11a所示。工件在长V形架上定位(图2-1-11b)，限制了，，，四个自由度。V形架定位的突出特点是对中性好，当工件外圆直径变化时，可以保证圆柱体轴线在X轴方向的误差为零，但是在Z轴方向有定位误差。
(2) 在定位套上定位
定位套常用于小型形状简单的轴类零件的精基准定位。图2-1-12所示为几种常用的定位套。通常，其定位元件常做成淬硬钢件装于夹具体中，要求定位套的轴线与工件外圆柱面的轴线重合。常常用定位套的圆柱面与端面组合定位，以保证轴向位置精度，防止轴线的径向位移和倾斜。
5．定位方法的组合：
上述几种定位方法，可以单独应用，也可以将几种方法组合应用，特别是平面与定位销组合、平面与短V形块组合等。
(1) 一面两销组合
这是一种应用很广的组合定位方式，特别适用箱体形工件(图2-1-13)。其中大平面限制三个自由度，短圆柱销限制两个自由度，短削边销限制一个自由度。采用这种定位方法时，一定要注意，应将销的削边部分位于两销的连线方向上，而且应尽可能增大两销间的距离，以提高工件的转角定位精度。
(2) 两面一销组合
两面—销组合晴况如图2-1-14所示，工件底面作三点定位，右侧作两点定位，削边销仅用来限制向的自由度，故应在X方向削边。采用一面两销或两面一销时，削边销的尺寸应经过精心设计算获得，以保证定位精度。
⑶平面、短V形块和削边销
应用情况如图2-1-15所示。平面限制工件三个自由度，V形块限制工件两个自由
度，削边销限制工件的旋转自由度。
2.1.4 基准及其分类
工件结构的定位，必须要有一个参照物来衡量。确定工件上几何要素(点、线、面)间的位置关系，所依据的另一些点、线、面称为基准。基准就是“依据”。按其功用不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。
1．设计基准
设计基准是零件图上设计尺寸标注的起点。如图2-1-16 (a)所示的零件，平面2、3的设计基准是平面1，平面5、6的设计基准是平面4，孔7的设计基准是平面l和平面4，而孔8的设计基准是孔7的中心和平面4。在零件图上不仅标注的尺寸有设计基准，而且标注的位置精度同样具有设计基准，如图2-1-16 (b)所示的钻套零件，轴心线O—O是各外圆和内孔的设计基准，也是两项跳动误差的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。
2．工艺基准
工艺基准是零件在加工、测量和装配时所使用的基准。工艺基准往往通过工件具体的表面来体现，用以体现基准的表面称为基准面。
作为工艺基准的点、线、面有时并不一定具体存在，如，孔和外圆的中心线，两平面的对称中心面等。图2-1-16 (b) 所示钻套的中心线是通过内孔表面来体现的，内孔表面是基准面。按工艺过程的不同，工艺基准又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。
①定位基准
在加工中用作确定工件结构位置尺寸的起点，称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。如图2-1-16 (a)所示零件，加工平面3和6时是通过平面l和4放在夹具上定位的，所以，平面1和4是加工平面3和6的定位基准；如图2-1-16 (b)所示的钻套，用内孔装在心轴上磨削φ40h6外圆表面时，内孔表面是定位基面，孔的中心线就是定位基准。
定位基准又分为粗基准和精基准。用作定位的表面，如果是没有经过加工的毛坯表面，称为粗基准面；若是已加工过的表面，则称为精基准面。
②工序基准
在工序图上，用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准，称为工序基准。它是某一工序所要达到加工尺寸（即工序尺寸）的起点。如图2-1-16 (a)所示零件，加工平面3时按尺寸H 2进行加工，则平面l即为工序基准，加工尺寸H 2叫做工序尺寸。
③测量基准
零件测量时所采用的基准，称为测量基准。如图2-1-16 (b)所示，钻套以内孔套在心轴上测量外圆的径向圆跳动，则内孔表面是测量基面，孔的中心线就是外圆的测量基准；用卡尺测量尺寸l和L，表面A是表面B、C的测量基准。
④装配基准
装配时用以确定零件在机器中位置的基准，称为装配基准。如图2-1-16 (b)所示的钻套，φ40h6外圆及端面B即为装配基准。
2.1.5 粗加工定位基准的选用
在最初的工序中，定位基准面往往是铸造、锻造或轧制等得到的表面。这种由未经加工的基准面体现的基准称为粗基准。用粗基准定位加工出光洁的表面以后，就应该用加工过的表面作以后工序的定位表面。
粗基准面的选择主要应考虑到加工表面与不加工表面之间的位置要求；各加工表面加工余量的合理分配；定位精度和装夹的可靠性。因此，在选择粗基准时一般要遵循下列原则：
⑴为了保证加工面和不加工面之间的相互位置要求，一般选择不加工面为粗基准面
如图2-1-17a所示，毛坯铸造时内孔和外圆有偏心，若采用不加工的外圆表面为粗基准面加工内孔，则内孔和外圆是同轴的，即壁厚均匀。图2-1-17b中，若寻找铸造孔的中心为基准加工内孔，虽然切削余量均匀，内孔和外圆不同轴的，壁厚不均匀。
⑵当零件上有多个不加工表面时，应以与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准面。
如图2-1-18的零件有三个不加工表面（1、2、3），若表面4和表面2壁厚的均匀度要求较高，在加工表面4时，应选表面2为粗基准面。
⑶工件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准面。
如图2-1-19所示的阶梯轴，表面B的加工余量最小，应选表面B作基准面，如以表面A或C作粗基准面，则可能会因这些表面间存在较大的位置误差而使表面B的加工余量不足，成为废品。
⑷粗基准面由于是毛坯表面，一般情况下，只在第一道工序中使用一次，不再重复使用。
⑸尽管粗基准面是毛坯表面，但选用的粗基准面仍应尽可能平整、光洁、不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，以减小定位误差，并保证零件的夹紧可靠。
2．1．6 定位精基准的选择
工件加工时，使用经过加工的表面作为定位基准面，这种由已加工基准面体现的基准称为精基准。选择精基准，首先就考虑如何保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，同时也要照顾到装夹方便、可靠和简化夹具结构等方面。因此，选择精基准一般不应违背下述原则。
⑴“基准重合”原则
基准重合原则就是选用设计基准作为精加工的定位基准。
如图2-1-20a所示，零件的表面A和B已经加工好，现要加工零件的表面C。分析设计尺寸b，C面的定位尺寸是以B为设计尺寸的基准，如图a中，加工时以面B为定位基准进行加工C面，则设计基准与定位基准重合，可以比较方便地保证设计尺寸b的公差要求。
如图2-1-20b中，加工时以面A为定位基准进行加工C面，则设计尺寸b的基准与定位基准不重合，将不容易保证设计尺寸b的公差要求。
选择定位基准时，应尽量使它与设计基准重合，以免产生定位误差，而增加加工困难，甚至使零件报废。
⑵“基准统一”原则
当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以减少工装设计制造费用，提高生产率，避免基准转换误差。
⑶“自为基准”原则
当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由加工该结构的上一工序
保证。如图2-1-21，浮镗或浮铰都是自为基准的实例。
⑷“互为基准”原则
为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原则，多次反复进行精加工，如图2-1-22所示套筒零件，A面与F面有较高的同轴度要求，在加工中采用互为基准，可保证同轴度要求。
2.1.6工件的定位误差
1．定位误差概念
所谓定位误差是指工件在夹具中定位时，由于其被加工表面的设计基准在加工方向上的位置不定性而引起的一项工艺误差，是被测要素在加工方向上的最大变动量。
工件在夹具中定位后，虽然取得了确定的位置，但由于工件的设计基准与定位基准不重合、工件定位表面有误差、定位表面与定位元件间存在间隙以及定位元件的制造误差和使用中的磨损等原因，一批工件在同一夹具中定位后取得的位置并不完全相同，即存在定位误差，它是影响加工精度的主要原因之一。
2．造成定位误差的原因
造成定位误差的原因是：
a、定位基准与工序基准不重合。由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不重合误差。
b、定位基准的位移误差。由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差，以及定位基准与定位元件之间的间隙所引起的定位基准，沿加工尺寸方向（或沿指定方向）的最大位移，称为定位基准位移误差。如，在图2-1-13—面两销组合定位方法中，虽然工件的定位孔与夹具定位销的中心线一致，但由于定位孔和定位销的直径有公差，有可能导致两者实际接触处发生变化，即产生了基准位移误差。
3．减少定位误差的一般措施
减少定位误差的一般措施如下：
采用加工面的设计基准作定位基准面。
提高夹具的制造、安装精度及刚度，特别是提高夹具的工件定位基准面的制造精度。
如若加工面的设计基准与定位基准面不同，应提高加工面的设计基准与定位基准面间的位置测量精度。
提高机床基准面和导向面的几何精度。
2.1 熟悉工件定位知识 2.1.1工件装夹概述 1．工件的装夹 在机械加工过程中，为了保证加工精度，在加工前，应确定工件在机床上的位置，并固定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程”，称为装夹。 工件的安装包含了两个方面的内容： 定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称为定位。 夹紧工件定位后将其固定，使其在加工中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。 2．机床夹具 能方便地让工件在机床上定位、夹紧和引导刀具工艺装备，称为夹具。利用夹具定位、夹紧工件，具有操作迅速方便，定位精度较高、稳定，生产率较高的特点。 夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具提供的定位装置定位，可在机床确立正确的位置。还可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。在使用夹具的情况下，工件与机床、刀具之间的相互位置精度由夹具保证。机床、夹具、刀具和工件所构成的工艺系统在加工中保持正确的位置，从而保证工序的加工精度。 夹具一般由夹具体、定位元件、夹紧装置、对刀或导向装置、连接元件等组成。夹具体是机床夹具的基础；定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置；夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢；工件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置；连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 2.1.2工件的定位基本原理 1．工件六点定位原理 一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，均有六个自由度，如图2-1-1a所示，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕这三个坐标轴的转动分别以、、；和、、表示。 定位，就是限制自由度。 如图2-1-1b所示的长方体工件，欲使其完全定位，可以设置六个固定点，工件的三个面分别与这些点保持接触，在其底面设置三个不共线的点1、2、3（构成一个面），限制工件的三个自由度：、、；侧面设置两个点4、5（成一条线），限制了、两个自由度；端面设置一个点6，限制自由度。于是工件的六个自由度便都被限制了。这些用来限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定位原理。 在应用“六点定位原理”分析工件的定位时，应注意：定位支承点与工件定位基准面接触，才能起到限制工件自由度的作用。一个定位支承点仅限制一个自由度。 2．工件定位中的几种情况 ⑴完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。 如图2-1-2所示的工件，要求铣削工件上表面和铣削槽宽为40mm的槽。为了保证上表面与底面的平行度，必须限制、、三个自由度；为了保证槽侧面相对前后对称面的对称度要求，必须限制、两个自由度；由于所铣的槽不是通槽，在X方向上，槽有位置要求，所以必须限制移动的自由度。为此，应对工件采用完全定位的方式，可参考图2-1-1进行六点定位。 ⑵不完全定位
工件的装夹和夹紧装置
课题项目：工件的夹紧和夹紧装置 教学目标知识目标 1、掌握基本夹紧机构夹紧力的计算方法； 2、掌握基本夹紧机构自锁条件的确定方法；能力目标 1、掌握斜楔夹紧机构的原理及组成； 2、掌握螺旋夹紧机构的结构及原理； 3、掌握圆偏心夹紧机构的原理。 素质目标 1、培养学生语言表达能力； 2、培养学生自主学习的能力； 3、培养学生团队协作的能力； 4、增强学生的安全意识。 教学重点基本夹紧机构自锁条件的确定方法 教学难点螺旋夹紧机构的结构及原理 课型多媒体授课授课课时2课时 教学过程教学内容教学方 法、手段 师生 活动 时间 分配 导入 根据下图中斜楔夹紧机构的受力分析，来 确定基本夹紧机构夹紧力的计算、自锁条件及 几何特点，是我们本项目所要解决的问题。 情境教 学法 多媒体 1、教师 讲解； 2、学生 听课 5 分 钟 教 学实施告知 1.夹紧装置的组成 1）力源装置力源装置是产生夹紧原始作 用力的动力装置。通常使用的动力装置有气压 装置、液压装置、电动装置、磁力装置等； 2）夹紧机构夹紧机构一般由中间递力机 构和夹紧元件组成。它的作用是传递原始作用 力，改变其大小、方向，使之变为夹紧力，并 执行夹紧工件的任务。 2.夹紧装置的基本要求 1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获 得的正确位置； 2）夹紧应可靠和适当； 3）夹紧装置应操作方便，省力、安全； 4）夹紧装置的复杂程度与自动化程度应与 工件的生产批量和生产方式相适应。 3.夹紧力方向的确定原则 1）夹紧力作用方向应有利于工件的准确定 位，而不能破坏定位。为此一般要求夹紧力方 向朝向定位元件，且应垂直于主要定位基准。 2）夹紧力作用方向应使工件夹紧变形小。 为此一般要求夹紧力作用方向最好指向工件刚 讲授法； 讨论法； 多媒体； 1、教师 讲解； 2、学生 听课 10 分 钟
工件装夹 .txt41滴水能穿石，只因为它永远打击同一点。42火柴如果躲避燃烧的痛苦，它的一生都将黯淡无光。 2.1熟悉工件定位知识 2.1.1工件装夹概述 1．工件的装夹 在机械加工过程中，为了保证加工精度，在加工前，应确定工件在机床上的位置，并固定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程”，称为装夹。 工件的安装包含了两个方面的内容： 定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称为定位。 夹紧工件定位后将其固定，使其在加工中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。 2．机床夹具 能方便地让工件在机床上定位、夹紧和引导刀具工艺装备，称为夹具。利用夹具定位、夹紧工件，具有操作迅速方便，定位精度较高、稳定，生产率较高的特点。 夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具提供的定位装置定位，可在机床确立正确的位置。还可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。在使用夹具的情况下，工件与机床、刀具之间的相互位置精度由夹具保证。机床、夹具、刀具和工件所构成的工艺系统在加工中保持正确的位置，从而保证工序的加工精度。 夹具一般由夹具体、定位元件、夹紧装置、对刀或导向装置、连接元件等组成。夹具体是机床夹具的基础；定位元件保证工件在夹具中处于正确的位
置；夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢；工件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置；连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 2.1.2工件的定位基本原理 1．工件六点定位原理 一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，均有六个自由度，如图2-1-1a所示，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕这三个坐标轴的转动分别以、、；和、、表示。 定位，就是限制自由度。 如图2-1-1b所示的长方体工件，欲使其完全定位，可以设置六个固定点，工件的三个面分别与这些点保持接触，在其底面设置三个不共线的点 1、2、3（构成一个面），限制工件的三个自由度： 、、；侧面设置两个点 4、5（成一条线），限制了、两个自由度；端面设置一个点6，限制自由度。于是工件的六个自由度便都被限制了。这些用来限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定位原理。 在应用“六点定位原理”分析工件的定位时，应注意： 定位支承点与工件定位基准面接触，才能起到限制工件自由度的作用。一个定位支承点仅限制一个自由度。 2．工件定位中的几种情况 ⑴完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。
车床工件安装知识简介 在车床上安装工件所用的附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、花盘、心轴、中心架和跟刀架等。安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。 一、三爪卡盘安装工件 三爪卡盘是车床上应用最广的通用夹具，适合于安装短圆棒料或盘类（直径较大的盘状工件中，可用反三爪夹持）工件，它的结构见示范教具。当转动小伞齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出，以夹紧不同直径的工件。三爪卡盘装夹方便能自动定心，但其定心准确度不高，约为0.05～0.15mm。工件上同轴度要求较高的表面应在一次装夹中车出。 二、四爪卡盘安装工件 四爪卡盘的结构见直观教具。四爪卡盘有四个互不相关的卡爪，各卡爪的背面有一半瓣内螺纹与一螺杆相啮合。螺杆端部有一方孔，当用卡盘扳手转动某一螺杆时，相应的卡爪即可移动。如将卡爪调转180°安装，即成反爪。 四爪卡盘由于四个卡爪均可独立移动，因此可安装截面为方形、长方形、椭圆以及其它不规则形状的工件。同时，四爪卡盘比三爪卡盘的夹紧力大，所以常用来安装较大的圆形工件。 由于四爪卡盘的四个卡爪是独立移动的，在安装工件时须进行仔细的找正工件，一般用划针盘按工件内外圆表面或预先划出的加工线找正，其定位精度较低，为0.2～0.5mm。用百分表按工件精加工表面找正，其定位精度可达0.02～0.01mm。 三、顶尖安装工件 较长的（长径比L/D=4～10）或加工工序较多的轴类工件，常采用两顶尖安装。工件装夹在前、后顶尖之间，由卡箍（又称鸡心夹头）、
拨盘带动工件旋转，见直观教具。 1.中心孔的作用及结构 中心孔是轴类工件在顶尖上安装的定位基面。中心孔的60°锥孔与顶尖上的60°锥面相配合；里端的小圆孔，为保证锥孔与顶尖锥面配合贴切，并可存储少量润滑油（黄油）。 中心孔常见的有A型和B型。A型中心孔只有60°锥孔。B型中心孔外端的120°锥面又称保护锥面，用以保护60°锥孔的外缘不被碰坏。A型和B型中心孔，分别用相应的中心钻在车床或专用机床上加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车平，防止中心钻折断。 2.顶尖的种类 常用顶尖有普通顶尖（死顶尖）和活顶尖两种。普通顶尖刚性好，定心准确。但与工件中心孔之间因产生滑动摩擦而发热过多，容易将中心孔或顶尖“烧坏”，因此，尾架上是死顶尖，则轴的右中心孔应涂上黄油，以减小摩擦。死顶尖适用于低速加工精度要求较高的工件。活顶尖将顶尖与工件中心孔之间的湍动摩擦改成顶尖内部轴承的滚动摩擦，能在很高的转速下正常地工作；但活顶尖存在一定的装配积累误差，以及当滚动轴承磨损后，会使顶尖产生径向摆动，从而降低了加工精度，故一般用于轴的粗车或半精车。 3.顶尖的安装与校正 顶尖尾端锥面的圆锥角较小，所以前、后顶尖是利用尾部锥面分别与主轴锥孔和尾架套筒锥孔的配合而装紧的。因此，安装顶尖时必须先擦净顶尖锥面和锥孔，然后用力推紧。否则，装不正也装不牢。 校正时，将尾架移向主轴箱，使前、后两顶尖接近，检查其轴线是否重合。如不重合，需将尾架体作横向调节，使之符号要求。否则，车削的外圆将成锥面。 在两顶尖上安装轴件，两端是锥面定位，安装工件方便，不需校正，定位精度较高，经过多次调头或装卸，工件的旋转轴线不变，仍
工序和装夹方法的确定 1．工序的划分 加工工序的划分按要求进行。对于数控车削加工来说以下两种原则使用较多： （1）按所用刀具划分工序采用这种方式可提高车削加工的生产效率。 （2）按粗、精加工划分工序采用这种方式可保持数控车削加工的精度。如图1所示的零件，应先切除整个零件的大部分余量，再将表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。 图1 车削加工的零件 2．确定零件装夹方法和夹具选择 数控车床上零件安装方法与普通车床一样，要尽量选用已有的通用夹具装夹，且应注意减少装夹次数，尽量做到在一次装夹中能把零件上所有要加工表面都加工出来。零件定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。 数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格平衡，具有高转速(极限转速可达4000～6000r／min)、高夹紧力(最大推拉力为2000～8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，其定心精度可达0.03㎜。此外，数控车床加工中还有其他相应的夹具，它们主要分为两大类，即用于轴类工件的夹具和用于盘类工件的夹具。 （1）用于轴类零件的夹具 用于轴类工件的夹具有自动夹紧拨动卡盘、拨齿顶尖、三爪拨动卡盘和快速可调万能卡盘等。
第3章数控加工中工件的定位与装夹 作业 思考与练习题 1、车削薄壁零件如何夹紧工件？ 2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？ 3、试简述定位与夹紧之间的关系。 4、采用夹具装夹工件有何优点？ 5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？ 6、什么情况下才需要计算定位误差？ 7、如何理解定位面与定位基准的区别？ 8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？ 模拟自测题 一、单项选择题 1、过定位是指定位时，工件的同一（）被多个定位元件重复限制的定位方式。 （A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向 2、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（） （A）六个（B）二个（C）三个（D）四个 3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（）的原则。 （A）基准重合（B）基准统一（C）自为基准（D）互为基准 4、采用短圆柱芯轴定位，可限制（）个自由度。 （A）二（B）三（C）四（D）一 5、在下列内容中，不属于工艺基准的是（）。 （A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准 6、（）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。 （A）斜楔形（B）螺旋（C）偏心（D）铰链 7、精基准是用（）作为定位基准面。 （A）未加工表面（B）复杂表面（C）切削量小的（D）加工后的表面 8、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（）方向一致。 （A）退刀（B）振动（C）换刀（D）切削 9、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面（），使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。 （A）对刀方便（B）切削性能好（C）进/退刀方便（D）有足够的余量 10、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（）。 （A）1~3倍（B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值 11、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（）夹具。 （A）专用（B）通用（C）组合（D）随身 12、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（）。 （A）有几个支承点与工件接触（B）工件被消除了几个自由度 （C）工件需要消除几个自由度（D）夹具采用几个定位元件 13、轴类零件加工时，通常采用V形块定位，当采用宽V形块定位时，其限制的自由度数目为（）。
工件的装夹 机械制造基础教案 平江县职业技术学校教案教研组:机械教研组授课教师:黄波课程名称机械制造基础课时 2 主要教学内容时间分配 5.1机床夹具概述 5.1.1基准的定义及分类 5.1.2零件的装夹及装夹方式 5.1.3夹具的作用、分类及组成 1、了解及掌握基准的定义及分类 2、掌握零件的装夹及装夹方式教学目的 3、掌握夹具的作用、分类及组成 1、基准的定义、零件的装夹方式 教学重点 2、夹具的作用、分类及组成 教学难点基准的定义、零件的装夹方式 教学方法电子课件使用教具 拟留作业习题2、4、5 授课总结 机械制造基础教案教学内容: 5.1 机床夹具概述 5.1.1 基准的定义及分类 基准是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。
1. 设计基准是指在设计图样上所采用的基准。 2. 工艺基准是指在加工工艺过程中所采用的基准。 (1)工序基准 是指在工序图上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状及位置的基准。 (2)定位基准 是指在加工中用于工件定位的基 准 (3)测量基准 是指在加工中或加工后对工件进 行测量时所采用的基准。 (4)装配基准 是指在装配时，用来确定零件或部 件在产品中的相对位置所采用的基准。 5.1.2 工件的装夹及装夹方式 在机械加工过程中，为了保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上或夹具中相对刀具占有正确的位置，这一过程称为定位。工件定位后还需将其固定，使其在加工过程中受各种力的作用能保持定位位置不变的操作，称为夹紧。定位、装夹的过程称为装夹。完成工件装夹的装置称为机床夹具，简称夹具。
1. 直接找正装夹法 是指工件定位时，由操作工人利用百分表、划针等量具(量仪)或目测在机床上直接找正工件上某些有相互位置要求的表面，使工件处于正确的位置，然后夹紧的一种装夹方法。其生产效率低，加工精度取决于工人操作技术水平和所使用量具的精确度，一般用于单件小批量生产中。 2. 划线找正装夹法 是指在工件表面上按图纸要求划出中心线、对称线和各待加工表面的加工位置线，然后在机床上按划好的线找正工件的位置并将工件夹紧的一种装夹方法。其生产效率低，装夹精度也不高，多用于生产批量较小、毛坯精度较低以及大型零件的粗加工中。 3. 夹具装夹法 是指用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的一种装夹方法。采用这种方法时，工件定位迅速方便，定位精度高，但需设计、制造专用夹具。夹具装夹法广泛用于大批大量生产中。 机械制造基础教案 5.1.3 夹具的作用、分类及组成 1. 夹具的作用 (1)保证加工精度的稳定。 (2)缩短辅助时间，提高劳动生产率。 (3)扩大了机床的使用范围。 (4)减轻劳动强度，保证安全生产。
教师姓名 授课形式讲授授课时数1授课日期年月日授课班级 授课项目及任务名称 第五章车削 第二节工件的装夹方法 教学目标知识目 标 掌握车床附件的各种装夹方法 技能目 标 学会正确快速的在车床上装夹工件。 教学重点车床附件的结构和装夹方法。教学难点车床附件的装夹方法。 教学方法教学手段 借助于多媒体课件和相关动画及视频，详细教授车床附件的结构和功用。教师先通过PPT课件进行理论知识讲解，再利用相关动画和视频进行演示，让学生能够将理论知识转化成实践经验。同时学生根据所学内容，完成知识的积累，为以后的实践实训打下基础。 学时安排1.花盘装夹约5分钟； 2.弯板装夹约5分钟；3.四爪卡盘安装约15分钟；4.中心架安装约5分钟； 5.顶尖安装约15分钟； 教学条件多媒体设备、多媒体课件。 课外作业查阅、收集CA6140车床附件装夹的相关资料。检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。 教学后记
授课主要内容 第二节工件的装夹方法 一、用花盘装夹工件 被加工表面回转轴线与基准面互相垂直的复杂工件或形状不规则、无法使用三爪或四爪卡盘状夹的工件，可以在花盘上装夹。 二、用弯板装夹工件 通常弯板可以和花盘一起使用，使用时把弯板用螺钉牢固在花盘上，工件则安装在弯板上。 为防止转动时因重心偏向一边而产生振动，在工件的另一边要加平衡铁。 三、用四爪卡盘安装工件 四个卡爪盘地装夹范围较大，但由于校正比较繁琐，且在装夹偏心工件时，夹紧作用估有所降低，因此一般仅适用于加工偏心距较小、精度要求不高、形状短而大或者形状比较复杂工件的单件偏心。 四、用中心架装夹工件 工件两端为顶尖夹持，中部装有中心架，工件旋转由拨盘、卡箍驱动。 五、顶尖装夹工件 对于较长的、同轴度要求高的且需要调头加工的轴类工件常用两顶尖安装，其装在主轴上的称为前顶尖，装在尾架上的称为后顶尖。
方法对电火花线切割加工影响 线切割加工机床的工作台比较简单,一般在通用夹具上采用压板固定工件,但工件装夹的形式及精度对机床的加工质量及加工范围有着明显的影响,所以在工件装夹上必须注意以下几点: (1)待装夹的工件其基准部位应清洁无毛刺,符合图样要求。对经淬火的工件在穿丝孔或凹模类工件的台阶处,要清除淬火时的渣物及氧化膜表面,否则会影响其与电极丝间的正常放电,甚至卡断电极丝。 (2)装夹工件时,必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许范围之内,避免超出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。要注意不得使工件夹具在加工时与丝架相碰。 (3)装夹位置应有利于工件的找正。 (4)夹具对固定工件的作用力应均匀,不得使工件变形或翘起,以免影响加工精度。 (5)细小、精密、薄壁的工件应先固定在不易变形的辅助小夹具上才能进行装夹,否则无法加工。工件很好地安装在机床工作台后,在进行夹紧前,应先进行工件的平行度校正,即将工件的水平方向调整到指定角度。一般情况下,调整到工件的侧面和机床运动的坐标轴平行即可。 合理选择工件装夹点装夹工件的位置应在工件变形小的地方，一个工件经线切割加工后，质量较大的部分其变形较小，所以装夹位置应处于这部分，同时应靠近工件重心。 以下为一些线切割工作台上的装夹实例，针对不同的工件有效的装夹以提高加工精度及加工效率。 1.技术要求不高的工件装夹宜采用压板、螺钉式的悬臂支撑装夹。这种装夹方式有装夹方便、通用性强的特点。但由于工件单端压紧，另一端悬空，易出现倾斜，致使工件底面与工作台不平行，造成切割表面与工件上、下平面不垂
直而出现垂直度误差。因此只有在工件的技术要求不高或悬臂部分较小的情况下才能采用。 2.较大尺寸工件的装夹宜采用压板、螺钉式的两端支撑装夹 这种装夹方式工件两端都固定在夹具上，避免了悬臂支撑方式易出现倾斜的缺点。装夹支撑稳定，平面定位精度高，工件底面与切割面垂直度好，但因为支撑点跨距较大，对较小的零件不适用。 3.要求较高的工件装夹 对于尺寸较小、切割表面与工件上、下平面垂直度要求又高的工件，悬臂支撑方式保证不了精度，两端支撑方式又因支撑点跨距较大不适用，所以这种工件适宜于用桥式支撑方式装夹。 因而这种装夹方式的特点是通用性强，对大、中、小工件装夹都比较方便。 4.坯料余量小时的装夹在实际生产中，为了节省成本(特别是贵重材料)，经常会碰到加工坯料没有一定的夹持余量。由于坯料重量大，如果采用悬臂支撑方式装夹，往往会使工件造成倾斜，致使工件达不到技术要求。如果采用两端支撑方式装夹，又会因夹持余量不足而使压板挡住切割路线。 5.加工无夹持余量工件的装夹方法有些工件尺寸比较小或者加工范围比较大，夹持余量就极小甚至完全没有夹持余量。那不可能再采用压板、螺钉方式装夹工件 了，这时我们可以改用侧向压紧方法装夹，如图5所示。长方体定位板和压紧螺母都通过压板、螺钉固定在工作台上。长方体定位板的底面和给工件作定位用的侧面都要磨平，并且互相垂直。工件的定位面紧靠定位板的定位侧面，然后旋转压紧螺钉并通过夹板将工件压紧。 这种装夹方法不但不阻碍工件加工又能将工件夹牢。
第3章数控加工中工件的定位与装夹 思考与练习题 1、车削薄壁零件如何夹紧工件？（P92） 答：轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积。 2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？（P75） 答：根据工件加工精度要求。 3、试简述定位与夹紧之间的关系。（P77） 答：任务不同，定位使加工前工件在机床上占有正确的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上。两者相辅相成，缺一不可。 4、采用夹具装夹工件有何优点？（P72～73） 答：a. 易于保证工件的加工精度。b. 使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。c. 使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可采用高效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。 d. 用夹具装夹工件方便、省力、安全。 e. 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。 5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？（P80） 答：以保证工件加工精度为原则，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。 6、什么情况下才需要计算定位误差？（P87） 答：用夹具装夹、调整法加工一批工件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。若采用试切法加工，不存在定位误差，因而也不需要计算定位误差。 7、如何理解定位面与定位基准的区别？（P75） 答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，工件以平面定位时，定位面就是定位基准；工件以内、外圆柱面定位时，定位面是内、外圆柱面，而定位基准则是中心线。 8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？（P96） 答：工件外圆上选择相距较远的两点，用百分表找正。
课时授课教案 / 学年第期课程名称：数控加工工艺 授课班级： 授课时间：第周星期第节 课题：数控车床的工艺特点、工件的装夹 教学目的：掌握数控车削加工对象 理解对刀方法 掌握工件的装夹 重点、难点： 工件的装夹 使用教具：课件 课后作业： 1 课后记录： 年月日 授课主要内容
一、数控车削加工的对象 1．轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件因车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意直线和平面曲线轮廓组成的形状复杂的回转体零件。 2．精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高达0.001mm或更小的零件；圆柱度要求高的圆柱体零件；素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件；以及通过恒线速度切削功能，加工表面精度要求高的各种变径表面类零件等。 3．带特殊螺纹的回转体零件这些零件是指特大螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺纹面之间作平滑过渡的螺纹零件等。 4．淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。 二、对刀 装刀与对刀是数控机床加工中极其重要并十分棘手的一项基本工作。对刀的好与差，将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。 对刀一般分为手动对刀和自动对刀两大类。目前，绝大多数的数控车床采用手动对刀，其基本方法有：定位对刀法、光学对刀法、ATC对刀法和试切对刀法。在前3种手动对刀方法中，均因可能受到手动和目测等多种误差的影响，其对刀精度十分有限，所以往往通过试切对刀，以得到更加准确和可靠的结果。数控车床常用的试切对刀方法如图所示。 车刀对刀点示意图 （a）X方向对刀；（b）Z方向对刀；（c）两把刀X方向对刀；（d）两把刀Z方向对刀 三、工件的装夹与夹具选择 1．用通用夹具装夹 1）在三爪自定心卡盘上装夹
授课教师授课班级二数控机制授课课时 2 授课形式多媒体授课章节 第一章第二节工件的装夹 名称 使用教具多媒体 1、熟悉车床上常用的装夹配件 学习目标 2、掌握车床常用的装夹方法 教学重点车床常用的装夹方法 教学难点复杂工件的装夹 教学思路 做、学、教一体化 及方法 更新、补充、 参观车间，观察车床不同工件的装夹 删节内容 课外作业思考不同装夹方法的特点和异同
导语在加工零件时工件是怎样
授课主要内容或板书设计 1、卡盘 卡盘装在主轴前端，有三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘两种。 （1）三爪自定心卡盘 它主要由外壳体、三个卡爪、三个小锥齿轮、一个大锥齿轮等零件组成三爪自定心卡盘的卡爪可以装成正爪，实现由外向内夹紧；也可以装成反爪，实现由内向外夹紧，即撑夹（反夹）。正爪夹持工件时，直径不能太大，卡爪伸出卡盘外圆的长度不应超过卡爪长度的三分之一，以免发生事故。反爪可以夹持直径较大的工件 （2）四爪单动卡盘，它的四个卡爪能各自独立地径向移动，分别通过四个调整螺钉进行调整。其夹紧力较大，但校正工件较麻烦。四爪单动卡盘的卡爪也可装成正爪或反爪。 2、花盘 花盘装在主轴前端，它的盘面上有几条长短不同的通槽和T形槽，以便用螺栓、压板等将工件压紧在它的工作面上。它多用于安装形状比较特别的，而三爪和四爪卡盘无法装夹的工件，如对开轴承座、十字孔工件、双孔连杆、环首螺钉、齿轮油泵体等等。在安装时，根据预先在工件上划好的基准线来进行找正，再将工件压紧。对于不规则的工件，应在花盘上装上适当的平衡块保持平衡，以免因花盘重心与机床回转中心不重合而影响工件的加工精度，甚至导致意外事故发生。 3 用两顶尖安装工件 用两顶尖间进行工件的安装，一般适于长轴、长丝杠等较长工件，或须经过多次装夹，或有较多工序的工件等情况。用顶尖安装工件，需在工件的两端面上预先钻出中心孔。 4 用一夹一顶方法安装工件 在车削较重、较长的轴体零件时，可采用一端夹持，另一端用后顶尖顶住的方式安装工件，这样会使工件更为稳固，从而能选用较大的切削用量进行加工。为了防止工件因切削力作用而产生轴向窜动，必须在卡盘内装一限位支承，或用工件的台阶作限位。如图4-17所示。此装夹方法比较安全，能承受较大的轴向切削力，故应用很广泛
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
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。
福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控加工工艺学任课教师：王公海章节内容2-2零件的定位与装夹 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的目的要求 结构和功能。 重点难点工件安装的内容、方法 复习题巩固上节课的知识 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导3.1 机床夹具概述 3.1.1 工件的安装 机床夹具是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，以使工件获得相对的于机床和刀具的正确位置，并把工件 可靠地夹紧。 工件安装的内容包括： 定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。 夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。 定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧， 福建省劳动和社会保障厅制
第页 讲授内容和过程方法与指导安装的方法： 1、用找正法安装： 1)方法： a)把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件 中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再 进行夹紧； b)先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行 找正实现装夹。 2)特点： a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高； b)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本； c)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同 零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。 2、用夹具装夹安装： 1)工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹 方式。 2)特点：避免了找正法划线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工 件的加工误差分散范围扩大，夹装方便。 虎钳装夹 找正法与用夹具装夹工件的对比 设加工工件如上图所示 1、采用找正法装夹工件的步骤： 1)先进行划线，划出槽子的位置； 2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成 后用压板或虎钳夹紧工件。 3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。
加工中心生产中零部件装夹的方式及注意事项在加工中心上加工零件，夹具的任务不仅是夹紧工件，而且还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工件编程的零点。在加工中心上加工的零件一般都比较复杂。零件在一次装夹中，既要粗铣、粗镗，又要精铣、精镗，需要多种多样的刀具，这就要求夹具既能承受大切削力，又要满足定位精度要求。而加工中心的自动换刀(ATC)功能又决定了在加工中不能使用支架、位置检测及对刀元件。加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构紧凑，简单，夹紧动作迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，还要能灵活多变。 在加工中心机床上，要想合理应用好夹具，首先要对加工中心的加工特点有比较深刻的理解和掌握，同时还要考虑如下因素：工零件的精度；批量大小；制造周期和制造成本等综合因素。。 根据加工中心机床特点和待加工零件精度要求，目前常用的夹具结构类型有专用夹具、组合夹具、可调整夹具和成组夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济、最合理的夹具形式。现就各种夹具的优缺点和注意事项作如下分析： 第一种：专用夹具：专用夹具是根据某一零件的结构特点专门设计的夹具，具有结构合理，刚性强，装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。选用这种夹具，一批工件加工后尺寸比较稳定，互换性也较好，可大大提高生产率。但是，专用夹具所固有的只能为一种零件的加工所专用的狭隘性，与产品品种不断变型更新
的形势不相适应，特别是专用夹具的设计和制造周期长，花费的劳动量较大，加工简单零件显然不太经济。 第二种：组合夹具组合夹具是由一套结构已经标准化，尺寸已经规格化的通用组合元件构成。可以按工件的加工需要组成各种功用的夹具。组合夹具有槽系组合夹具和孔系组合夹具。组合夹具的基本特点是满足三化：标准化、系列化、通用化，具有组合性，可调性，模拟性，柔性，应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比较适合加工中心应用。在加工中心上应用组合夹具，有下列优点。但是，由于组合夹具是由各种通用标准元件组合而成的，各元件间相互配合的环节较多，夹具精度、刚性仍比不上专用夹具，尤其是元件连结的接合面刚度，对加工精度影响较大。通常，采用组合夹具时其尺寸加工精度只能达到IT8～IT9级，这就使得组合夹具在应用范围上受到一定限制。 第三种可调整夹具，可调整夹具能有效地克服以上两种夹具的不足，既能满足加工精度，又有一定的柔性，是一种很有发展前途的新颖的机床夹具结构形式。加工中心为它开辟了广阔的道路。可调整夹具与组合夹具有很大的相似之处，所不同的是它具有一系列整体刚性好的夹具体。在夹具体上，设置有可定位、夹压等多功能的T型槽及台阶式光孔、螺孔，配制有多种夹紧定位元件。可调整夹具扩大了夹具的使用范围，只要配制通用夹具元件，即可实现快速调整。其刚性好的特点，能良好地保证加工精度，它不仅适用于多品种、中小批量生产，而且在少品种、大批量生产中也会体现出明显的优越性。