1、第四节 工件的定位和夹紧,一、零件的基准及其分类,什么是基准？基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。,一、零件的基准及其分类,1. 设计基准在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准(点、线、面），称为设计基准。,图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例,一、零件的基准及其分类,2. 工艺基准零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，称为工艺基准。,2. 工艺基准,（1）定位基准加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。,图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例,2. 工艺基准,（2）工序基准在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置
2、的基准。,图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例,2. 工艺基准,（3）测量基准检验零件时，用以测量加工表面的尺寸、形状、位置等误差所依据的基准。,图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例,2. 工艺基准,（4）装配基准装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。,图2-48 齿轮的装配基准,传动轴,传动齿轮,键,基准重合,在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。1）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求；2）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件加工精度；3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基
3、准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。,二、工件在工艺系统内的安装,定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。,二、工件在工艺系统内的安装,夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。 例：在墙上贴画 例：看电影,二、工件在工艺系统内的安装,装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。小结： 定位在前，夹紧在后定位是首要的,定位 + 夹紧 = 安装,二、工件在工艺系统内的安装,机床夹具：在机床上用来完成工件定位、夹紧任务的装置，称为机床夹具。,二、工件在工艺系统内的安装,1.
4、工件的找正安装 直接找正法：是用百分表、划针或用目测，在机床上直接找正工件，使工件获得正确位置的方法。,图2-49 直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正,二、工件在工艺系统内的安装,1.工件的找正安装 划线找正法：当零件形状很复杂时，可先用划针在工件上画出中心线、对称线或各加工表面的加工位置，然后再按划好的线来找正工件在机床上的位置的方法。,图2-50 划线找正法示例,二、工件在工艺系统内的安装,2.使用夹具安装工件,图2-51 用专用夹具安装工件,支承板,支承板,支承钉,支承钉,支承钉,钻套,工件在未安装前已预先调整好机床、夹具、与刀具间正确的相对位置，工件则安装在夹
5、具中，就能保证加工的技术要求。,二、工件在工艺系统内的安装,2.使用夹具安装工件优点： 1）易于保证加工精度； 2）能大大地提高生产率，缩短辅助时间； 3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。,三、工件在夹具中的定位,1.六点定位原理,图2-52 物体的六个自由度,三、工件在夹具中的定位,1.六点定位原理,图2-53 六点定位简图,XOY-Z;X;Y,YOZ-X;Z,XOY-Y,三、工件在夹具中的定位,1.六点定位原理在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位原理”。,三、工件在夹具中的定位,2. 常见定位分析,完全定位与不完全
6、定位工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位。工件的六个自由度并没有完全被限制，但已能满足加工要求的定位称为不完全定位。都是合理的定位方式。,2. 常见定位分析,1） 完全定位：,图2-54 连杆钻孔定位方案,平面支承,侧挡销,短圆柱销,2. 常见定位分析,2） 不完全定位：,图2-54 连杆钻孔定位方案,平面支承,侧挡销,短圆柱销,欠定位与过定位3)、欠定位：工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位， 在实际生产中是绝对不允许的。4)、过定位：工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合理的。,2. 常见定位分析,3）欠定位：,图2-51 用专用夹
7、具安装工件,若去掉支撑钉5，则尺寸a难以保证。,2. 常见定位分析,4）过定位：,图2-55 过定位示意,约束：X,Z,Y,2. 常见定位分析,4）过定位：,图2-56 滚、插齿时工件的过定位,心轴：X, Y, X,Y,环形支撑面：X, Y, Z,消除过定位及其干涉的途径：1. 改变定位元件结构，消除对自由度的重复限制，如长销改成短销；,2. 提高工件定位基面之间的位置精度，提高夹具定位元件之间的位置精度，减少或消除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚度和定位稳定性。,3.常见定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位主要支承辅助支承,固定支承 可调支承 自位支承,支承钉 支承板,3.常见定位方式
8、及定位元件,1) 工件以平面定位支承钉,图2-57 支承钉和支承板,3.常见定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位支承板,图2-57 支承钉和支承板,3.常见定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位可调支承,图2-58 可调支承,3.常见定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位自位支承：在定位时，其支承点的位置可随工件定位基准面位置的变化而自动与之协调，虽然自位支承与工件有两三个接触点，但只起到一个支承点的作用。,图2-59 自位支承,3.常见定位方式及定位元件,1) 工件以平面定位 辅助支承,图2-60 辅助支承,3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位定位销定位心轴定心夹紧装置,
9、3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位定位销,圆柱销 圆锥销,长定位销 短定位销,图2-64 工件以圆柱孔定位的定位套,常见的圆柱销结构：,常见的圆锥销结构：,图2-65 锥销定位,3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位定位心轴 锥度心轴圆柱心轴 过盈配合心轴间隙配合心轴,3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位锥度心轴,图2-67 锥度心轴,3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位过盈配合心轴,图2-66 圆柱心轴,3.常见定位方式及定位元件,2) 工件以圆孔定位间隙配合心轴,图2-66 圆柱心轴,3.常见定位方式及定位元件,3) 工件以外圆表面定位V形块
10、半圆环定位套支承定位,3.常见定位方式及定位元件,3) 工件以外圆表面定位V形块,图2-61 型块,3.常见定位方式及定位元件,3) 工件以外圆表面定位V形块,图2-62 活动V型块的应用,3.常见定位方式及定位元件,3) 工件以外圆表面定位定位套,图2-63 工件以圆孔定位的定位套,3.常见定位方式及定位元件,4) 工件以组合表面定位,图2-68 一面两销定位,3.常见定位方式及定位元件,4) 工件以组合表面定位,3.常见定位方式及定位元件,P90 表2-9,四、工件的夹紧方式,1. 夹紧装置及其组成什么是夹紧装置？将工件在夹具中夹紧、压牢的装置，就是夹紧装置。 动力装置夹紧装置 夹紧元件中
11、间递力机构,四、工件的夹紧方式,2. 对夹紧装置的基本要求 1）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时所获得的正确位置； 2）夹紧力大小应适当，使夹紧作用可靠，而且能够自锁。 3） 夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形而影响加工精度。 4）夹紧机构的操作要方便、迅速、省力、安全。,3、夹紧力的确定,必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (1)夹紧力方向的确定1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面,夹紧力方向示意图,3. 夹紧力的确定,夹紧力方向对镗孔位置精度的影响,2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小,夹紧力方向应尽可能实现“三力”同向，以利于减小所需的夹紧力。当夹紧力、
12、切削力、工件自身重力的方向均相同时，加工过程中所需的夹紧力最小，从而能简化夹紧装置结构和便于操作，且利于减少工件变形。,3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小,如图所示薄壁套筒，其轴向刚度比径向好，用卡爪径向夹紧，工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，则变形会小得多。,()夹紧力作用点的确定,1）夹紧力应作用在刚度较好部位,所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用在刚性好的凸缘上。当箱体没有凸缘时，可在顶部采取多点夹紧以分散夹紧力，减少夹紧变形。,2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件 形成的支承面内，保证工件定位稳定，而不会引起工件在夹紧过程中产生位移或偏转。,夹紧力作用点的位置不正确,3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面,夹紧力作用点靠近加工部位可提高加工部位的夹紧刚性，防止或减少工件振动。如图所示，主要夹紧力垂直作用于主要定位基准面，如果不再施加其它夹紧力，因夹紧力没有靠近加工部位，加工过程易产生振动。所以，应在靠近加工部位处采用辅助支承并施加夹紧力或采用浮动夹紧装置，既可提高工件的夹紧刚度，又可减小振动。,()夹紧力大小的估算,夹紧力的大小根据切削力、工件重力的 大小、方向和相互位置关系具体计算，并 乘以安全系数K ，一般精加工K =1.52， 粗加工K = 2.53。,
