1、本章要点本章要点:定位原理定位原理常见定位元件及其所能限制的自由度常见定位元件及其所能限制的自由度组合定位原则组合定位原则典型夹紧装置典型夹紧装置专用机床夹具设计专用机床夹具设计教学重点教学重点：六点定位的基本原理与应用；六点定位的基本原理与应用；常见定位方式分析常见定位方式分析组合定位的组合原则及应用组合定位的组合原则及应用夹紧机构设计夹紧机构设计典型机床夹具分析与应用典型机床夹具分析与应用专用夹具设计专用夹具设计教学难点：教学难点：六点定位原理、组合定位、常见定位方式分析。六点定位原理、组合定位、常见定位方式分析。1.夹具的功用夹具的功用（1）保证被加工表面的位置精度）保证被加工表面的位置
2、精度（2）缩短工序时间，提高劳动生产率）缩短工序时间，提高劳动生产率（3）扩大机床的工艺范围）扩大机床的工艺范围（4）减轻劳动强度，保障生产安全）减轻劳动强度，保障生产安全2.夹具的组成夹具的组成（1）定位元件：定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置。）定位元件：定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置。（2）夹紧元件：夹紧元件用来固定工件在定位后的位置。）夹紧元件：夹紧元件用来固定工件在定位后的位置。（3）对刀或导向装置：确定刀具相对于定位元件的正确位置。）对刀或导向装置：确定刀具相对于定位元件的正确位置。（4）连接元件：确定夹具在机床上正确位置的元件。）连接元件：确定夹具在机床上正确位置的元
3、件。（5）夹具体：用于支承和连接夹具的各种元件和装置，并与机床有关零部件）夹具体：用于支承和连接夹具的各种元件和装置，并与机床有关零部件连接，使之组成一个整体。连接，使之组成一个整体。（6）其他：如分度装置、安全保护装置、防止工件错装装置等。）其他：如分度装置、安全保护装置、防止工件错装装置等。机床夹具的组成机床夹具的组成 图图4-1 后盖零件钻径向孔的工序图后盖零件钻径向孔的工序图 图图4-2 后盖钻夹具后盖钻夹具 双工位铣平面夹具双工位铣平面夹具 1 定向键12 夹具体3 锁紧螺钉14 定位销15 夹紧压板7 球形垫圈9 锁紧螺母110 螺杆112 锁紧螺母213 螺杆214 支撑键22
4、定位销钉321 工件219 锁紧螺钉220 工件118 定位销钉223 定位销钉426 定位销钉516、17 支承销钉24、25 支承销钉15 定向键26 衬套111 衬套28 弹簧3.夹具的类型夹具的类型 1）按使用夹具的机床分：车床夹具、铣床夹具、磨床夹）按使用夹具的机床分：车床夹具、铣床夹具、磨床夹具等。具等。2）按夹紧动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、）按夹紧动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。3）按通用化程度分：）按通用化程度分：通用可调整夹具：如三爪卡盘、分度头、平口钳等。通用可调整夹具：如三爪卡盘、分度头、
5、平口钳等。专用夹具：它是针对某一工件的某一工序专门设计的专用夹具：它是针对某一工件的某一工序专门设计的夹具。这种夹具的结构较紧凑，操作简便，生产率高，但它夹具。这种夹具的结构较紧凑，操作简便，生产率高，但它的设计制造周期长，主要用于大批量生产中。如图的设计制造周期长，主要用于大批量生产中。如图4.2所示的所示的钻床夹具。钻床夹具。专业化可调整夹具（成组夹具）：它是针对形状、尺专业化可调整夹具（成组夹具）：它是针对形状、尺寸、工艺要求相似的一组工件所设计的夹具。这种夹具主要寸、工艺要求相似的一组工件所设计的夹具。这种夹具主要用于多品种成批生产中，尤其适用于成组生产。用于多品种成批生产中，尤其适用
6、于成组生产。组合夹具：它是由预先制造好的一套标准元件组装成组合夹具：它是由预先制造好的一套标准元件组装成的专用夹具，使用后即可拆开，元件又可用于组装新的夹具。的专用夹具，使用后即可拆开，元件又可用于组装新的夹具。组合夹具适用于新品试制，单件小批生产或成批生产。组合夹具适用于新品试制，单件小批生产或成批生产。4.2.1定位的概念定位的概念1.定位与夹紧定位与夹紧 对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对刀具机床占据正确的位置，并使这个位置在加工过程中不会受外力的响而动。所以在加工前，就要将工件装夹好。工件的装夹指的是工件定位和夹紧的过程。工件的装夹指的是工件定位和夹紧的过程。所谓
7、定位，是使工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。所谓定位，是使工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。工件位置的正确与否，用加工要求来衡量。能满足加工要求的为确，能满足加工要求的为不正确。将工件定位后的位置确定下来，称为夹紧。工件夹紧的任务是使将工件定位后的位置确定下来，称为夹紧。工件夹紧的任务是使件在削力、离心力、惯性力和重力等力的作用下不离开已经占据的正件在削力、离心力、惯性力和重力等力的作用下不离开已经占据的正位置以保证加工的正常进行。位置以保证加工的正常进行。2.常见的定位方式常见的定位方式 1）直接找正定位。由工人利用划线盘、划针、千分表等工具，直）直接找正定位。由工人利用划线盘、
8、划针、千分表等工具，直接找工件上某一个或几个表面，以确定工件在机床上或夹具中的正确位置。接找工件上某一个或几个表面，以确定工件在机床上或夹具中的正确位置。生产效率低，常用于单件、小批生产。生产效率低，常用于单件、小批生产。2)划线找正定位。先由划线钳工按工件加工要求，在工件划出加工划线找正定位。先由划线钳工按工件加工要求，在工件划出加工线、检验线和找正参考线（十字中心线），再用划线盘、划针，根据工件线、检验线和找正参考线（十字中心线），再用划线盘、划针，根据工件的划线在机床上找正。划线时能均衡毛坯件的余量，主要用于大型铸件的划线在机床上找正。划线时能均衡毛坯件的余量，主要用于大型铸件定位，其定
9、位精度低。定位，其定位精度低。3)用夹具的定位元件定位。工件在夹具中的定位，就是要确定工件用夹具的定位元件定位。工件在夹具中的定位，就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，将工件直接安装在夹具定位元件上，并夹与夹具定位元件的相对位置，将工件直接安装在夹具定位元件上，并夹紧；再用导向元件、对刀装置来保证刀具工件的正确位置。定位可靠，效紧；再用导向元件、对刀装置来保证刀具工件的正确位置。定位可靠，效率高，主要用于大批量生产中率高，主要用于大批量生产中。4.2.2定位原理定位原理1工件在空间的自由度工件在空间的自由度 工件在空间直角坐标系中用六个方面的独立部分表示，即沿工件在空间直角坐标系中用六个方
10、面的独立部分表示，即沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴的移动，称为移动自由度，分别表示为三个坐标轴的移动，称为移动自由度，分别表示为 ；和能绕；和能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴的转动，称为转动自由度，分别表示为三个坐标轴的转动，称为转动自由度，分别表示为 。xyz、xyz、图图4-3 工件在空间直角坐标系中的六个自由度工件在空间直角坐标系中的六个自由度 2六点定位原则六点定位原则（1）六点定位原则）六点定位原则 工件在夹具中定位的任务，就是通过定位元件限制工件工件在夹具中定位的任务，就是通过定位元件限制工件的自由度，以满足工件的加工精度要求。如果工件（自由刚的自由度，以满足工件的加工精度要求。如果工
11、件（自由刚体）的六个自由度都被限制，工件在空间的位置也就完全被体）的六个自由度都被限制，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此，定位实质上就是限制工件的自由度。确定下来了。因此，定位实质上就是限制工件的自由度。分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体
12、现的。图图4-4 铣削半封闭式矩形槽工件铣削半封闭式矩形槽工件（2）工件定位时的注意事项）工件定位时的注意事项 1）定位支承点是由定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定位）定位支承点是由定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而常用面或线来代替。常用面或线来代替。2）定位支承点与工件定位基准面必须始终保持紧密贴合，不得脱离，）定位支承点与工件定位基准面必须始终保持紧密贴合，不得脱离，否则支承点就失去了限制自由度的作用。否则支承点就失去了限制自由度的作用。3）
13、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，而不是指工件在受到度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，而不是指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外力作用下不能运动，是使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外力作用下不能运动，是夹紧的作用。夹紧的作用。4）工件在定位时，凡是影响工件加工精度的自由度均应加以限制，对）工件在定位时，凡是影响工件加工精度的自由度均应加以限制，对于与加工精度无关的自由度可以不加限制，因此不一定对工件的六个自由度于与加
14、工精度无关的自由度可以不加限制，因此不一定对工件的六个自由度都限制。都限制。5）支承点的分布必须合理，否则六个支承点就限制不了六个自由度，）支承点的分布必须合理，否则六个支承点就限制不了六个自由度，或不能有效地限制工件的六个自由度。或不能有效地限制工件的六个自由度。3工件定位情况分析工件定位情况分析 工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时不需限制，视具体情况而定。由度，有时要限制，有时不需限制，视具体情况而定。因此，按照加工要求确定工件必须限制的自由度，在夹具设计中是首因此，按照加工要求确定
15、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。先要解决的问题。工件定位时，会有以下几种情况：工件定位时，会有以下几种情况：1）完全定位。是指工件的六个自由度都被限制了的定位。）完全定位。是指工件的六个自由度都被限制了的定位。当工件在三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这当工件在三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式，如图种定位方式，如图4-4所示。所示。2）不完全定位。是指工件被限制的自由度数少于六个，但仍能保证）不完全定位。是指工件被限制的自由度数少于六个，但仍能保证加工要求的定位。加工要求的定位。图图4-5 不完全定位不完全定位 因此，工作在定
16、位时应该限制的自由度数目应由工序的加工因此，工作在定位时应该限制的自由度数目应由工序的加工要求而定，不影响加工要求的自由度可以不加限制。采用不完全要求而定，不影响加工要求的自由度可以不加限制。采用不完全定位可简化定位装置，因此不完全定位在实际生产中也广泛应用。定位可简化定位装置，因此不完全定位在实际生产中也广泛应用。工件定位时，以下几种情况允许采用不完全定位：工件定位时，以下几种情况允许采用不完全定位：加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可以不限制。加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可以不限制。毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的转动自毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的转动
17、自由度可以不限制。由度可以不限制。加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制垂直加工面的轴的转动自由度。由度外，还可不限制垂直加工面的轴的转动自由度。图图4-6 不必限制绕自身回转轴线转动自由度的实例不必限制绕自身回转轴线转动自由度的实例 3）欠定位。工件在夹具中定位时，若实际定位支承点所）欠定位。工件在夹具中定位时，若实际定位支承点所限制的自由度个数少于工序加工要求应予限制的自由度个数，限制的自由度个数少于工序加工要求应予限制的自由度个数，则工件定位不足，称为欠定位。则工件定位不足，称为欠定位。欠定位无法保证加工要求。因
18、此，确定工件在夹具中的定欠定位无法保证加工要求。因此，确定工件在夹具中的定位方案时，决不允许有欠定位的现象产生。位方案时，决不允许有欠定位的现象产生。4）过定位（超定位、重复定位、定位干涉）。两个或两）过定位（超定位、重复定位、定位干涉）。两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。过定位会造成工件与夹具上定位元件的接触点不稳定，受过定位会造成工件与夹具上定位元件的接触点不稳定，受夹紧力后工件或定位元件产生变形，出现较大的定位误差，或夹紧力后工件或定位元件产生变形，出现较大的定位误差，或者使工件不能与定位元件顺利地配合
19、。者使工件不能与定位元件顺利地配合。图图4-7 连杆过定位分析连杆过定位分析 但是，并不是在任意情况下都不允许出现过定位。实但是，并不是在任意情况下都不允许出现过定位。实际生产中，当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能际生产中，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，即过定位不但不产生有害影响，反而可增加满足加工要求，即过定位不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度，这种过定位就称为可用重复定位。如以工件工件装夹刚度，这种过定位就称为可用重复定位。如以工件某一大平面定位时，不是采用能决定一个平面位置的三个支某一大平面定位时，不是采用能决定一个平面位置的三个支承点，而是采用
20、在同一平面上的多个支承点定位等。承点，而是采用在同一平面上的多个支承点定位等。消除或减少过定位引起的干涉，一般有两种方法：一是消除或减少过定位引起的干涉，一般有两种方法：一是改变定位元件的结构改变定位元件的结构,如缩小定位元件工作面的接触长度；如缩小定位元件工作面的接触长度；或者减小定位元件的配合尺寸，增大配合间隙等；二是控制或者减小定位元件的配合尺寸，增大配合间隙等；二是控制或者提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位或者提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。置精度。图图4-8 插齿加工的过定位分析插齿加工的过定位分析 4.3.1 基准、定位副及定位、夹紧符号标注基
21、准、定位副及定位、夹紧符号标注1基准的类别基准的类别 基准，是指零件或工件上的某些点、线、面，据此确定基准，是指零件或工件上的某些点、线、面，据此确定零件或工件上其他点、线、面的位置。零件或工件上其他点、线、面的位置。根据基准的不同作用，基准分为设计基准和工艺基准两根据基准的不同作用，基准分为设计基准和工艺基准两大类。前者用在零件图纸中，后者用在工艺过程中，并可进大类。前者用在零件图纸中，后者用在工艺过程中，并可进一步细分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准，其一步细分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准，其中设计夹具常用的工艺基准为工序基准和定位基准。中设计夹具常用的工艺基准为工序基
22、准和定位基准。（1）设计基准）设计基准 设计基准是零件图上的一些点、线或面，据以标定零件设计基准是零件图上的一些点、线或面，据以标定零件图上其他点、线或面的位置。图上其他点、线或面的位置。图图4-9 设计基准设计基准（2）工序基准）工序基准 工序基准是在工序图中，据以标定被加工表面位置的点、工序基准是在工序图中，据以标定被加工表面位置的点、线或面。标定被加工表面位置的尺寸，称为工序尺寸。线或面。标定被加工表面位置的尺寸，称为工序尺寸。图图4-10 工序基准及工序尺寸工序基准及工序尺寸（3）定位基准）定位基准 定位基准是工件上的点、线或面，当工件在夹具上（或直接在机床设备定位基准是工件上的点、线
23、或面，当工件在夹具上（或直接在机床设备上）定位时，它使工件在工序尺寸方向上获得确定的位置。上）定位时，它使工件在工序尺寸方向上获得确定的位置。图图4-11 定位基准定位基准 2.定位基准与定位基面定位基准与定位基面（1）定位基准与定位基面）定位基准与定位基面 工件的定位基准有各种形式，如平面、外圆柱面、内圆工件的定位基准有各种形式，如平面、外圆柱面、内圆柱面、圆锥面、型面面等。当工件以外圆柱面定位时，理论柱面、圆锥面、型面面等。当工件以外圆柱面定位时，理论上工件的定位基准为外圆柱面的轴线（中心线），但实际上上工件的定位基准为外圆柱面的轴线（中心线），但实际上轴线看不见摸不着，因此就用外圆柱面替
24、代其轴线，称为定轴线看不见摸不着，因此就用外圆柱面替代其轴线，称为定位基面。位基面。同理，工件用内孔表面定位时，内孔轴线为定位基准，同理，工件用内孔表面定位时，内孔轴线为定位基准，内孔表面称为定位基面。内孔表面称为定位基面。平面的定位基准即是定位基面。平面的定位基准即是定位基面。（2）限位基准与限位基面）限位基准与限位基面 定位元件上与工件定位基准相对应的点、线、面，称为限定位元件上与工件定位基准相对应的点、线、面，称为限位基准。如限位基准为轴线，则可用定位元件上与定位基面相位基准。如限位基准为轴线，则可用定位元件上与定位基面相接触的工作表面来代替，称为限位基面。如定位元件为心轴，接触的工作表
25、面来代替，称为限位基面。如定位元件为心轴，则心轴的轴线为限位基准，心轴的外圆柱面为限位基面；如定则心轴的轴线为限位基准，心轴的外圆柱面为限位基面；如定位元件为定位套，则定位套的轴线为限位基准，定位套的内圆位元件为定位套，则定位套的轴线为限位基准，定位套的内圆柱表面为限位基面。平面的限位基准即是限位基面。柱表面为限位基面。平面的限位基准即是限位基面。（3）主要定位面）主要定位面 当工件上有几个定位基面时，限制自由度数最多的定位当工件上有几个定位基面时，限制自由度数最多的定位基面称为主要定位面。基面称为主要定位面。3.定位副定位副 将工件上的定位基面和与之相接触（或配合）的定位元件将工件上的定位基
26、面和与之相接触（或配合）的定位元件上的限位基面合称为一对定位副。如图上的限位基面合称为一对定位副。如图4-12a中，工件的内孔中，工件的内孔表面与定位元件心轴的圆柱表面就合称为一对定位副。表面与定位元件心轴的圆柱表面就合称为一对定位副。图图4-12 定位基准与限位基准定位基准与限位基准 4.定位和夹紧符号定位和夹紧符号 见表见表4-1 定位、夹紧符号定位、夹紧符号 图图4-13 典型定位基面定位、夹紧符号的标注典型定位基面定位、夹紧符号的标注1 图图4-13 典型定位基面定位、夹紧符号的标注典型定位基面定位、夹紧符号的标注2 4.3.2 常见定位方式及其所能限制的自由度（表常见定位方式及其所能
27、限制的自由度（表4-2）4.3.3 常见定位元件常见定位元件1.对定位元件的基本要求对定位元件的基本要求 1）限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工）限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。件的定位精度。2）限位基面应有较好的耐磨性。）限位基面应有较好的耐磨性。3）支承元件应有足够的强度和刚度。）支承元件应有足够的强度和刚度。4）定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便）定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。于制造、装配和更换。5）定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应
28、有利）定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。2.常用定位元件的选用常用定位元件的选用（1）工件以平面定位）工件以平面定位 1）支承钉（）支承钉（GB/T 222691）。以面积较小的已经加工）。以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉；以粗糙不平的基准面或的基准平面定位时，选用平头支承钉；以粗糙不平的基准面或毛坯面定位时，选用圆头支承钉；侧面定位时，可选用网状支毛坯面定位时，选用圆头支承钉；侧面定位时，可选用网状支承钉。承钉。2)支承板（支承板（GB/T22369
29、1）。以面积较大、平面度精度）。以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板为定位元件。用于侧面定较高的基准平面定位时，选用支承板为定位元件。用于侧面定位时，可选用不带斜槽的支承板；通常尽可能选用带斜槽的支位时，可选用不带斜槽的支承板；通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。承板，以利清除切屑。图图4-14 支承钉和支承板支承钉和支承板 3）自位支承（浮动支承）。以毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准）自位支承（浮动支承）。以毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准定位时，选用自位支承作定位元件，如图定位时，选用自位支承作定位元件，如图4-15所示。但须注意，自位支承所示。但须注意，自位支承
30、虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个定位支承点看虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个定位支承点看待。待。4）可调支承（）可调支承（GB/T222791GB/T223091）。可调支承用于工件）。可调支承用于工件的定位基准表面上还留有加工余量，准备在后几道工序中切除，而各批工的定位基准表面上还留有加工余量，准备在后几道工序中切除，而各批工件的加工余量又不相同的情况下，或用于工件的形状相同而工序尺寸有差件的加工余量又不相同的情况下，或用于工件的形状相同而工序尺寸有差别的情况下。如图别的情况下。如图4-16所示。所示。5）辅助支承。当需要提高工件定位基准面的定位刚度、
31、稳定性和可）辅助支承。当需要提高工件定位基准面的定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位，如图靠性时，可选用辅助支承作辅助定位，如图4-17所示。但须注意，辅助支所示。但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利于工件承受夹紧力和切削力的地方。承位置应选在有利于工件承受夹紧力和切削力的地方。图图4-15 自位支承自位支承 图图4-16 可调支承可调支承 图图4-17 各种辅助支承的典型结构各种辅助支承的典型结构 （2）工件以外圆柱面定位）工件以外圆柱面定位 1）V形块
32、（形块（GB/T220891）。当工件的对称度要求较高时，可选用）。当工件的对称度要求较高时，可选用V形块定位。形块定位。V形块工作面间的夹角形块工作面间的夹角常取常取60、90、120三种，其中三种，其中应用最多的是应用最多的是90V形块。形块。90V形块的典型结构和尺寸已标准化，使用形块的典型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。图图4-18 V形块的结构形式形块的结构形式 图图4-19 活动活动V形块的应用形块的应用 2）当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于）当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于IT8），可），可选用定
33、位套或半圆形定位座定位。大型轴类和曲轴等不宜以整选用定位套或半圆形定位座定位。大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座，如图个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座，如图4-20所示。所示。图图4-20 工件在半圆孔中定位工件在半圆孔中定位（3）工件以内孔定位）工件以内孔定位 1）定位销。工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定）定位销。工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构和尺寸已标准化，不同直径的定位位元件。圆柱定位销的结构和尺寸已标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。图销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用
34、。图4-21a为固定式定位销（为固定式定位销（GB/T 220391），图），图b为可换式定位为可换式定位销（销（GB/T 220491）；其中）；其中A型称圆柱销，型称圆柱销，B型称菱形销（削型称菱形销（削边销）。边销）。图图4-21 定位销定位销 2）圆锥销。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销，）圆锥销。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销，如图如图4-22所示，它限制了工件的三个移动自由度。当工件圆孔端边缘形状所示，它限制了工件的三个移动自由度。当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用如图精度较差时，选用如图4-22a所示形式的粗圆锥定位销；当工件圆孔端边缘所示形式的粗
35、圆锥定位销；当工件圆孔端边缘形状精度较高时，选用图形状精度较高时，选用图b所示形式的精圆锥定位销。所示形式的精圆锥定位销。图图4-23是圆锥销组合定位的几个实例。是圆锥销组合定位的几个实例。图图4-22 圆锥销定位圆锥销定位图图4-23 圆锥销组合定位圆锥销组合定位 3）圆柱心轴。在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工）圆柱心轴。在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位。为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的中，大都选用心轴定位。为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高，且定位精度要倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高，且定位精度要求不高
36、时，常采用孔和端面联合定位，通常是带台阶定位面的心求不高时，常采用孔和端面联合定位，通常是带台阶定位面的心轴，如图轴，如图4-24a所示；工件定心精度要求高的精加工，不另设夹所示；工件定心精度要求高的精加工，不另设夹紧装置时，通常使用过盈配合心轴，如图紧装置时，通常使用过盈配合心轴，如图b所示；当工件以内花所示；当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，如图键为定位基准时，可选用外花键轴，如图c所示。所示。心轴在机床上的常用安装方式如图心轴在机床上的常用安装方式如图4-25所示。所示。图图4-24 圆柱心轴圆柱心轴图图4-25 心轴在机床上的安装方式心轴在机床上的安装方式4.3.4 组合定位
37、组合定位 1一面两孔定位一面两孔定位 如图如图4-26所示，要钻连杆盖上的四个定位销孔。按照加工要所示，要钻连杆盖上的四个定位销孔。按照加工要求，用平面求，用平面A及直径为及直径为12mm的两个螺栓孔定位。这种一平面两的两个螺栓孔定位。这种一平面两圆孔（简称一面两孔）的定位方式，在箱体、杠杆、盖板等类零圆孔（简称一面两孔）的定位方式，在箱体、杠杆、盖板等类零件的加工中应用广泛。件的加工中应用广泛。工件的定位平面一般是加工过的精基准，两定位孔可能是工工件的定位平面一般是加工过的精基准，两定位孔可能是工件上原有的，也可能是专为定位需要而设置的工艺孔。件上原有的，也可能是专为定位需要而设置的工艺孔。
38、图图4-26 连杆盖工序图连杆盖工序图（1）两个圆柱销）两个圆柱销 采用两个圆柱销与两定位孔配合为重复定位，沿连心线方向采用两个圆柱销与两定位孔配合为重复定位，沿连心线方向的移动自由度被重复限制了。当工件的孔间距（的移动自由度被重复限制了。当工件的孔间距（LLD/2）与）与夹具的销间距（夹具的销间距（LLd/2）的公差之和大于工件上两定位孔）的公差之和大于工件上两定位孔（D1、D2）与夹具上两定位销（）与夹具上两定位销（d1、d2）之间的配合间隙时，）之间的配合间隙时，将妨碍部分工件的装入。将妨碍部分工件的装入。要使同一工序中所有工件都能顺利地装卸，必须满足以下要使同一工序中所有工件都能顺利地
39、装卸，必须满足以下条件：当工件两孔径为最小（条件：当工件两孔径为最小（D1min、D2min）、夹具两销径为最）、夹具两销径为最大（大（d1max、d2max）、孔间距为最大（）、孔间距为最大（L+LD/2）、销间距为最小）、销间距为最小（LLd/2），或者孔间距为最小（），或者孔间距为最小（LLD/2）、销间距为最大）、销间距为最大（L+Ld/2）时，）时，D1与与d1、D2与与d2之间仍有最小装配间隙之间仍有最小装配间隙X1min、X2min存在，如图存在，如图4-27所示。所示。图图4-27 两圆柱销限位时工件顺利装入的条件两圆柱销限位时工件顺利装入的条件 图图4-27可见，为了满足上述
40、条件，第二销与第二孔不能采用标准配合，可见，为了满足上述条件，第二销与第二孔不能采用标准配合，第二销的直径缩小了，连心线方向的间隙增大了。缩小后的第二销的最大直第二销的直径缩小了，连心线方向的间隙增大了。缩小后的第二销的最大直径为：径为：因此，要满足顺利装卸的条件，直径缩小后的第二销与第二孔之间的因此，要满足顺利装卸的条件，直径缩小后的第二销与第二孔之间的最小间隙应达到：最小间隙应达到：2max2min2min22222dDXO O22LdLdLDLDO O=L+-L-=+2222 2min2min2max2minLdLDXDdX（2）一圆柱销与一削边销（菱形销）一圆柱销与一削边销（菱形销）如
41、图如图4-28所示，不缩小定位销的直径，采用定位销所示，不缩小定位销的直径，采用定位销“削边削边”的方法也能的方法也能增大连心线方向的间隙。削边量越大，连心线方向的间隙也越大。当间隙达增大连心线方向的间隙。削边量越大，连心线方向的间隙也越大。当间隙达到到 时时，便满足了工件顺利装卸的条件。由于这种方法只增大连心，便满足了工件顺利装卸的条件。由于这种方法只增大连心线方向的间隙，不增大工件的转角误差，因而定位精度较高。线方向的间隙，不增大工件的转角误差，因而定位精度较高。2min/2aX图图 4-2 8 削边销的厚削边销的厚度度若忽略若忽略 ，则，则 2min2minLdLD22XaX2minXL
42、dLD2a由图由图4-28的直角三角形的直角三角形OAC和直角三角形和直角三角形OBC可得可得：222min2min2min2min2min2442bDXXaDXaa削边销与孔的最小配合间隙为：削边销与孔的最小配合间隙为：2min2min2abXD2组合定位的组合原则组合定位的组合原则 图图4-29 调节器壳体镗孔工序的局部视图调节器壳体镗孔工序的局部视图三种定位情况分析：三种定位情况分析：（1）用）用70作主定位基准以圆柱销定位，作主定位基准以圆柱销定位，47孔以削边销实现孔以削边销实现定位。定位。（2）以）以47孔作主定位基准，插入圆柱销，那么由于尺寸孔作主定位基准，插入圆柱销，那么由于尺
43、寸82mm的工序基准是孔的工序基准是孔70，将会造成定位基准和工序基准不重，将会造成定位基准和工序基准不重合，从而把两定位孔间的距离误差反映到工序尺寸合，从而把两定位孔间的距离误差反映到工序尺寸82mm上去，上去，这是不必要的。这是不必要的。（3）如果用两个圆柱销定位，而仍以）如果用两个圆柱销定位，而仍以47孔作定位基准，则孔作定位基准，则不仅存在基准不重合问题，且将产生重复定位，降低角向定位精不仅存在基准不重合问题，且将产生重复定位，降低角向定位精度。度。图图4-30 工件以一孔一平面定位的分析工件以一孔一平面定位的分析 综上所述可以看到，采用组合定位时如何正确合理地选定主综上所述可以看到，
44、采用组合定位时如何正确合理地选定主定位基准是一个非常重要的问题，而解决这一问题所必须遵循的定位基准是一个非常重要的问题，而解决这一问题所必须遵循的原则是：原则是：1）要使基准重合，主定位基准尽量与工序基准一致，避免）要使基准重合，主定位基准尽量与工序基准一致，避免产生基准不重合误差。产生基准不重合误差。2）要避免过定位。）要避免过定位。工件以一组基准定位，除了上述的一面两孔、一孔一平面外，工件以一组基准定位，除了上述的一面两孔、一孔一平面外，尚有一孔一外圆柱面一平面、一孔两平面、两外圆柱面、三平面尚有一孔一外圆柱面一平面、一孔两平面、两外圆柱面、三平面等多种组合定位方式。定位时只要遵循上述原则
45、，选用适当的定等多种组合定位方式。定位时只要遵循上述原则，选用适当的定位元件，将必须要限制的自由度限制住，定位就是正确的。位元件，将必须要限制的自由度限制住，定位就是正确的。4.4.1 夹紧装置的组成、分类和基本要求夹紧装置的组成、分类和基本要求 1.夹紧装置的组成夹紧装置的组成（1）夹紧元件）夹紧元件:直接与工件接触并完成夹紧的最终元件，如压板、夹爪、直接与工件接触并完成夹紧的最终元件，如压板、夹爪、压脚等。压脚等。（2）中间传力机构）中间传力机构:介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。中间传介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。中间传力机构具有以下功能：力机构具有以下功能：1）改变作用
46、力的方向。）改变作用力的方向。2）改变作用力的大小。）改变作用力的大小。3）具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个）具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。（3）动力源装置）动力源装置:它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。两种。图图4-31 液压夹紧铣床夹具液压夹紧铣床夹具2.夹紧装置的分类夹紧装置的分类（1）按结构特点分类）按结构特点分类 1）简单夹紧装置。如斜楔、螺旋、偏心凸轮、杠
47、杆、铰链等夹紧）简单夹紧装置。如斜楔、螺旋、偏心凸轮、杠杆、铰链等夹紧机构。机构。2)复合夹紧装置。由几个简单夹紧装置组合而成，能使夹紧力增加复合夹紧装置。由几个简单夹紧装置组合而成，能使夹紧力增加或有较好的夹紧力作用点。如螺旋压板夹紧机构、偏心压板夹紧机构等。或有较好的夹紧力作用点。如螺旋压板夹紧机构、偏心压板夹紧机构等。3)联动夹紧装置。它是采用联动机构的夹紧装置。如：浮动夹紧联动夹紧装置。它是采用联动机构的夹紧装置。如：浮动夹紧（又称多点夹紧，它的一个夹紧动作，能使工件同时在多个点得到均匀（又称多点夹紧，它的一个夹紧动作，能使工件同时在多个点得到均匀的夹紧）、定心夹紧（定心和夹紧同时进行
48、的夹紧装置）、联动夹紧的夹紧）、定心夹紧（定心和夹紧同时进行的夹紧装置）、联动夹紧（用一个原始力来完成若干个顺序动作的夹紧装置）、多件夹紧（一个（用一个原始力来完成若干个顺序动作的夹紧装置）、多件夹紧（一个原始力同时夹紧两个以上工件的夹紧装置）等。原始力同时夹紧两个以上工件的夹紧装置）等。（2）按动力源装置分类）按动力源装置分类 1）手动夹紧装置。有手动机械式、手动液性塑料式等。）手动夹紧装置。有手动机械式、手动液性塑料式等。2）机械夹紧装置。有气动、液压、气液联动、电动、电磁）机械夹紧装置。有气动、液压、气液联动、电动、电磁和真空等动力源的夹紧装置。和真空等动力源的夹紧装置。3）自动夹紧装置
49、。有利用切削力、离心力、惯性力等进行）自动夹紧装置。有利用切削力、离心力、惯性力等进行夹紧的夹紧装置。夹紧的夹紧装置。夹紧装置组成夹紧装置组成 3.3.对夹紧装置的基本要求对夹紧装置的基本要求 1）夹紧力不应破坏工件定位时所获得的正确位置。）夹紧力不应破坏工件定位时所获得的正确位置。2）夹紧力应保证加工过程中工件在夹具上的位置不发生变）夹紧力应保证加工过程中工件在夹具上的位置不发生变化，同时也不能使工件的夹紧变形和受压表面的损伤超过允许的化，同时也不能使工件的夹紧变形和受压表面的损伤超过允许的范围。范围。3）夹紧后应保证在加工过程中工件不会发生不允许的振动。）夹紧后应保证在加工过程中工件不会发
50、生不允许的振动。4）夹紧动作应简便迅速，能减轻劳动强度，缩短辅助时间。）夹紧动作应简便迅速，能减轻劳动强度，缩短辅助时间。5）结构力求紧凑，制造维修简便。）结构力求紧凑，制造维修简便。6）使用安全可靠。）使用安全可靠。4.4.2 确定夹紧力的基本原则确定夹紧力的基本原则1.夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择（1）主夹紧力应朝向主要定位基面）主夹紧力应朝向主要定位基面 图图4-32 夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择 2）夹紧力）夹紧力W应力求应力求与切削力与切削力F、工件重力、工件重力G同方向同方向 因为此时所需的夹因为此时所需的夹紧力最小，加工稳定性紧力最小，加工稳定性最佳，而且又能简化夹最佳，
