工件的裝夾與夾具設計

1、2021-11-111u為保證工件某工序的加工要求，必須在加為保證工件某工序的加工要求，必須在加工前，使工件在機床上相對刀具的切削或工前，使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。成形運動處于準確的相對位置。u 這項工作便是對工件的這項工作便是對工件的裝夾（安裝）裝夾（安裝）。u在成批加工工件時一般都通過夾具來進行。在成批加工工件時一般都通過夾具來進行。u機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。組成部分。2021-11-112 當用夾具裝夾工件來對進行加工時，必須當用夾具裝夾工件來對進行加工時，必須滿足三個條件：滿足三個條件： 1 1、

2、這批工件在夾具中占有正確的加工位置；、這批工件在夾具中占有正確的加工位置；2 2、夾具安裝在機床上應具有準確的位置；、夾具安裝在機床上應具有準確的位置；3 3、刀具相對夾具應具有準確的位置。、刀具相對夾具應具有準確的位置。2021-11-113這里涉及了三層關系：這里涉及了三層關系：工件相對于夾具，工件相對于夾具，夾具相對于機床，夾具相對于機床，工件相對于機床。工件相對于機床。2021-11-114 工件的最終精度是由工件件相對于機床工件的最終精度是由工件件相對于機床獲得的。所以獲得的。所以“定位定位”也涉及到三層關系：也涉及到三層關系：工件在夾具上的定位；工件在夾具上的定位；夾具相對于機床的

3、定位；夾具相對于機床的定位；工件相對于機床的定位工件相對于機床的定位；而工件相對于機床的定位是通過夾具來而工件相對于機床的定位是通過夾具來間接保證的。間接保證的。 2021-11-115工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工件固定，使工件在加工中保持在準確力把工件固定，使工件在加工中保持在準確定位的位置上，定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準確定位，無法保證加工要求。了原來的準確定位，無法保證加工要求。這個過程稱

4、為這個過程稱為夾緊夾緊。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置夾緊裝置。 2021-11-116一、機床夾具概述一、機床夾具概述1 1、機床夾具的概念、機床夾具的概念機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。一種裝置。其其作用作用是是將工件定位將工件定位，以使工件獲得相對于機床和，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊并把工件可靠地夾緊。2021-11-117裝夾裝夾 = = 定位定位 + + 夾緊夾緊定位：定位：使工件在機床或夾具中占有使工件在機床或夾具中占有正確位置正確位置的過程。

5、的過程。夾緊：夾緊：工件定位后工件定位后對工件施加一定的外力，對工件施加一定的外力，使工件在加工過程中保持定位后的正確位置使工件在加工過程中保持定位后的正確位置不變動。不變動。2021-11-118裝夾方式裝夾方式 工件在機床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件在機床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件大小及復雜程度、加工精度要求及定位的特點工件大小及復雜程度、加工精度要求及定位的特點等。等。主要裝夾形式有三種：主要裝夾形式有三種：直接找正裝夾、直接找正裝夾、劃線找正裝夾和劃線找正裝夾和夾具裝夾。夾具裝夾。 2021-11-1191）直接找正裝夾）直接找正裝夾 將工件裝在機床上，然后按工件的某個（

6、或將工件裝在機床上，然后按工件的某個（或某些）表面，用劃針或用百分表等量具進行某些）表面，用劃針或用百分表等量具進行找正，以獲得工件在機床上的正確位置。找正，以獲得工件在機床上的正確位置。直接找正裝夾效率較低，但找正精度可以很直接找正裝夾效率較低，但找正精度可以很高，適用于單件小批生產(chǎn)或定位精度要求特高，適用于單件小批生產(chǎn)或定位精度要求特別高的場合別高的場合 。2021-11-11102021-11-11112）劃線找正裝夾）劃線找正裝夾 這種裝夾方法是按圖紙要求在工件表面上事先這種裝夾方法是按圖紙要求在工件表面上事先劃出位置線、加工線和找正線，裝夾工件時，先按劃出位置線、加工線和找正線，裝夾

7、工件時，先按找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。劃線找正裝夾不需要專用設備，通用性好，但劃線找正裝夾不需要專用設備，通用性好，但效率低，精度也不高，通常劃線找正精度只能達到效率低，精度也不高，通常劃線找正精度只能達到0.10.5mm。此方法多用于單件小批生產(chǎn)中鑄件的粗加工工序。此方法多用于單件小批生產(chǎn)中鑄件的粗加工工序。 2021-11-11122021-11-11133）使用夾具裝夾）使用夾具裝夾 使用夾具裝夾，工件在夾具中可迅速而正使用夾具裝夾，工件在夾具中可迅速而正確的定位和夾緊。確的定位和夾緊。 這種裝夾方式效率高、定位精度好而可靠，這種裝夾方式效率

8、高、定位精度好而可靠，還可以減輕工人的勞動強度和降低對工人技還可以減輕工人的勞動強度和降低對工人技術水平的要求，因而廣泛應用于各種生產(chǎn)類術水平的要求，因而廣泛應用于各種生產(chǎn)類型。型。2021-11-11142021-11-11151 1）直接找正裝夾）直接找正裝夾 效率低，找正精度效率低，找正精度較高；適用單件小較高；適用單件小批量中形狀簡單的批量中形狀簡單的工件。工件。 3 3） 夾具裝夾夾具裝夾2 2）劃線找正裝夾）劃線找正裝夾通用性好，但效率通用性好，但效率低，精度不高；適低，精度不高；適用于單件小批量中用于單件小批量中形狀復雜的鑄件形狀復雜的鑄件。 操作簡單，效率高，操作簡單，效率高，

9、容易保證加工精度，容易保證加工精度，適用于各種生產(chǎn)類型適用于各種生產(chǎn)類型 。 裝夾的方式裝夾的方式2021-11-11162 2、機床夾具的分類、機床夾具的分類（1 1）按專門化程度分類）按專門化程度分類 1 1）通用夾具）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機

10、床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、其特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。小批量的生產(chǎn)中。 2021-11-11172 2）專用夾具）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢

11、。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 2021-11-11182021-11-11193 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。以調(diào)整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。確，適用范圍更廣一些。 2021-11-11202021-11-11214

12、 4）組合夾具）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批能反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。生產(chǎn)。 2021-11-11222021-11-11232021-11-11245 5）隨行夾具）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的

13、作用，又要與工件成為該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。不同工序的加工。投資成本高只適用于大批量的自動線生產(chǎn)投資成本高只適用于大批量的自動線生產(chǎn) 。2021-11-1125（2 2）按使用的機床分類）按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、車床夾具、銑床夾具、

14、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。機床夾具和其他機床夾具等。 2021-11-1126鉆床夾具鉆床夾具 鉆床夾具簡稱鉆模，鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。具體組成。 2021-11-1127鏜床夾具鏜床夾具 鏜床夾具又稱為鏜模，鏜床夾具又稱為鏜模，主要用于加工箱體或主要用于加工箱體或支座類零件上的精密孔和孔系。支座類零件上的精密孔和孔系。主要由鏜模主要由鏜模底座、支架、鏜套、鏜桿及必要的定位和夾底座、支架、鏜套

15、、鏜桿及必要的定位和夾緊裝置組成。緊裝置組成。 2021-11-1128（3 3）按夾緊動力源分類）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。磁力夾具、真空夾具等。 機床夾具的組成機床夾具的組成定位元件定位元件夾緊裝置或元件夾緊裝置或元件對刀、引導元件對刀、引導元件其它裝置或元件其它裝置或元件夾具體夾具體連接元件連接元件3 3、機床夾具的組成、機床夾具的組成2021-11-11302021-11-1131圖為用于鉆軸套

16、工件上圖為用于鉆軸套工件上 6H7孔的鉆床夾具，孔的鉆床夾具，工件以內(nèi)孔及端面為定位基準，在夾具的定工件以內(nèi)孔及端面為定位基準，在夾具的定位銷位銷6及其端面上定位，即確定了工件在夾具及其端面上定位，即確定了工件在夾具中的正確位置。中的正確位置。擰緊螺母擰緊螺母5，通過開口墊圈，通過開口墊圈4可將工件夾緊，可將工件夾緊，然后由裝在鉆模板然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套上的快換鉆套1導引鉆頭導引鉆頭進行鉆孔。進行鉆孔。 2021-11-1132(1) (1) 定位元件定位元件它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工

17、件相對于刀具和機床加工運動間的位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。相對正確位置。如圖中的定位銷如圖中的定位銷6。2021-11-1133(2) (2) 夾緊裝置或元件夾緊裝置或元件 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。位置。如圖中的螺母如圖中的螺母5和開口墊圈和開口墊圈4。 2021-11-1134(3) (3) 對刀、引導元件或裝置對刀、引導元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀用于確定刀具在加工

18、前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。為導引元件。如圖中的快換鉆套如圖中的快換鉆套1。2021-11-1135(4) (4) 連接元件連接元件使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關系。的相互位置關系。 (5)(5)夾具體夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機它與機床有關部件進行連接、

19、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。床具有確定的位置。如圖中的夾具體如圖中的夾具體7。 2021-11-1136 (6) (6) 其它元件及裝置其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構，銑有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。床夾具還要有定位鍵等。 以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。工件定準、夾牢。 2021

20、-11-11372021-11-11384 4、機床夾具的功用、機床夾具的功用 1 1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。趨于一致。 2 2）能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率）能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；著地減少輔助工時；工件在夾具中裝

21、夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產(chǎn)率。構，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 2021-11-11393 3）能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能）能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能 根據(jù)加工機床的成形運動，附以不同類型的夾具，根據(jù)加工機床的成形運動，附以不同類型的夾具，即可擴大機床原有的工藝范圍。即可擴大機床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進行箱

22、體零件的鏜孔加工。就可以進行箱體零件的鏜孔加工?；鶞识ㄎ换鶞识ㄎ换鶞使ば蚧鶞使ば蚧鶞恃b配基準裝配基準測量基準測量基準設計基準設計基準工藝基準用于確定零件上用于確定零件上其它點、線、面其它點、線、面位置所依據(jù)的那位置所依據(jù)的那些點、線、面。些點、線、面。設計圖樣上所采設計圖樣上所采用的基準就是設用的基準就是設計基準。（圖）計基準。（圖）在加工時用于工件在加工時用于工件定位的基準，稱為定位的基準，稱為定位基準。（圖）定位基準。（圖）1、粗基準、粗基準2、精基準、精基準3、輔助基準、輔助基準4、主要基準、主要基準5、附加基準、附加基準在加工中或加工在加工中或加工后用來測量工件后用來測量工件時采用的基

23、準時采用的基準在裝配時用來確定零在裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相件或部件在產(chǎn)品中相對位置所采用的基準對位置所采用的基準在工序圖上使用的基準。在工序圖上使用的基準。加工、測量、加工、測量、裝配過程中使裝配過程中使用的基準。用的基準。二、基準及其分類二、基準及其分類圖圖2 鉆套的設計基準鉆套的設計基準圖圖3 齒輪的裝配基準齒輪的裝配基準圖圖4 工件鉆孔工序簡圖工件鉆孔工序簡圖設計合理的定位方法與設計合理的定位方法與 定位裝置；定位裝置；有足夠的定位精度。有足夠的定位精度。 六點定位原理六點定位原理 定位的任務定位的任務 定位的原理定位的原理三、工件在夾具中的定位三、工件在夾具中的定位2021-

24、11-1145定位原理定位原理學習要點：學習要點： 定位是機械加工中一個極為重要的問題。定位是機械加工中一個極為重要的問題。 要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定位方法。的定位方法。 深刻理解欠定位與過定位的概念，能正確分深刻理解欠定位與過定位的概念，能正確分析和處理有關欠定位與過定位的問題。析和處理有關欠定位與過定位的問題。 深刻理解定位誤差的概念，能正確計算定位深刻理解定位誤差的概念，能正確計算定位誤差。誤差。 2021-11-1146( (一一) ) 六點定位原理六點定位原理任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個任何未定位的工件在空間直角

25、坐標系中都具有六個自由度。自由度。工件定位的任務就是根據(jù)加工要求限制工件的全部工件定位的任務就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度?；虿糠肿杂啥取９ぜ牧c定位原理是指用六個支撐點來分別限制工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。位的方法。 圖圖 工件在空間的自由度與工件六點定位工件在空間的自由度與工件六點定位2021-11-1148幾個需特別注意的問題幾個需特別注意的問題1 1）定位與夾緊的區(qū)別）定位與夾緊的區(qū)別 機械加工中關于自由度的概念與力學中自機械加工中關于自由度的概念與力學中自由

26、度的概念不完全相同。由度的概念不完全相同。 機械加工中的自由度實際上是指工件在空機械加工中的自由度實際上是指工件在空間位置的不確定性。間位置的不確定性。 這里特別要注意將定位與夾緊的概念區(qū)分這里特別要注意將定位與夾緊的概念區(qū)分開來。工件一經(jīng)夾緊，其空間位置就不能再改變，開來。工件一經(jīng)夾緊，其空間位置就不能再改變，但這并不意味著其空間位置是確定的。但這并不意味著其空間位置是確定的。2021-11-1149定位是工件在夾具中獲得正確的位置；定位是工件在夾具中獲得正確的位置；夾緊是保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。夾緊是保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。例如，板狀工件安放在平面磨床的磁性

27、工作臺上，例如，板狀工件安放在平面磨床的磁性工作臺上，扳動磁性開關后，工件即被夾緊，其位置就被固定。扳動磁性開關后，工件即被夾緊，其位置就被固定。但工件放在工作臺什么位置上并不確定，既可以放但工件放在工作臺什么位置上并不確定，既可以放在在1的位置上，也可以放在的位置上，也可以放在2的位置上。的位置上。 2021-11-11502）六點定位原則中）六點定位原則中“點點”的含義是限制自由度，的含義是限制自由度，不要機械地理解成接觸點。不要機械地理解成接觸點。例如，下圖所示板狀工件安放工作臺上限制了例如，下圖所示板狀工件安放工作臺上限制了3個個自由度，是三點定位。自由度，是三點定位。實際上，工件與工

28、作臺面接觸點可能有多個。實際上，工件與工作臺面接觸點可能有多個。 2021-11-11513 3）限制自由度與加工技術要求的關系）限制自由度與加工技術要求的關系工件需限制幾個自由度？工件需限制幾個自由度？需限制哪幾個自由度？需限制哪幾個自由度？完全取決于加工技完全取決于加工技術要求。術要求。2021-11-11522021-11-1153圖圖2-34a所示為銑削長方體工件上平面工序，所示為銑削長方體工件上平面工序，要求保證要求保證Z方向上的高度尺寸及上平面與底面方向上的高度尺寸及上平面與底面的平行度，只需限制的平行度，只需限制 、3個自由度即可。個自由度即可。而圖而圖2-34b所示為銑削一個通

29、槽，需限制除了所示為銑削一個通槽，需限制除了外的其他外的其他5個自由度。個自由度。圖中圖中c所示在同樣的長方體工件上銑削一個鍵所示在同樣的長方體工件上銑削一個鍵槽，在三個坐標軸的移動和轉動方向上均有槽，在三個坐標軸的移動和轉動方向上均有尺寸及相互位置的要求，因此，這種情況必尺寸及相互位置的要求，因此，這種情況必須限制全部的須限制全部的6個自由度，即完全定位。個自由度，即完全定位。2021-11-1154若將圖若將圖2-34中的中的e與與b相比較，圖相比較，圖e為圓柱體的工件，為圓柱體的工件，而圖而圖b為長方體工件。雖然，它們均是銑一個通槽，為長方體工件。雖然，它們均是銑一個通槽，加工內(nèi)容、要求

30、相同。但是，加工定位時，圖加工內(nèi)容、要求相同。但是，加工定位時，圖b的的定位基面是一個底面與一個側面，而圖定位基面是一個底面與一個側面，而圖e只能采用只能采用外圓柱面作為定位基面。因此，圖外圓柱面作為定位基面。因此，圖e對于對于 的限制就的限制就無必要，則限制無必要，則限制4個自由度就可以了。個自由度就可以了。再如圖再如圖2-34d所示過球體中心打一通孔，定位基面所示過球體中心打一通孔，定位基面為球面，則對三個坐標軸的轉動自由度均無必要限為球面，則對三個坐標軸的轉動自由度均無必要限制，所以，限制制，所以，限制 、2個移動就夠了。個移動就夠了。2021-11-1155若將圖若將圖2-34的的f與

31、與e對照：均是在圓柱體工件對照：均是在圓柱體工件上銑通槽，但圖上銑通槽，但圖f的加工要求增加了一條，被的加工要求增加了一條，被銑通槽與下端槽需對中。雖然，它們的定位銑通槽與下端槽需對中。雖然，它們的定位基面仍是外圓面，但圖基面仍是外圓面，但圖f需增加對需增加對 自由度的限自由度的限制，共需限制制，共需限制5個自由度才正確。個自由度才正確。2021-11-1156(二二) 工件的四種定位形式工件的四種定位形式 1 1、完全定位、完全定位 與與 2 2、不完全定位、不完全定位 工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。位。 按加工要求，允許有一個或幾個

32、自由度不被限制按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。的定位稱為不完全定位。圖圖7 完全定位與不完全定位完全定位與不完全定位2021-11-1158工件定位時，以下幾種情況允許采用不完全工件定位時，以下幾種情況允許采用不完全定位定位 1、 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。不限制。 2、毛坯（本工序加工前）是軸對稱時。、毛坯（本工序加工前）是軸對稱時。 3、繞對稱軸的轉動自由度可不限制。、繞對稱軸的轉動自由度可不限制。 4、加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸、加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度

33、外，還可不限制繞垂直加工面的軸的的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。角度自由度。2021-11-11593 3、欠定位、欠定位 與與 4 4、過定位、過定位 按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為予限制的定位，稱為欠定位欠定位。 在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。 工件的同一自由度被二個或二個以上的支撐點重工件的同一自由度被二個或二個以上的支撐點重復限制的定位，稱為復限制的定位，稱為過定位過定位。在通常情況下，應盡量避免出現(xiàn)過定位。在通常情況下，應盡量避免出

34、現(xiàn)過定位。圖圖 常見的幾種過定位實例常見的幾種過定位實例2021-11-1161消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：消除過定位及其干涉一般有兩個途徑： （1）提高工件定位表面與定位元件之間的位置精）提高工件定位表面與定位元件之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉；度，以減少或消除過定位引起的干涉；（2）改變定位元件的結構，以消除被重復限制的）改變定位元件的結構，以消除被重復限制的自由度自由度 。圖圖 改善過定位的措施改善過定位的措施2021-11-1163 過定位是否允許，應根據(jù)具體情況進行過定位是否允許，應根據(jù)具體情況進行具體分析。具體分析。 一般情況下，如果工件的定位面為沒有經(jīng)過機一般

35、情況下，如果工件的定位面為沒有經(jīng)過機械加工的毛坯面，或雖經(jīng)過了機械加工，但仍然很械加工的毛坯面，或雖經(jīng)過了機械加工，但仍然很粗糙，這時過定位是不允許的。粗糙，這時過定位是不允許的。 如果工件的定位面經(jīng)過了機械加工，并且定位如果工件的定位面經(jīng)過了機械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、形狀和位置都做得比較準確，面和定位元件的尺寸、形狀和位置都做得比較準確，比較光整，則過定位不但對工件加工面的位置尺寸比較光整，則過定位不但對工件加工面的位置尺寸影響不大，反而可以增強加工時的剛性，這時過定影響不大，反而可以增強加工時的剛性，這時過定位是允許的位是允許的。 2021-11-11642021-11-116

36、5 機床夾具設計的首要任務機床夾具設計的首要任務是選擇和設計是選擇和設計相應的定位元件來實現(xiàn)工序圖上（工藝文件）相應的定位元件來實現(xiàn)工序圖上（工藝文件）所要求的定位方案。所要求的定位方案。四、定位方法與定位元件四、定位方法與定位元件n在具體的夾具中，與工件為點接觸的支承點在具體的夾具中，與工件為點接觸的支承點是由對工件起定位作用的定位元件如支承釘、是由對工件起定位作用的定位元件如支承釘、支承板、圓柱銷等來體現(xiàn)的。支承板、圓柱銷等來體現(xiàn)的。n一個定位元件可以體現(xiàn)一個或多個支承點。一個定位元件可以體現(xiàn)一個或多個支承點。某一定位元件相當支承點的數(shù)目，由該定位某一定位元件相當支承點的數(shù)目，由該定位元件

37、限制的工件自由度數(shù)來判斷。元件限制的工件自由度數(shù)來判斷。2021-11-1167 正確配置支承點正確配置支承點一般按三、二、一布置。一般按三、二、一布置。主要定位表面受力面積越大越好。主要定位表面受力面積越大越好。2021-11-1168常見的定位方式及其定位元件常見的定位方式及其定位元件見專題一見專題一 定位元件定位元件圖圖 連桿的定位連桿的定位1定位銷定位銷 2支承板支承板 3圓柱銷圓柱銷 4工件工件應該限制五個自由度：應該限制五個自由度： 1）、在長方體工件上銑通槽）、在長方體工件上銑通槽2）、在長方體工件上銑不通槽）、在長方體工件上銑不通槽OXYZ應該限制六個自由度應該限制六個自由度：

38、不完全定位不完全定位;ZYXZYX完全定位完全定位六點定位原理應用舉例六點定位原理應用舉例;ZYXZY應該限制一個自由度：應該限制一個自由度：3）、在球面上銑平面）、在球面上銑平面4）、在車床上車外圓）、在車床上車外圓OXYZ應該限制四個自由度應該限制四個自由度：Z不完全定位不完全定位;ZYZY不完全定位不完全定位分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？ 車光軸外圓的三種安車光軸外圓的三種安裝方式。裝方式。a)b)c) ZYZY;ZY;ZY;ZY;ZY;X2021-11-11762021-11-11772021-11-11782021-11-

39、11792021-11-1180例題例題2 試分析圖中各工件，為滿足工件的加試分析圖中各工件，為滿足工件的加工要求需要限制的自由度，選擇定位基準及工要求需要限制的自由度，選擇定位基準及各定位基準所限制的自由度，為各定位基準各定位基準所限制的自由度，為各定位基準選擇相應的定位元件及各定位元件所限制的選擇相應的定位元件及各定位元件所限制的自由度。自由度。2021-11-11812021-11-11822021-11-1183 由動力裝置和夾緊由動力裝置和夾緊機構兩大部分組成機構兩大部分組成;有有的有中間傳力裝置。的有中間傳力裝置。 圖圖 夾緊裝置組成示例夾緊裝置組成示例 1氣缸（動力裝置）氣缸（動

40、力裝置）2壓板（夾緊機構）壓板（夾緊機構） 3彈簧銷彈簧銷 4偏心輪偏心輪 5調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘1.夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成五、工件的夾緊與常用的夾緊裝置五、工件的夾緊與常用的夾緊裝置 （一）夾緊裝置（一）夾緊裝置2021-11-1185l（1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；置；l（2）夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中）夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不振動，又不因夾緊力過大而使工不移動、不轉動、不振動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形；件表面損傷、變形；l（3）夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力；）夾

41、緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力；l（4）結構應盡量簡單，制造、維修要方便。）結構應盡量簡單，制造、維修要方便。2. 2. 對夾緊裝置的基本要求對夾緊裝置的基本要求2021-11-11863、夾緊力的確定、夾緊力的確定 （1 1） 確定夾緊力作用點的原則確定夾緊力作用點的原則1）夾緊力的作用點應正對支承元件或位于支承）夾緊力的作用點應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承平面內(nèi)；元件所形成的支承平面內(nèi)；2）夾緊力的作用點應位于工件剛性較好的部位。）夾緊力的作用點應位于工件剛性較好的部位。3）夾緊力的作用點應盡量靠近加工面，以減?。A緊力的作用點應盡量靠近加工面，以減小切削力對夾緊點的力矩，

42、防止或減小工件的加工振切削力對夾緊點的力矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形。動或彎曲變形。圖圖 夾緊力作用點的選擇夾緊力作用點的選擇1夾具體夾具體 2工件工件 3定位支承定位支承圖圖 夾緊力作用點對工件變形的影響夾緊力作用點對工件變形的影響圖圖 夾緊點靠近加工表面夾緊點靠近加工表面（2） 確定夾緊力作用方向的原則確定夾緊力作用方向的原則n1）夾緊力的方向應使定位基面與定位元件接）夾緊力的方向應使定位基面與定位元件接觸良好，以保證工件定位準確可靠；觸良好，以保證工件定位準確可靠；n2）夾緊力的方向應與工件剛度最大的方向一）夾緊力的方向應與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形；致，以減小工件

43、變形；n3）夾緊力的方向應盡量與工件受到的切削力）夾緊力的方向應盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力。、重力等的方向一致，以減小夾緊力。圖圖 夾緊力垂直指向主要支承面夾緊力垂直指向主要支承面圖圖 夾緊力方向與工件剛性關系夾緊力方向與工件剛性關系 一般采用機動（氣動、液動）夾緊裝置時，一般采用機動（氣動、液動）夾緊裝置時，需對夾緊力進行計算；需對夾緊力進行計算； 而采用手動夾緊機構時，常根據(jù)經(jīng)驗或類而采用手動夾緊機構時，常根據(jù)經(jīng)驗或類比法確定所需的夾緊力。比法確定所需的夾緊力。4 . 夾緊力的計算夾緊力的計算2021-11-1194常用的夾緊裝置常用的夾緊裝置 夾具中夾具中常用

44、的夾緊裝置常用的夾緊裝置有楔塊有楔塊,螺旋螺旋,偏心輪等偏心輪等,它它們都是根據(jù)斜面夾緊原理而夾緊工件的。們都是根據(jù)斜面夾緊原理而夾緊工件的。1、楔塊夾緊裝置、楔塊夾緊裝置 2021-11-11952021-11-1196 楔塊夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之楔塊夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一一,其他夾緊裝置均是它的變形。其他夾緊裝置均是它的變形。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。 2021-11-1197 （1）楔塊夾緊裝置特點）楔塊夾緊裝置特點: 自鎖性自鎖性 (自鎖條件自鎖條件1+2)， 斜楔能改變夾緊作用力方向，斜楔能改變夾緊作用力方向，

45、斜楔具有擴力作用斜楔具有擴力作用, 夾緊行程小，夾緊行程小， 效率低效率低(因為斜楔與夾具體及工件間是滑動摩擦因為斜楔與夾具體及工件間是滑動摩擦,所以夾緊效率低所以夾緊效率低)，所以適用范圍所以適用范圍: 多用于機動夾緊裝置中多用于機動夾緊裝置中2021-11-1198夾緊力計算夾緊力計算: =P/tan2+tan(+1) 其中其中 P為原始力為原始力, 為楔塊升角為楔塊升角,常數(shù)常數(shù)6度度-10度度 1:工件與楔塊的摩擦角工件與楔塊的摩擦角 2:夾具體與楔塊的摩擦角夾具體與楔塊的摩擦角2021-11-1199自鎖條件自鎖條件: 原始力原始力P撤除后撤除后,楔塊在摩擦力作用下仍楔塊在摩擦力作用

46、下仍然不會松開工件的現(xiàn)象稱為自鎖然不會松開工件的現(xiàn)象稱為自鎖. 1+2 ,一般一般取取10-15度或更小度或更小2021-11-11100傳力系數(shù)（擴力比）傳力系數(shù)（擴力比）: 夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù)。夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù)。 用用ip表示表示 ip=/P=1/tan2+tan(+1)2021-11-11101 楔塊尺寸與材料楔塊尺寸與材料: 升角升角確定后確定后,其工作長度應滿足夾緊要求，其工作長度應滿足夾緊要求，其厚度保證熱處理不變形，小頭厚應為其厚度保證熱處理不變形，小頭厚應為75mm。材料一般用材料一般用20鋼或鋼或20Cr，滲碳厚為滲碳厚為0.8-1.2mm；HRC:

47、5662；Ra為為1.6m。2021-11-111022、螺旋夾緊裝置、螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉化而來的，相當于螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉化而來的，相當于把楔塊繞在圓柱體上，轉動螺旋時即可夾緊工作。把楔塊繞在圓柱體上，轉動螺旋時即可夾緊工作。2021-11-11103（1）螺旋夾緊裝置特點）螺旋夾緊裝置特點: 結構簡單、制造容易、夾緊可靠；結構簡單、制造容易、夾緊可靠； 擴力比（傳力系數(shù)）大，夾緊行程不受擴力比（傳力系數(shù)）大，夾緊行程不受限制；限制； 夾緊動作慢，效率低；夾緊動作慢，效率低；應用場合應用場合: 手動夾緊裝置常采用。手動夾緊裝置常采用。2021-11-111

48、04螺桿夾緊力計算螺桿夾緊力計算: =PL/r中中tan(+1)+r1tan2 其中其中: P是原始力是原始力, L是原始力作用點到螺桿中心距離是原始力作用點到螺桿中心距離, r中中是螺旋中經(jīng)的一半是螺旋中經(jīng)的一半, 是螺旋升角是螺旋升角, 1螺母于螺桿的摩擦角螺母于螺桿的摩擦角, r1摩擦力矩計算半徑摩擦力矩計算半徑, 2工件與螺桿頭部工件與螺桿頭部(或壓塊或壓塊)間的摩擦角間的摩擦角2021-11-11105 自鎖性能自鎖性能: 因為楔塊的自鎖條件為因為楔塊的自鎖條件為11.5- 17,而螺而螺旋夾緊裝的螺旋升角旋夾緊裝的螺旋升角(2- 4)很小很小,所以自鎖所以自鎖性很好性很好. 傳力系

49、數(shù)傳力系數(shù): ip=/P=L/r中中tan(+1)+r1tan2楔塊楔塊的的ip2021-11-11106多位或多件夾緊多位或多件夾緊: 為了減小夾壓的輔助時間和提高生產(chǎn)率，可采為了減小夾壓的輔助時間和提高生產(chǎn)率，可采用多位或多件夾緊裝置。用多位或多件夾緊裝置。 壓塊的材料一般為壓塊的材料一般為45鋼，鋼， HRC:43-48 螺桿的材料一般為螺桿的材料一般為45鋼，鋼， HRC:33-382021-11-111073、偏心夾緊裝置、偏心夾緊裝置 偏心夾緊裝置也是由楔塊夾緊裝置的一種變形。偏心夾緊裝置也是由楔塊夾緊裝置的一種變形。2021-11-11108 圓偏心夾緊力圓偏心夾緊力: =PL/tan(+1)+tan2 其中其中 L為手柄長度；為手柄長度； 支承軸中心支承軸中心(回轉中心回轉中心)到夾緊點距離；到夾緊點距離； 1，2分別為偏心輪與支承軸及偏心輪與工件間分別為偏心輪與支承軸及偏心輪與工件間的