工件的定位夾緊與夾具

4工件的定位夾緊與夾具設(shè)計(jì)為保證工件的加工要求，必須使工件在機(jī)床上處于準(zhǔn)確的位置，夾具就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求的。用夾具定位涉及到三層關(guān)系：

（1）工件在夾具上的定位；

（2）夾具相對(duì)于機(jī)床的定位；

（3）工件相對(duì)于機(jī)床的定位——間接通過(guò)夾具來(lái)保證的。本章主要討論工件在夾具上的定位原理。工件定位以后必須通過(guò)一定的裝置產(chǎn)生夾緊力，使工件保持在準(zhǔn)確的位置上。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置就是夾緊裝置。夾緊裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算也是本章所討論的主題。

本章提要內(nèi)容提綱

機(jī)床夾具概述工件的定位工件的夾緊夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟4.14.24.34.4定位：工件在機(jī)床上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，這個(gè)過(guò)程稱為定位。夾緊：為克服切削過(guò)程中工件受外力的作用而破壞定位，必須對(duì)工件施加夾緊力，這個(gè)過(guò)程稱為夾緊。裝夾：定位和夾緊綜合稱為裝夾。安裝：使工件占有正確的加工位置，并使工件夾緊的過(guò)程。夾具：將工件進(jìn)行定位、夾緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對(duì)位置關(guān)系的附加裝置。4.1夾具的基本概念一、定義4.1夾具的基本概念二、夾具的組成4.1夾具的基本概念二、夾具的組成定位元件：它與工件的定位基準(zhǔn)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(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。如圖的定位銷；夾緊裝置：用于夾緊工件，在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。如圖的螺母、開(kāi)口墊圈；導(dǎo)向元件和對(duì)刀元件：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(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)向元件。如圖的鉆套；連接元件：使夾具與機(jī)床相連接的元件，保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)系。4.1夾具的基本概念二、夾具的組成4.1夾具的基本概念二、夾具的組成對(duì)刀元件夾具體：夾具的關(guān)鍵部件，保證各元件之間的相對(duì)位置，控制刀具相對(duì)于工件的位置，用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。其它元件和裝置：有些夾具根據(jù)加工要求，有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵（連接元件）等。以上這些組成部分，并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，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(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。

4.1夾具的基本概念二、夾具的組成4.1夾具的基本概念二、夾具的組成保證加工精度零件加工精度包括尺寸精度、幾何形狀和表面相互位置精度。夾具的最大功用是保證加工表面的位置精度，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致

。提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；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(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

4.1夾具的基本概念三、夾具的作用擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)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(tái)上裝上鏜模，就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度

可用氣動(dòng)、電動(dòng)夾緊。

4.1夾具的基本概念三、夾具的作用機(jī)床夾具1.按夾具的應(yīng)用分2.按機(jī)床類型分3.按夾具所用夾緊動(dòng)力源分①通用夾具②專用機(jī)床夾具③組合夾具④成組夾具⑤隨行夾具4.1夾具的基本概念四、機(jī)床夾具的分類

1．按專門化程度分①通用夾具通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量生產(chǎn)中。②專用機(jī)床夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。

4.1夾具的基本概念四、機(jī)床夾具的分類③組合夾具按零件的加工要求，由一套事先制造好通用性較好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具，只用于特定的工件和工序。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。

④通用可調(diào)夾具和成組夾具其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。⑤隨行夾具隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。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(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。

4.1夾具的基本概念四、機(jī)床夾具的分類

2．按機(jī)床類型分：由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。

3．按夾具所用夾緊動(dòng)力源：根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。4.1夾具的基本概念四、機(jī)床夾具的分類安裝誤差△安裝工件在夾具中的定位和夾緊誤差。對(duì)定誤差△對(duì)定刀具的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差即夾具與刀具的相對(duì)位置誤差；夾具在機(jī)床上的定位和夾緊誤差即夾具與機(jī)床的相對(duì)位置誤差。加工過(guò)程誤差△過(guò)程

加工方法的原理誤差，工藝系統(tǒng)的受力變形、工藝系統(tǒng)的受熱變形、工藝系統(tǒng)各組成部分（如機(jī)床、刀具、量具等）的靜精度和磨損等。4.1夾具的基本概念五、加工誤差的組成通常：△安裝+△對(duì)定+△過(guò)程≤T工件原始誤差工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差調(diào)整誤差機(jī)床誤差刀具制造誤差?yuàn)A具誤差加工原理誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損殘余應(yīng)力引起變形測(cè)量誤差工藝系統(tǒng)熱變形加工前加工中加工后4.1夾具的基本概念五、加工誤差的組成4.1夾具的基本概念五、加工誤差的組成4.1夾具的基本概念五、加工誤差的組成安裝即定位和夾緊。工件在機(jī)床上加工時(shí)，首先要把工件安放在機(jī)床工作臺(tái)上或夾具中，使它和刀具之間有相對(duì)正確的位置，這個(gè)過(guò)程成為定位；工件定位后，應(yīng)將工件固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變，這個(gè)過(guò)程稱為夾緊。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝

定位的任務(wù)：使工件相對(duì)于機(jī)床及刀具占有某一正確的位置。

夾緊的任務(wù)：是保持工件的定位位置不變。

定位與夾緊的區(qū)別：定位是使工件占有一個(gè)正確的位置，夾緊是使工件保持這個(gè)正確位置。

工件定位目的：使同批工件在機(jī)床或夾具上有正確位置。

定位過(guò)程與夾緊過(guò)程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。裝夾誤差：定位誤差與夾緊誤差之和。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝工件定位時(shí)應(yīng)解決的兩個(gè)問(wèn)題：解決工件位置“定與不定”的問(wèn)題；解決工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問(wèn)題。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝(1)直接找正定位

由操作工人直接在機(jī)床上利用千分表、劃線盤等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件的過(guò)程。效率低，適于單件小批生產(chǎn)和定位精度要求較高的情況。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝(2)劃線找正定位

按圖紙要求在工件表面上劃出位置線以及加工線和找正線，安裝工件時(shí)，先在機(jī)床上按找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。適于單件小批生產(chǎn)或毛坯精度較低、大型工件粗加工。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝(3)夾具中定位不再需要?jiǎng)澗€和找正，直接由夾具來(lái)保證工件在機(jī)床上的正確位置，并在夾具上直接夾緊工件。效率高，易保證質(zhì)量，廣泛用于批量生產(chǎn)。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝一次裝夾獲得法在工件的同一次裝夾中將加工面連同其設(shè)計(jì)基面（如需加工)一并加工出來(lái)。

可獲得很高的位置精度。多次裝夾獲得法如軸類零件上的鍵槽、箱體上的孔和各表面等。4.2工件在夾具上的定位一、工件的安裝在討論工件的表面位置精度或誤差時(shí)，總是相對(duì)工件本身的其他一些表面（點(diǎn)、線）而言，因此后者就成為研究表面位置精度或誤差的出發(fā)點(diǎn)，即所謂基準(zhǔn)。

基準(zhǔn)就是確定生產(chǎn)對(duì)象上的某些點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)輔加基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)基準(zhǔn)的分類設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)零件時(shí)，很據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系，確定標(biāo)注尺寸（或角度）的起始位置。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工作圖上所采用的基準(zhǔn).可通過(guò)零件設(shè)計(jì)圖上尺寸的標(biāo)注方式看出。4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)是加工過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。又分為有工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。工序基準(zhǔn)

工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)。通常有兩項(xiàng)相對(duì)位置要求：一是加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離要求，即工序尺寸要求；二是加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的角度位置要求，如平行度、垂直度等。4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。一般指與定位元件的表面相接觸的工件表面，某些情況下可是工件的幾何中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線。其位置誤差應(yīng)該是諸表面中最小的。4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)度量基準(zhǔn)：在測(cè)量工件已加工表面的尺寸和位置時(shí)所依據(jù)的基準(zhǔn)4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)：在機(jī)器裝配時(shí)，確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置時(shí)所依據(jù)的基準(zhǔn)。注意作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定存在，如中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線等。體現(xiàn)工藝基準(zhǔn)的具體表面稱為基面。作為基準(zhǔn)，可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)和線，但體現(xiàn)該基準(zhǔn)具體表面總是有一定面積的。對(duì)表面位置精度的關(guān)系同樣具有基準(zhǔn)問(wèn)題。基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生定位誤差。4.2工件在夾具上的定位一、基準(zhǔn)

1、六點(diǎn)定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理物體在空間具有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果完全限制了物體的這六個(gè)自由度，則物體在空間的位置就完全確定了。工件的定位應(yīng)使工件在空間相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，這個(gè)正確位置是根據(jù)工件的加工要求確定的。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理XZY要確定其空間位置，就需要限制其6個(gè)自由度。將6個(gè)支承抽象為6個(gè)“點(diǎn)”，6個(gè)點(diǎn)限制了工件的6個(gè)自由度，這就是六點(diǎn)定位原理。任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有6個(gè)自由度——用表示4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理工件以平面3點(diǎn)定位XYZ與理論力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)自由度概念差別

——位置不定度

——夾緊與定位概念分開(kāi)

——工件、夾具是彈性體

幾點(diǎn)注意：“點(diǎn)”的含義

——對(duì)自由度的限制，與實(shí)際接觸點(diǎn)不同；定位支撐與工件的定位基面保持緊密接觸或配合，才能起到限制自由度的作用。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理從定位位置的自由度數(shù)來(lái)判斷是幾點(diǎn)定位。合理布置六個(gè)定位支承點(diǎn)，使工件上的定位基面與其緊密接觸或配合，一個(gè)支承點(diǎn)限制工件一個(gè)自由度，使工件六個(gè)自由度被完全限制，在空間得到唯一確定的位置，此即六點(diǎn)定位原理。為了達(dá)到某一工序的加工要求，有時(shí)不一定要完全限制工件的六個(gè)自由度，或工件加工不一定非要使工件的位置達(dá)到完全確定的程度。

例如：在下圖所示工件上銑一個(gè)通槽。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理按照銑槽工序的加工要求，就只需限制5個(gè)自由度就足夠了。工件在機(jī)床夾具上定位究竟需要限制哪幾個(gè)自由度，可根據(jù)工序的加工要求確定。分析工件定位所限制的自由度數(shù)時(shí)，必須把定位與夾緊區(qū)別開(kāi)來(lái)，在上圖中，工件限制了5個(gè)自由度，y自由度可以不限制；但工件在夾緊后沿y軸確實(shí)是不能再移動(dòng)了，這能不能說(shuō)自由度也被限制了呢？不能這樣認(rèn)為，因?yàn)楣ぜ鄬?duì)于機(jī)床的定位位置是在夾緊動(dòng)作之前就已確定了的，夾緊的任務(wù)只是保持原先的定位位置不變。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理工件的六個(gè)自由度被完全限制的定位稱完全定位，允許少于六點(diǎn)的定位稱為不完全定位。都是合理的定位方式。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位

圖(a)是在工件上加工不通槽。糟寬由刀具直徑保證，但是要保證尺寸x、尺寸y、尺寸z，就需要限制x、y、z方向的移動(dòng)和x、y、z的旋轉(zhuǎn)六個(gè)自由度。這種定位方法，稱為完全定位。圖(b)是在工件上加工通槽，不需要保證y，所以也不必限制y方向的移動(dòng)自由度，只需要限制其它五個(gè)自由度就可以了。圖(c)是在工件上加工平面，不需要保證尺寸x、y，所以也不必限制x方向的移動(dòng)、z方向的旋轉(zhuǎn)自由度，只需要限制其它三個(gè)自由度就可以了。

這種沒(méi)有完全限制六個(gè)自由度而仍然保證有關(guān)工序尺寸的定位方法，稱為不完全定位。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位不完全定位主要有兩種情況：①工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線是完全對(duì)稱的，則工件繞此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)的自由度無(wú)法被限制（即使被限制也無(wú)意義）。例如球體繞過(guò)球心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)等。②工件加工要求不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制3個(gè)自由度就夠了。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位ZYXZYX除XZYX全部ZYXX,Y

ZYXZYX工件應(yīng)限制的自由度Z,X,Y除X，X除X4.2工件在夾具上的定位二、定位原理3、完全定位與不完全定位球體上通銑平面理論上只需限制一個(gè)自由度。工件應(yīng)限制的自由度未被限制的定位，為欠定位，在實(shí)際生產(chǎn)中是絕對(duì)不允許的。工件定位是通過(guò)定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在選擇定位元件時(shí)，原則上不允許出現(xiàn)幾個(gè)定位元件同時(shí)限制工件某一自由度的情況。工件一個(gè)(或幾個(gè))自由度被兩個(gè)(或兩個(gè)以上)約束點(diǎn)約束，稱為過(guò)定位或重復(fù)定位。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位過(guò)定位造成的后果：使接觸點(diǎn)（定位點(diǎn)）不穩(wěn)定，增加了同批工件在夾具中位置的不同一性增加了工件和夾具的夾緊變形導(dǎo)致部分工件不能順利地與定位件配合干擾了設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)（1）使工件或夾具元件變形，引起加工誤差（2）使部分工件不能安裝，產(chǎn)生定位干涉（如一面兩銷）4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位

過(guò)定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過(guò)定位是允許的。有時(shí)還是必要的，因?yàn)楹侠淼倪^(guò)定位不僅不會(huì)影響加工精度，還會(huì)起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過(guò)定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位出現(xiàn)過(guò)定位情況，通常會(huì)使加工誤差增大。在研究確定定位方案時(shí)，原則上不允許出現(xiàn)某一自由度出現(xiàn)重復(fù)限制的情況；只有在需要增強(qiáng)工件系統(tǒng)的剛度而各定位面間又具有較高位置精度的條件下才允許采用過(guò)定位定位方案。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位消除過(guò)定位及其干涉的途徑：

1.改變定位元件結(jié)構(gòu)，消除對(duì)自由度的重復(fù)限制，如長(zhǎng)銷改成短銷；2.提高工件定位基面之間的位置精度，提高夾具定位元件之間的位置精度，減少或消除過(guò)定位引起的干涉，精加工時(shí)可增加剛度和定位穩(wěn)定性。4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位欠定位示例XZYa）b）BBB

過(guò)定位分析過(guò)定位分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4、欠定位與過(guò)定位

過(guò)定位分析過(guò)定位示例a）ZYXYc）ZYXYb）ZYYX4.2工件在夾具上的定位二、定位原理刀柄主軸拉桿漲套過(guò)定位應(yīng)用HSK刀柄與傳統(tǒng)刀柄結(jié)構(gòu)HSK刀柄傳統(tǒng)刀柄1:107:24間隙主軸拉桿刀柄定位端面配合錐面4.2工件在夾具上的定位二、定位原理如圖示，齒輪坯以內(nèi)孔和一小端面定位，車削外圓和大端面。加工后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大端面與內(nèi)孔垂直度超差。試分析原因，提出改進(jìn)意見(jiàn)。4A0.02A間隙配合剛性心軸過(guò)定位示例4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

討論過(guò)定位引起夾緊變形4.2工件在夾具上的定位二、定位原理橡膠墊過(guò)定位處理分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理4.2工件在夾具上的定位二、定位原理

討論分析圖示定位方案：①各方案限制的自由度②有無(wú)欠定位或過(guò)定位③對(duì)不合理的定位方案提出改進(jìn)意見(jiàn)。

b）XZYXc）XZYXa）YXZ過(guò)定位分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ過(guò)定位示例分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理一般情況下，三爪卡盤限制工件五個(gè)自由度(除沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)外)；若卡盤夾持長(zhǎng)度減少一些，則僅限制兩個(gè)移動(dòng)。b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX過(guò)定位示例分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理c）XZYXc’）XZYXc1）YXXZ過(guò)定位示例分析4.2工件在夾具上的定位二、定位原理平面定位常用定位元件

支承板可調(diào)支承

自位支承輔助支承

平面型支承板：側(cè)面和頂面定位帶斜槽型支承板：適于作底面定位準(zhǔn)面平頭支承釘：用于支承精基準(zhǔn)面球頭支承釘：用于支承粗基準(zhǔn)面網(wǎng)紋頂面支承釘：用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求較大摩擦力的表面定位支承釘4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件ZXYZXYZXYZXY工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺(tái)及平面等。下圖給出了平面定位的幾種情況。ZXYZXY4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件自位支承：

支承本身可隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)適應(yīng)，是活動(dòng)的或是浮動(dòng)的，只起一個(gè)支承點(diǎn)的作用，只限制一個(gè)自由度。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件可調(diào)支承：多用于毛面定位，每批調(diào)整一次，以補(bǔ)償各批毛坯誤差；支承工件的粗基準(zhǔn)面，限制一個(gè)自由度。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件輔助支承：不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工過(guò)程中的剛性。

4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）。常用定位元件是定位銷和心軸。定位銷有圓柱銷、圓錐銷、菱形銷等形式；心軸有剛性心軸（又有過(guò)盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。工件以圓孔定位所限制的自由度見(jiàn)下圖。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ工件以孔定位常用定位元件

4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件短圓柱銷限制兩個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷限制三個(gè)自由度。工件以孔定位常用定位元件

1．定位銷下圖是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件圓柱銷——4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件

短圓柱銷限制兩個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；D>10過(guò)盈配合心軸間隙配合心軸圓錐銷——常用于工件孔端的定位，可限制三個(gè)自由度

4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以孔定位常用定位元件

2．心軸過(guò)盈配合心軸間隙配合心軸小錐度配合心軸定位心軸——用于盤套類零件的定位4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件間隙配合心軸過(guò)盈配合心軸小錐度心軸

過(guò)盈配合心軸，限制工件四個(gè)自由度；

間隙配合心軸，限制工件五個(gè)自由度（心軸外圓部分限制四個(gè)自由度，軸肩面限制一個(gè)自由度）；

小錐度心軸，裝夾工件時(shí)，通過(guò)工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個(gè)自由度。

4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個(gè)自由度，長(zhǎng)V型塊（或兩個(gè)短V型塊組合）限制4個(gè)自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ工件以外圓定位常用定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件

1．V形塊4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，斜面夾角有60°、90°、120°4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件V形塊在夾具中的安裝尺寸T是V形塊的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，也是V形塊的檢驗(yàn)和調(diào)整依據(jù)。

用V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V形塊兩定位面的對(duì)稱中心平面內(nèi)，對(duì)中性能好，可用于非完整外圓表面的定位。一個(gè)短V形塊限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)短V形塊組合或一個(gè)長(zhǎng)V形塊限制四個(gè)自由度；浮動(dòng)式V形塊只限制一個(gè)自由度。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件

在工件以端面為主要定位基面的場(chǎng)合，短定位套孔限制工件的兩個(gè)自由度；在工件以外圓柱表面為主要定位基面的場(chǎng)合，長(zhǎng)定位套孔限制工件的四個(gè)自由度；工件以圓柱面端部輪廓為定位基面，椎孔限制工件的三個(gè)自由度。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件

2．定位套——當(dāng)工件尺寸較大，用圓柱孔定位不方便時(shí)，可將圓柱孔改成兩半，下半孔用作定位，上半孔用于壓緊工件。短半圓孔定位限制工件的二個(gè)自由度；長(zhǎng)半圓孔定位限制工件的四個(gè)自由度。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件3．半圓孔——4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件3．半圓孔4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件4．外圓定心夾緊——三爪卡盤、雙V形鐵定心夾緊、彈簧夾頭除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時(shí)還可能以其它表面（如圓錐面、漸開(kāi)線齒面、曲面等）定位。下圖為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外的5個(gè)自由度。工件以錐孔定位4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件5．工件以其它表面定位4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件工件以外圓定位常用定位元件5．工件以其它表面定位在多個(gè)表面同時(shí)參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱定位點(diǎn)數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面，稱定位點(diǎn)數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎?，稱定位點(diǎn)數(shù)為1的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動(dòng)面。XZY工件在兩頂尖上定位在分析多個(gè)表面定位情況下各表面限制的自由度時(shí)，分清主次定位面很重要。如圖所示工件在兩頂尖上的定位，應(yīng)首先確定前頂尖限制的自由度，他們是。然后再分析后頂尖限制的自由度。此時(shí)，應(yīng)與前頂尖一起綜合考慮，可以確定其限制的自由度是。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件

在實(shí)際生產(chǎn)中，為滿足加工要求，有時(shí)采用幾個(gè)定位面相組合的方式進(jìn)行定位。常見(jiàn)的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等，與之相對(duì)應(yīng)的定位元件也是組合式的。4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件6．工件以組合表面定位常用定位元件1）一個(gè)平面和與其垂直的兩個(gè)孔組合4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件這種定位屬于過(guò)定位4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件解決辦法是：將銷2做成削邊銷

4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件一個(gè)平面和兩個(gè)與其垂直的孔的組合（一面雙銷）兩孔中心距為：L±Tlk/2，兩銷中心距為：L±TlX/2

。兩孔與兩銷的最小間隙分別是△1min，△2min。由圖中△AO2B和△AO2’C可得：整理后得：去掉式中高階無(wú)窮小量后得：4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件定位銷的設(shè)計(jì)與選取：確定兩定位銷的尺寸：確定定位銷中心距及公差：確定圓柱銷尺寸及公差：4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件確定菱銷的寬度：查表?。篵=4mm確定菱形銷尺寸及公差：根據(jù)式：得：取菱形銷的精度為：IT6，Td2=0.011d2min=d2max-Td2=11.947-0.011=11.9364.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件定位銷的設(shè)計(jì)與選?。?）一平面和與其垂直的兩外圓柱面組合4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件3）一孔和一平行于孔中心線的平面組合4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件4.2工件在夾具上的定位三、常用定位方法與定位元件

工件在定位時(shí)要解決兩個(gè)問(wèn)題：①工件位置的“定與不定”。根據(jù)六點(diǎn)定位原理，通過(guò)消除工件相應(yīng)的“不定度”來(lái)解決；②工件位置的“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”。通過(guò)選擇合適的定位基準(zhǔn)和選擇、設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了保證加工精度的要求，我們加工時(shí)應(yīng)滿足如下關(guān)系式：

△總≤T

其中△總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和，T是工件被加工尺寸的公差，△總包括夾具在機(jī)床上的裝夾誤差，工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差，機(jī)床調(diào)整誤差，工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差，機(jī)床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。

△定+ω≤T

其中，ω除定位誤差外，其他因素引起的誤差總和，可按加工經(jīng)濟(jì)精度查表確定。

△定≤T-ω

（是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式）

或△定≤1/3T

（也是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式）4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差是工件在夾具中定位，由于定位不準(zhǔn)造成的加工面相對(duì)于工序基準(zhǔn)沿加工要求方向上的最大位置變動(dòng)量。

成批加工工件時(shí)，夾具相對(duì)機(jī)床的位置及切削運(yùn)動(dòng)的行程調(diào)定后不再變動(dòng)，可認(rèn)為加工面的位置是固定的(但因一批工件中每個(gè)工件在尺寸形狀及表面相互位置上均存在差異，所以定位后各表面有不同的位置變動(dòng))。工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)將對(duì)加工精度有直接影響。1、定位誤差概念4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算1、定位誤差概念4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算

例如在軸上銑鍵槽，要求保證槽底至軸心的距離H。若采用V型塊定位，鍵槽銑刀按規(guī)定尺寸H調(diào)整好位置。實(shí)際加工時(shí)，由于工件直徑存在公差，會(huì)使軸心位置發(fā)生變化。不考慮加工過(guò)程誤差，僅由于軸心位置變化而使工序尺寸H也發(fā)生變化。此變化量（即加工誤差）是由于工件的定位而引起的，故稱為定位誤差。定位誤差HOAO21）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)位置誤差，如上圖所示例子。2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。左圖所示工件以底面定位銑臺(tái)階面，要求保證尺寸a，即工序基準(zhǔn)為工件頂面。如刀具已調(diào)整好位置，則由于尺寸b的誤差會(huì)使工件頂面位置發(fā)生變化，從而使工序尺寸a產(chǎn)生誤差。bΔDWa由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差工序基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差基準(zhǔn)位移誤差(△y)

基準(zhǔn)不重合誤差(△b)

零件定位基準(zhǔn)不準(zhǔn)確夾具上定位元件不準(zhǔn)確基準(zhǔn)不重合誤差Δb

定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差。工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的理想位置的最大位置變動(dòng)量。2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算設(shè)e面已加工好，今在銑床上用調(diào)整法加工f面和g面。在加工f面時(shí)若選e面為定位基準(zhǔn)，則f面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)都是e面，基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸A的制造公差為TA。加工g面時(shí)，定位基準(zhǔn)有兩種不同的選擇方案：一種方案（方案Ⅰ）加工時(shí)選用f面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸B的制造公差為TB；但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾緊力的作用方向與銑削力方向相反，不夠合理，操作也不方便。另一種方案（方案Ⅱ）是選用e面作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工g面，此時(shí)，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是間接得到的，由于定位基準(zhǔn)e與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)f不重合而給g面加工帶來(lái)的基準(zhǔn)不重合誤差等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)f面相對(duì)于定位基準(zhǔn)e面在尺寸B方向上的最大變動(dòng)量TA。

定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，在試切法加工中不會(huì)產(chǎn)生。2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算

一次安裝加工兩孔A和B，孔B在X方向定位基準(zhǔn)C與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為聯(lián)系尺寸22的公差0.2。2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差Δy定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，定位基準(zhǔn)相對(duì)于其理想位置的最大位置變動(dòng)量。

2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算工件的孔裝夾在水平放置的心軸上銑削平面，要求保證尺寸h，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差；但由于工件的定位基面（內(nèi)孔D）和夾具定位元件（心軸d1）皆有制造誤差，如果心軸制造得剛好為d1min，而工件得內(nèi)孔剛好為Dmax（如圖示），當(dāng)工件在水平放置的心軸上定位時(shí)，工件內(nèi)孔與心軸在P點(diǎn)接觸，工件實(shí)際內(nèi)孔中心的最大下移量△ab＝（Dmax－d1min）/2，△ab就是定位副制造不準(zhǔn)確而引起的誤差。

基準(zhǔn)不重合誤差的方向和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的方向可能不相同，定位誤差取為基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的矢量和。

2、定位誤差的來(lái)源4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算基準(zhǔn)的位移誤差：基準(zhǔn)不重合誤差：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差只產(chǎn)生在采用調(diào)整法加工一批零件的條件下。定位誤差是由于工件定位不準(zhǔn)而產(chǎn)生的加工誤差。表現(xiàn)形式為工序基準(zhǔn)相對(duì)加工面可能產(chǎn)生的最大尺寸或位置的變動(dòng)范圍。

△D=△y±△b

需要根據(jù)兩者對(duì)一批工件定位由一種可能的極端位置變?yōu)榱硪环N可能的極端位置時(shí)工序尺寸變化的影響同異來(lái)確定公式中的加減號(hào)。4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算結(jié)論：在采用調(diào)整法加工時(shí)，工件的定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。因此計(jì)算定位誤差，首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)，然后求其在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量即可。用幾何方法計(jì)算定位誤差通常要畫出工件的定位簡(jiǎn)圖，并在圖中夸張地畫出工件變動(dòng)的極限位置；然后運(yùn)用三角幾何知識(shí)，求出工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，即為定位誤差。1.用幾何方法計(jì)算定位誤差4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的直徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量，即無(wú)論工序尺寸方向如何，只要工序尺寸方向垂直于孔心軸線，其定位誤差均為：

ΔDW

=Dmax－dmin

（2-6）式中ΔDW

——定位誤差

Dmax——工件定位孔最大直徑

dmin——夾具定位銷最小直徑【解】【例】如圖所示為孔與銷間隙配合的情況，若工件的工序基準(zhǔn)為孔心，試確定其定位誤差?？着c銷間隙配合時(shí)的定位誤差DmaxdminOΔDWO1O24.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算某些情況，工件孔與夾具定位銷保持固定邊接觸（如圖），此時(shí)孔心在接觸點(diǎn)與銷子中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差的一半。若工件的定位基準(zhǔn)仍為孔心，且工序尺寸方向與接觸點(diǎn)和銷子中心連線方向相同，則其定位誤差為：孔與銷間隙配合固定邊接觸時(shí)定位誤差DmaxO1DminOΔDWO2

ΔDW

=（Dmax－Dmin）=TD1212此時(shí)，孔在銷上的定位已由定心定位轉(zhuǎn)化為支承定位的形式，定位基準(zhǔn)也由孔心變成了與定位銷固定邊接觸的一條母線。這種情況下，定位誤差是由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合所造成的，屬于基準(zhǔn)不重合誤差，與定位銷直徑無(wú)關(guān)。4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以平面定位時(shí)的定位誤差：對(duì)于尺寸A3：對(duì)于尺寸A1：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以外圓在V形塊上定位時(shí)的定位誤差：對(duì)于尺寸H1：或根據(jù)：△D=△Y+△B4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以外圓在V形塊上定位時(shí)的定位誤差：對(duì)于尺寸H2：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以外圓在V形塊上定位時(shí)的定位誤差：對(duì)于尺寸H3：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以內(nèi)孔在圓柱心軸上定位時(shí)的定位誤差：定位心軸水平放置：定位心軸垂直放置：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算對(duì)于尺寸H1：對(duì)于尺寸H2：對(duì)于尺寸H3：以定位心軸水平放置時(shí)為例：對(duì)于尺寸H4：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以一面雙銷定位時(shí)的定位誤差：基準(zhǔn)位移誤差：轉(zhuǎn)角誤差：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算2.用微分方法計(jì)算定位誤差【例】工件在V型塊上定位銑鍵槽，計(jì)算定位誤差【解】要求保證的工序尺寸和工序要求：①槽底至工件外圓中心的距離H（或槽底至外圓下母線的距離H1，或槽底至外圓上母線的距離H2

）；②鍵槽對(duì)工件外圓中心的對(duì)稱度OA=Sin(α/2)OB=2Sin(α/2)d對(duì)上式求全微分，得到：d(OA)=2Sin(α/2)1

d(d)－Sin(α/2)1

d(α)外圓表面在V型塊上的定位誤差HBαOA對(duì)于第1項(xiàng)要求，考慮第1種情況（工序基準(zhǔn)為圓心O，見(jiàn)圖），寫出O點(diǎn)至加工尺寸方向上某一固定點(diǎn)（如V型塊兩斜面交點(diǎn)A）的距離：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算以微小增量代替微分，并將尺寸誤差視為微小增量，且考慮到尺寸誤差可正可負(fù)，各項(xiàng)誤差均取最大值，得到工序尺寸H的定位誤差：式中Td

——工件外圓直徑公差；

Tα——V型塊兩斜面夾角角度公差。若忽略V型塊兩斜面夾角的角度公差，可以得到用V型塊對(duì)外圓表面定位，當(dāng)工序基準(zhǔn)為外圓中心時(shí)，在垂直方向（圖中尺寸H方向）上的定位誤差為：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算HBαOA對(duì)于第2項(xiàng)要求，若忽略工件的圓度誤差和V型塊角度偏差，可以認(rèn)為工序基準(zhǔn)（工件外圓中心）在水平方向上的位置變動(dòng)量為零，即使用V型塊對(duì)外圓表面定位時(shí)，在垂直于V型塊對(duì)稱面方向上定位誤差為零。若工件工序基準(zhǔn)為外圓下母線或上母線時(shí)，用同樣方法可求出其定位誤差分別為：外圓表面在V型塊上的定位誤差b）a）H2BdOH1BOAC4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了便于解題，要掌握幾種典型表面定位時(shí)定位誤差的分析方法，特別要熟記：4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算4.2工件在夾具上的定位四、定位誤差的分析與計(jì)算為了使工件加工時(shí)在切削力、慣性力、重力等外力作用下，仍然保持已定好的位置，在夾具上還須設(shè)有夾緊裝置，對(duì)工件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膴A緊力。夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選擇是否合理，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。4.3工件在夾具中的夾緊組成（1）力源裝置（2）中間傳力機(jī)構(gòu)（3）夾緊元件作用4.3工件在夾具中的夾緊一、夾緊裝置的組成及基本要求改變力的大小，通常為增力機(jī)構(gòu)；改變夾緊力的方向；使夾具具有一定的自鎖性，以保證夾緊可靠。產(chǎn)生原始的作用力執(zhí)行夾緊的最終元件，直接與工件接觸。將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件4.3工件在夾具中的夾緊夾緊裝置設(shè)計(jì)和選擇的核心問(wèn)題是夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)。一、夾緊裝置的組成及基本要求1）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置；穩(wěn)2）夾緊力大小要適當(dāng)；牢3）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠；

快4）結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修?；疽?.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定1、夾緊力的方向夾緊力的方向選取考慮以下三方面：①工件用幾個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)。大型工件為保持工件的正確位置，朝向各定位元件都要有夾緊力；小型工件尺寸，則只要垂直朝向主定位面有夾緊力，保證主要定位面與定位元件有較大的接觸面積，就可以使工件裝夾穩(wěn)定可靠。②夾緊力的方向應(yīng)方便裝夾和有利于減小夾緊力。為夾緊力Q、重力G、切削力F三者之間的方向組合關(guān)系。

③夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小。由于工件在不同方向上剛性不同，因此對(duì)工件在不同方向施加夾緊力時(shí)所產(chǎn)生的變形也不同。夾緊力的方向：夾緊力的方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性和可靠性?shī)A緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力4.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定夾緊力的作用點(diǎn)：4.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定夾緊力方向確定后，夾緊力的作用點(diǎn)的位置和數(shù)目的選擇將直接影響工件定位后的可靠性和夾緊力的變形。對(duì)作用點(diǎn)位置的選擇和數(shù)目的確定應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保持工件的正確定位而不發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。為此，作用點(diǎn)的位置應(yīng)靠近支承面的幾何中心，使夾緊力均勻分布在接觸面上。②夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較大處。且作用點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)目，這樣可使工件的變形量最小。③夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件被加工表面。這樣可使切削力對(duì)該作用點(diǎn)的力矩減小，同時(shí)減小工件的振動(dòng)。若加工面遠(yuǎn)離夾緊作用點(diǎn)，可增加輔助支承并附加夾緊力以防止工件在加工中產(chǎn)生位置變動(dòng)、變形或振動(dòng)。夾緊力的作用點(diǎn)：作用點(diǎn)應(yīng)保持工件的穩(wěn)定，不能使工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位夾緊力應(yīng)盡可能靠近工件上被加工面，必要時(shí)應(yīng)加輔助支承夾緊力應(yīng)使夾具本身變形小4.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定若用一個(gè)夾緊力使各支撐點(diǎn)均產(chǎn)生壓力有困難，可用數(shù)個(gè)夾緊力分別作用。各夾緊力可通過(guò)一定的夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合動(dòng)作。當(dāng)各點(diǎn)分別用夾緊裝置單獨(dú)夾緊時(shí)，應(yīng)注意夾緊的順序及夾緊力的大小。對(duì)于那些僅為了使定位可靠的夾緊力應(yīng)先作用，且力不宜過(guò)大，只要能使工件與支撐接觸即可。對(duì)用以克服切削力的主要夾緊力則在最后作用，其大小應(yīng)根據(jù)切削力的大小及方向確定，這樣才有利于工件的定位。當(dāng)夾緊力作用點(diǎn)及方向不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)輔助支撐以承受夾緊力。4.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定4.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定3.夾緊力的大小

對(duì)工件所施加的夾緊力，要適當(dāng)。夾緊力過(guò)大，會(huì)引起工件變形；夾緊力過(guò)小，易破壞定位。

進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力(重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力。為安全起見(jiàn)，計(jì)算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)K，故實(shí)際夾緊力一般比理論計(jì)算值大2～3倍。

加工過(guò)程中切削力的作用點(diǎn)、方向和大小可能都在變化，估算夾緊力時(shí)應(yīng)按最不利的情況考慮。注：對(duì)于關(guān)鍵性的重要夾具，往往通過(guò)試驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)定所需的夾緊力。

F’摩擦系數(shù)f1夾緊力的大?。菏街校篧0：實(shí)際夾緊力；W：理論夾緊力；K：安全系數(shù)。粗加工時(shí)K=2.5~3，精加工時(shí)K=1.5~2如右圖所示:摩擦系數(shù)f24.3工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定在生產(chǎn)中，很少單獨(dú)使用楔塊對(duì)工件直接夾緊，而是與桿杠、壓板、螺旋等組合使用，或是與氣壓、液壓傳動(dòng)裝置聯(lián)用，不需要自鎖。如圖所示，楔塊夾緊主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。

利用斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的力來(lái)夾緊工件。

特點(diǎn)：

(1)有增力作用；

(2)夾緊行程小；

(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。

4.4常見(jiàn)的夾緊裝置一、楔塊式夾緊裝置4.4常見(jiàn)的夾緊裝置一、楔塊式夾緊裝置斜楔夾緊的特點(diǎn)：

1）有增力作用，擴(kuò)力比i=FJ

/FQ

，約等于3；

2）夾緊行程小,h/s

=tanα，故h遠(yuǎn)小于s；

3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場(chǎng)合。螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來(lái)的，相當(dāng)于把楔塊繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋時(shí)即可夾緊工件。如圖所示為簡(jiǎn)單的單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)：擴(kuò)力比約為80,遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，夾緊可靠；夾緊行程不受限制；夾緊動(dòng)作慢，效率低；螺旋升角小，自鎖性好。應(yīng)用場(chǎng)合：手動(dòng)夾緊裝置常采用。4.4常見(jiàn)的夾緊裝置二、螺旋夾緊裝置4.4常見(jiàn)的夾緊裝置二、螺旋夾緊裝置偏心夾緊裝置也是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來(lái)的，它是將楔塊包在圓盤上，旋轉(zhuǎn)圓盤使工件得以?shī)A緊。特點(diǎn)：夾緊行程小，夾緊力小，自鎖能力差；夾緊迅速，結(jié)構(gòu)緊湊。應(yīng)用場(chǎng)合：切削力不大，振動(dòng)較小的場(chǎng)合，與其他元件聯(lián)合使用。

4.4常見(jiàn)的夾緊裝置三、偏心夾緊裝置在切削加工中，若工件是以中心線或?qū)ΨQ面為工序基準(zhǔn)，為使e定＝0，可采用一種保證工件準(zhǔn)確定心或?qū)χ械难b置，使工件的定位和夾緊過(guò)程同時(shí)完成，而定位元件與夾緊元件合二為一。這種裝置稱為定心夾緊裝置。如圖所示，三爪卡盤就是一種定心夾緊裝置。

4.4常見(jiàn)的夾緊裝置四、定心夾緊裝置4.4常見(jiàn)的夾緊裝置五、其它夾緊機(jī)構(gòu)4.4常見(jiàn)的夾緊裝置五、其它夾緊機(jī)構(gòu)4.4常見(jiàn)的夾緊裝置五、其它夾緊機(jī)構(gòu)4.4常見(jiàn)的夾緊裝置五、其它夾緊機(jī)構(gòu)4.4常見(jiàn)的夾緊裝置夾緊動(dòng)力裝置在大批大量生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大多數(shù)夾具都采用機(jī)動(dòng)夾緊裝置。驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)、液動(dòng)、氣液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，電（磁）驅(qū)動(dòng)，真空吸附等多種形式。1．氣動(dòng)夾緊裝置氣動(dòng)夾緊裝置以壓縮空氣作為動(dòng)力源推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種?；钊綒飧装凑諝飧籽b夾方式分類有固定式、擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應(yīng)用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。

2．液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與氣動(dòng)夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn)：①傳動(dòng)力大，夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較??；②油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)；③噪聲小。它的不足之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受限制。1.連接元件4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件2.對(duì)刀裝置4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件3.引導(dǎo)元件4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件3.引導(dǎo)元件4.4常見(jiàn)的夾緊裝置六、夾具的連接元件、對(duì)刀裝置和引導(dǎo)元件3.引導(dǎo)元件4.4常見(jiàn)的夾