4工件定位與裝夾

概述2.5.1工件定位的基本原理2.5.2常見定位方式2.5.3定位與工件的夾緊2.5.5數(shù)控機(jī)床夾具介紹2.5.6典型實(shí)例2.5數(shù)控機(jī)床夾具與定位2021/12/214工件定位與裝夾

概述在機(jī)械加工過程中，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測的裝置稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。夾具工件的裝夾包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：定位

工件能準(zhǔn)確地放在機(jī)床的合適位置上。使工件相對于刀具和機(jī)床占有正確的加工位置（保證加工進(jìn)行和加工的精度）

夾緊

工件定位后，還需對工件壓緊夾牢。使其在加工過程中不發(fā)生位置變化

2021/12/224工件定位與裝夾

2.5.1工件定位的基本原理

一、六點(diǎn)定位原理

空間物體的六個(gè)自由度：沿X、Y、Z的移動(dòng)自由度繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度2021/12/234工件定位與裝夾

六點(diǎn)定位原理：合理設(shè)置六個(gè)支承點(diǎn)，工件的定位基準(zhǔn)與定位元件保持接觸，消除工件的所有六個(gè)自由度，使工件在夾具中有確定的位置。

工件六點(diǎn)定位示意圖2021/12/244工件定位與裝夾

二、六點(diǎn)定位原理的應(yīng)用

完全定位

工件的六個(gè)自由度全部被限制根據(jù)工件在夾具中被限制的自由度不同，定位方式可分為以下幾種。完全定位2021/12/254工件定位與裝夾

不完全定位

不需要限制六個(gè)自由度就能達(dá)到定位的要求限制5個(gè)自由度限制4個(gè)自由度2021/12/264工件定位與裝夾

欠定位

應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位不允許使用

限制自由度與加工要求的關(guān)系2021/12/274工件定位與裝夾

過定位

工件的某一自由度被定位元件重復(fù)限制過定位是否使用要看能否減少工件的變形或定位操作是否方便連桿的裝夾2021/12/284工件定位與裝夾

2.5.2常見定位方式一、工件以平面定位

面與面接觸限制3個(gè)自由度。常用定位元件：固定支承可調(diào)支承浮動(dòng)支承輔助支承

2021/12/294工件定位與裝夾

二、工件以圓孔定位

定位銷

短銷限制2個(gè)自由度；長銷限制4個(gè)自由度；削邊銷限制1個(gè)自由度。

心軸

圓柱心軸

圓錐心軸

花鍵心軸

常用于車削中外輪廓與內(nèi)輪廓的同軸度要求較高或尺寸精度要求較高的情況。形狀和尺寸適應(yīng)性差。用于加工以花鍵孔定位的工件

圓錐銷

限制3個(gè)自由度。2021/12/2104工件定位與裝夾

三、工件以外圓柱面定位常用定位元件：三爪自動(dòng)定心卡盤V形塊定位套半圓套2021/12/2114工件定位與裝夾

四、工件以一面兩孔定位

以一個(gè)平面和兩個(gè)圓柱孔組合定位。箱體類和支架類零件的常用定位方式。為了避免過定位，使安裝方便，其中一個(gè)銷采用削棱結(jié)構(gòu)。

一面兩孔定位2021/12/2124工件定位與裝夾

2.5.4工件的夾緊

一、定位與夾緊的關(guān)系

工件在夾緊前，若定位元件與工件的接觸關(guān)系不變，工件有正確的位置，則工件就已經(jīng)定位；夾緊的作用是在加工過程中，使工件保持定位位置。2021/12/2134工件定位與裝夾二、夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求夾緊裝置：產(chǎn)生夾緊力，把工件夾緊的裝置。

1.夾緊過程中，不能改變工件定位占據(jù)的正確位置。2.夾緊力大小合適。

3.夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。

4.夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。

對夾緊裝置的基本要求：2021/12/2144工件定位與裝夾

三、夾緊力的確定

夾緊力方向的確定原則夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。

夾緊力應(yīng)盡量與切削力、重力方向一致，以減少夾緊力夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形最小2021/12/2154工件定位與裝夾

夾緊力作用點(diǎn)的確定

作用點(diǎn)應(yīng)在定位元件支承的范圍內(nèi)。夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性好的部位。作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工面。夾緊力大小的確定手動(dòng)夾緊機(jī)動(dòng)夾緊2021/12/2164工件定位與裝夾

2.5.5數(shù)控機(jī)床夾具介紹

一、夾具的作用及基本要求夾具的作用是將工件定位，以使工件獲得相對的于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊；應(yīng)用夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。2021/12/2174工件定位與裝夾

對夾具的基本要求精度、剛度高不干涉換刀、切削和其它機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確定位能夠快速重調(diào)2021/12/2184工件定位與裝夾

二、數(shù)控機(jī)床夾具的分類主要用于單件小批量生產(chǎn)

通用夾具

指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具按夾具的使用特點(diǎn)分類

優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。缺點(diǎn)：夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件。2021/12/2194工件定位與裝夾

專用夾具

專為某一項(xiàng)或類似的幾項(xiàng)加工設(shè)計(jì)制造的夾具

優(yōu)點(diǎn)：在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)周期較長、投資較大。適用于定型產(chǎn)品的成批和大量生產(chǎn)

2021/12/2204工件定位與裝夾特點(diǎn)：使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，可減少專用夾具數(shù)量。組合夾具

主要用于中小批量生產(chǎn)由一套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、尺寸已經(jīng)規(guī)格化的通用元件組合元件所構(gòu)成

2021/12/2214工件定位與裝夾

可調(diào)夾具

某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具分類：①通用可調(diào)夾具（通用范圍比通用夾具更大）②成組夾具（專用可調(diào)夾具）特點(diǎn)：對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。

2021/12/2224工件定位與裝夾夾具按使用機(jī)床不同，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。

夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。按使用機(jī)床分類

按夾緊的動(dòng)力源分類

2021/12/2234工件定位與裝夾

三、典型數(shù)控機(jī)床夾具

三爪自定心卡盤

常用的自動(dòng)定心夾具，裝夾面與加工面同軸。適用于裝夾軸類、盤套類零件。

數(shù)控車床類夾具

四爪單動(dòng)卡盤

心軸

花盤

適用于非圓柱體，圓柱偏心等精度要求高的零件。適用于需要端面定位夾緊的工件。主要用于套筒和盤類零件的裝夾。

2021/12/2244工件定位與裝夾

虎鉗

裝夾方便，應(yīng)用廣泛，適于裝夾形狀規(guī)則的小型工件

數(shù)控銑(加工中心)類夾具

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

壓板擴(kuò)大了機(jī)床工藝范圍

裝夾方便，應(yīng)用廣泛2021/12/2254工件定位與裝夾

組合夾具主要用于中小批量生產(chǎn)，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具?？紫到M合夾具槽系組合夾具2021/12/2264工件定位與裝夾

2.5.6典型實(shí)例

例3－1如圖所示零件薄壁筒，確定夾裝方式和加工順序。

2021/12/2274工件定位與裝夾

零件內(nèi)部需要加工；不需要掉頭夾裝；零件內(nèi)孔尺寸較大，粗加工時(shí)可以夾持內(nèi)孔；內(nèi)外圓表面同軸度要求較高，相關(guān)表面的形狀、位置精度要求也較高，采用心軸定位加工外表面；零件的壁較薄，可用特制扇形卡夾緊。2021/12/2284工件定位與裝夾

加工順序可按以下進(jìn)行：（1）夾裝外圓柱面，車削左端面。（2）掉頭夾裝外圓柱面，車削右端面。（3）鉆內(nèi)孔，粗、精鏜內(nèi)孔。（4）心軸定位夾裝，粗、精車外輪廓。2021/12/2294工件定位與裝夾

例3－2銑削加工如圖所示零件，毛坯尺寸為68mm×40mm×6mm，確定夾裝方式及夾具選擇。

2021/12/2304工件定位與裝夾銑削內(nèi)輪廓時(shí)，以毛坯底面為主要定位基面，側(cè)面用三個(gè)定位銷定位，用螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊。

銑削外輪廓時(shí)，采用螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。

2021/12/2314工件定位與裝夾

過定位過定位示例長銷和大端面定位平面和兩短圓柱銷定位消除過定位的措施大端面加球面墊圈大端面改為小端面

2021/12/2324工件定位與裝夾

支承板支承釘固定支承2021/12/2334工件定位與裝夾

可調(diào)支承１－調(diào)整釘２－鎖緊螺母主要用于毛坯、形狀變化較大工件，以及粗加工定位中2021/12/2344工件定位與裝夾

三點(diǎn)式（a）和二點(diǎn)式圖（b）

浮動(dòng)支承2021/12/2354工件定位與裝夾

輔助支承１、５─滑柱２─彈簧３─滑塊４─手輪６─斜楔2021/12/2364工件定位與裝夾

削邊銷

圓柱定位銷

定位銷2021/12/2374工件定位與裝夾

間隙配合心軸

過盈配合心軸

圓柱心軸彈性心軸2021/12/2384工件定位與裝夾

圓錐心軸工作表面的錐度很小，常為1：1000～1：5000。工件裝在心軸上楔緊后，靠孔產(chǎn)生的彈性變形而有少許過盈，從而消除間隙并產(chǎn)生摩擦力帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，不需另行夾緊，但因傳遞的扭矩較小，所以僅適用于工件定位孔精度不低于IT7的精車和磨削加工。2021/12/2394工件定位與裝夾

花鍵心軸用于加工以花鍵孔定位的工件，其結(jié)構(gòu)與配合應(yīng)根據(jù)工件的不同定心方式來確定2021/12/2404工件定位與裝夾

圓錐銷圖a用于圓柱孔為粗基準(zhǔn)的定位，圖b用于圓柱孔為精基準(zhǔn)的定位2021/12/2414工件定位與裝夾

夾裝方式

常用類型

V形塊活動(dòng)V形塊2021/12/2424工件定位與裝夾

定位套圖a所示是工件以較長的外圓柱面在長定位套的孔中定位，限制了工件四個(gè)自由度；同時(shí)工件以端面在定位套的小端面上定位，限制了工件一個(gè)自由度，共限制了工件五個(gè)自由度。圖b所示是工件以較短的外圓柱面在短定位套的孔中定位，限制了工件的兩個(gè)自由度；同時(shí)，工件以端面在定位套的大端面上定位，限制了工件的三個(gè)自由度2021/12/2434工件定位與裝夾

半圓套2021/12/2444工件定位與裝夾

一面兩孔定位一面兩孔定位削邊銷的形式削邊銷結(jié)構(gòu)(a)d<3(b)d=3～50(c)d>50

2021/12/2454工件定位與裝夾

定位與夾緊的關(guān)系2021/12/2464工件定位與裝夾

夾緊力作用方向如圖所示直角支座以A、B面定位鏜孔，要求保證孔中心線垂直于A面。為此應(yīng)選擇A面為主要定位基準(zhǔn)，夾緊力Q的方向垂直于A面。(a)合理(b)不合理(a)(b)

2021/12/2474工件定位與裝夾

夾緊力作用方向如圖所示夾緊方向圖中（a）最合理（b）較合理（c）可行（d）不合理（e）不合理（f）最不合理(a)(b)(c)(d)(e)(f)2021/12/2484工件定位與裝夾

夾緊力作用方向如圖所示套筒，薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形會(huì)小得多。(a)合理(b)不合理(a)(b)

2021/12/2494工件定位與裝夾

夾緊力作用點(diǎn)如圖(a)所示，夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，而圖(b)則是合理的。

(a)(b)

2021/12/2504工件定位與裝夾

夾緊力作用點(diǎn)如圖所示的薄壁箱體，將作用在殼體中部的單點(diǎn)改成在工件外緣處的兩點(diǎn)夾緊，或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，工件的變形大為改善，且夾緊也更可靠。該原則對剛度差的工件尤其重要。(a)不合理(b)合理(C)合理

(a)(b)

(c)

2021/12/2514工件定位與裝夾

夾緊力作用點(diǎn)如圖支承a盡量靠近被加工表面，同時(shí)給予夾緊力Q2。這樣翻轉(zhuǎn)力矩小又增加了工件的剛性，既保證了定位夾緊的可靠性，又減小了振動(dòng)和變形。

2021/12/2524工件定位與裝夾

通用夾具三爪卡盤平口虎鉗四爪卡盤數(shù)控分度頭2021/12/2534工件定位與裝夾

專用夾具連桿加工專用銑槽夾具結(jié)構(gòu)夾具l一夾具體；2一壓板；3、7一螺母；4、5一墊圈：6一螺栓；8一彈簧；9一定位鍵；10一菱形銷；11一圓柱銷2021/12/2544工件定位與裝夾

組合夾具