机床夹具设计工件的定位和夹紧市公开课一等奖省赛课获奖课件

第四节工件定位和夹紧

机床夹具设计工件的定位和夹紧第1页一、零件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几何关系所依据点、线、面。机床夹具设计工件的定位和夹紧第2页一、零件基准及其分类1.设计基准在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置基准(点、线、面），称为设计基准。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第3页图2-47零件设计基准与工艺基准示例机床夹具设计工件的定位和夹紧第4页一、零件基准及其分类2.工艺基准零件在加工、检验和装配过程中所采取基准，称为工艺基准。机床夹具设计工件的定位和夹紧第5页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基准。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第6页图2-47零件设计基准与工艺基准示例机床夹具设计工件的定位和夹紧第7页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尺寸、形状和位置基准。机床夹具设计工件的定位和夹紧第8页图2-47零件设计基准与工艺基准示例机床夹具设计工件的定位和夹紧第9页2.工艺基准（3）测量基准检验零件时，用以测量加工表面尺寸、形状、位置等误差所依据基准。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第10页图2-47零件设计基准与工艺基准示例机床夹具设计工件的定位和夹紧第11页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它零件、组件和部件位置所采取基准。机床夹具设计工件的定位和夹紧第12页图2-48齿轮装配基准传动轴传动齿轮键机床夹具设计工件的定位和夹紧第13页基准重合在实际生产中，应尽可能使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。1）设计零件时应尽可能以装配基准作为设计基准，方便确保装配技术要求；2）在制订加工工艺路线时，应尽可能以设计基准作工序基准，以确保零件加工精度；3）在加工和测量零件时，要尽可能使定位基准、测量基准和工序基准重合，以降低加工误差和测量误差。机床夹具设计工件的定位和夹紧第14页二、工件在工艺系统内安装定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确加工位置过程，称为定位。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第15页二、工件在工艺系统内安装夹紧：用施加外力形式，把工件已确定定位位置固定下来过程，称为夹紧。这个定位、夹紧过程，称为装夹或安装。例：在墙上贴画例：看电影

机床夹具设计工件的定位和夹紧第16页二、工件在工艺系统内安装装夹或安装：工件定位、夹紧全过程，称为装夹或安装。小结：定位在前，夹紧在后

定位是首要

定位+夹紧=安装机床夹具设计工件的定位和夹紧第17页二、工件在工艺系统内安装机床夹具：在机床上用来完成工件定位、夹紧任务装置，称为机床夹具。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第18页二、工件在工艺系统内安装1.工件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，使工件取得正确位置方法。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第19页图2-49直接找正法示例a）磨内孔时工件找正b）刨槽时工件找正机床夹具设计工件的定位和夹紧第20页二、工件在工艺系统内安装1.工件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加工位置，然后再按划好线来找正工件在机床上位置方法。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第21页图2-50划线找正法示例机床夹具设计工件的定位和夹紧第22页二、工件在工艺系统内安装2.使用夹具安装工件

机床夹具设计工件的定位和夹紧第23页图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、与刀具间正确相对位置，工件则安装在夹具中，就能确保加工技术要求。机床夹具设计工件的定位和夹紧第24页二、工件在工艺系统内安装2.使用夹具安装工件

优点：1）易于确保加工精度；2）能大大地提升生产率，缩短辅助时间；3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。机床夹具设计工件的定位和夹紧第25页三、工件在夹具中定位1.六点定位原理图2-52

物体六个自由度机床夹具设计工件的定位和夹紧第26页三、工件在夹具中定位1.六点定位原理图2-53六点定位简图XOY->Z;^X;^YYOZ->X;^ZXOY->Y机床夹具设计工件的定位和夹紧第27页三、工件在夹具中定位1.六点定位原理在机械加工中，要完全确定工件在夹具中正确位置，必须用六个对应支承点来限制工件六个自由度，称为“六点定位原理”。机床夹具设计工件的定位和夹紧第28页三、工件在夹具中定位2.常见定位分析

完全定位与不完全定位工件六个自由度被完全限制定位称完全定位。工件六个自由度并没有完全被限制，但已能满足加工要求定位称为不完全定位。都是合理定位方式。机床夹具设计工件的定位和夹紧第29页机床夹具设计工件的定位和夹紧第30页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机床夹具设计工件的定位和夹紧第31页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机床夹具设计工件的定位和夹紧第32页欠定位与过定位3)、欠定位：工件应限制自由度未被限制定位，为欠定位，在实际生产中是绝对不允许。4)、过定位：工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制定位称为过定位或重复定位。普通来说也是不合理。机床夹具设计工件的定位和夹紧第33页2.常见定位分析

3）欠定位：

图2-51用专用夹具安装工件若去掉支撑钉5，则尺寸a难以确保。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第34页2.常见定位分析

4）过定位：

图2-55过定位示意约束：X,Z,^Y

机床夹具设计工件的定位和夹紧第35页2.常见定位分析

4）过定位：

图2-56滚、插齿时工件过定位心轴：^X,^Y,

X,Y环形支撑面：^X,^Y,

Z机床夹具设计工件的定位和夹紧第36页消除过定位及其干涉路径：

1.改变定位元件结构，消除对自由度重复限制，如长销改成短销；2.提升工件定位基面之间位置精度，提升夹具定位元件之间位置精度，降低或消除过定位引发干涉，精加工时可增加刚度和定位稳定性。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第37页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机床夹具设计工件的定位和夹紧第38页3.常见定位方式及定位元件1)工件以平面定位支承钉

机床夹具设计工件的定位和夹紧第39页图2-57支承钉和支承板机床夹具设计工件的定位和夹紧第40页3.常见定位方式及定位元件1)工件以平面定位支承板

机床夹具设计工件的定位和夹紧第41页图2-57支承钉和支承板机床夹具设计工件的定位和夹紧第42页3.常见定位方式及定位元件1)工件以平面定位可调支承

机床夹具设计工件的定位和夹紧第43页图2-58可调支承机床夹具设计工件的定位和夹紧第44页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，其支承点位置可随工件定位基准面位置改变而自动与之协调，即使自位支承与工件有两三个接触点，但只起到一个支承点作用。机床夹具设计工件的定位和夹紧第45页图2-59自位支承机床夹具设计工件的定位和夹紧第46页3.常见定位方式及定位元件1)工件以平面定位

辅助支承

机床夹具设计工件的定位和夹紧第47页图2-60辅助支承机床夹具设计工件的定位和夹紧第48页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

机床夹具设计工件的定位和夹紧第49页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机床夹具设计工件的定位和夹紧第50页图2-64工件以圆柱孔定位定位套常见圆柱销结构：机床夹具设计工件的定位和夹紧第51页常见圆锥销结构：图2-65锥销定位机床夹具设计工件的定位和夹紧第52页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

机床夹具设计工件的定位和夹紧第53页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锥度心轴机床夹具设计工件的定位和夹紧第54页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圆柱心轴机床夹具设计工件的定位和夹紧第55页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圆柱心轴机床夹具设计工件的定位和夹紧第56页3.常见定位方式及定位元件3)工件以外圆表面定位

V形块半圆环定位套支承定位

机床夹具设计工件的定位和夹紧第57页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2-61Ｖ型块机床夹具设计工件的定位和夹紧第58页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型块应用机床夹具设计工件的定位和夹紧第59页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工件以圆孔定位定位套机床夹具设计工件的定位和夹紧第60页3.常见定位方式及定位元件4)工件以组合表面定位

图2-68一面两销定位机床夹具设计工件的定位和夹紧第61页3.常见定位方式及定位元件4)工件以组合表面定位

机床夹具设计工件的定位和夹紧第62页3.常见定位方式及定位元件

P90表2-9

机床夹具设计工件的定位和夹紧第63页四、工件夹紧方式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、压牢装置，就是夹紧装置。

动力装置夹紧装置夹紧元件中间递力机构机床夹具设计工件的定位和夹紧第64页四、工件夹紧方式2.对夹紧装置基本要求1）夹紧应有利于工件定位而不能破坏工件在定位时所取得正确位置；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）夹紧机构操作要方便、快速、省力、安全。

机床夹具设计工件的定位和夹紧第65页3、夹紧力确定必须合理确定夹紧力三要素：大小、方向和作用点

(1)夹紧力方向确实定

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机床夹具设计工件的定位和夹紧第66页3.夹紧力确定夹紧力方向对镗孔位置精度影响机床夹具设计工件的定位和夹紧第67页

2）夹紧力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，以利于减小所需夹紧力。当夹紧力、切削力、工件本身重力方向均相同时，加工过程中所需夹紧力最小，从而能简化夹紧装置结构和便于操作，且利于降低工件变形。机床夹具设计工件的定位和夹紧第68页

3）夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小如图所表示薄壁套筒，其