第二章 工件的定位及机床夹具的设计要点

第二章工件的定位及机床夹

具的设计要点第一节

基准的概念及其分类第二节

工件的装夹方式第三节

工件的定位原理第四节

工件定位误差的分析与计算第五节

机床夹具设计的要点第一节基准的概念及其分类一、基准的概念

基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。二、基准的分类工艺基准（为工艺而用的基准）设计基准（为设计而用的基准）基准

1、设计基准

设计图样上所采用的基准称为设计基准，如零件图样上所采用的基准，也应包括装配图样上的基准，即装配基准。装配时是根据装配图样上的基准进行装配的。装配基准是指装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。例如，图2-1a所示的零件，对尺寸20mm而言，B面是A面的设计基准，或者A面是B面的设计基准，它们互为设计基准。一般说来，设计基准是可逆的。图2-1b所示的零件，对同轴度而言，

50mm的轴线是

30mm轴线的设计基准。而

50mm圆柱面的设计基准是50mm的轴线,

30mm圆柱面的设计基准是

30mm的轴线。不应笼统地说，轴的轴线是它们的设计基准。图2-1c所示零件，对尺寸45mm而言，圆柱面的下素线D是键槽底面C的设计基准。图2-1

又如图2-2所示的主轴箱箱体，顶面F的设计基准是底面D，孔Ⅲ和Ⅳ轴线的设计基准是底面D和导向侧面E，孔Ⅱ轴线的设计基准是孔Ⅲ和Ⅳ的轴线。D面和E面也是主轴箱总成在机床床身上的装配基准。图2-2

2、工艺基准——为工艺而用的基准(1)工序基准（工序简图上工序尺寸的基准，简言之，工序基准就是工序图上的基准。）(2)定位基准（它是在加工中用作定位的基准。用夹具装夹时，定位基准就是工件上直接与夹具的定位元件相接触的点、线、面。）(3)测量基准（它是测量时所采用的基准。）

现以图2-3为例说明各种基准及其相互关系。图2-3

3、树立正确的基准概念1）应从设计和工艺两方面去建立基准的正确概念。2）基准是依据的点、线、面必然都是客观存在的。3）基准要确切。第二节工件的装夹方式

工件的装夹方式有以下几种：(1)用夹具装夹

夹具是用以装夹工件（和引导刀具）的装置。(2)找正装夹找正是用工具(和仪表)根据工件上有关基准，找出工件在划线、加工或装配时的正确位置的过程。用找正方法装夹工件称为找正装夹。

找正装夹又可分为：1)划线找正装夹。（此法是用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。）2)直接找正装夹。(此法是用划针和百分表或通过目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。)图2-4图2-5第三节工件的定位原理一、工件的六点定位工件定位的实质就是在加工前，确定工件在机床上或夹具中占有正确位置。由运动学可知：自由刚体在空间直角坐标体系中有六个自由度。工件可近似地看成为自由刚体，要使工件定位就需要限制工件的六个自由度，这就称为工件的六点定位。在实际生产中，起定位作用限制工件自由度的是形状简单的几何体，称为定位元件。图2-6图2-7二、满足加工要求必须限制的自由度——完全定位和不

完全定位

完全定位：工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。

不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定位称为不完全定位。

通孔在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位：1）加工或通槽时，沿贯通方向的移动自由度可不限制。2）工件是轴对称时（圆柱体工件），绕对称轴的转动自由度可不限制。3）加工贯通平面时，可不限制沿两个贯通轴的移动自由度和不限制绕垂直加工面的轴的转动自由度。三、欠定位和重复定位

欠定位：为满足加工要求必须限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。

重复定位：若出现一个自由度同时被两个或两个以上的定位元件重复限制的定位称为重复定位。

图2-8

当齿坯的内孔与端面垂直度误差较大时，就会出现定位的不确定性。图2-9四、自由度叠加与消除方法

自由度叠加：各定位元件限制的自由度数之和为该定位方案总体限制的自由度数称为自由度叠加。

为了解决重复定位带来的定位不确定性，除提高工件重复定位的一组表面的位置精度和一组重复定位元件的位置精度，保证其相互不干涉外，必须消除多余的自由度数。具体的消除方法是：1）定位元件在重复定位的自由度方向可以浮动或移动，消除多余的自由度。2）改变定位元件的结构增加某个自由度方向的间隙，消除多余的自由度。

图2-10第四节工件定位误差的分析与计算

掌握了工件的定位原理，确定了工件的定位方案后，还要进行定位方案精度的定量分析，即定位误差的分析与计算。一、定位误差的含义和产生的原因

定位误差：