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1、第第3章章工件在数控机床上的装夹工件在数控机床上的装夹31工件的装夹方式工件的装夹方式32机床夹具概述机床夹具概述33工件的定位工件的定位34定位基准的选择定位基准的选择35常见定位元件及定位方式常见定位元件及定位方式36工件的夹紧工件的夹紧31工件的装夹方式工件的装夹方式3.1.1概念概念 金属切削加工就是用金属切削刀具把工件毛坯上预留的金属材料(统称余量)切除，获得图样所要求的零件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。 3.1.2 3.1.2 工件的装夹方式工件的装夹方式1.直接找正装夹如图直接找正装夹如图31）此法是用划针盘上的划针或百分表，以目测法直
2、接在机床上找此法是用划针盘上的划针或百分表，以目测法直接在机床上找正工件位置的装夹方法。一边校验，一边找正，工件在机床上应正工件位置的装夹方法。一边校验，一边找正，工件在机床上应有的位置是通过一系列的尝试而获得的。有的位置是通过一系列的尝试而获得的。直接找正装夹法费时太多，生产率较低；且要凭经验操作，对直接找正装夹法费时太多，生产率较低；且要凭经验操作，对工人的技术水平要求高，所以一般只用于单件小批生产中。工人的技术水平要求高，所以一般只用于单件小批生产中。2.划线找正装夹划线找正装夹此法是在毛坯上先画出中心线、对称线及各待加工表面的加工此法是在毛坯上先画出中心线、对称线及各待加工表面的加工线
3、，然后按照划好的线找正工件在机床上的位置。对于形状复杂线，然后按照划好的线找正工件在机床上的位置。对于形状复杂的工件，常常需要经过几次划线。由于划线既费时，又需要技术的工件，常常需要经过几次划线。由于划线既费时，又需要技术水平高的划线工，划线找正的定位精度也不高，所以划线找正装水平高的划线工，划线找正的定位精度也不高，所以划线找正装夹只用在批量不大，形状复杂笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很夹只用在批量不大，形状复杂笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大，也无法采用夹具装夹的工件。大，也无法采用夹具装夹的工件。3.采用夹具装夹采用夹具装夹夹具是机床的一种附加装置，它在机床上与刀具间正确的相夹具是机床的一
4、种附加装置，它在机床上与刀具间正确的相对位置，于工件未装夹前已预先调整好，所以在加工一批工件时，对位置，于工件未装夹前已预先调整好，所以在加工一批工件时，工件只需按定位原理在夹具中准确定位，不必再逐个找正定位，工件只需按定位原理在夹具中准确定位，不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求。既省事又省工，在成批和大量生产中就能保证加工的技术要求。既省事又省工，在成批和大量生产中广泛使用。广泛使用。图31就是在车床四爪卡盘上用百分表找正定位。使本工序加工的内孔，能和已加工过的外圆保持较高的同轴度。图图31直接找正法直接找正法return32机床夹具概述机床夹具概述321机床夹具的分类机床夹具的分类
5、1、按使用机床类型分类、按使用机床类型分类可可分分为为车车床床夹夹具具、铣铣床床夹夹具具、钻钻床床夹夹具具又又称称钻钻模模）、镗镗床夹具又称镗模）、加工中心夹具和其他机床夹具等。床夹具又称镗模）、加工中心夹具和其他机床夹具等。2、按驱动夹具工作的动力源分类、按驱动夹具工作的动力源分类可可分分为为手手动动夹夹具具、气气动动夹夹具具、液液压压夹夹具具、电电动动夹夹具具、磁磁力力夹具、真空夹具和自夹紧夹具靠切削力本身夹紧等夹具、真空夹具和自夹紧夹具靠切削力本身夹紧等3、按专门化程度可分类、按专门化程度可分类（1通用夹具通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以是指已经标准化、无需调整或稍加调整
6、就可以用来装夹不同工件的夹具。这类夹具作为机床附件，由专门工用来装夹不同工件的夹具。这类夹具作为机床附件，由专门工厂制造供应，主要用于单件、小批生产。厂制造供应，主要用于单件、小批生产。（2专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。这类夹具结构紧凑，操作方便，但当产品变换或工序的夹具。这类夹具结构紧凑，操作方便，但当产品变换或工序内容更动后，往往就无法再使用，因此主要用于产品固定、工内容更动后，往往就无法再使用，因此主要用于产品固定、工艺相对稳定的大批量生产。艺相对稳定的大批量生产。（3组合夹具组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预
7、先制造好的是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。它在使用完毕后，可方通用标准元件和部件组装而成的夹具。它在使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具，如此不断重复使用。这类夹具具有缩短生产周期，减少夹具，如此不断重复使用。这类夹具具有缩短生产周期，减少专用夹具的品种和数量的优点，适用于新产品的试制和多品种、专用夹具的品种和数量的优点，适用于新产品的试制和多品种、小批量的生产。小批量的生产。（4可调夹具可调夹具是指加工完一种工件后，通过调整或更换个别是指加工完一种工件后，通过
8、调整或更换个别元件就能装夹另外一种工件的夹具，主要用于加工形状相似、元件就能装夹另外一种工件的夹具，主要用于加工形状相似、尺寸相近的工件。它兼有通用夹具和专用夹具的优点，多用于尺寸相近的工件。它兼有通用夹具和专用夹具的优点，多用于中小批量生产。中小批量生产。（5自动夹具自动夹具是指具有自动上、下料机构的专用夹具是指具有自动上、下料机构的专用夹具322机床夹具的组成机床夹具的组成下面以一个数控铣床夹具为例，说明机床夹具的组成。图图32连杆铣槽夹具结构连杆铣槽夹具结构1一一夹夹具具体体；2一一压压板板；3，7一一螺螺母母；4，5一一垫圈；垫圈；6一螺栓；一螺栓；8一一弹弹簧簧；9一一定定位位键键；
9、10一一菱菱形形销销；11一一圆柱销圆柱销从该例子可以看出，数控机床夹具一般由以下几部分组成。（1定位装置定位装置是由定位元件及其组合而构成，用于确定工件在夹具中的正确位置。常见定位方式是以平面、圆孔和外圆定位。图32中的圆柱销11、菱形销10等都是定位元件。（2夹紧装置夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置，保证定位可靠，使其在外力作用下不致产生移动，包括夹紧元件、传动装置及动力装置等。图32中的压板2、螺母3和7、垫圈4和5、螺栓6及弹簧8等元件组成的装置就是夹紧装置。（3连接元件这种元件用于确定夹具与机床工作台或机床主轴的相互位置的正确性。如图32中的定位键9。(4)夹具体用于连接夹具各
10、元件及装置，使其成为一个整体的基础件，以保证夹具的精度、强度和刚度。（5其他元件及装置按照不同工件的不同的加工要求，夹具上还可能有其他组成部分，如确定工件与刀具相对位置并引导刀具进行加工的引导元件；被加工元件需要分度时的分度装置；以及上下料装置、排屑装置、顶出器等。33工件的定位工件的定位331六点定位原理如图33所示，工件在空间具有六个自由度，即沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度、和绕这三个坐标轴的转动自由度、。因而，要完全确定工件的位置，就需要按一定的要求布置六个支承点即定位元件来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度。这就是工件定位的“六点定位原理”。图图33
11、工件在空间的自由度工件在空间的自由度 图图3434工件的六点定位工件的六点定位 (a)(a)长方形工件长方形工件 (b) (b) 盘类盘类工件工件 (c) (c) 轴类工件轴类工件 由图34可知，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同 332限制工件自由度与加工要求的关系限制工件自由度与加工要求的关系图图35工件应限制自由度的确定工件应限制自由度的确定总之，在机械加工中，一般为了简化夹具的定位元件结构，只要对影响本工序加工尺寸的自由度加以限制即可。333六点定位原理的应用六点定位原理的应用1.完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位（1完全定位完全定位如上图中，在环形工件的侧面
12、上钻孔。又如图34、35a所示。 工件的六个自由度都被定位元件所限制的定位，称为完全定位。 （2 2不完全定位不完全定位 工件被限制的自由度少于六个，但不影响加工要求的定位称为不完全定位。 五点定位 四点定位 三点定位 二点定位2过定位与欠定位过定位与欠定位（1欠定位欠定位 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。 图36限制自由度与加工要求的关系 例如铣图36所示零件上的通槽，应该限制 、 、 三个自由度以保证槽底面与A面的平行度及尺寸 mm两项加工要求；应该限制 、 两个自由度以保证槽侧面与B面的平行度及尺寸300.1mm两项加
13、工要求； 自由度不影响通槽加工，可以不限制。假如 没有限制， mm就无法保证；假如 或 没有限制，槽底与A面的平行度就不能保证 （2 2过定位过定位工件的同一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制两次以上的定位称为过定位。 图37连杆定位方案例如，图37a所示的连杆定位方案，长销限制了、四个自由度，支承板限制了、三个自由度，其中、被两个定位元件重复限制，这就产生过定位。当连杆小头孔与端面有较大垂直度误差时，夹紧力FJ将使长销弯曲或使连杆变形图37b、c)，造成连杆加工误差。若采用图37(d)所示方案，将长销改为短销，就不会产生过定位。总之，过定位是否采用，必须看它对加工所起的后果来判断过定位是
14、否允许。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。334定位与夹紧的关系定位与夹紧的关系定位与夹紧的任务是不同的，两者不能互相取代。若认为工件被夹紧后，其位置不能动了，所以自由度都已限制了，这种理解是错误的。图38所示，工件在平面支承1和两个长圆柱销2上定位，工件放在实线和虚线位置都可以夹紧，但是工件在X方向的位置不能确定，钻出的孔其位置也不能确定，（出现尺寸A1和A2）。只有在X方向设置一挡销时，才能保证钻出的孔在X方向获得确定的位置。另一方面，若认为在挡销的反方向仍然有移动的可能性，因此位置不确定，这种理
15、解也是错误的。定位时，必须使工件的定位基准紧贴在夹具定位元件上，否则不成其为定位，而夹紧则使工件不离开定位元件。图图38 38 定位与夹紧的关系定位与夹紧的关系 34定位基准的选择定位基准的选择341基准及其分类基准及其分类1.设计基准设计基准基准，就是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准功用不同，分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是在零件设计图纸上用来确定其它点、线、面的位置的基准。 图图39 39 设计基准示例设计基准示例 2工艺基准工艺基准工艺基准是在工艺过程加工和装配过程中所采用的基准。它包括：（1工序基准是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、
16、形状、位置的基准。所标注的被加工面位置尺寸称为工序尺寸。（2定位基准是在加工中用于工件定位的基准。图图310 310 工序基准示例工序基准示例 图图311 311 定位基准示定位基准示例例作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在(如孔和轴的轴心线，两平面之间的对称中心面等)，在定位时是通过有关具体表面体现的，这些表面称为定位基面。工件以回转表面(如孔、外圆)定位时，回转表面的轴心线是定位基准，而回转表面就是定位基面。工件以平面定位时，其定位基准与定位基面一致。（3 3测量基准测量基准 是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准 图图31
17、2 312 工件上已加工表面的测量基准工件上已加工表面的测量基准 （4 4装配基准装配基准 是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。的基准。 图图313装配基准示例装配基准示例图314是各种基准之间相互关系的实例 图图314各种基准之间的关系各种基准之间的关系342定位基准的选择定位基准的选择1粗基准的选择原则粗基准的选择原则机加工的第一道工序中，只能用毛坯上未加工过的表面作定位基准，称为粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，称为精基准。有时，为方便装夹或易于实现基准统一，在工件上专门制出一种定位基
18、准，称为辅助基准。粗基准的选择原则（1相互位置要求原则若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应选不加工表面为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。若有好几个不加工表面，则粗基准应选取位置精度要求较高者。(图315、316）（2加工余量合理分配原则若工件上每个表面都要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。（图317）（3重要表面原则为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。（图318）（4不重复使用原则粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上(或夹具中)的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导
19、致相应加工表面出现较大的位置误差。因而，粗基准一般不应重复使用。（图319）（5便于工件装夹原则作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。图图315 315 套筒粗基准的选择套筒粗基准的选择 图图316 316 拨杆粗基准的选择拨杆粗基准的选择 图317阶梯轴的粗基准选择图图319基准重复使用的误差基准重复使用的误差return图图318床身导轨面的粗基准的选择床身导轨面的粗基准的选择(a)正确正确(b)不正确不正确return2精基准的选择原则精基准的选择原则 (1)基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合原则。采
20、用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差(称为基准不重合误差)。 图图320设计基准与定位基准的关系设计基准与定位基准的关系 例如，图320(a)所示零件，欲加工孔3，其设计基准是面2，要求保证尺寸A。 若如图317(b)所示，以面1为定位基准，在用调整法先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法加工时，尺寸A是通过控制尺寸B和C来间接保证的。则尺寸A可能的误差值为 Amax Amin = Cmax Bmin (Cmin Bmax) = Bmax Bmin +Cmax Cmin 即 TA = TB + TC
21、 若按图320(c)所示用面2定位，则符合基准重合原则，可以直接保证尺寸A的精度 （2 2基准统一原则基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少为基准统一原则。这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，因基准转换而引起的误差，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。缩短了生产准备周期。（3 3自为基准原则自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工或光整加工工序，某
22、些要求加工余量小而均匀的精加工或光整加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。（4 4互为基准反复加工原则互为基准反复加工原则 为使各加工表面之间具有较高的位置精度，为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有小而均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反或为使加工表面具有小而均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准反复加工原则。复加工的方法，称为互为基准反复加工原则。 图图321 321 床身导轨面自为基准的实例床身导轨面自为基准的实例 图图322 322 互为基准实例互为基准实例 1
23、1卡盘卡盘 2 2滚柱滚柱 3 3齿轮齿轮 （5 5便于装夹原则便于装夹原则 所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，夹具结构简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。因而，精基准应选择尺寸精度、形状精度较高而表面以承受较大的切削力。因而，精基准应选择尺寸精度、形状精度较高而表面粗糙度值较小、面积较大的表面。粗糙度值较小、面积较大的表面。 图图323 323 支座的定位支座的定位 在实际生产中，精基准的选择要完全符合上述原则，有时
24、很难做到。必须根据具体的加工对象和加工条件，从保证主要技术要求出发，灵活选用有利的精基准，达到定位精度高，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的要求。3辅助基准的选择辅助基准的选择辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准。图图324辅助基准典型实例辅助基准典型实例图324所示为车床小刀架的形状及加工底面时采用辅助基准定位的情况。加工底面用上表面定位，但上表面太小，工件成悬臂状态，受力后会有一定的变形，为此，在毛坯上专门铸出了工艺搭子工艺凸台），和原来的基准齐平。工艺凸台上用作定位的表面即是辅助基准面，加工完毕后应将其从零件上切除。35常见定位元件及定位方式常见定位元件及定位
25、方式351工件以平面定位工件以平面定位1固定支承固定支承固定支承有支承钉和支承板两种形式，如图固定支承有支承钉和支承板两种形式，如图325所示，在使用中都不能调所示，在使用中都不能调整，高度尺寸是固定不动的。为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配整，高度尺寸是固定不动的。为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后需将其工作表面一次磨平。后需将其工作表面一次磨平。图图325 325 支承钉和支承板支承钉和支承板 a)平头支承钉b)球头支承钉c)齿纹头支承钉d)简单型支承板e)带斜槽支承板2可调支承可调支承用于工件定位过程中，支承钉高度需调整的场合，如图326所示。可调支承大多用于毛坯尺寸、形状
26、变化较大以及粗加工定位，以调整补偿各批毛坯尺寸误差。一般不对每个工件进行一次调整，而是对一批毛坯调整一次。在同一批工件加工中，它的作用与固定支承相同。3浮动支承自位支承）浮动支承是在工件定位过程中，能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承。浮动支承常用的有三点式浮动支承图327a和两点式浮动支承图327b）。这类支承的特点是：定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点都与工件接触为止。无论哪种形式的浮动支承，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度，主要目的是提高工件的刚性和稳定性。适用于工件以毛坯面定位或刚性不足的场合。图图326可调支承可调支承1调整钉调整钉2锁紧螺母锁紧螺母图图3
27、27浮动支承浮动支承4辅助支承辅助支承辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等原因，可能辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等原因，可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。因而，辅助支承是只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而增设的支承。因而，辅助支承是只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。故需注意，在使用辅而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。故需注意，在使用辅助支承时，须待工件定位夹紧后，再调整支
28、承钉的高度，使其与工件的有关助支承时，须待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触。且每安装一个工件就调整一次辅助支承并锁紧，则能承受切削力，表面接触。且每安装一个工件就调整一次辅助支承并锁紧，则能承受切削力，增强工件的刚度和稳定性。但一个工件加工完毕后，一定要将所有辅助支承增强工件的刚度和稳定性。但一个工件加工完毕后，一定要将所有辅助支承退回到和新装上去的工件保证不接触的位置。退回到和新装上去的工件保证不接触的位置。图图328辅助支承辅助支承1滑柱滑柱2弹簧弹簧3顶柱顶柱352工件以圆孔定位工件以圆孔定位1.定位定位销定位定位销分分为短短销和和长销。短。短销只能限制两个移
29、只能限制两个移动自由度，而自由度，而长销除限制两除限制两个移个移动自由度外，自由度外，还可限制两个可限制两个转动自由度，主要用于零件上的中小孔定位，自由度，主要用于零件上的中小孔定位，一般直径不超一般直径不超过50mm。图图329定位销定位销2.定位心轴定位心轴定定位位心心轴轴主主要要用用于于盘盘套套类类工工件件的的定定位位。图图330为为常常用用刚刚性性定定位位心心轴轴的的结结构形式构形式。内内孔孔的的自自动动定定心心夹夹紧紧机机构构有有三三爪爪卡卡盘盘、弹弹簧簧心心轴轴等等。如如图图331为为一一种种弹弹簧心轴定位示例簧心轴定位示例。图330刚性定位心轴1引导部分2工作部分3传动部分ret
30、urn图图331弹簧心轴弹簧心轴1-工件工件2-夹头夹头3-心体心体4-销钉销钉5-锥形套筒锥形套筒6-螺母螺母3.3.圆锥销圆锥销 定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的 、 、 三个移动自由度三个移动自由度 。如图。如图332332所示。所示。 图图333333所示，为圆锥所示，为圆锥- -圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定心，圆柱圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定心，圆柱部分可减少工件倾斜。以上三种定位方式均限制工件的五个自由度。部分可减少工件倾斜。以上三种定位方式均限制工件的五个自由度。 return图图333 333
31、圆锥销组合定位圆锥销组合定位 图图332圆锥销定位圆锥销定位return353工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位1V形块形块V形块是外圆柱面定位时用得最多的定位元件。因为V形块可用于完整或不完整的圆柱面定位；用于精基准，也可用于粗基准；而且对中性好，可以使工件的定位基准轴线保持在V形块两斜面的对称平面上，而且不受工件直径误差的影响，安装方便。图334V形块V形块在使用中有固定或活动式两种。图图335活动活动V形块的应用形块的应用2套筒定位和剖分套筒套筒定位和剖分套筒 图336是套筒定位的实例，其结构简单，但定心精度不高。为防止工件偏斜，常采用套筒内孔与端面联合定位。 图图336外圆表面的套筒
32、定位外圆表面的套筒定位剖分套筒为半圆孔定位元件，主要适用于大型轴类零件的精密轴颈定位，以便于工件的安装。图图337剖分套筒剖分套筒3定心夹紧机构定心夹紧机构 外圆定心夹紧机构有三爪卡盘、弹簧夹头等。图338为推式弹簧夹头，在实现定心的同时，能将工件夹紧。 图图338弹簧夹头弹簧夹头354工件以一面两孔定位工件以一面两孔定位如图339所示，一面两孔定位是机械加工过程中最常用的定位方式之一，即以工件上的一个较大平面和与该平面垂直的两个孔组合定位。夹具上如果采用一个平面支承(限制、和三个自由度)和两个圆柱销各限制和二个自由度，）作定位元件，则在两销连心线方向产生过定位(重复限制自由度)。为了避免过定
33、位，将其中一销做成削边销。削边销不限制自由度而限制自由度。关于削边销的尺寸，可参考教材表33。削边销与孔的最小配合间隙Xmin可由下式计算。（31）图图339一面两孔定位一面两孔定位1圆柱销圆柱销2削边销削边销3定位平面定位平面式中b削边销的宽度；TD两定位孔中心距公差；Td两定位销中心距公差；D与削边销配合的孔的直径。355定位误差定位误差定位误差是指一批工件依次在夹具中进行定位时，由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸通常指加工表面对工序基准的距离尺寸或位置方面的加工误差，用D表示。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不重合或工序基准自身在位置上发生偏转所引起。图340所示的是工件以平面C
34、和D在夹具中进行定位，要求加工孔A和孔B时，以实线和虚线表示一批工件外形尺寸为最大和最小的两个极端位置情形。通过对左图分析，可得出以下结论：1工件在定位时，不仅要限制工件的自由度，使工件在夹具中占有一致的正确加工位置，而且还必须尽量设法减少定位误差，以保证足够的定位精度。2工件在定位时产生定位误差的原因有两个：（1)定位基准与工序基准不重合，产生基准不重合引起的定位误差，即基准不重合误差B。（2)由于工件的定位基准与定位元件的限位基准不重合而引起的定位误差，即基准位移误差Y。工件在夹具中定位时的定位误差，便是由上述两项误差所组成，即D=B+Y图340定位误差分析36工件的夹紧工件的夹紧361夹
35、紧装置的组成夹紧装置的组成加工过程中，为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用下产生位移和振动，须将工件夹紧。这种保证加工精度和安全生产的装置，称为夹紧装置。1力源部分对于机动夹紧装置，夹紧力源就是产生原始作用力的装置。常用的力源有气动、液压、气液联动、电力等。对于手动夹紧装置，则夹紧力源就是人力，不需要再配备相应的装置。2夹紧机构夹紧机构分为中间传力机构和夹紧元件两部分。直接与工件被压面接触，执行夹紧工件任务的最终环节是夹紧元件，而中间传力机构则接受夹紧力源装置的原始作用力并把它变为夹紧力传递给夹紧元件，实现夹紧工件。362夹紧力的确定夹紧力的确定确定夹紧
36、力包括正确地选择夹紧力的三要素，即：夹紧力的方向、作用点和大小。1夹紧力方向的确定（1夹紧力的作用方向应垂直指向主要定位基准。（图341）（2夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能的小。（图342）（3夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能的小。（图343）2夹紧力作用点的选择（1夹紧力的作用点应施加于工件刚性较好的部位上。这一原则对刚性差的工件特别重要。(图344）（2夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面。为提高工件加工部位的刚性，防止或减少工件产生振动，应将夹紧力的作用点尽量靠近加工表面。（图345）（3夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心。（图346）3夹紧力大小一般
37、按静力平衡原理，计算所需的理论的夹紧力，乘上安全系数即为实际所需夹紧力。图341夹紧力朝向主要定位面图342夹紧力方向对夹紧力大小的影响图图343套筒的夹紧套筒的夹紧return图344夹紧力作用点应在工件刚度大的地方图345夹紧力作用点靠近加工表面图346夹紧力作用点与工件稳定的关系1夹具2工件return363典型夹紧机构典型夹紧机构1.斜楔斜楔夹紧机构机构采用斜楔作采用斜楔作为传力元件或力元件或夹紧元件的元件的夹紧机构，称机构，称为斜楔斜楔夹紧机构机构图347）2螺旋螺旋夹紧机构机构采用螺旋直接采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件或采用螺旋与其他元件组合合实现夹紧的机构，称的机构，称为螺
38、螺旋旋夹紧机构。螺旋机构。螺旋夹紧机构具有机构具有结构构简单、夹紧力大、自力大、自锁性好和制造方便性好和制造方便等等优点，很适用于手点，很适用于手动夹紧，因而在机床，因而在机床夹具中得到广泛的具中得到广泛的应用。缺点是用。缺点是夹紧动作作较慢，因此在机慢，因此在机动夹紧机构中机构中应用用较少。螺旋少。螺旋夹紧机构分机构分为单个螺旋个螺旋夹紧机构机构图348和螺旋和螺旋压板板夹紧机构机构图349）。）。3偏心偏心夹紧机构机构用偏心件直接或用偏心件直接或间接接夹紧工件的机构，称工件的机构，称为偏心偏心夹紧机构。常用的偏心机构。常用的偏心件有件有圆偏心偏心轮图350a、b）、偏心）、偏心轴图350c
39、和偏心叉和偏心叉图350d）。）。偏心偏心夹紧机构操作方便、机构操作方便、夹紧迅速，缺点是迅速，缺点是夹紧力和力和夹紧行程都行程都较小。一小。一般用于切削力不大、振般用于切削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。小、没有离心力影响的加工中。图347斜楔夹紧机构1斜楔2滑柱3浮动压板4工件return图图348单螺旋夹紧机构单螺旋夹紧机构1固定螺钉固定螺钉2衬套衬套3夹具体夹具体4工件工件5压板压板图349螺旋压板夹紧机构Return图350偏心夹紧夹紧机构return364力源传动装置力源传动装置现代高效率的夹具，大多采用机动夹紧。其中最常用的力源传动系统有气压和液压传动。1.气压传动装置以
40、压缩空气为动力的气压夹紧，动作迅速，压力可调，污染小，设备维护简便。但气压夹紧夹紧刚性差，装置的结构尺寸相对较大。典型的气压传动系统如图351所示。图351气压传动系统1气源2雾化器3减压阀4单向阀5换向阀6调速阀7压力阀8气缸气缸是气压夹具的动力部分。常用气缸有活塞式和薄膜式两种结构形式。活塞式气缸的工作行程较长，其作用力的大小不受行程长度的影响。从使用特点上，活塞式气缸可分为回转式和不动式。在加工时，工件与夹具一起转动如车、磨用气动夹具则采用回转式气缸，如图352所示。在高速回转时不宜采用回转式，而采用不动式气缸，如图353所示，只有拉杆随主轴一起转动。薄膜式气缸，如图354所示，密封性好
41、，简单紧凑，摩擦部位少，使用寿命长，但其工作行程短，作用力随行程大小而变化。图352回转式气缸及应用1-夹具2、5-过渡盘3-主轴4-拉杆6-气缸7-活塞8-导气管接头图353不动式气缸1-气缸2-活塞3-拉杆4、5-导气管接头6-螺塞return图图354薄膜式气缸薄膜式气缸1接头接头2、3弹簧弹簧4托盘托盘5薄膜薄膜6推杆推杆return2液压传动装置液压传动装置液压传动是用压力油作为介质，其工作原理与气压传动相似。但与气压传动装置液压传动是用压力油作为介质，其工作原理与气压传动相似。但与气压传动装置相比，具有夹紧力大，夹紧刚性好，夹紧可靠，液压缸体积小及噪声小等优点。因而，相比，具有夹紧
42、力大，夹紧刚性好，夹紧可靠，液压缸体积小及噪声小等优点。因而，液压夹紧装置特别适用于切削力较大时工件的夹紧或加工大型工件时的多处夹紧。但液压夹紧装置特别适用于切削力较大时工件的夹紧或加工大型工件时的多处夹紧。但其缺点是易漏油，液压元件制造精度要求高。其缺点是易漏油，液压元件制造精度要求高。(参见图参见图515）小结与复习思考题小结与复习思考题小结小结本章主要介绍了以下内容：工件的装夹方式；机床夹具的分类、机床夹具的基本本章主要介绍了以下内容：工件的装夹方式；机床夹具的分类、机床夹具的基本组成部分；工件的定位原理和相关概念及其应用实例；基准的概念和定位基准的组成部分；工件的定位原理和相关概念及其
43、应用实例；基准的概念和定位基准的选择原则；常见定位元件及定位方式；工件夹紧力的确定及典型夹紧机构和力源选择原则；常见定位元件及定位方式；工件夹紧力的确定及典型夹紧机构和力源机构。机构。重点要求熟悉夹具的组成和常用定位元件及定位方式。能正确选择工件的定位重点要求熟悉夹具的组成和常用定位元件及定位方式。能正确选择工件的定位基准；结合定位原理能正确确定工件的定位元件及定位方式；能正确分析和确定基准；结合定位原理能正确确定工件的定位元件及定位方式；能正确分析和确定工件夹紧力方向和作用点的布置。工件夹紧力方向和作用点的布置。复习思考题复习思考题重点讲解：重点讲解：3-4、3-7、3-9、3-11、3-14、3-17
