数控机床工件装夹及夹具的选用教学文案
第3章1工件定位与装夹讲稿
平面定位的主要形式是支承定位。图2-24给出了平 面定位的几种情况。
Z
Z
Z
Y X
Z
Y X
Z
Y X
Z
Y X X
Y X
Y
图2-24 工件以平面定位
3.1.3定位方法与定位元件
支承钉 固定式定位元件 支承板 主要支撑 （1）平面定位元件 浮动式定位元件 辅助支承 可调式定位元件
3.1.3定位方法与定位元件
3.1.2. 定位原理的应用
3、欠定位
工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。
欠定位不能保证工件的正确定位，因而是绝对不允许的。
Z Y X
B B a） 图3-8 欠定位示例
B
b）
3.1.2. 定位原理的应用
4、过定位 （1）定义：过定位 ：工件某一个自由度（或某几
个自由度）被两个（或两个以上）支撑点（定位元件 ）重复约束，称为过定位。
Y
X a）
X a1）
3.1.2. 定位原理的应用
2、不完全定位：工件6个自由度中有1个或几个自由度未 被限制，但仍能保证加工要求的定位(合理的），称为不完 全定位。 不完全定位例1： Z
Z
Y
Y
X a）
铣削上平面
X a1）
3.1.2. 定位原理的应用
不完全定位例2：
Z
Z
Y
Y
X b）
铣削通槽
X b1）
a预定位； b提高装夹的刚性和稳定性等
2）辅助支承实例
a）螺旋式辅助支承
图 2-12 辅助支承 1、5—支承 2—弹簧 3—顶柱
2）辅助支承实例
b）自位式辅助支承
数控加工零件的安装与夹具的选择
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在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。
在选择时应注意以下几点：1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
（2）选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
除此之外，还要考虑以下几点：
1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。
2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。
4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中
的走刀（如产生碰撞等）。
数控机床零件装夹与夹具选择的技巧与注意事项
数控机床零件装夹与夹具选择的技巧与注意事项数控机床作为现代机械加工领域中的重要设备，其零件装夹与夹具选择对于加工质量和效率起着至关重要的作用。
在数控机床加工过程中，合理选择零件装夹方式和夹具，能够确保工件的精度、稳定性和安全性。
本文将介绍数控机床零件装夹与夹具选择的技巧和注意事项。
首先，对于数控机床零件装夹，我们需要考虑以下几个方面。
一、零件的材料和形状不同材料和形状的零件，选择合适的装夹方式和夹具是至关重要的。
例如，对于硬度较高和较重的零件，我们需要选择更牢固和稳定的装夹方式和夹具，以确保加工过程中的精度和安全性。
而对于形状复杂和薄壁的零件，应选用柔性的装夹方式和夹具，以避免变形或损坏。
二、零件的尺寸和重量零件的尺寸和重量也是选择装夹方式和夹具的重要考虑因素。
较小和较轻的零件可以采用机械夹具或磁性夹具进行装夹，而较大和较重的零件则需要选择更牢固和稳定的装夹方式，如气动夹具或液压夹具。
三、零件的加工工艺要求不同的加工工艺对于零件的装夹方式和夹具也有着不同的要求。
例如，对于需要进行多次定位和转位的零件，我们可以使用多点定位夹具或快速换位夹具，以提高加工效率和精度。
而对于需要进行旋转加工的零件，应选择旋转装夹方式和夹具，以确保加工过程中的稳定性和精度。
接下来，针对夹具的选择，我们需要注意以下几点。
一、夹具的刚性和稳定性夹具的刚性和稳定性对于数控机床加工来说至关重要。
选择具有良好刚性和稳定性的夹具，可以减少零件的振动和变形，提高加工精度和表面质量。
因此，在选择夹具时，应尽量避免选用结构复杂、材料差或加工工艺较差的夹具。
二、夹具的精度和重复定位精度夹具的精度和重复定位精度直接影响加工零件的精度和重复性。
为了保证加工的稳定和精度，应选择夹具具有高精度和重复定位精度的夹具。
夹具的精度指的是夹爪、定位孔、定位块等零件在制造和装配过程中的加工精度要求，而重复定位精度指的是夹具在多次装卸后能否保持稳定的定位精度。
教案中职《数控加工工艺》零件在数控机床上的定位与装夹
《零件在数控机床上的定位与装夹》教案提问：同学们有观察过平时做饭切菜时，我们是怎么样切出我们想要的形状呢？【师】使用夹具对工件进行加工时，必须按照加工工艺的要求把工件放在夹具中，使工件在夹紧之前相对于机床和刀具有个正确的确定位置，这个过程称为工件的定位。
一、定位基准的选择1.粗基准的选择（1）定义机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面定位，这种基准面称为粗基准。
（2）选择原则1）相互位置要求原则：为保证加工表面与不加工表面之间的位置尺寸要求，应选取不加工表面作粗基准。
2）加工余量合理分配原则：为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面为粗基准。
3）重要表面原则：为保证重要表面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准。
4）不重复使用原则5）便于工件装夹原则【课堂练习】分析下图中各零件加工主要表面时粗基准应该如何选择？分析：主要表面：720,732H H ΦΦ和大小孔上下平面 粗基准：大头外圆弧，小头外圆弧，平面2.精基准的选择 （1）定义用已加工过的表面作为定位基准面称为精基准。
（2）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。
2）基准统一原则：同一零件的多道工序尽可能的选择同一个定位基准。
3）自为基准原则4）互为基准原则：对于某些位置精度高的面，采用互为基准反复加工的方法。
5）便于装夹原则课堂练习分析下图中各零件加工主要表面时精基准应该如何选择？分析：主要表面：720,732H H ΦΦ和大小孔上下平面粗基准：大头外圆弧，小头外圆弧，平面精基准：已加工过的大头外圆弧，小头外圆弧，平面二、定位元件及其应用 自由度【过渡】空间内自由的物体可能具有的运动？【归纳总结】任何一个工件在夹具中未定位前，都可以看成在空间直角坐标系中的自由物体。
一个物体在三维空间中具有的运动包括沿二个坐标轴的移多动和转动。
分别是三个移动自由度和三个转动自由度，共六个自由度。
【设疑】在加工过程中，是否所有的工件都必须限制6个自由度？学生带着思考展开下面定位元件的学习1.平面定位元件（1）固定支承1）支承钉2）支承板【讨论】支承点是否可以随意分布？支承点的分布必须恰当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。
第2章工件在数控机床上的装夹
• 不完全定位示例
•球体上通铣平面 时采用的两点定位
• 球体上通铣平面时 采用的三点定位
第2章工件在数控机床上的装夹
•3、过定位与欠定位
•过定位：某一方向的自由度被重复限制
•
两次以上的定位
•过定位示例
第2章工件在数控机床上的装夹
•欠 定 位
•欠 定 位
•工序中加工要求必须限制 •的自由度没有被全部限制
•4
•4
•3
•1
•2
•4
•3
•1
第2章工件在数控机床上的装夹
• 过定位
•3
•2
•2
•圆柱销2改 为菱形销
•“一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ两孔”定位 时解决过定位的方 法
•3 •1
•2
第2章工件在数控机床上的装夹
•常 用 定 位 元 件 所 限 制 的 自 由 度
第2章工件在数控机床上的装夹
•常用定位元件所限制的自由度
第2章工件在数控机床上的装夹
•1. 固 定 支 承
第2章工件在数控机床上的装夹
• 可调支承主要用于工件的毛坯制造精度不
高，而又以粗基准面定位的工序中。
2
• 图所示的几种可调支承采用螺钉螺母形式 实现支承点位置的调整。可调支承在使用
可 时的作用与固定支承相同。
调
支
承
第2章工件在数控机床上的装夹
3 自 位 支 承
第2章工件在数控机床上的装夹
定位基准
加工时，使工件在机床或夹具中占据一正确 位置所用的基准，称为定位基准
•将零件套在心 轴上磨削φ40h6 外圆表面时，内
孔即定位基准
第2章工件在数控机床上的装夹
中职课题七：工件在数控机床上的装夹(三)教案教学设计
课题七：工件在数控机床上的装夹（三）标题：定位误差一、教学目的：掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。
二、教学安排：（一）旧课复习内容：1、精基准的选择原则。
2、工件常用的定位方式。
（二）新课内容知识点：3.5.1 定位误差定位误差的概念、产生的原因（重点掌握）（难点）（中级数控车铣考证要求知识点）定位误差的计算（了解）3.5.2 夹紧装置对夹紧装置的基本要求；夹紧力三要素的确定原则（重点掌握）（难点）（中级数控车铣考证要求知识点）夹紧气、液动设备（了解）。
（三）新课内容：3.5 定位误差与夹紧3.5.1 定位误差定位误差的概念指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。
用△D表示。
产生原因：基准不重合误差△B与基准位移误差△Y。
定位误差的计算△D=△B±△Y；工件以平面定位：△D=△B，（△Y=0）工件以内孔定位：△Y=1/2（δD+δd）工件以外圆柱面定位：△Y=0.707δD（90°V型块定位）3.5.2 夹紧装置对夹紧装置的基本要求：1、夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。
2、夹紧力大小合适。
3、结构简单，制造维修易。
4、操作方便，安全、省力。
夹紧力的确定原则：1、夹紧力方向的确定原则：（1）夹紧力应朝向工件的主要定位面。
如挂图。
（2）夹紧力应尽量与切削力、重力方向一致，以减少夹紧力。
（3）夹紧力应指向工件刚性好的方向。
2、夹紧力作用点的确定原则：（1）作用点应在定位元件支承的范围内。
挂图。
（2）作用点应位于工件刚性好的部位。
（3）作用点应尽量靠近加工面。
3、夹紧力大小的确定：（1）手动夹紧：不需算出夹紧力的确切数据。
（2）机动夹紧：按静力平衡原理计算理论夹紧力，乘以安全系数，以决定动力部分的尺寸（如气缸、活塞的直径等）。
夹紧气、液动力装置：机动夹紧装置一般由夹紧元件、中间传递部分和力源部分组成。
典型气动传动系统一般由气源部分如空压机、储气罐，控制部分如各种阀、执行元件如气缸等组成。
数控机床装夹教学内容
定位 夹紧
工件能准确地放在机床的合适位置上。 使工件相对于刀具和机床占有正确的加 工位置
工件定位后，还需对工件压紧夹牢。使 其在加工过程中不发生位置变化
第3章 数控机床装夹
3.1 工件定位的基本原理
一、六点定位原理
空间物体的六个自由度， 如图所示：
沿X、Y、Z的移动自由度 绕X、X,YY、,ZZ轴转动的自由 度
第3章 数控机床装夹
例3－2 铣 削加工如 图所示零 件，毛坯 尺寸为 68mm×4 0mm×6m m，确定 夹装方式 及夹具选 择。
第3章 数控机床装夹
组合夹具 可调夹具
由一套结构已经标准化、尺 寸已经规格化的通用元件组
合元件所构成
组合夹具与专用夹具的结合
主要用于单 件小批量生 产
适用于定型 产品的成批 和大量生产
主要用于中 小批量生产
第3章 数控机床装夹
按使用机床分类
夹具按使用机床不同，可分为车床夹具、铣床 夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、 数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹 具以及其他机床夹具等。
应该限制的自 由度没有被限 制的定位
应该限制的自 由度没有被限 制的定位
不允许使用
过定位是否使用要 看能否减少工件的 变形或定位操作是 否方便
第3章 数控机床装夹
4.2 常见定位方式
一、工件以平面定位 面与面接触限制3个自由度。 常用定位元件：固定支承、可调支承、浮动支 承、辅助支承。
二、工件以圆孔定位
泸州职业技术学院 机电系
第3章 数控机床装夹
概述 3.1 工件定位的基本原理 3.2 常见定位方式 3.3 定位误差 3.4 工件的夹紧 3.5 数控机床夹具介绍 3.6 典型实例
数控机床工件装夹及夹具的选用104页PPT
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
数控机床工件装夹及夹具的 选用
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
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圆柱销
各种心轴
V型块
定位套
以平面定位
支承订 支承板
A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧 面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或 H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其 外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6， 内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型 支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证 等高性
2）由于工序的加工精度要求，工件在定位时允许保留某 些方面的不定度。
•不完全定位是允许的。
不完全定位：
a图：完全自由 b、c、d图：可以沿Y轴方向移动， e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转
过定位
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。
而不影响定位。大批量生产时，应采用 可换定位销（JB/T 8014.3－1999）。 工作部分的直径，可根据工件的加工要 求和安装方便，按g5、g6、f6、f7制造 ，与夹具体配合为H7/r6或H7/n6，衬套 外径与夹具体配合为H7/h6，其内径与 定位销配合为H7/h6或H7/h5。当采用 工件上孔与端面组合定位时，应该加上 支承垫板或支承垫圈
支承本身在定位过程中所处的位置，随工件 定位基准面位置的变化而自动与之适应，其 作用相当于一个固定支承，只限制一个自由 度。由于增加了与定位基准面接触的点数， 故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于 工件以粗基准定位或刚性不足的场合
调节支承应用实例
以平面定位
旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性 ，并不起消除自由度的作用。使用时必须 逐个工件进行调整，以适应工件支承表面 的位置变化结构简单，但效率较低
数控机床工件装夹及夹具的选用
机床夹具概述
夹具 的组成
定位装置
夹紧装置
夹具体
其它装置 或元件
作用是使工件在夹具中占据正确的位置
作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工 过程中受到外力作用时不离开已经占据的 正确位置
将夹具上的所有组成部分，联接成为一个 整体的基础件
包含对刀元件、导向元件、分度装置、连 接元件等
在夹具中限制 工件的自由度
工件完全定位
不完全定位 欠定位 过定位
加工时，工件的六个自由 度被完全限制了的定位
在满足加工要求的前提下， 工件的六个自由度没有被完 全限制的现象
根据加工要求应该限制的自 由度而没有限制的现象
工件的某个自由度被重复限 制的现象称为过定位
完全定位
不完全定位： Z轴旋转未限 制
过定位
欠定位
欠定位即：按照加工要求应该限制的自由度没有 被限制的定位。
工件的定位，若应限制的自由度没有被限制，出 现欠定位，则不能保证一批工件在夹具中位置的一致 性和工序的加工精度要求，因而是不允许的。
欠定位
常用定位元件及定位方式
以平面 定位
支承钉
支承板
辅助支承
浮动支承
以外圆柱 面定位
以圆柱孔定 位
以圆柱孔定位
定位心轴
图a为间隙配合心轴，心轴工作部分按基孔 制h6、g6或f7制造。装卸工件较方便，但定 心精度不高；图b为过盈配合心轴，引导部 分直径D3按e8制造，其基本尺寸为基准孔的 最小极限尺寸，其长度约为基准孔长度的一 半。工作部分直径按r6制造，其基本尺寸为 基准孔的最大极限尺寸。当工件基准孔的长 径比L/D>1时，心轴的工作部分应稍带锥度 ，直径D1按r6制造，其基本尺寸为孔的最大 极限尺寸；直径D2按r6制造，其基本尺寸为 基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车 削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便， 定心准确，但装卸工件不便，且易损伤工件 定位孔。多用于定心精度要求较高的场合； 图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准 的工件
夹紧
工件定位 基本原理
六点定位原则
任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度， 即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和 绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是 限制工件的自由度
第二定位基 准面
基准轴
基准轴
第三定位 基准面
基准轴
主定位基 准面
工件定位时，用合理分布的六个支承点与 工件的定位基准相接触来限制工件的六个 自由度，使工件的位置完全确定，称为 “六点定则”。六点定则是工件定位的基 本法则，用于实际生产时，起支承作用的 是一定形状的几何体，这些用来限制工件 自由度的几何体就是定位元件
夹具的分 类Βιβλιοθήκη 按用途分类通专
可
组
成
用
用
调
合
组
夹
夹
夹
夹
夹
具
具
具
具
具
夹具的分 类
按适用机床分类
车
铣
钻
镗
磨
床
床
床
床
床
夹
夹
夹
夹
夹
具
具
具
具
具
夹具的分 类
按动力源分类
手 动 夹 具
气 动 夹 具
液 压 夹 具
气 液 增 压 夹 具
电 动 夹 具
磁 力 夹 具
真 空 夹 具
离 心 力 夹 具
其 它
工件在夹具中的定位
适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位，B 型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具 体上。若受力较大或支承板有移动趋势时， 应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。 采用两个以上支承板定位时，装配后应磨平 工作表面，以保证等高性
以平面定位
调节支承 自位支承
适用于毛坯（如铸件）分批制造，其形状和尺 寸变化较大的粗基准定位。亦可用于同一夹具 加工形状相同而尺寸不同的工件，或用于专用 可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加工前 调整一次，调整后用锁紧螺母锁紧
螺旋式辅助支承 自位螺旋式辅助支承
支承销的高度高于主要支承，当工件装 夹在主要支承上后，支承销被工件定位 基准面压下，并与其他主要支承一起与 工件定位基准面保持接触，然后锁紧。 适用于工件重量较轻，垂直作用的切削 负荷较小的场合
以圆柱孔定位
定位销
当工作部分直径D<3mm时采用小定位 销（JB/T 8014.1－1999），夹具体上 应有沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内
定位
使工件相对于机床及刀 具处于正确的位置
在机械加工中，要求加工出来的表面， 对加工件的其它表面保持规定的位置 尺寸。因为加工表面是由切削刀具和 机床的综合运动所造成，所以在加工 时，必须使加工件上的规定表面（线、 点）对刀具和机床保持正确的位置才 能加工出合格的产品
工件：在加工中保持这一正 确位置不变
X
Z
Z
a)
b)
不完全定位： Z轴旋转未限制
不完全定 位
按工件加工前的结构特点和工序加工精度要求， 又可分成如下两种情况：
1）由于工件加工前的结构特点，无法限制、也没有必要 限制某些方面的自由度。 如：在球面上钻孔，在光轴上车一段轴颈、在套 筒上铣一平面及在圆盘周边铣一个槽，都没有必要， 也不可能限制绕它们自身回转轴线或球心的不定度。 这方面的不定度未被限制，并不影响一批工件在加工 中位置的一致性。