工件的装夹
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第二章工件装夹和机床夹具
第四节 工件在机床夹具中的定位
例2.在圆柱体上钻孔，保证孔尺寸及与外圆柱的同轴度。
第四节 工件在机床夹具中的定位
影响加工要求的自由度，必须限制；不影响加工要求
的自由度可限制，可不限制。
例及与3.图底示面，的在平一行工度件两上项铣要通求槽，。必为须保限证制尺Z寸, X6,0Y00.20mm
为保证尺寸30±0·1mm及槽侧面与B面的平行度，必须限制
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
2．夹紧元件或夹紧装置 夹紧工件，并使其在加工时在外 力作用下仍然保持工件在夹具中 正确位置的元件或装置称为夹紧 元件或夹紧装置。它一般由动力 装置（如气缸、油缸等）、中间 传力机构（如杠杆、螺纹传动副、 斜楔、凸轮等）和夹紧元件（如 卡爪、压板、压块等）组成。
X
,Leabharlann Z两个自由度，至于 Y 则可限制可不限制。
图1-12
第四节 工件在机床夹具中的定位
5.正确处理过定位： 1） 改变定位元件的结构避免过定位
如图示，把长圆柱销改成短圆柱销，即可避免了过定位。
第四节 工件在机床夹具中的定位
2. 去掉多余的定位支承，消除过定位
如图示，定位支承销3重复限制了Y 把定位支承销3撤消，
第二章 工件装夹与机床夹具
主要讲述内容： 第一节 基准的概念 第二节 工件的装夹方法 第三节 专用机床夹具的组成及其分类 第四节 工件在机床夹具中的定位 第五节 定位误差的分析与计算 第六节 工件的夹紧及夹紧装置 第七节 夹具设计的基本要求和步骤 第八节 夹具设计实例
第一节 基准的概念
一、基本概念： 1. 定位：
图1-7
第四节 工件在机床夹具中的定位
工件在机床的装夹方法
工件在机床的装夹方法
工件在机床上的装夹方法多种多样，具体的选择要根据工件的形状、尺寸、材料以及加工要求来确定。
以下是常见的几种装夹方法：
1. 平面装夹：适用于平面工件，可以使用平口钳、平口夹具等将工件固定在机床的工作台上。
2. 点装夹：适用于小尺寸的工件，可以使用点钳将工件的几个点位固定在机床上。
3. 槽装夹：适用于长条形工件，可以使用槽钳将工件固定在机床的工作台上。
4. 夹具装夹：适用于复杂形状的工件，可以设计制造专用夹具将工件固定在机床上。
5. 中心装夹：适用于轴类工件，可以使用中心握杆将工件的中心部位固定在机床上。
6. 万能装夹器：适用于各种形状的工件，可以通过调整夹具的夹持位置和夹持角度来适应不同形状的工件。
以上只是常见的几种装夹方法，实际应用中还会根据具体情况采用其他形式的装
夹方式。
选择合适的装夹方法可以确保工件在加工过程中稳定、安全地固定在机床上，提高加工精度和效率。
第二章工件的装夹及夹具设计
【例9】如下图，工件加工一个通槽，工件所要保证的加工尺寸为a±△a，因此 设计夹具时只需要限制a所在方向的自由度,以C面为定位基准, 工件以夹具定位加 工，按调整法进行，刀具位置按对刀基准调整。
a± △ a
B
Ami n
L± △ L
a)
C
δ定位产生的原因： a尺寸的工序基准是B， 定位基准是C，两者是 不重合的
第二章
2-1 概 述
工件的装夹及夹具设计
为了加工出符合规定技术要求的 表面，必须在加工前将工件装夹在机 床上或夹具中。
一. 装夹的概念
将工件在机床上或夹具中定 位、夹紧的过程
（1）装夹的目的
实现工件的定位与夹紧
定位：加工前使工件在机床或夹具中占有正确位置的过 程。
夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定 位位置不变的操作。
3） 夹 具 装 夹 概念：将工件直接安装在夹具的 定位元件上的方法 特点： ①工件在夹具中的正确定位，是 通过工件上的定位基准面与夹 具上的定位元件相接触而实现 的。因此，不再需要找正便可 将工件夹紧。 ②由于夹具预先在机床上已调整 好位置，因此，工件通过夹具 相对于机床也就占有了正确的 位置 ③通过夹具上的对刀装置，保证 了工件加工表面相对于刀具的 正确位置。
二.装夹的方法
1）直接找正装夹
概念：用划针、百分表等 工具直接找正工件位置并 加以夹紧的方法称直接找 正安装法。
效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。
2）划线找正装夹
概念：先用划针画出要加工 表面的位置，再按划线用划 针找正工件在机床上的位置 并加以夹紧
通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。
工件的装夹和夹具
B
Omax
O Omin
D
+TD 0
A
d
0 -Td
轴最细，孔最大
3） 当定位孔与心轴(或定位销)任意边接触时（心轴垂直放置）时。
ΔH3
=2 (Rmax-r1min)+rmax-rmin；
= Dmax-d1min+Td/2=TD+Td1+Δmin+Td/2
轴最细，内孔最 大，外圆最大
正确位置
b
轴最细，孔最大 ，外圆最小
1）、在长方体工件上铣通槽
2）、在长方体工件上铣不通槽
Z O
X Y
应 该限制 五个 自由度： Y; Z; X; Y; Z;
不完全定位
应该 限制六个自由度 ： X ;Y;Z; X ;Y;Z;
完全定位
3）、在球面上铣平面
4）、在车床上车外圆
Z O
X Y
应该限制一个自由度： Z
不完全定位
应该 限制四个自由度： Y ; Z ;Y ; Z ;
b)
Y;Z
Y;Z
c)
顶尖限制:
X Y、Z 方向转动自由度
4）连杆加工
Z X
Z X
X Y b） Z
X
X Y
Z X
b1）
X Y
X Y
b2） 图2-23b 过定位示例分析
b3）
5）圆柱件钻孔
Z
X
X Y c） X
X
Z X
X
Y
Z
c’）
Y c1）
图2-23c 过定位示例分析
六、 定位误差
1. 定位误差的概念
工序尺寸方向与接触点和销子中心连线方向相同，则其定
第3章-工件的定位和装夹
工件装好，就是在加工前确定工件在工艺系统中的正确位 置，即定位。将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之 在加工过程中始终保持在原先确定的位置上，即夹紧。从 定位到夹紧的全过程，称为装夹。
2.机床夹具的概念 在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过
程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。例如车床上 使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口钳等都是机床 夹具。
④辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需
增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点 是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁 紧；而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自 由度，也不允许破坏原有定位。如图3-19所示，工件以平面A定位，由于被 加工面悬伸较大，在切削力作用下会产生变形和振动，因此工件定位后增设 辅助支承3，以提高支承刚度，减少振动，提高加工精度。
(1)完全定位
(2) 工件的六个自由度都限制的定位称为完全定位
如图3-8所示，在长方形工件上加工一个盲孔，为满足所有加工要求， 必须限制工件的6个自由度，这就是完全定位。
图3-8 完全定位示例
（2）不完全定位 工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。如上
图中是加工一个通孔，就只需限制5个自由度，这就是属于不完全定位。
1)定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定 位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销 的顶端，而常用面或线来代替。根据数学概念可知，两个点决定一 条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点， 一个平面可代替三个支承点。在具体应用时，还可用窄长的平面 （条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
2.机床夹具的概念 在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过
程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。例如车床上 使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口钳等都是机床 夹具。
④辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需
增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。辅助支承的工作特点 是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁 紧；而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自 由度，也不允许破坏原有定位。如图3-19所示，工件以平面A定位，由于被 加工面悬伸较大，在切削力作用下会产生变形和振动，因此工件定位后增设 辅助支承3，以提高支承刚度，减少振动，提高加工精度。
(1)完全定位
(2) 工件的六个自由度都限制的定位称为完全定位
如图3-8所示，在长方形工件上加工一个盲孔，为满足所有加工要求， 必须限制工件的6个自由度，这就是完全定位。
图3-8 完全定位示例
（2）不完全定位 工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。如上
图中是加工一个通孔，就只需限制5个自由度，这就是属于不完全定位。
1)定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定 位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销 的顶端，而常用面或线来代替。根据数学概念可知，两个点决定一 条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点， 一个平面可代替三个支承点。在具体应用时，还可用窄长的平面 （条形支承）代替直线，用较小的平面来替代点。
机械制造工艺学——工件的装夹及夹具设计
项合并使用，即： δ装夹+δ对定<= 2T/3
特点：易于保证定位精度，装夹所用时间短夹具装夹过程
（二）夹具装夹误差 因采用夹具装夹，而造成加工表面的尺寸、
位置误差称为夹具装夹误差。 夹具装夹误差由三个方面的误差组成：
工件装夹误差δ装夹
对定误差δ对定
过程误差δ过程
（1）工件装夹误差δ装夹：与工件在夹具中装 夹有关的加工误差。
包括：定位误差δ定位： 工件在夹具中定位不准确所造成的加工误差。
夹紧误差δ夹紧：夹紧时，因工件或夹具 变形所造成的加工误差。
（2）对定误差δ对定：与夹具相对于刀具及 切削成形运动有关的加工误差。
包括：对刀误差δ对刀：夹具相对于刀具位 置有关的加工误差。
夹具位置误差δ位置：夹具相对成形运动 位置有关的加工误差。
（一）直接装夹：工件定位基准面与机 床上的装夹面紧密帖合而定位，进而夹 紧的装夹方式称为直接装夹。
（二）找正装夹：以工件的有关表面或专 门划出的线痕作为定位的依据，然后夹 紧工件的装夹方式称为找正装夹。
（三）夹具装夹：先根据工件某一工序的加工 要求设计、制造夹具，工件定位基准面与夹 具上的定位面紧密帖合而定位，然后夹紧的 装夹方式称为夹具装夹。
第二章 工件的装夹及夹具设计 2-1 概述
一、装夹的概念 装夹：将工件在机床或夹具上定位、夹紧的
过程称为装夹。 定位：工件在机床或夹具上占据正确位置
的过程称为定位。 夹紧：为保持工件的正确定位而将工件夹
牢的过程称为夹紧。
工件夹紧时可以 先定位，后夹紧 也可以 定位和夹紧同时进行
二、装夹的方法：共有三种
（3）过程误差δ过程：与加工过程中一些因 素有关的加工误差。
加工误差不等式：为了得到合格产品，上述 各项误差之和应小于等于公差T，即：
工件的装夹与车床附件
图1-18 四爪单动卡盘的结构
工件的装夹与车床附件
装夹毛坯面及粗加工时 ， 一般用划针盘校正工件 ， 如图 1-19（a）、（b）所示。既要校正端面基本垂直于轴线，又要校正 工件回转轴线与机床轴线基本重合。在调整过程中，始终要保持相 对的两个卡爪处于夹紧状态，再调整另一对卡爪。两对卡爪交错调 整，每次的调整量不宜太大（1～2 mm），并在工件下方的导轨上 垫上木板，防止工件意外掉到导轨上。
工件的装夹与车床附件
图1-25 中心架的应用
工件的装夹与车床附件
跟刀架固定在大拖板侧面 上，随刀架做纵向运动，以增 加车刀切削处工件的刚度和抗 振性。跟刀架主要用于细长光 轴的加工，如图1-26所示。 使用跟刀架需先在工件右端车 削一段外圆，根据外圆调整跟 刀架两支撑爪的位置和松紧程 度，即可车削光轴的全长。
图1-19 在四爪单动卡盘上校正工件
工件的装夹与车床附件
3. 双顶尖装夹工件
车削轴类零件常使用双顶尖装夹，这时轴类零件两端要打中心孔。 中心孔是轴类零件在顶尖上安装的定位基面。一般使用中心钻打中心 孔，中心钻的类型如图1-20所示。
图1-20 中心钻的类型
工件的装夹与车床附件
双顶尖装夹工件如图1-21所示。工件被前、后顶尖 顶住，前顶尖为普通顶尖（死顶尖），装在主轴锥孔内， 同主轴一起旋转；后顶尖为活顶尖，装在尾座套筒锥孔内。 工件前端用卡箍（也叫鸡心夹头）夹住。卡箍的弯曲拨杆 插在拨盘U形槽内，拨盘装在车床主轴上，工件由卡箍、 拨盘带动一起转动。用双顶尖加工，工件装夹方便，并使 轴类零件各外圆表面保持高的同轴度。双顶尖装夹只能承 受较小的切削力，一般用于精加工。
工件的装夹与车床附件
1. 三爪自定心卡盘装夹工件
三爪自定心卡盘的结构如图 1-16所示。三爪自定心卡盘夹持 工件能自动定心，定位与夹紧同 时完成，使用方便，适合于装夹 圆钢、六角钢及已车削过外圆的 零件。若铸、锻毛坯用三爪卡盘 装夹，则卡盘易丧失精度。如图 1-17所示为三爪自定心卡盘装夹 工件的示例。
工件的安装与装夹
1）、支撑钉
（1） 固定支承（支承钉、支承板） 2）支撑板
A型适用于侧面和顶面定位 B型适用于底面的定位
（2) 可调支承
多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批 毛坯误差
（3）自位支承
支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应， 一般只限制 一个自由度， 即一点定位。
一般用于毛坯 表面或不连续 的表面的定位中。
第二节 定位原理和定位类型 一、六点定位原则
物体的六个自由度
未定位工件在空间有六个自由度，
定位就是限制其自由度。
合理布置六个定位支承点，使工
件上的定位基面与其接触，一个 支承点限制工件一个自由度，使 工件六个自由度被完全限制，在 空间得到唯一确定的位置，此即
六点定位原理
长方体工件定位示例：
六点定位简图 定位基准：主要定位基准、导向定位基准、止推定位基准。
4) 辅助支承
在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。
平头支承钉：用于支承精基准面 支 球头支承钉：用于支承粗基准面 平 承 面 钉 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准 定 定位且要求较大摩擦力的表面定位 位 常 支 平面型支承板：侧面和顶面定位 用 承 定 板 带斜槽型支承板：适于作底面定位准面 位 元 可调支承 件 自位支承 辅助支承
定位 + 夹紧 = 安装
小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的
二、安装方式 1、直接找正安装法
是用百分表、划针或用目测，在机床上 直接找正工件，使工件获得正确位置的 方法。
效率低，适于单件小批生产和定位精度 要求较高的情况。
直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正
2、划线找正安装法 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的加 工位置，然后再按划好的线来找正工件在 机床上的位置的方法。 适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型 工件粗加工。
（1） 固定支承（支承钉、支承板） 2）支撑板
A型适用于侧面和顶面定位 B型适用于底面的定位
（2) 可调支承
多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批 毛坯误差
（3）自位支承
支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应， 一般只限制 一个自由度， 即一点定位。
一般用于毛坯 表面或不连续 的表面的定位中。
第二节 定位原理和定位类型 一、六点定位原则
物体的六个自由度
未定位工件在空间有六个自由度，
定位就是限制其自由度。
合理布置六个定位支承点，使工
件上的定位基面与其接触，一个 支承点限制工件一个自由度，使 工件六个自由度被完全限制，在 空间得到唯一确定的位置，此即
六点定位原理
长方体工件定位示例：
六点定位简图 定位基准：主要定位基准、导向定位基准、止推定位基准。
4) 辅助支承
在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。
平头支承钉：用于支承精基准面 支 球头支承钉：用于支承粗基准面 平 承 面 钉 网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准 定 定位且要求较大摩擦力的表面定位 位 常 支 平面型支承板：侧面和顶面定位 用 承 定 板 带斜槽型支承板：适于作底面定位准面 位 元 可调支承 件 自位支承 辅助支承
定位 + 夹紧 = 安装
小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的
二、安装方式 1、直接找正安装法
是用百分表、划针或用目测，在机床上 直接找正工件，使工件获得正确位置的 方法。
效率低，适于单件小批生产和定位精度 要求较高的情况。
直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正
2、划线找正安装法 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的加 工位置，然后再按划好的线来找正工件在 机床上的位置的方法。 适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型 工件粗加工。
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车床加工时的主轴夹具
二、夹具装夹 同学们请思考什么是夹具？
夹具是根据工件加工某一工序的具体 要求设计的，其上设有专门的定位元件 和夹紧装置。
夹具装夹特点：
采用夹具装夹工件，易保 证加工精度、缩短辅助时间。 提高生产效率、减轻工人劳 动强度和降低对工人技术水 平的要求，所以适用于成批 和大量生产。
铣床加工时的夹具
这种装夹方法，是按工件的有关表面 或加工前专门划出的线痕作为找正依据， 用百分表、划针等逐个的找正工件相对刀 具及机床的位置，然后把工件夹紧。
百分表找正
百分表找正
3、划线装夹法
它在机床上用划针按照毛坯 或半成品上所划的线找正工件， 使其获得正确位置的一种方法。
划线找正法
特点：由于受到划线精度及找正精 度的限制，此法多用于生产批量小， 毛坯精度低以及大型零件等不便使 用夹具的粗加工中。
第二章 机械制造工艺基础
第一节 机械制造工艺概述 四 工件的装夹
在机 位置（称为工件的定位），然后将工件定位的 位置固定下来，使其在加工过程中保持定位位 置不变（称为夹紧）。
什么是装夹呢？
一、定义 工件在机床或夹具上定位、
一、机床装夹
工件在机床上的装夹方法有三种， 即直接装夹、找正装夹、划线找正法。
1、直接装夹
这种装夹方法是利用机床上的装夹面来 对工件直接定位的，工件的定位基面只要紧 靠在机床的装夹面上并且密切贴合不需要找 正即可完成定位。
车床的卡盘装夹
车床一夹一顶的装夹
平面磨床的装夹平台
铣床
铣床的装夹
2、找正装夹
夹紧的过程叫做装夹。
二、分类
1、机床装夹 2、夹具装夹
工件在开始加工前，首先必须 使工件在机床上或夹具中占有某一 正确的位置，这个过程称为定位。 为了使定位好的工件不致于在切削 力的作用下发生位移，使其在加工 过程始终保持正确的位置，还需将 工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。 定位和夹紧的整个过程合起来称为 装夹。