第3章 工件的定位和夹紧

3.2 工件的定位
图3-4 工件应限自由度的确定
此外，按使用机床类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹 具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按 驱动夹具工作的动力源可分为气动夹具、液压夹具、气液夹具、 电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。
3.1 机床夹具概述
四、机床夹具的组成
机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向 元件、对刀元件和夹具体等几个部分组成，如图3-1所示。
3.2 工件的定位
2．六点定位原则
在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须 用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位 原理”。如图3-3中所示。
图3-3 工件的6点定位
3.2 工件的定位
3．定位与夹紧的关系
定位与夹紧的任务是不同的，夹紧不能取代定位。若认为工 件被夹紧，位置不能动，工件的自由度都已限制，这种理解是错 误的。另一方面，若认为工件在夹紧前仍可在定位元件的反方向 有运动的可能，因而自由度并未限制，位置也不确定，这种理解 也是错误的。夹紧的作用是使工件不离开各个定位元件。
3.1 机床夹具概述
(3)通用可调夹具和成组夹具。 其特点是夹具的部分元件可以 更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零 件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。 (4)组合夹具。组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先 制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其 特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特 别适用于新产品的试制和单件小批量生产。 (5)随行夹具。随行夹具是自动线夹具的一种。自动线夹具基 本可分为两类：一类为固定式夹具，它与一般专用夹具相似；另 一类为随行夹具。
(4) 导向元件和对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行 加工的元件，称为导向元件，如图3-1所示的快换钻套1。用于确定 刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。 (5) 夹具体。夹具体是夹具的基础件，用来连接夹具上各个元 件或装置，使之成为一个整体。
3.1 机床夹具概述
五、机床夹具的功用
3.1 机床夹具概述
2．划线找正安装法
对于一些批量不大的重、大、复杂的工件，或使用夹具有困 难时，往往先在待加工表面划好线，然后装上机床按所划的线进 行找正定位，最后将其夹紧。这种方法叫做划线找正安装法。
3．夹具安装法 机械加工中所使用的机床夹具是一种能使工件在机床上快速 实现定位并夹紧的附加工艺装置。它在工件未安装已预先调整好 机床与刀具间正确的相对位置，所以加工一批工件时，不必逐个 找正定位，将工件直接安装在夹具中就能保证加工技术要求。
3.2 工件的定位
二、定位支承点的演化
定位点是以定位元件来体现的，即支承点不一定用点或销的 顶端，而常用面或线来代替。2个点决定一条直线，3个点决定一 个平面，即一条直线可以代替2个支承点，一个平面可代替3个支 承点。 在常用的定位元件中，长V型块相当于4个定位点，短V型块 相当于两个定位点；固定顶尖相当于3个定位点，而活动（浮动、 移动）顶尖相当于两个定位点；固定短锥面相当于3个定位点，活 动短锥面相当于两个定位点；小平面（含挡销、止销）相当于一 个定位点；长圆柱面相当于4个定位点，短圆柱面相当于两个定位 点；长三爪卡盘相当于4个定位点，而短三爪卡盘（工件被夹持部 分较短）相当于两个定位点。
机械加工中所使用的机床夹具，其主要功能归纳如下。
(1) 保证产品的加工质量。 (2) 提高生产率和降低加工成本。
(3) 扩大机床的工艺范围。
(4) 改善工人劳动条件。
3.2 工件的定位
一、六点定位原理
1．自由度的概念
由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有6个自由 度。如图3-2所示。
图3-2 工件的6个自由度
图3-1 钻床夹具
3.1 机床夹具概述
（1）定位元件。用于确定工件在夹具中的位置。如图3-1中 的定位销6。 （2）夹紧装置。用于将工件压紧夹牢，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。如图3-1中的螺母5 和开口垫圈4。
(3) 安装连接元件。用于确定夹具在机床上的位置，从而保证 工件与机床直接的正确 机床夹具概述
3.2 工件的定位 3.3 定位方式及定位元件 3.4 工件的夹紧 3.5 常用夹紧机构
3.1 机床夹具概述
一、工件的安装
工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须 使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。
为了防止切削过程中定位受外力作用而遭到破坏，还必须对 工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。 定位和夹紧两个过程合称为安装，有时也称为装夹。
3.2 工件的定位
三、定位的类型
1．完全定位与不完全定位
（1）完全定位。工件的6个自由度完全被限制的定位情况， 如图3-4(c)所示。
（2）不完全定位。工件的6个自由度不需完全被限制的定位 情况，如图3-4(a)和图3-4(b)所示。
完全定位和不完全定位，这两种定位类型都是正确可行的， 生产中被广泛采用。
3.1 机床夹具概述
三、机床夹具的分类
机床夹具的分类方法很多，根据夹具的通用化程度和使用范 围，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具与成组 夹具、组合夹具和随行夹具5大类。
(1) 通用夹具。 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内 可用于加工不同工件的夹具。其特点是适应性广，生产效率低， 主要适用于单件、小批量的生产中。 (2) 专用夹具。 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专 门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可 以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造 费用也较高。
3.1 机床夹具概述
二、安装方法
根据工件不同的生产条件，可以有不同的安装方法，大致可 以归纳为直接找正安装法、划线找正安装法和夹具安装法3种。
1．直接找正安装法
操作人员借助于划针盘上的划针、角尺、百分表等工具，通 过目测，一边校验，一边调整，来找正工件在机床上的位置，然 后将其夹紧，这种安装法叫做直接找正安装法。