夹具在机床上的定位
机床专用夹具的设计与定位方法(ppt 59页)
第４章 机床夹具
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1-90°圆形基础板; 2-直角槽方支承; 3、11-螺钉; 4、6、9、10-长、圆形支承; 5-简式方支承; 7、12-螺母; 8-V形支承; 13图 4-4 组合夹具
第４章 机床夹具
2. 按夹具的使用机床分类 这是专用夹具设计所用的分类方法。如在车床、铣床、 钻床、镗床等机床上使用的夹具，就称为车床夹具、铣床 夹具、钻床夹具、镗床夹具等。 3. 按夹具的动力源分类 来自 www.372按夹中具国最所大使的资用料的库下动载力源可分为：手动夹具、气动夹具、 液动夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具等。 各种夹具不论结构如何，其基本原理都是一致的。本 章主要介绍专用夹具的结构设计原理。
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件以φ20h7外圆为定位基准面，在V形块2上定位，用可 调V形块6作辅助支承，采用铰链压板1和两个螺钉5夹紧， 保证尺寸50±0.01 mm 和平行度公差的要求。
第４章 机床夹具
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1-铰链压板; 2-V形块; 3-夹具体; 4-支架; 5-螺钉; 6-可调V形块; 7图 4-2 加工杠杆零件的车床夹具
第４章 机床夹具
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图 4-3 可调夹具
第４章 机床夹具
4) 组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块化元件具 有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具使用完 后即可拆卸，留待组装新的夹具。 如图4-4所示为车削管状工件的组合夹具，组装时选用 来自 w9w0w°.372圆2.c形n 中基国最础大板的资1为料库夹下具载 体，以长、圆形支承4、6、9和直 角槽方支承2、简式方支承5等组合成夹具的支架，工件在 支承9、10和V形支承8上定位，用螺钉3、11夹紧，各主要 元件由平键和槽通过方头螺钉紧固连接成一体。
机械加工工艺规程设计—机床夹具与工件定位
一般情况把夹紧元件和中间传动机构统称为夹 紧机构。有的时候以上三者也会混在一起，很难区 别。
对夹紧装置的基本要求
1) 夹紧时应保证工件的定位，而不能破坏工件的定位。 2) 夹紧力的大小应适宜，既要保证工件在整个加工过程 中位置稳定不变，还不能产生振动、变形和表面损伤。 3) 应根据生产类型设计相应的夹紧机构。 4) 为防止夹紧后自动脱开，夹紧机构须具备良好的自锁 性能。
只考虑切削力（或切削矩）对夹紧的影响，并假设工艺系 统是刚性的，切削过程是稳定不变的，然后找出加工过程中对 夹紧最不利的状态，按静力平衡原理求出夹紧力，最后乘上安 全系数（粗加工取2.5-3，精加工取1.5-2）。
在实际夹具设计中，对于夹紧力的大小并非所有情况都要 用计算确定。如手动夹紧用经验法或类比法。
有些重、大、复杂的工件，往往先在待加 工处划线，然后装上机床，按所划的线进行找 正定位。
适用场合：生产批量较小，毛坯精度较低， 以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。图4-6 工件划线找正装夹工件的装夹方法
2．机床专用夹具装夹法 所谓机床专用夹具，是 指为某零件的某道工序而专门设计制造的夹具。
2）经验类比法。前面说过，精确计算夹紧力的大小是件很 不容易的事，因此在实际夹具设计中，有时不用计算的方法 来确定夹紧力的大小。如手动夹紧机构，常根据经验或用类 比的方法确定所需夹紧力的数值。但对于需要比较准确地确 定夹紧力大小的，如气动、液压传动装置或容易变形的工件 等，仍有必要对夹紧状态进行受力分析，估算夹紧力的大小。
图4-20 辅助支承应用 1—加工面 2—辅助支承
图4-21 推式辅助支承 1—支承滑柱 2—推杆 3—半圆键 4—手柄 5—钢球
偏心夹紧夹具的定位和加紧原理
偏心夹紧夹具的定位和加紧原理
偏心夹紧夹具是一种常用的夹具，它通常用于加工中心、数控车床、钻床等机床上，用于夹紧圆形工件和非圆形工件。
其定位和加紧原理如下：
1. 定位原理：偏心夹紧夹具的定位是由两个部分组成的，一个是夹具本身的定位，另一个是工件的定位。
夹具本身的定位是通过夹具上的定位孔和机床上的定位销来实现的。
工件的定位是通过工件上的定位面和夹具上的定位面来实现的。
当夹具和工件的定位面对准时，工件就被定位在了夹具上。
2. 加紧原理：偏心夹紧夹具的加紧是通过偏心轴和夹紧臂来实现的。
偏心轴是夹具上的一个轴，其轴心不在夹紧面上，而是偏离夹紧面一定距离。
当夹具夹紧时，夹紧臂推动偏心轴转动，使夹紧面向工件施加一个夹紧力，使工件得到夹紧。
由于偏心轴的偏心距离不同，夹具可以夹紧不同直径的工件。
总之，偏心夹紧夹具的定位和加紧原理都是通过夹具本身和工件的定位面以及偏心轴和夹紧臂来实现的。
工件在数控机床上的定位与装夹
精基准的选择
Ø 在实际生产中,经常使用的统1基准形式有： 1 轴类零件常使用两顶尖孔作统1基准； 2 箱体类零件常使用1面两孔 1个较大的平面和两个距离较
远的销孔 作统1基准； 3 盘套类零件常使用止口面 1端面和1短圆孔 作统1基准； 4 套类零件用1长孔和1止推面作统1基准
Ø 采用统1基准原则好处： 1 有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2 可以简化夹具设计,减少工件搬动和翻转次数
a）
b）
c）
图5-2 粗基准选择比较
粗基准的选择
工序1
工序1
工序2
工序2
图5-3 床身粗基准选择比较
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
精基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠
基准重合原则 基准统1原则 自为基准原则
选用设计基准作为定位基准,避免因基 准不重合带来的误差
课堂讨论
数控车床的装夹找正
Ø 打表找正 通过调整卡爪,使得工件坐标系 的Z轴与数控车床的主轴回转中心轴线重合
Ø 单件的偏心工件 Ø 使用3爪自动定心卡盘装夹较长的工件 Ø 3爪自动定心卡盘的精度不高
7、数控铣床的装夹
通用夹具的选用
平口钳分固定侧与活动侧,固定侧与底面 作为定位面,活动侧用于夹紧
选择平整、光洁、面积大、无飞边毛刺和浇 冒口的表面以便定位准确、夹紧可靠
作为粗基准的表面粗糙且不规则,多次使用 无法保证各加工表面的位置精度
粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基 准 ◆余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准
CNC机床加工中的工件定位与测量技术
CNC机床加工中的工件定位与测量技术CNC机床加工在现代制造业中起着重要的作用。
它通过计算机控制，实现高精度、高效率的零件加工。
而在CNC机床加工过程中，工件定位与测量技术是确保加工质量的关键环节。
本文将就工件定位与测量技术在CNC机床加工中的应用进行探讨。
一、工件定位技术工件定位技术是指在CNC机床加工过程中确定工件的准确位置，使其与机床坐标系相一致，从而保证加工的精度和稳定性。
常见的工件定位技术有以下几种。
1. 机床装夹定位机床装夹定位是指通过夹具或定位基准来固定工件的位置。
夹具是一种专门设计的装置，可以固定工件并确保其准确定位。
在CNC机床加工中，夹具的设计和选择非常重要。
合理的夹具设计可以提高加工效率和准确性，减少加工过程中的误差。
2. 光学定位光学定位是利用光学测量仪器进行工件定位的技术。
通过测量工件表面上的特征点或边缘，根据光学原理计算出工件的几何中心或位置，从而确定工件的准确位置。
光学定位技术在CNC机床加工中应用广泛，可以实现高精度的定位和测量。
3. 触发式传感器定位触发式传感器定位是利用触发式传感器对工件进行检测，通过信号的反馈确定工件的位置。
触发式传感器可以是接触式的，也可以是非接触式的。
在CNC机床加工中，触发式传感器定位技术可以实现对工件位置的快速检测和自动校准，提高加工精度和效率。
二、工件测量技术工件测量技术是在CNC机床加工过程中对工件进行精确测量的技术。
工件测量可以用于加工前的工件检测，也可以用于加工中的自动测量和校正。
常见的工件测量技术有以下几种。
1. 坐标测量坐标测量是利用坐标测量机进行工件测量的技术。
坐标测量机是一种精密测量仪器，可以通过测量工件表面上的特征点或边缘，计算出工件的几何尺寸和形状。
坐标测量技术在CNC机床加工中广泛应用，可以实现对工件尺寸和形状的高精度测量。
2. 光学测量光学测量是利用光学测量仪器进行工件测量的技术。
通过测量工件表面上的特征点或边缘，根据光学原理计算出工件的几何尺寸和位置。
机械加工中工装夹具的定位设计
122中国航班设备与制造Equipment and ManufacturingCHINA FLIGHTS机械加工中工装夹具的定位设计卢宏亮 刘伟|中国航发燃气轮机有限公司摘要：工装夹具定位，是指夹具定位元件与被加工零件基准面之间形成有效接触，限制零件的非工作自由度。
本文基于机加工定位原理，梳理了定位基准类别，从工件定位形式确定、定位夹具功能定位、辅助定位基准选取、夹具典型设计思路四个方面，展开论述了机加工工装夹具定位设计，详细叙述了六点定位原理与力学自由度控制。
关键词：机械加工；工装夹具；定位设计1 机械加工定位原理与基准分类1.1 工件装夹原理及夹具设计方法1.1.1 差异化的机加工工艺流程不同零件在设计与加工工艺流程方面存在一定的差异性，因此，工艺人员应在加工前期确定合适的零件装夹方式。
依据工件结构的不同，选用合适的夹具，这就要考虑夹具自身设计与加工的合理性。
在计入各关联因素的同时，注重夹具适用性的体现，从而实现对被加工零件的合理装夹，不仅可以保障工件加工顺序，同时兼顾夹具自身成本。
工装夹具设计中，有两个基本原理是要遵守的，一是基于工件类型开展全面设计，优化使用效果的整体性能；二是工件、夹具、设备间的固定关系，在加工过程中应该牢固、可靠，以保证工件功能完整、性能达标。
1.1.2 加工精度保障措施机加工过程中，夹具起到对工件的固定与限位作用，避免加紧后的空间位移，这直接影响到工件的加工质量与加工精度。
工件定位操作时，精度是首要目标，依据科学的定位原理与规则操作，保障工件设计的产品变现，以六自由度定位法最为常见。
空间中的工件包含前、后、左、右、上、下六个直线自由度，对工件的定位应集中在这六个方向上。
但在实际的工装夹具中，对工件自由度的限制一般不会将六个自由度全部计入，避免零件过定位现象出现，保证定位元件的有效使用。
因此，工件所采用的加工方案与工艺流程，都会对最终加工精度产生影响。
1.2 机械加工中的定位基准类别实际定位基准的选择，与机加工操作紧密相关，集中表现在被加工零件的表面位置大小与加工精度，此外，工装夹具的设计与加工工艺形成联动机制。
夹具典型定位、夹紧原理-李军
完全定位与不完全定位
• 而图b所示为铣削一个通槽，需限制除了 外的其他5个自由度。
完全定位与不完全定位
• 图中c所示在同样的长方 体工件上铣削一个键槽， 在三个坐标轴的移动和转 动方向上均有尺寸及相互 位置的要求，因此，这种 情况必须限制全部的6个 自由度，即完全定位
欠定位与过定位
• 欠定位: 工件实际定位限制的自由度少于该工序加工 所需限制的自由度数目; • 过定位: 两个或两个以上支承点重复限制同一个自由 度,这样将是工件的位置不确定;
常见的定位方式和定位元件
4.工件以组合表面定位
实际加工过程中，工件往往是以几个表面 同时定位的，称为“组合表面定位”。
常见的定位方式和定位元件
• 1 . 一个孔和一个端面组合 • 一个孔与端面组合定位时，孔与销或心轴定位采 用间隙配合，此时应注意避免过定位，以免造成 工件和定位元件的弯曲变形， 如图 示。
常见的定位方式和定位元件
2.工件以圆孔定位
有些工件，如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作为定 位基准.
(1)定位销
常见的定位方式和定位元件
• (2)锥销:工件圆孔与锥 销定位，圆孔与锥销 的接触线是一个圆， 限制工件 、 、 三个 位移自由度，图 a 用 于粗基准，图 b 用于 精基准。
常见的定位方式和定位元件
这里我们将主要介绍具的定位与夹紧
工件定位的基本原理
• 工件定位的实质是什么呢？ 使工件在夹具中占有某个确定的位置 • 怎样获得工件的确定位置呢？ 通过定位支撑限制相应的自由度来获得 • 工件在空间直角坐标系内有具有几个自由 度？ • 6个，如下图
工件定位的基本原理
在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由 度，即沿X、Y、Z轴移动的三个自由度和绕 此三轴旋转的三个自由度。
第四章 夹具在机床上的定位
一、夹具在在机床上定位的目的
二、夹具在机床上的定位方式
（一）夹具在工作台面上的连接定位
定向、定位键
U形槽结构
（二）夹具在机床主轴上的连接
（a）主轴锥孔连接 (b)端面B和圆柱孔D (c)短锥面K和端面B （d）过渡盘以锥孔 定位
三、夹具在机床上的定位误差
（一）车床夹具的定位误差
1.心轴： 同轴度误差 2.专用夹具：
（二）铣床夹具的定位误差
（三）钻床夹具的定位误差
四、提高夹具在机床上定位的措施
（一）对夹具进行找整安装 （二）对定位元件定位面进行就地加工
对于铰孔、镗孔、绗孔、拉孔刀具进行浮动连接
§4-2夹
（五）影响对刀精度的因素
§4-3夹具的转位和分度装置
一、分度装置的基本形式
1.轴向分度装置
2.径向分度装置
二、分度装置的对定机构
分度误差
三、分度装置的拔销及锁紧装置
四、精密分度装置
一夹具在在机床上定位的目的第四章夹具在机床上的定位对刀和分度41夹具在机床上的定位二夹具在机床上的定位方式一夹具在工作台面上的连接定位定向定位键u形槽结构二夹具在机床主轴上的连接a主轴锥孔连接b端面b和圆柱孔dc短锥面k和端面b定位三夹具在机床上的定位误差一车床夹具的定位误差1
第四章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
1.测量误差 2.定位元件定位面相对对刀装置的位置误差
二、钻床夹具中刀具的对准和导向 （一）钻套的四种形式 1.固定钻套 2.可换钻套 3.快换钻套
4.特殊钻套
（二）钻套引导尺寸和公差的确定
（三）钻套高度和钻套与工件距离
1.钻套高度 钻一般非配合孔，H=(1.5～2)d,钻套内径采用基轴制F8 的公差。 加工IT6、IT7级精度，孔在Ф 12mm以上或加工孔距精度要求在 ±0.10～ ±0.15mm时，H=（2.5～3.5）d。 加工IT7、IT8级精度的孔，孔距精度要求在±0.0.06～ ±0.10mm时 H=（1.25～1.5）(h+B)。 2.钻套与工件的距离
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夹具在机床上的定位方式
夹具在机床上的定位误差 提高夹具在机床上定位精度的措施
第23次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式
夹具在工作台面上的连接定位
夹具在主轴上的连接定位
第23次课
教学课型：理论课
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
三、夹具在机床上的定位误差 2.钻床夹具的定位误差
P与B的平行度误
差ΔZ属“位置误差”，
由此造成孔中心线的
垂直度误差为：
Δβ=sin–1(ΔZ/L)。
第23次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
一、夹具在机床上定位的目的
要保证工件的加工精度，就必须使工艺系统各环 节之间具有正确的位置关系。其中包括工件的定位基 准面与夹具的定位元件表面之间、夹具的定位基准面 与机床的工作台和导轨或主轴轴线之间都必须具有正 确的位置关系，才能使加工表面相对刀具及切削成形 运动处于理想位置。
第23次课
教学课型：理论课
包 括
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机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
三、夹具在机床上的定位误差 1.铣床夹具的定位误差
偏斜角Δβ
Δβ=2tg–1(Δmax/L)
是“连接误差”的一 部分，安装时应注意使 夹具靠向T形槽的同一侧。
第23次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
⑶以端面和短锥面在主轴上定位
定心精度高（无配合间 隙），连接刚度也较高。但 因需同时保证锥孔的锥度及
锥孔轴线与端面的垂直度，
而使加工较困难。
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机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式 2.夹具在主轴上的连接定位
⑵专用夹具
定位误差δ'定位包括： 夹具定位面P对过渡盘定位 基准面E的同轴度误差； E本身的制造误差； E 与 主 轴 轴 径 的 连 接 误 差 (包括配合间隙及由于间隙和 E面对端面的垂直度误差造成 的转角误差 Δβ) 。若 B 面采用 就地加工可减小δ'定位。
第23次课
教学课型：理论课
三、夹具在机床上的定位误差 3.车床夹具的定位误差
⑴心 轴
定位误差δ'定位包括：
心轴工作面中心线对中心
孔或心轴锥柄中心线的同 轴度误差； 心轴定位基准面（中心孔 或锥面）本身的形状误差。
第23次课
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
三、夹具在机床上的定位误差 3.车床夹具的定位误差
第23次课
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机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式
夹具在工作台面上的连接定位
夹具在主轴上的连接定位
第23次课
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式 2.夹具在主轴上的连接定位
⑷通过过渡盘与机床主轴连接定位
径向尺寸大，当凸缘 将过渡盘装夹在机床上 后再加工时，定位精度
较高。
但结构复杂。
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
夹具在机床上定位的目的
夹具在机床上的定位方式
夹具在机床上的定位误差 提高夹具在机床上定位精度的措施
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§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式 1.夹具在工作台面上的连接定位
夹具一般用定位基准面和定向键或定向销在工作台 上定位，因此二者都要具有一定的加工精度。 圆柱定位销用于小型夹具中； 键(销)与槽(孔)的配合精度一般为H7/h6或H8/h8； 两定向键（销）之间的距离在夹具底座允许的范围 内应尽可能远些，以提高其刚度； 键（销）的材料一般用45，淬火HRC40~45； 夹具纵向两端底边上应设计带U型槽的耳座，以紧 固夹具体。
二、夹具在机床上的定位方式 2.夹具在主轴上的连接定位
⑵以端面B轴配合一般采
用H7/h6或H7/js6。
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教学课型：理论课
机床夹具设计
第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
二、夹具在机床上的定位方式 2.夹具在主轴上的连接定位
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
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§2-1 夹具在机床上的定位
夹具在机床上定位的目的
夹具在机床上的定位方式
夹具在机床上的定位误差 提高夹具在机床上定位精度的措施
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§2-1 夹具在机床上的定位
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§2-1 夹具在机床上的定位
三、夹具在机床上的定位误差
定位误差： 夹具定位元件相对于机床装卡面之间的位
置误差。
夹具定位元件相对于夹具体定位基准面的位置误差；
夹具定位基准面本身的制造误差；
夹具定位基准面与机床装卡面之间的连接误差。
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
一、夹具在机床上定位的目的
可见，夹具在机床上定位的本质就是夹具定位元 件对刀具切削成形运动的定位。
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位
夹具在机床上定位的目的
⑴用长锥柄在主轴锥孔中定位
定位迅速方便，因无配 合间隙，故定位精度高。 但刚度较低，适用于切
削力小的小型夹具。
外廓直径为：D≤(2~3)d2（d2为锥柄大端直径）。
注意：为保护锥孔，锥柄的硬度应≤HRC45。
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第二章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
§2-1 夹具在机床上的定位