工件定位与装夹资料
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
装夹与找正
数控加工操作基础篇（一）装夹与找正目的：1.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。
2.掌握六点定位原理与常见定位方式与元件，了解基准的概念及基准的使用。
3.一：装夹的定义装夹是工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确位置，这个过程称为定位。
为了使定好位的工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程中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。
二：基准1.基准的概念及其分类基准是零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。
基准根据功用不同，它可以分为设计基准和工艺基准两大类。
（1）设计基准设计基准是在零件图上所采用的基准，它是标注设计尺寸的起点，如图3-12中的A面是B 面和C面长度尺寸的设计基准；D面为E面和F面长度尺寸的设计基准，又是两孔水平方向的设计基准。
图3-12 设计基准（2）工艺基准工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。
工艺过程是一个复杂的过程，按用途不同工艺基准又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
①工序基准在工序图上，用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准，称为工序基准。
所标定的被加工表面位置的尺寸，称为工序尺寸。
如图3-13所示，通孔为加工表面，要求其中心线与A面垂直，并与B面及C面保持距离L1、L2，因此表面A、表面B和表面C均为本工序的工序基准。
②定位基准定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。
这些作为定位基准的点、线、面既可以是工件与定位元件实际接触的3-14所示，零件的内孔套在心轴上加工￠40h6外圆时，内孔轴线即为定位基准。
③测量基准测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。
图3-14所示的零件，当以内孔为基准（套在检验心轴上）去检验Φ40h6外圆的径向圆跳动和端面B的端面圆跳动时，内孔轴线即测量基准。
④装配基准装配时用以确定零件在机器中位置的基准。
ch1工件的定位和基准
3） 采用夹具安装
使用能保证工件迅速定位与夹紧的装置进行安装 叫作夹具安装。（见下图）
特点 ：1）安装效率高成本低；
2）可保证重复精度；
3）减轻劳动强度，保证生产节拍；
4）扩大机床使用范围。
应用范围 ：广泛用于大批量生产，中批生产及单件 小批生产无夹具安装就无法保证精度的工件加工。
车孔夹具动画
2）工件的实际定位
定位元件的种类：
支承钉；支承板，长销，短销，长 V 形块， 短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销， 浮动锥销等。 注意：定位元件所限制的自由度与其大小、 长度、数量及其组合有关 长短关系、大小关系、数量关系、组合关系
1.工件以平面定位
表 1 典型定位元件的定位分析 工件的 定位面 定位情况 平 面 支 承 钉 图示 限制的自由度 定位情况 平 面 支 承 钉 夹 具 的 定 位 元 件 1 个支承钉 2 个支承钉 3 个支承钉
长销小平面 组合
短销大平面组 合
Z
X 、 Y、 Z 、 Y、 Z
X 、 Y、 Z 、 Y、 Z
(1)定位销
定位销头部应做出倒角或圆角， 以便于装入工件定位孔。
主要用于直径小于50mm的中小孔
定位。
定 位 情 况 图 示 限 制 的 自 由 度
固定锥销
浮动锥销
X、Z
内孔定位元件 1） 小锥度心轴
小锥度心轴
2) 刚性心轴
心轴定心精度高，但装卸费时，有时易损伤工件孔， 多用于定心精度要求高的情况。定位时，工件楔紧在 心轴上，多用于车或磨同轴度要求高的盘类零件，小 锥度心轴实际上起不到定位的作用。
3.工件以外圆柱面定位
在生产中是常见的，如轴套类零件等。 常用的定位元件有V形块、定位套、半圆定位座。
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。
加工大型工件时的装夹及定位方案设计-2965
f>F 由以上分析结果可以看出：在铣削该大型工件时，即使不夹紧，仅靠工件自重和摩擦力也能可靠保证工件在加工过程中的稳定性，所 以在工装设计时可以不考虑夹紧机构。 为了保证工件4 个支撑点的支撑力相等，我们采用了美国ENERPAC 公司生产的CNC 同步顶升系统，系统由液压顶升部件、液压泵站、控制系统及连接各单元的液压管路、信号电缆、电源线等组成，系统既可用液压顶 升部件所受的负载作为反馈信号进行力同步控制，也可用顶升部件的位移作为反馈信号进行顶升或下降同步控制。液压系统的使用步 骤如下： 预顶。启动顶升系统，使液压顶升部件与工件底面接触，同时用各顶受力作为反馈信号，当各顶受力达到20t 时均停止顶升，但系统保持工作状态。 同步顶升。用支撑顶顶升位移作为反馈信号控制各顶同步顶升(保持顶升过程中工件所受的4点支撑力相等)，将工件顶离支撑台、到 达适当位置后，用机械自锁装置锁定支撑顶位置并将系统关闭，以保证加工过程中工件位置状态的稳定性。 同步回落。加工结束后，启动系统并松开系统自锁装置，控制支撑顶同步回落，将工件轻轻放在支撑台上。 3 定位方案设计 采用五轴数控机床加工时，由于工件自重及结构尺寸均比较大，难以用传统的调整工件位置的方法来定位。为了达到不用调整工件位 置而实现准确定位的目的，通过三维测量及坐标变换来确定工件与机床间的位置关系。具体程序如下： 设定测量点 建立如图3 所示工件坐标系，在工件上设定a、b、c、d 共4 个定位测量点，要求各点距顶面距离相等；e 点和f 点分别为ab 连线及cd 连线的中点，工件坐标系原点与e 点重合，工件坐标系x'轴与ef 连线重合，y'轴与平面cde 垂直，以保证工件坐标系位置的正确性。 图3 测量 用三坐标测量头对a、b、c、d 各点进行测量，可得到各点的机床坐标值，e、f 点的机床坐标值可通过a、b、c、d 各点的机床坐标值计算求得。设a、b、c、d 各点在机床坐标系中的测量值分别为 A=(xa，ya，za)，B=(xb，yb，zb)， C=(xc，yc，zc)，D=(xd，yd，zd) 则e、f 点的机床坐标值分别为 E=(A+B)/2=((xa+xb)/2，(ya+yb)/2，(za+zb)/2) F=(C+D)/2=((xc+xd)/2，(yc+yd)/2，(zc+zd)/2) 相关矢量为 ec=C-E ed=D-A H=F-E=(Hx，Hy，Hz) V=ec×ed=(Vx，Vy，Vz) K=V×H=(Kx，Ky，Kz) 坐标系的转换 根据空间几何的相关理论，机床坐标系W机与工件坐标系W工存在如下变换关系：
工件的定位与定位基准的选择
工件的定位与定位基准的选择机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工件必须定位。
而工件装夹定位的方式有：直接找正、划线找正和用夹具装夹三种方式，下面我们讨论工件在夹具中的定位问题。
工件在夹具中的定位涉及到定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题，有关定位误差的计算和定位元件的选用在夹具设计一章讲授，这里只介绍定位原理和定位基准的选择。
一、定位原理1．六点定则工件在夹具中的定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置(不考虑定位误差的影响)。
怎样才能各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢?要弄清楚这个问题，我们先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化?如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定了位。
任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴移动的自由度X，Y，Z；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度X，Y，Z。
因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六个自由度。
图2-16工件的六个自由度为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。
例如用……使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度。
在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来表达的，如上例中长方体的定位以六个支承钉代替六个支承点(图2-17c)，这种形式的六点定位方案比较明显，下面再介绍其他形式工件的定位方案。
2．对定位的两种错误理解我们在研究工件在夹具中的定位时，容易产生两种错误的理解。
第2章 工件的定位和机床夹具
定位心轴
轮加工。
主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿
圆柱心轴 图a为间隙配合圆柱心轴，其定位精度不高，但装卸工件较方便； 图b为过盈配合圆柱心轴，常用于对定心精度要求高的场合； 图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的场合。当工件孔的长径 比L/D>1时，工作部分可略带锥度。 短圆柱心轴限制工件两个自由度，长圆柱心轴限制工件的四个自由度
支承板：用于精基准，工件重，较大平面支承，相当2个支承点
固定式V形块
图a用于较短的精基准定位； 图b用于较长的粗基准(或门路轴)定位； 图c用于两段精基准面相距较远的场合； 图d中的V形块是在铸铁底座上镶淬火钢垫而成， 用于定位基准直径与长度较大的场合。
活动V形块应用实例
活动式V形块限制工件在Y方向上的移动自由度。 它除定位外，还兼有夹紧作用。
垂直度
长柱销限制 X、X、Z、 Z四个自由 度
Φ8
Z O Y
0.08 14±0.1
A
3.2
中心线 位置
X
A
基准重合原 则选基准孔 基准重合原 则选基准面
小端面限 制Y自由度 靠销限制 Y自由度
需进行定位 误差计算
图2-48 需保证的工序尺寸
夹具设计举例
(2) 确定导向装置。 采用快换钻套，用固定钻模板支撑钻套。
(1) 应标注的尺寸及配合
① 工件与定位元件的联系尺寸； ② 夹具与刀具的联系尺寸； ③ 夹具与机床的联系尺寸； ④ 夹具内部的配合尺寸； ⑤ 夹具的外廓尺寸。
(2) 应标注的技术条件
① 定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求； ② 定位元件与连接元件间的位置要求； ③ 对刀元件与连接元件间的位置要求； ④ 定位元件与导引元件的位置要求。
加工中心工件装夹要求(实际经验总结)
做事之前需考虑，需假设。
慎重。
小心一万次都不为过，不小心一次就完了。
CNC装夹总结装夹要求一/对于硬度大，不宜变形的工件，而且加工量较大时，固定的力度就要大二/对于硬度大，不宜变形的工件，虽然加工量少，但加工难度大，则需要较大的力度固定。
三，对于硬度小，而且装夹力度过大，可能变形的工件，需要固定的力度则要小，以防工件挤压变形。
四、装夹后，需要考虑装夹固定工件的受力点．考虑工件是否固定，考虑工件是否变形，考虑工件在加工过程中的位置是否移动．考虑６点固定原理，考虑工件若是移动，那么移动的方位会是在哪里．五．六点定位原理，ｘ／ｙ／ｚ水平移动方向，以及以ｘ／ｙ／ｚ为旋转轴旋转的方向．六／注意事项：当所加工的工件中，没被加工的并且没有被固定料若是成块状，则需要注意这些块状料在加工过程中会撞击摩擦工件，防止工件损伤．七、注意事项：当用飞刀飞面时，需要考虑装夹是否影响加工的精度，尤其是那些容易变形的工件。
例如：聚甲醛，（装夹的比较紧，工件左右两头容易向上翘，或者向下。
这样加工后的左右两边的尺寸容易变小，或者变大。
）【方法，可以在最后两层精加工时，将虎钳固定的松紧度变松点，即可。
】八、注意事项；对于聚甲醛，当底面固定的范围为 3.0，并且底面的厚度仅为5.0时，若加工凸台，一定需要注意装夹的力度，力度过大，工件变形，那么加工的凸台尺寸将会有所变动，会变小，或者凸台将会变形。
八、注意事项，对于加工长度比较大的工件，需要考虑工件是否变形，以及所变形的程度。
尤其是在追寻坐标的时候，两头均需要分中，以此来确定两头中点相差的距离，并进行调整。
九、注意事项：当在加工工件过程中，需要注意那些块状的毛坯料，例如按轮廓走通槽时，需要考虑中间没有铣削到的毛坯料，当底面快要铣通时，那么那个没有铣削到的毛坯料①会撞到工件上，②会使得刀具刀刃破损，甚至使得刀具断掉。
方法，就是将那个块状的毛坯料进行加工，使其变成屑状，而不是块状。
十注意事项：当钻孔时，尤其是硬度比较大的料，需要严格的夹紧固定，否则钻头容易断掉。