夹具定位夹紧原则
第二章 工件在夹具中的定位
Z
Y
X
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，
再以相应定位点去限制。
Z
Z
Y
Y
X X
a） b）
ox方向上没有原始尺寸要求， 因此沿这个方向移动的自由 度。可以不加限制，工件只 要限制五个自由度就够了。 图2-3
只有oz方向上有原始尺寸， 但要保 证此尺寸必须限制三个 自由度，即沿Z轴的移动和绕X 轴、Y轴的转动
“一面两销”的两圆柱销重复限制了沿 x 方向的移动自 由度，属于过定位。由于工件上两孔的孔心距和夹具上两销 的销心距均会有误差，因而会出现上图所示的相互干涉现象。
解决“一面两孔”的定位干涉问题的途径： (1)减小一个销的直径； (2)将一个销做成削边销。
3）定位心轴
主要用于盘套类零 件的定位。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
2-1. 工件定位原理
(1)六点定位原理
一个自由的物体，它对三 个相互垂直的坐标系来说，有 六个活动可能性，其中三种是 移动，三种是转动。习惯上把 这种活动的可能性称为自由度， 因此空间任一自由物体共有六 个自由度。
图2-1 工件自由度示意图
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。
AO AC AO2 AB
' 2
2 2
2
2
2
2
D2 b 1 D 2 min b Tlk Tlx 2 2 2 2 2 2
夹紧力的作用点设计原则
夹紧力的作用点设计原则
夹紧力的作用点是指施加在工件上的夹紧力作用在工件上的位置和方向。
夹紧力的作用点设计原则是确保工件在加工过程中保持稳定、不变形，同时也要考虑到夹具的制造和操作方便。
夹紧力的作用点应该选择在工件刚性较好的部位，这样可以减少工件的变形和振动。
如果工件的刚性不足，可以在工件上增加加强筋、支撑架等辅助支撑结构来提高工件的刚性。
夹紧力的作用点应该尽可能靠近加工表面，这样可以减少加工过程中产生的振动和变形，提高加工精度。
同时，夹紧力的作用点也应该考虑到夹具的结构和操作方便性。
夹紧力的作用点应该避免直接作用在工件的薄弱部位，例如细长轴、薄壁件等。
这样可以避免工件变形、破裂等问题。
夹紧力的作用方向应该与工件的形状和加工要求相适应。
例如，对于轴类零件，夹紧力的方向应该沿着轴线方向；对于板类零件，夹紧力的方向应该垂直于表面。
在设计夹具时，应该根据工件的形状、尺寸、加工要求等因素来确定夹紧力的作用点。
同时，还应该考虑到夹具的制造和操作方便性，以及夹具的使用寿命和成本等因素。
夹紧力方向确定原则
夹紧力方向确定原则夹紧力方向确定原则夹紧力是指通过夹具或装配工具对工件进行固定的力。
在制造和装配过程中，正确确定夹紧力的方向非常重要，因为它直接影响到工件的质量和安全性。
以下是一些关于夹紧力方向确定的原则。
一、基本原则1. 确保夹紧力与工件的几何形状相适应：夹紧力应该能够均匀地分布在工件表面上，并且不会导致变形或损坏。
2. 考虑工件材料的特性：不同材料有不同的强度和韧性，因此需要根据工件材料的特性来确定合适的夹紧力方向。
3. 考虑工艺要求：根据具体的制造和装配过程要求，确定合适的夹紧力方向，以确保工艺操作的顺利进行。
二、常见原则1. 垂直夹紧原则：当需要对一个平面进行加工或装配时，夹紧力应该垂直于该平面。
这样可以确保平面上没有滑动或移位，并提供足够的稳定性。
2. 平行夹紧原则：当需要对两个平行面进行加工或装配时，夹紧力应该平行于这两个平面。
这样可以确保两个平面之间的距离保持一致，并且工件不会发生倾斜。
3. 对称夹紧原则：当需要对一个对称工件进行加工或装配时，夹紧力应该沿着对称轴线方向施加。
这样可以确保工件保持对称，并且避免产生不均匀的应力。
4. 反向夹紧原则：当需要对一个柔性工件进行加工或装配时，夹紧力应该从反方向施加。
这样可以避免工件变形或损坏，并提供足够的支撑。
5. 多点夹紧原则：当需要对一个大型或不规则形状的工件进行加工或装配时，应该使用多个夹紧点来分散夹紧力。
这样可以确保整个工件表面受到均匀的压力，并防止局部变形。
三、特殊情况原则1. 薄板材料：对于薄板材料，应尽量避免在薄弱区域施加过大的夹紧力，以防止变形或破裂。
可以使用辅助支撑物来提供额外的支撑。
2. 弯曲零件：对于弯曲零件，夹紧力应该沿着曲线的切线方向施加，以确保工件保持其形状。
3. 精密零件：对于精密零件，夹紧力应该尽量小而均匀地施加，以避免产生过大的变形或应力集中。
四、安全原则1. 避免夹紧力过大：夹紧力过大可能导致工件变形、损坏或破裂。
《机床夹具设计》工件的定位
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求，确定定位方式。
●根据零件工序加工要求，确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
3第三章工件在夹具中的夹紧
3、圆偏心夹紧的自锁条件 P点夹紧时能自锁，则可保证其余 各点均可自锁 自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp=2e/D≈αp 为安全起见取Φ1 =0 2e/D ≤Φ2≈μ2, 取μ2=0.1~0.15, D/e≥14～20自锁, D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮 的工作可靠性
(4) 弹簧筒夹式定心夹紧机构
弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
(5) 波纹套定心夹紧机构
波纹套定心心轴 1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈
(6) 液性塑料定心夹紧机构
液性塑料定心夹紧机构 1夹具体；2簿壁套筒；3液性塑料； 4滑柱；5螺钉；6限位螺钉
六、 联动夹紧机构 单件多位（联动）夹紧机构 多件多位（联动）夹紧机构
4、有效工作区域：一般常选下面两种工作区域： 1) β=±30°～±45°，为P点左右，楔角变化 小，工作较稳定，α大自锁性能差； 2) β=－15°～75°，楔角变化大，工作不稳 定，但夹紧时α小，自锁性能好。
e
L
P
B1 A
C贮 C间
A1
ρ
α Q 1x
α α
Q P C 垫块
工件
B Q1
T
图 6 . 47 圆偏心轮的设计
应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向
图c) 增力减小行程
图3.18
万能可调节压板
三、圆偏心夹紧机构
工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘 或轴作为夹紧元件 夹紧特点： • 结构简单，制造方便，夹紧迅速，操作灵活，行 程小，增力小，自锁能力差。适合夹紧力小、振 动小的场合。
五、 定心、对中夹紧机构
3.1夹紧装置的组成和基本要求,夹紧力的确定(改)
1．以外圆定位时的定位误差计算
ΔD
δd 2
sin(1α/2)
ΔD
δd 2
1 sin(α/2)
1
ΔD
δd 2
1 sin(α/2)
1
2．一面两孔定位的定位误差计算 两定位销中心距设计 圆柱销设计 削边销设计 定位误差计算
Page 2
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
一、 夹紧装置的组成 二、 夹紧装置的基本要求 三、 夹紧力确定的基本原则 四、 减小夹紧变形的方法
四、减小夹紧变形的方法
1．合理定三要素； 2．均布夹紧力； 3．提高刚度；
Page 26
LOGO
作业
Page 27
LOGO
2020/9/25
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
四、减小夹紧变形的方法
例．薄壁套夹紧变形与减小措施
2020/9/25
薄壁套筒的夹紧变形
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
四、减小夹紧变形的方法
1．合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。
2020/9/25
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
2．夹紧力的作用点
（1）夹紧力的作用点应靠近定位元件的几何中心或落在定位元 件的支承范围内。
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
三、确定夹紧力的基本原则
2．夹紧力的作用点
（2）夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位 。
2020/9/25
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
三、确定夹紧力的基本原则
LOGO
3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
第二章机床夹具设计基础1.1
欠定位与过定位
•欠定位——应该消除的自由度没有 消除，不允许。 •过定位——几个支承点重复限制某个 自由度，一般不允许，应用是有条件的。
正确处理过定位
•提高工件定位表面与定位元件之间的 位置精度； •改变定位元件的结构。
正确配置支承点
•一般按三、二、一布置。 •主要定位表面受力面积越大越好。
二、定位方法及定位元件 工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。 定位方案的确定
定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正确 的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。定位与 夹紧在夹具设计中是两个非常重要的概念,两者既有 紧密联系,缺一不可,但在概念上又有严格区别: 定 位的作用是确定工件在夹具中相对于刀具处于一个 正确的加工位置,而夹紧的作用是保证工件在加工过 程中始终保持由定位所确定的正确加工位置, 夹紧 不能代替定位
（一）工件以平面定位
1、定位方式
根据平面所限制自由度的数目分为三种：
主要支承面
导向支承面 止推支承面
限制工件的三个自由度的定位平面，常用于精度比较高 的工件定位表面。
限制工件的两个自由度的定位平面，常做成窄长面。 限制一个自由度的平面，为了确保定位准确，往往将 平面面积作的尽可能小。
2、定位元件 常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位 指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采 用四点定位可以满足加工要求。
工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求， 故只用三点定位。
Z
限制3个 自由度 X Y X a）
六点定位原则
上节课 回顾
一、工件定位的概念： 定位 在加工前，先确定工件在工艺系统中的正确位置。
实际加工中，只要考虑作为设计基准的点、 线、面 是否在工艺系统中占有正确有位置。
上节课 回顾
二、定位与夹紧： 夹紧
在加工过程中，为防止工件在切削力、重力、惯性 力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件定位。
因此，按照工件加工要求确定工件必须限制 的自由度数是工件定位中应解决的首要问题。
四、定位的分类
四、定位的分类
1、完全定位
大端面限制: X 方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度
短销限制: Y、Z方向的移动自由度
防转销限制: X位 完全定位的概念:
六个自由度均被限制的定位方式称为完全定位。
六点定位原理的两点说明
二、关于定位方向的确定
在外力作用下， 与基准紧密结触
我们认为工件在某个方向的自 由度被限制了，就是在该方向上 有了正确的位置，并不表示在受到 脱离支承点的外力的作用下也不运动
二、常用定位元件能限制的自由度数
二、常用定位元件能限制的自由度数
外圆柱面
三、由工件加工要求确定工件应限制的自由度数 生产现场
四、定位的分类 2、不完全定位（部分定位）的概念
根据零件加工要求实际限制的自由度数少于六 个的定位方法称为不完全定位.
四、定位的分类 举一反三 考考你
应该限制: Z方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
四、定位的分类 3、过定位
一夹一顶 夹持部分较长
重复限制: Y、Z 方向转动自由度
夹持较长卡盘相关于套筒限制: Y、Z方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度
夹紧和定位是两个概念
上节课 回顾
夹具定位误差分析和定位销计算和夹紧力计算
定位元件上用于定位的表面称定位工作表面或限位基面。
定位基准是代表工件上定位表面或定位元件上的定位工作
表面几何特征的几何要素（点、线、面），如定位表
Z
面为内或外圆柱表面，一般用内或外圆柱表面的轴心
作为基准。工件上定位表面的基准称定位基准，定位
元件上定位工作表面的基准称限位基准。
Y
X
4
2.工件在夹具中的定位
5
2.工件在夹具中的定位 根据零件要求分析需要限制哪些自由度？
圆柱钻通孔 Z
圆柱钻盲孔 Z
Y X
Y X
Z
板上钻孔
Y
X
6
2.工件在夹具中的定位
2.5定位元件应满足的基本要求 在加工过程中，加工完一个零件就要更换，而夹具上的定位元件是不经常更换的，为了保证 每个工件加工精度的要求，定位元件应满足一下基本要求； 1:较高的精度，尺寸精度IT6~IT8（GB/T 1800.3~1998），表面粗糙度Ra0.2~0.8 2:足够的刚度，避免受力变形。 3：较好的耐磨性，以便长期保持精度，一般采用淬火处理，硬度为55~62HRC(洛氏硬度） 2.6定位方式及定位元件 1，工件以平面定位
由于工件的定位基准与工序或设计基准不重合而引起的定位基准变动量称基准不重合误差 用代号△jb表示。 当工件上的一组定位表面与夹具的定位元件相应的工作表面相接触或相配合时，工件在夹具 中的位置就定了，但是在一批工件中，工件间在尺寸,形状和位置上存在公差允许范围内的误差 定位元件也存在制造精度范围内的误差，由于工件上的定位基面和定位元件上的定位工作面 的制造不准确而引起的定位基准位置的变动量称为定位副不准确误差，也称基准位置引动误差 用△db 我们怎么用定位误差来评定我们定位方案的合理性？ 一般△dw的绝对值越小，定位方案越合理。 一般定位误差： △dw= △jb+ △db≤(1/3~1/5)δ δ（本工序工件要求的公差）当δ较大时系数就取较小值。反之就取较大值。
第四章第2、3节机床夹具及工件定位--- (2)
构，进一步提高劳动生产率。
3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能
根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，
即可扩大机床原有的工艺范围。
例如在摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱
体零件的镗孔加工。
定位原理
学习要点：
定位是机械加工中一个极为重要的问题。
要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定
1、2、3点：
6点： x
z x y
4、5点：
y z
工件定位的任务就是根据加工要求限制工
件的全部或部分自由度。 工件的六点定位原理是指用六个支撑点来 分别限制工件的六个自由度，从而使工件
在空间得到确定定位的方法。
图
工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
它用于加工 与端面J垂 直的孔、外 圆面及其他 端面，或两 端面有同轴 度(表面P与 内孔、外圆 面)要求的 工件。
压板座组件 KTl 可根据 工件大小在 槽内作径向 移动以调整 钩形螺栓夹 紧位置。钩 形螺栓 KH1 可视工件大 小更换。
根据工件 定位基准 不同，定 位元件 KH2也可 以更换。
2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
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。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的 平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由 专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。 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。
由前述分析可知，球体上通铣平面只需限制 1个自由度，这是从定位分析角度得出的结 论，但是在决定定位方案的时候，为了使得 定位系统能够实现，承受切削力、夹紧力， 方便安排定位元件等原因，往往考虑限制2 个自由度(见图4-13a) ，或限制3个自由度(见 图4-13b)。在这种情况下，对第二类自由度 也加以了限制，不仅是允许的， 且是必要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
夹具定位夹紧原则
夹具是一种用于固定工件并实现加工定位的工具。
在制造业中，夹具的设计和使用对于提高生产效率和保证产品质量至关重要。
夹具定位夹紧原则是指在夹具设计和使用中，必须遵循的一系列原则，以确保工件能够准确定位并保持稳定夹紧。
下面将详细介绍夹具定位夹紧原则的相关内容。
1. 定位原则：夹具的定位功能是确保工件在加工过程中保持正确的位置和方向。
在夹具的设计中，应根据工件的形状和尺寸，选择合适的定位元件。
常用的定位元件有定位销、定位块、定位台等。
定位元件应能够准确地与工件配合，以确保工件的位置和方向不发生偏移。
2. 夹紧原则：夹具的夹紧功能是保证工件在加工过程中不发生相对位移或旋转。
夹紧力应适当，既要保证工件能够稳定夹紧，又要避免对工件造成过大的变形或损伤。
常用的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧和气动夹紧等。
在夹具的设计中，应根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹紧方式。
3. 刚性原则：夹具的刚性是指夹具在加工过程中不产生变形或振动。
夹具的刚性主要受夹具结构和夹紧力的影响。
在夹具的设计中，应采用合理的结构形式和材料，以提高夹具的刚性。
夹具的夹紧力应均匀分布，避免出现过大或过小的局部压力，从而保证夹具的刚性。
4. 可调性原则：夹具的可调性是指夹具能够适应不同尺寸和形状的工件。
在夹具的设计中，应考虑到工件的变化范围，并设置相应的调节装置。
常用的调节装置有螺旋调节装置、滑块调节装置和曲柄调节装置等。
可调性的设计可以提高夹具的适应性和灵活性。
5. 安全原则：夹具的安全性是指夹具在使用过程中不会对操作人员和设备造成伤害。
夹具的设计和制造应符合相关的安全标准和规定，确保夹具的使用安全可靠。
在夹具的使用过程中，操作人员应严格按照操作规程进行操作，避免发生意外事故。
夹具定位夹紧原则是夹具设计和使用的基本原则，对于提高生产效率和保证产品质量具有重要意义。
在夹具的设计和制造过程中，应根据工件的特点和加工要求，合理选择定位元件和夹紧方式，确保夹具能够准确定位和稳定夹紧工件。
同时，还应注重夹具的刚性、可调性和安全性，以提高夹具的性能和使用效果。
夹具定位夹紧原则是夹具设计和使用的基本准则，它涉及到夹具的定位、夹紧、刚性、可调性和安全性等方面。
遵循夹具定位夹紧原则，能够有效提高夹具的使用效果，提高生产效率和产品质量。
因此，在夹具的设计和使用过程中，必须重视夹具定位夹紧原则的应用，以确保夹具能够发挥最大的作用。