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1、工件定位与夹具,龙口市高级技工学校,学习任务,任务1,任务2,任务3,任务4,任务5,任务6,基准的概念,工件定位的概念和要求,六点定位原则,定位基准的选择,工件的装夹方法,车削时工件的装夹方式和车床夹具,基准的概念,1、基准的概念 用来确生定产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。2、基准的分类（1）设计基准：设计图样上采用的基准 作为设计基准的点、线、面在工件上有时不一定具体存在。（2）工艺基准：在机械加工加工过程中用来确定加工表面加工后尺寸、形状、位置的基准。按不同用途可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准,二、工件定位的概念和要求,1、工件定位的概念 确定工件在工艺
2、系统中的正确位置 注：工件定位的本质是使加工面的设计基准在工艺系统中占据一个正确的位置。2、工件定位的要求 保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差和距离尺寸精度,二、工件定位的概念和要求,工件定位时有以下两点要求：（1）使工件加工面的设计基准与机床保持一正确的位置（2）是工件加工面的设计基准与刀具保持一正确的位置,三、六点定位原则,三、六点定位原则,这就完全限制长方体工件的6个自由度,三、六点定位原则,注意：在布置支承点时，底面上的三个支承点不能在同一条直线上，且三个支承点形成的三角形面积越大越好。侧面上的两个支承点形成的连线不能垂直于三点所形成的平面，且两点之间的距离越远越好。,三、
3、六点定位原则,“六点定则”可用于任何形状、任何类型的工件，具有普遍性。根据它来限制工件自由度时，有时我们能够分清哪个支承点限制了工件的哪个自由度，但是有时我们分不清、也没必要分清究竟哪个支承点限制了工件的哪个自由度。重要的是，我们必须清楚：不在一条直线上的三个支承点，可以限制工件的三个自由度。工件具体定位时，并不是用支承点，而是用各种不同形状的定位元件，不同元件限制工件的自由度数是不一样的。,（2）工件的定位形式,完全定位,用六个合理布置的定位支承点限制工件的六个自由度，使工件位置完全确定的定位形式。,当工件在x、y、z三个坐标方向上都有尺寸或位置精度要求时。,三、六点定位原则,不完全定位,工
4、件被限制的自由度数少于六个，但能够满足加工技术要求的定位形式。,此时可能有两种情况：（1）由于工件结构特点，不必限制所有不定度,两个或两个以上的定位支承点同时限制工件的同一个自由度的定位形式。超定位或重定位。,过定位,（1）当以形、位精度较低的毛坯面定位时，不允许重复定位。（2）为提高定位稳定性和刚度，以加工过的表面定位时，可以出现重复定位。,欠定位现象,根据加工技术要求应限制的自由度没有被限制的现象。,欠定位现象是不被允许出现的，因为其不能保证工件的加工技术要求。,常见的支承钉有平头支承钉、球头支承钉和齿纹支承钉。平头适用于工件以精基准定位，球头和齿纹支承钉适用于工件以粗基准定位，减少接触面
5、积，以便于粗基准有稳定的接触。,1）以工件平面为定位基准，常用的定位元件a）支承钉：一个支承钉相当于一个支承点，可限制工件一个自由度。,三、六点定位原则,用支承钉的平面定位方法：,三、六点定位原则,支承钉可分为固定支承钉、可调支承钉、自定位支承钉和辅助支承四种固定支承钉：A型：已加工表面B型：毛坯表面C型：防滑,三、六点定位原则,b)可调支承钉：,三、六点定位原则,c)支承板 A型支承板 B型支承板：易于排屑,三、六点定位原则,支承板根据其宽度与定位面大小的关系，分为窄板和宽板窄板相当于二个支承钉：限制2个自由度宽板相当于三个支承钉：限制3个自由度,支承板根据其宽度与定位面大小的关系，分为窄板
6、和宽板窄板相当于二个支承钉：限制2个自由度宽板相当于三个支承钉：限制3个自由度,三、六点定位原则,c)辅助支承,三、六点定位原则,2）以外圆为定位基准，常用的定位元件 a)在V型块中定位,V形架特点：最大的优点是对中性好，可使一批工件的定位基准轴线对中在v形架两斜面的对称平面上，而不受定位基准面直径误差的影响，装夹方便。不论定为基准面是否经过加工，是完整的圆柱表面还是局部的圆弧面，都可采用v形架定位。其结构参数都已经标准化。,三、六点定位原则,b）定位套为了限制工件的轴向移动自由度，定位套常与其端面配合使用。定位套结构简单、易于制造，但定心精度不高，只适用于工件以精基准定位。且便于工件的装入，
7、在定位套孔口端应有15度或30度的倒角或圆角。,三、六点定位原则,c）半圆套如图所示为两种半圆套定位装置，其下面的半圆套起到定位作用，上面的半圆套部分起加紧作用。半圆套定位装置主要适用于大型轴类工件及以轴向进行装卸不方便的工件。,三、六点定位原则,3）以内孔为定位基准，常用的定位元件 a)定位销(a、b、c为固定式，d为可换式),三、六点定位原则,b)圆锥销：一般限制3个移动自由度,三、六点定位原则,c）定位心轴：心轴结构形式在很多厂中有自己的厂标，供设计时选用。,(a)间隙配合心轴,(b)过盈配合心轴,(c)花键心轴,三、六点定位原则,定位与夹紧的区别定位的任务是保证同一批工件在夹具中占有一
8、致的正确加工位置，加紧的任务是把工件压紧夹牢在定位元件上，且保证工件在加工过程中位置始终不变。因此，两者不能互相取代。,三、六点定位原则,四、定位基准的选择,在制定零件机械加工工艺规程时，定位基准选择是否合理意义十分重大。它不仅影响到工件装夹是否准确、可靠和方便，加工精度是否易于保证，而且影响到零件上各个表面的加工顺序，甚至还会影响到所采用的工艺装备的复杂程度。在零件的加工中，如果以毛坯的未加工面定位，即为粗基准定位。如果使用已经加工过的表面作为定位基准，为精基准定位。粗基准和精基准定位的定位基准选择原则不同。,1、粗基准选择的原则,粗基准的选择，影响各加工表面的余量分配及非加工表面与加工表面
9、之间的位置精度。这就要据实际情况和具体要求合理地进行选择。,四、定位基准的选择,当零件上有一些表面不需要进行机械加工，且不加工表面与加工表面之间具有一定的相互位置精度要求时，应以不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面为粗基准。,（1）以不加工表面为粗基准,四、定位基准的选择,四、定位基准的选择,b）当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择应有利于各加工表面均能获得合理的加工余量。原则：为使各加工表面能得到足够的加工余量，应选择毛坯加工余量最小的表面作为粗基准。为保证其重要加工表面的加工余量小而均匀，应以该重要加工表面作为粗基准。粗基准的选择，应尽可能使加工表面的金属切除量总
10、和最小。,（3）选择较为平整光洁，无分型面、冒口，面积较大的为粗基准，以使工件定位可靠、装夹方便，减少加工劳动量。（4）粗基准在同一自由度方向上只能使用一次。粗基准重复使用会造成较大的定位误差。,四、定位基准的选择,c）粗基准应尽量避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。d）应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷的平整表面做粗基准，使工件定位稳定，夹紧可靠。,四、定位基准的选择,2、精基准的选择,选择精基准时，首先要保证工件的加工精度，同时还应使工件装夹方便，夹具的结构尽可能简单。一般应遵循如下原则：基准重合原则，基准统一院则，互为基准原则，自为基准原则。,四、定位基准的选择,2）
11、精基准的选择原则基准重合原则直接选用加工表面的设计基准（或工序基准）作为主要定位基准的原则。便于保证加工精度，否则产生基准不重合误差，影响加工精度。基准统一原则当工件以某一组精基准定位，可以比较方便的对其余多个表面进行加工时，应尽早的在工艺过程开始阶段就把这组精基准加工出来，并达到一定的精度，在以后各道工序中都以其作为定位基准的原则。优点：工件上多数表面采用同一组基准定位加工，避免了基准转换所带来的误差，有利于保证这些表面间的位置精度；简化了生产准备工作；为在一次装夹下有可能加工出更多的表面提供了有利条件。,互为基准、反复加工原则当工件上存在两个相互位置精度有要求的表面，可以认为它们彼此之间是
12、互为基准的原则。自为基准原则选择加工表面本身作为定位基准的原则。,（3）辅助基准的应用 为了满足工艺上的需要，在工件上专门设计和加工出来的定位基准称为辅助基准。在机械加工时，一般优先选用零件上的重要工作表面作为定位基准，但有时一些零件上，这些重要的工作表面并不适宜作定位基准，这时为了定位需要，将零件上一些本来不需要加工的表面或精度要求较低的表面，按较高精度加工出来作为定位基准。这些为了工艺上的需要而加工出来的定位基准就是辅助基准。例如：轴类零件两端面上的顶尖孔。,键槽的铣削加工,定位基准与工序基准重合,四、定位基准的选择,（2）基准统一原则,当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他表面时
13、，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位。如轴类零件，常用顶尖孔做统一基准加工外圆表面，这样可保证各表面之间同轴度：一般箱体常用一平面和两个距离较远的孔作为精基准；盘类零件常用一端面和一端孔为一精基准完成各工序的加工。,四、定位基准的选择,（3）互为基准原则,对于两个表面间相互位置精度要求很高，同时其自身尺寸与形状精度都要求很高的表面加工，常采用“互为基准、反复加工”原则。,四、定位基准的选择,（4）自为基准原则,对于加工精度要求很高，余量小而且均匀的表面，加工中常用加工表面本身作为定位基准。,四、定位基准的选择,直接找正法在机床上利用划针或百分表等测量工具（仪表）直接找正工件位置的方法。特点
14、：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度划线找正法先根据工序简图在工件上划出中心线、对称线和加工表面的加工位置线等，然后在机床上按划好的线找正工件位置的方法。特点：费时，又需要技术高的划线工 使用夹具装夹 直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的方法特点：迅速、可靠，定位精度较高。,五、工件的装夹方法,图 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,图 划线找正法示例,夹具的组成定位元件、安装元件、调整元件、夹紧装置、夹具体、其他装置或元件。夹具的分类（按用途）（1)通用夹具：标准化，在一定范围内无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。例如三爪自定心卡盘、四爪
15、单动卡盘、平口钳、分度头等。（2）专用夹具：针对某一工件的某一固定工序而专门设计的（3）成组可调夹具：将零件分组，为每一组设计一套可调整的“专用夹具”使用时只需稍加调整或更换部分元件，即可加工同一组内的各个零件。（4）组合夹具：由预先制造好的通用标准部件经组装而成的夹具。,1、卡盘安装卡盘：3爪卡盘、4爪卡盘、花盘等3爪卡盘：有3个卡爪的卡盘.特点是能自定心，装夹方便，但定心精度不高，夹紧力小是一种最常用的卡盘，适用于装夹截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。,六、车削时工件的装夹方式和车床夹具,正卡爪,反卡爪,每个正反卡爪上都有号(1、2、3)，这是卡爪的安装顺序，安装时一定要按
16、123的顺序安装，否则安不进去,4爪卡盘：有4个卡爪，分为4爪单动和4爪自定心卡盘，可以装卡方形工件，特点是夹持力大，但4爪单动卡盘工件定位麻烦，4爪自定心夹持范围小,花盘：用来装夹异型工件的卡盘.当然花盘的安装不是图上这样的，是在主轴法兰盘上安装的,花盘要配合夹具来装夹工件,2、顶尖：车削轴类工件时起到定位和支撑工件的作用。较长的轴类工件在加工时常用一夹一顶安装，这种方法夹紧力较大，适于轴类零件的粗加工和半精加。当工件调头安装时不能保证同轴类。精加工时应该用两顶尖装夹。顶尖的结构有两种：一种是死顶尖，另一种是活顶尖。,3、中心架：是车削细长工件时，起到支撑和过渡工件的附件。一般为原厂车床可选
17、附件。这种装夹方式可增加工件的刚性，使工件变形小。中心架的用法有哪几种?(1)把中心架直接安放在工件中间，用以提高长轴的刚性;(2)车大而长工件的端面或钻中心孔时，可将工件一端用卡盘夹住，另一端搭中心架，以增加工件的稳定性;(3)加工较长套筒类工件内孔(钻孔、车孔或车内孔螺纹)时，可用中心架来增加工件的牢固性。,跟刀架：车削工件时顶在车刀后面，起到加强工件强度，防止工件被车刀顶变形，常用在车削细长工件，同样为原厂车床可选附件。跟刀架一般放在车刀的前面，以防止跟刀架支承爪擦伤工件的已加工表面。跟刀架有什么作用?常用于何种场合?顾名思义，跟刀架是跟着车刀一起移动的，它有两个支承爪，另一个支承爪被车刀所代替，其作用是防止由于径向切削力而引起工件的弯曲变形。跟刀架用于车削不允许接刀的细长轴，如车床上的光杠和精度要求较高的丝杠等。,
