第3章工件的定位與裝夾

1.基準(zhǔn)的概念及其分類(lèi)2.工件在機(jī)床夾具中的定位3.工件在夾具中的定位方式及其定位元件4.工件的裝夾方法5.工件的夾緊與夾緊機(jī)裝置【主要內(nèi)容】工件的定位與裝夾●

掌握基準(zhǔn)的概念及分類(lèi)●理解六點(diǎn)定位原理●掌握常用定位元件的應(yīng)用及能限制的自由度●熟悉工件的裝夾方法及常用的夾緊機(jī)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工件的定位與裝夾

工件是幾何實(shí)體，它由點(diǎn)、線(xiàn)、面構(gòu)成。其上任何一個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)、面的位置總是用它與另外一些點(diǎn)、線(xiàn)、面的相互關(guān)系（尺寸、平行度、同軸度等）來(lái)確定的。12.1基準(zhǔn)的概念及其分類(lèi)12.1.1基準(zhǔn)的概念

◆基準(zhǔn)

是指用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線(xiàn)、面。

根據(jù)基準(zhǔn)的作用不同，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。12.1.2基準(zhǔn)的分類(lèi)

一、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

指在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。如圖a）中的球心O、圖b）中的軸線(xiàn)、平面A，它們都是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是實(shí)際存在的，也可是假想的。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)實(shí)例a）b）工藝基準(zhǔn)：是指在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)分類(lèi)：二、工藝基準(zhǔn)及其分類(lèi)按用途不同分工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)1.工序基準(zhǔn)指在工序簡(jiǎn)圖上，用來(lái)確定本工序所加工表面加工后應(yīng)保證的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；當(dāng)考慮定位或試切測(cè)量方便時(shí)，也可與定位基準(zhǔn)或測(cè)量基準(zhǔn)相重合。工序基準(zhǔn)實(shí)例

2.定位基準(zhǔn)

指加工時(shí)用作工件定位的基準(zhǔn)。

定位基準(zhǔn)（基面）又有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。

定位基準(zhǔn)由實(shí)際存在的端面或內(nèi)、外圓柱面作為定位基面。如圖中的C、D面。

12.測(cè)量基準(zhǔn)指用來(lái)測(cè)量被被加工表面的尺寸和位置的基準(zhǔn)。圖a)是以圓柱面素線(xiàn)作為測(cè)量基準(zhǔn)；圖b)是在V形鐵上測(cè)量軸段2的徑向跳動(dòng)，軸頸1和2的同軸線(xiàn)12是測(cè)量基準(zhǔn)，以實(shí)際存在的外圓面1作為測(cè)量基面。a）b）測(cè)量基準(zhǔn)與測(cè)量基面實(shí)例

4.裝配基準(zhǔn)指裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。

圖a)以A端面和軸頸面為裝配基面；圖b)倒檔齒2以殼體1右方內(nèi)端面、徑向以?xún)?nèi)孔表面為裝配基面。a)b)裝配基準(zhǔn)與裝配基面實(shí)例12.2工件在機(jī)床夾具中的定位12.2.1工件的六點(diǎn)定位原理工件的定位：指工件在機(jī)床夾具中占有的正確位置。

一、工件的自由度任何工件（自由剛體），在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)方向活動(dòng)的可能性，即沿軸方向的移動(dòng)自由度（）,繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度（）。

將工件某個(gè)方向活動(dòng)的可能性稱(chēng)為一個(gè)自由度。

工件的六個(gè)自由度，如圖所示。

工件的六個(gè)自由度

a)矩形工件b)圓柱形工件

要使工件在空間有確定的唯一位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個(gè)約束，分別限制其六個(gè)自由度。

二、六點(diǎn)定位原理（六點(diǎn)定位規(guī)則）

指用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件相應(yīng)的六個(gè)自由度，確定其唯一確切位置的原理。工件矩形立體的六點(diǎn)定位

圓柱體的六點(diǎn)定位

◆

常見(jiàn)加工形式為保證加工要求應(yīng)限制的自由度◆

續(xù)上表1.在夾具結(jié)構(gòu)中，支承點(diǎn)不一定用點(diǎn)或銷(xiāo)的頂端，常用面或線(xiàn)來(lái)代替；在具體應(yīng)用時(shí)，可用窄長(zhǎng)的平面（條形支承）代替直線(xiàn)，用較小的平面代替點(diǎn)。2.定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，才能限制自由度。12.分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。某一自由度被限制，是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定的位置，并不是指工件在受到外力時(shí)不能運(yùn)動(dòng)。工件在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，要靠夾緊裝置來(lái)完成。三、應(yīng)用六點(diǎn)定位原理時(shí)需注意的問(wèn)題1.工件的正確定位，就是工序的正確定位。2.工件正確定位應(yīng)限制自由度的多少，由其加工要求和工序基準(zhǔn)的形式?jīng)Q定。并非六個(gè)自由度都必須全部被限制，只需限制對(duì)加工要求有影響的自由度。

為保證加工要求必須限制的自由度，稱(chēng)為第一自由度。對(duì)加工要求無(wú)關(guān)的自由度，稱(chēng)為第二自由度。

第二自由度是否限制，可根據(jù)工件承受切削力、夾緊力和刀具在工件加工表面運(yùn)行工作行程范圍考慮。12.2.2工件正確定位應(yīng)限制的自由度一、限制工件自由度與加工要求的關(guān)系、

、、

具體確定方法獨(dú)立擬出確保各單項(xiàng)距離尺寸或位置公差要求而限制的自由度后，再按綜合疊加但不重復(fù)的方法便可得到確保多項(xiàng)精度要求應(yīng)限制的自由度。如圖示工件上銑槽，必須限制五個(gè)自由度：及5個(gè)自由度。工件上銑槽應(yīng)限制的自由度

1．完全定位

指不重復(fù)地限制了工件六個(gè)自由度的定位。當(dāng)工件在x、y、z三個(gè)坐標(biāo)方向均有尺寸要求或位置精度要求時(shí)，一般采用這種定位方式。

2．不完全定位

根據(jù)工件加工要求，不需要限制工件全部自由度的定位方式。如圖示車(chē)（鏜）通孔、磨（銑）削平面。二、工件定位中的幾種情況

a)車(chē)床上加工通孔

b)平板工件磨平面不完全定位實(shí)例

12．欠定位工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制的定位現(xiàn)象。欠定位無(wú)法保證加工要求，絕不允許有欠定位現(xiàn)象產(chǎn)生。

如圖示在工件上銑槽，如未限制，就不能保證槽底與工件下底面的距離尺寸要求；如果或未限制，就不能保證槽底面與工件底面的平行度要求。4．過(guò)定位（也稱(chēng)重復(fù)定位或超定位）多個(gè)定位元件重復(fù)限制同一個(gè)自由度的定位現(xiàn)象。

如圖示，上平面對(duì)A面有垂直度公差要求，若用夾具的兩個(gè)大平面定位，則工件A面被限制了三個(gè)自由度，B面被限制了三個(gè)自由度，其中自由度被A、B面同時(shí)重復(fù)限制。過(guò)定位實(shí)例

▼改變定位元件的結(jié)構(gòu)。如縮小定位元件工作面的接觸長(zhǎng)度；或者小定位元件的配合尺寸，增大配合間隙等；▼控制或者提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。如把定位的面接觸改為線(xiàn)接觸。如圖示。消除或減少過(guò)定位現(xiàn)象的措施圓柱形支承定位◆消除過(guò)定位實(shí)例

為了既保證機(jī)床夾具定位的準(zhǔn)確性，又不致發(fā)生工件過(guò)定位現(xiàn)象，常在“一面兩孔”組合定位時(shí)，將兩個(gè)定位銷(xiāo)中之一改制成菱形銷(xiāo)（削邊銷(xiāo)）。菱形的長(zhǎng)軸方向應(yīng)與兩孔中心連線(xiàn)垂直。如圖示。菱形銷(xiāo)

◆

過(guò)定位是否允許，要視具體情況而定。

如工件定位面經(jīng)機(jī)加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過(guò)定位是允許且必要的（如圖示）。

HSK刀柄與傳統(tǒng)刀柄結(jié)構(gòu)HSK刀柄傳統(tǒng)刀柄1:107:24主軸拉桿刀柄

過(guò)定位應(yīng)用刀柄拉桿漲套主軸12.12工件在夾具中的定位方式及其定位元件12.12.1工件的定位方式

一、工件以平面定位

在機(jī)械加工中，工件以平面作為定位基準(zhǔn)的定位是一種常用的定位方式，如箱體、機(jī)座、支架、板狀類(lèi)零件等。

有：以平面定位；以圓柱孔定位；以外圓柱面定位；以組合表面定位等4種方式。

支承形式：根據(jù)所用定位元件是否起限制自由度作用、能否調(diào)節(jié)等分為：

固定支承；可調(diào)支承；自位支承（或稱(chēng)浮動(dòng)支承）輔助支承?？烧{(diào)支承—支承點(diǎn)位置可調(diào)

自位支承—支承點(diǎn)可以自動(dòng)調(diào)整其位

置以適應(yīng)定位表面變化支承釘支承板限制自由度的支承支承定位輔助支承—不限制自由度，不起定位作用，只起支承作用以加強(qiáng)支承剛度的支承固定支承1.固定支承固定支承定位元件：支承釘、支承板。支承釘形式：用于工件側(cè)面定位，防止工件滑動(dòng)用于工件已經(jīng)加工過(guò)的平面定位用于工件以毛坯面定位a）平頭支承釘b）球頭支承釘c）齒紋頭支承釘支承板形式：

都可用于工件已加工表面定位。A型支承板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但孔邊切屑不易清除干凈，適用于側(cè)面和頂面定位；B型支承板便于清除切屑，適用于底面定位。支承板結(jié)構(gòu)形式支承板定位簡(jiǎn)圖A型B型2.可調(diào)支承工件定位過(guò)程中，有些要求支承釘?shù)母叨榷ㄆ诨虿欢ㄆ谡{(diào)整時(shí)，可采用可調(diào)支承釘。如圖所示。a)圓頭可調(diào)支承b)錐頂可調(diào)支承c)網(wǎng)狀平頭可調(diào)支承1—調(diào)整螺釘2—緊固螺母

調(diào)節(jié)到位后應(yīng)用螺母將支承釘鎖緊。多用于粗基準(zhǔn)。定位作用與支承釘相同?！隹烧{(diào)支承應(yīng)用實(shí)例可通過(guò)調(diào)整右方支承釘高度，控制2個(gè)毛坯孔與銑削后的B面的距離誤差大小，以保證鏜孔工序余量均勻?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整支承釘?shù)妮S向位置，在軸上鉆與左端面不同距離要求的徑向孔。12.自位支承（或稱(chēng)浮動(dòng)支承）

指在工件定位過(guò)程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承。

作用：提高工件裝夾剛度和穩(wěn)定性。

特點(diǎn)：★浮動(dòng)支承點(diǎn)的位置隨著工件定位基準(zhǔn)位置的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，直至全部接觸為止?！锶韵喈?dāng)于一個(gè)固定支承，只限制一個(gè)自由度；但增加了接觸點(diǎn)數(shù)，提高了工件的剛度和穩(wěn)定性，減小工件的變形和接觸應(yīng)力?！飱A具結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。適用于工件以毛面定位或剛度不足的場(chǎng)合。

支承是擺動(dòng)或浮動(dòng)的，以?xún)牲c(diǎn)或三點(diǎn)與工件支承面接觸。結(jié)構(gòu)形式：如圖示。

自位支承的結(jié)構(gòu)形式a）b）c）

指在工件定位過(guò)程中，不限制工件自由度、用于輔助定位的支承。它不是定位元件。作用：提高工件的裝夾剛度、穩(wěn)定性和可靠性，防止工件產(chǎn)生變形或定位不穩(wěn)定。

注意：支承位置應(yīng)選在有利于工件承受夾緊力和切削力的位置。4.輔助支承

輔助支承應(yīng)用實(shí)例加工面

輔助支承a）b）輔助支承的幾種典型結(jié)構(gòu)類(lèi)型螺釘工件滑柱彈簧工件滑塊手柄滑柱斜楔工件手輪工件斜孔夾緊套螺套滑柱螺釘彈簧外套a)螺旋式輔助支承b)斜斜自位式輔助支承

c)推引式輔助支承d)液壓鎖緊輔助支承

二、工件以圓柱孔定位

定位元件有：圓柱定位銷(xiāo)、定位心軸、圓錐銷(xiāo)。

1.圓柱定位銷(xiāo)

結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)：如圖示。按與工件孔配合長(zhǎng)徑比分為長(zhǎng)、短圓柱銷(xiāo)。長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)可限制4個(gè)自由度；短圓柱銷(xiāo)可限制2個(gè)自由度。圓柱定位銷(xiāo)典型結(jié)構(gòu)用于較小內(nèi)孔用于較大內(nèi)孔以?xún)?nèi)孔和端面組合定位時(shí)（帶支承環(huán)）

2.定位心軸結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)，除圖示三種結(jié)構(gòu)外，還有花鍵心軸。限制五個(gè)自由度，限制四個(gè)自由度，限制五個(gè)自由度，a）錐形心軸（錐度1／1000-1／5000）定位心軸結(jié)構(gòu)1-導(dǎo)向部分2-傳動(dòng)部分12-定位部分b）過(guò)盈配合圓柱心軸c）間隙配合心軸（帶軸肩）12.圓錐銷(xiāo)圖示為工件以圓孔在圓錐銷(xiāo)上定位的示意圖。固定圓錐銷(xiāo)限制工件三個(gè)移動(dòng)自由度。圖a)用于粗基準(zhǔn)定位，圖b)用于精基準(zhǔn)定位。

圓錐銷(xiāo)定位a)粗基準(zhǔn)定位用圓錐銷(xiāo)b)精基準(zhǔn)定位用圓錐銷(xiāo)

工件在單個(gè)圓錐銷(xiāo)上定位容易傾斜，故一般要與其它定位元件組合使用，如圖示。

a)圓錐與圓柱組合心軸

圓錐銷(xiāo)組合定位b)平面與浮動(dòng)圓錐銷(xiāo)組合c)雙圓錐銷(xiāo)組合三、工件以外圓柱面定位常用的定位元件主要有：V形塊、定位套、半圓套。1.V形塊

結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及應(yīng)用，如圖示。工作面夾角常取60°、90°、120°，90°應(yīng)用最多。

用于短圓柱面。限制用于較長(zhǎng)或兩段較遠(yuǎn)圓柱面限制，工作面鑲有淬硬鋼或硬質(zhì)合金塊接觸面2-5㎜兩側(cè)為斜面用于粗基準(zhǔn)a）短V形塊b）2個(gè)短V形塊組合c）V形工作面鑲塊d）窄工作面V形塊工件以V形塊定位應(yīng)用實(shí)例◆2個(gè)短V形塊組合定位長(zhǎng)圓柱工件◆活動(dòng)式V形塊定位并夾緊工件

（V形塊具有定位和夾緊的雙重作用）

分為移動(dòng)式和浮動(dòng)式2種。

X

Z

Y

X

移動(dòng)式V形塊結(jié)構(gòu)浮動(dòng)式V形塊

浮動(dòng)式V形塊結(jié)構(gòu)

2.定位套

結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及應(yīng)用，如圖示。用于工件以端面為主要定位基準(zhǔn)，短圓柱面定位于定位套內(nèi)孔內(nèi)用于工件以外圓柱面為主要定位基面，定位于長(zhǎng)定位套內(nèi)孔內(nèi)用于工件以圓柱端面外緣為定位基面定位于錐孔內(nèi)

結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及應(yīng)用，如圖示。下半圓套是定位元件，上面的半圓套起夾緊作用。分為可卸式、鉸鏈?zhǔn)?，后者裝卸工件方便。主要用于大型軸類(lèi)零件及不便于軸向裝夾的零件。12.半圓套a）可卸式半圓套b）鉸鏈?zhǔn)桨雸A套四、工件以組合表面定位

實(shí)際生產(chǎn)中，為滿(mǎn)足工序加工要求，常采用幾個(gè)定位基準(zhǔn)（基面）的組合方式進(jìn)行定位，即組合定位。

常用的組合定位形式有：

前后頂尖孔一孔一端面一端面一外圓兩階梯外圓及一端面一長(zhǎng)孔一外圓一面兩孔采用相應(yīng)的定位元件進(jìn)行組合定位。如前后頂尖（圓錐銷(xiāo)）、定位銷(xiāo)、定位套、心軸、支承釘、支承板V形塊等組合定位形式★組合表面定位實(shí)例

兩頂尖定位一面雙銷(xiāo)定位

V形塊組合定位

★組合表面定位實(shí)例兩階梯外圓及一端面定位齒面及一端面定位a）b）

工件在夾具中要正確定位，一是正確選擇定位基準(zhǔn)，二是選擇合適的定位元件。定位元件須滿(mǎn)足：

一、足夠的精度包括本身尺寸精度，定位元件間的位置尺寸及位置公差；常取工件相應(yīng)尺寸及位置公差的1/5～1/2。

二、較好的耐磨性以保持夾具的使用壽命和定位精度。

三、足夠的強(qiáng)度和剛度避免使用中變形和損壞。

四、較好的工藝性力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。12.12.2定位元件的基本要求12.4工件的裝夾◆工件的裝夾：指工件在機(jī)床上或夾具中定位和夾緊的過(guò)程。

◆工件的定位：確定工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)正確位置的過(guò)程?！艄ぜ膴A緊：將定位后的工件固定，使其在加工中保持定位位置不變的過(guò)程。

工件裝夾時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足兩項(xiàng)基本要求：加工前，工件必須正確定位、合理夾緊。12.4.1工件裝夾的基本要求

一、找正裝夾法

1．直接找正裝夾法指以工件的實(shí)際表面作為定位依據(jù)，用找正工具找正工件的正確位置，以實(shí)現(xiàn)定位后再將工件夾緊的裝夾方法。被找正的表面就是工件的定位基準(zhǔn)。

特點(diǎn)及應(yīng)用：直接找正裝夾定位精度與所用量具精度和工人技術(shù)水平有關(guān)；效率低；結(jié)果不穩(wěn)定。適用于單件小批生產(chǎn)。12.4.2工件的裝夾方法有：找正裝夾法和夾具裝夾法兩種?！裰苯诱艺b夾法實(shí)例a)找正內(nèi)孔面b)找正外圓面

2．劃線(xiàn)找正裝夾法

以在工件上劃出的待加工表面所在位置的線(xiàn)痕作為定位依據(jù)，定位時(shí)用劃針找正其位置后再將工件夾緊的裝夾方法。此方法生產(chǎn)率低，定位精度也低；對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高。只適用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的毛坯件，或零件不宜直接使用通用機(jī)床夾具裝夾的場(chǎng)合?！魟澗€(xiàn)找正裝夾法實(shí)例撥叉劃線(xiàn)找正以線(xiàn)痕在四爪卡盤(pán)上找正

通用機(jī)床夾具：如車(chē)床的三爪自定心卡盤(pán)、銑床用平口臺(tái)虎鉗、尾座及分度頭等；

專(zhuān)用機(jī)床夾具：如鉆模、專(zhuān)用銑床、車(chē)床、鏜床夾具等。

特點(diǎn)：工件定位準(zhǔn)確，裝卸工件迅速；生產(chǎn)率高；設(shè)計(jì)與制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用較高。主要適用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批和大量生產(chǎn)。

二、機(jī)床夾具裝夾法靠機(jī)床夾具將工件定位、夾緊，保證工件相對(duì)于刀具、機(jī)床正確位置的裝夾方法。有：通用機(jī)床夾具裝夾法和專(zhuān)用機(jī)床夾具裝夾法▲通用機(jī)床夾具裝夾法實(shí)例

a）三爪卡盤(pán)b）萬(wàn)向平口虎鉗c）回轉(zhuǎn)工作臺(tái)d）尾座及分度頭

▲專(zhuān)用機(jī)床夾具裝夾法實(shí)例

鉆模夾具裝夾工件

1-夾具體2-定位銷(xiāo)-鉆套4-工件V型塊支撐套手柄定向鍵夾具體對(duì)刀塊工件專(zhuān)用銑夾具裝夾工件12.3.

定位基準(zhǔn)的選擇擬訂加工路線(xiàn)的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇合理與否，將直接影響所制訂的零件加工工藝規(guī)程的質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，往往會(huì)增加工序，或使工藝路線(xiàn)不合理，或使夾具設(shè)計(jì)困難，甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。

12.3.定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇依據(jù)：零件圖的技術(shù)要求12.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇影響：①加工余量的均勻分配；②加工面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系12.3.1粗基準(zhǔn)的選擇外圓1的軸線(xiàn)內(nèi)孔3的軸線(xiàn)以不加工外圓表面1作為粗基準(zhǔn)定位，加工后內(nèi)孔2與外圓1同軸以毛坯孔作為粗基準(zhǔn)定位，則可以保證余量均勻，但加工后內(nèi)孔2與外圓1不同軸，即壁厚不均勻。1．保證相互位置要求原則2．余量均勻分配原則3．便于工件裝夾原則12.3.粗基準(zhǔn)在一個(gè)定位方向上只允許使用一次原則

12.3.1粗基準(zhǔn)的選擇保證相互位置要求原則：如果必須保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。

外圓面1的軸線(xiàn)內(nèi)孔3的軸線(xiàn)以外圓面作為加工內(nèi)孔時(shí)的粗基準(zhǔn)余量均勻分配原則：如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。具體說(shuō)明：

在床身零件中，導(dǎo)軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導(dǎo)軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時(shí)，導(dǎo)軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導(dǎo)軌面材料質(zhì)地致密，砂眼、氣孔相對(duì)較少，因此要求加工床身時(shí)，導(dǎo)軌面的實(shí)際切除量要盡可能地小而均勻，故應(yīng)選導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面，然后再以加工過(guò)的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時(shí)從導(dǎo)軌面上去除的加工余量可較小而均勻。粗基準(zhǔn)在一個(gè)定位方向上只允許使用一次例如下圖所示零件，如第一道工序以不加工外圓表面1定位，加工內(nèi)孔2，若第二道工序仍以外圓表面定位加工均布孔12.3(如圖a所示),則孔12.3將與孔2產(chǎn)生較大的同軸度誤差。正確的工藝方案應(yīng)以已加工過(guò)的內(nèi)孔2定位加工均布孔12.3（如圖b所示）。(a)(b)便于工件裝夾原則：選擇粗基準(zhǔn)應(yīng)使定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。為此要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷，也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。若無(wú)法避免，則應(yīng)在使用前對(duì)其修整。實(shí)際上，進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇時(shí)，上述原則不可能同時(shí)滿(mǎn)足，有時(shí)還是互相矛盾的。因此，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，權(quán)衡利弊，保證其主要的要求。12.3.2精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便。具體選擇原則為：1．“基準(zhǔn)重合”原則2.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則3．“互為基準(zhǔn)”的原則4．“自為基準(zhǔn)”的原則5．便于裝夾的原則“基準(zhǔn)重合”原則的含義:

應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位精基準(zhǔn)

32“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則的含義:若工件以某一組表面作為精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地在各工序中加工出大多數(shù)（或所有）其它表面，則應(yīng)盡早地把這一組基準(zhǔn)表面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，在后續(xù)工序中均以其作為精基準(zhǔn)加工其它表面。1ⅤⅣⅢⅡⅠ2312.3ACACX62W銑床立柱簡(jiǎn)圖銑床立柱選擇立導(dǎo)軌A、C面為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。在最初的加工中首先將立導(dǎo)軌加工好，以后的各工序均以此為精基準(zhǔn)定位，依次加工廠(chǎng)出底面1、懸梁2，側(cè)面12.3以及孔系3（軸孔Ⅰ~Ⅴ），以保證主軸孔Ⅴ、懸梁導(dǎo)軌及底面與立導(dǎo)軌的垂直度；側(cè)面與軸孔間的平行度。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有：1）軸類(lèi)零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一精基準(zhǔn)；2）箱體類(lèi)零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷(xiāo)孔）作統(tǒng)一精基準(zhǔn)；3）盤(pán)套類(lèi)零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一精基準(zhǔn)；12.3）套類(lèi)零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一精基準(zhǔn)。平面銷(xiāo)孔1銷(xiāo)孔2c)波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)定心精度可達(dá)φ0.005~0.01mm“互為基準(zhǔn)”的原則的含義是：對(duì)某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來(lái)保證其位置精度銑床主軸簡(jiǎn)圖

例如要保證精密齒輪的齒圈跳動(dòng)精度在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以?xún)?nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。1—卡盤(pán)2—滾柱3—齒輪“自為基準(zhǔn)”的原則的含義：對(duì)一些精度要求很高的表面，在精密加工時(shí)，為了保證加工精度，要求加工余量小而且均勻，這時(shí)可以已經(jīng)精加工過(guò)的表面自身作為定位基準(zhǔn)，床身導(dǎo)軌面自為基準(zhǔn)定位自為基準(zhǔn)原則某些要求加工余量小而均勻的精加工或光整加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。如圖所示，磨削車(chē)床導(dǎo)軌面，用可調(diào)支承支承床身零件，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表找正導(dǎo)軌面相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向的正確位置，然后加工導(dǎo)軌面以保證其余量均勻，滿(mǎn)足對(duì)導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。還有浮動(dòng)鏜刀鏜孔、珩磨孔、拉孔、無(wú)心磨外圓等也都是自為基準(zhǔn)的實(shí)例。便于裝夾的原則的含義：

所選的精基準(zhǔn)，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定位準(zhǔn)確可靠。同時(shí)還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。鍛壓機(jī)立柱精基準(zhǔn)的選擇

在實(shí)際生產(chǎn)中，精基準(zhǔn)的選擇要完全符合上述原則，有時(shí)很難做到。必須根據(jù)具體的加工對(duì)象和加工條件，從保證主要技術(shù)要求出發(fā)，靈活選用有利的精基準(zhǔn)，達(dá)到定位精度高，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的要求。

3）輔助基準(zhǔn)的選擇輔助基準(zhǔn)是為了便于裝夾或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準(zhǔn)。如圖所示為車(chē)床小刀架的形狀及加工底面時(shí)采用輔助基準(zhǔn)定位的情況。加工底面用上表面定位，但上表面太小，工件成懸臂狀態(tài)，受力后會(huì)有一定的變形，為此，在毛坯上專(zhuān)門(mén)鑄出了工藝搭子（工藝凸臺(tái)），和原來(lái)的基準(zhǔn)齊平。工藝凸臺(tái)上用作定位的表面即是輔助基準(zhǔn)面，加工完畢后應(yīng)將其從零件上切除。見(jiàn)圖2—10輔助基準(zhǔn)典型實(shí)例定位基準(zhǔn)選擇實(shí)例

如圖所示為車(chē)床進(jìn)刀軸架零件，若已知其工藝過(guò)程為：

(1)劃線(xiàn)；

(2)粗精刨底面和凸臺(tái)；

(3)粗精鏜φ32H7孔；

(12.3)鉆、擴(kuò)、鉸φl(shuí)6H9孔。試選擇各工序的定位基準(zhǔn)并確定各限制幾個(gè)自由度。車(chē)床進(jìn)刀軸架

定位基準(zhǔn)選擇實(shí)例

第一道工序劃線(xiàn)。當(dāng)毛坯誤差較大時(shí)，采用劃線(xiàn)的方法能同時(shí)兼顧到幾個(gè)不加工面對(duì)加工面的位置要求。選擇不加工面R22㎜外圓和R15㎜外圓為粗基準(zhǔn)，同時(shí)兼顧不加工的上平面與底面距離18㎜的要求，劃出底面和凸臺(tái)的加工線(xiàn)。第二道工序按劃線(xiàn)找正，刨底面和凸臺(tái)。第三道工序粗精鏜φ32H7孔。加工要求為尺寸32±0.1㎜、6±0.1㎜及凸臺(tái)側(cè)面K的平行度0.03㎜。根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則選擇底面和凸臺(tái)為定位基準(zhǔn)，底面限制三個(gè)自由度，凸臺(tái)限制兩個(gè)自由度，無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差。車(chē)床進(jìn)刀軸架

定位基準(zhǔn)選擇實(shí)例第四道工序鉆、擴(kuò)、鉸φ16H9孔。除孔本身的精度要求外，本工序應(yīng)保證的位置要求為尺寸12.3±0.1㎜、51±0.1㎜及兩孔的平行度要求0.02㎜。根據(jù)精基準(zhǔn)選擇原則，可以有三種不同的方案：

(1)底面限制三個(gè)自由度，K面限制兩個(gè)自由度此方案加工兩孔采用了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。夾具比較簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)尺寸12.3±0.1㎜基準(zhǔn)重合；尺寸51±0.1㎜的工序基準(zhǔn)是孔φ32H7的中心線(xiàn)，而定位基準(zhǔn)是K面，定位尺寸為6±0.1㎜，存在基準(zhǔn)不重合誤差，其大小等于0.2㎜；兩孔平行度0.02㎜也有基準(zhǔn)不重合誤差，其大小等于0.03㎜。可見(jiàn)，此方案基準(zhǔn)不重合誤差已經(jīng)超過(guò)了允許的范圍，不可行。車(chē)床進(jìn)刀軸架

定位基準(zhǔn)選擇實(shí)例

(2)φ32H7孔限制四個(gè)自由度，底面限制一個(gè)自由度此方案對(duì)尺寸12.3±0.1㎜有基準(zhǔn)不重合誤差，且定位銷(xiāo)細(xì)長(zhǎng)，剛性較差，所以也不好。

(3)底面限制三個(gè)自由度，φ32H7孔限制兩個(gè)自由度此方案可將工件套在一個(gè)長(zhǎng)的菱形銷(xiāo)上來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于三個(gè)設(shè)計(jì)要求均為基準(zhǔn)重合，唯φ32H7孔對(duì)于底面的平行度誤差將會(huì)影響兩孔在垂直平面內(nèi)的平行度，應(yīng)當(dāng)在鏜φ32H7孔時(shí)加以限制。綜上所述，第三方案基準(zhǔn)基本上重合，夾具結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜，裝夾方便，故應(yīng)采用。車(chē)床進(jìn)刀軸架

12.5工件夾緊及夾緊裝置

夾緊裝置：將工件壓緊夾牢的裝置。

作用：工件定位后，使之在各種力作用下不發(fā)生位移或振動(dòng)。一、夾緊裝置組成

主要由：力源裝置、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾緊元件（執(zhí)行元件）等組成。如圖示。12.5.1夾緊裝置的組成及其基本要求液壓缸杠桿壓塊工件夾緊裝置組成◆力源裝置：產(chǎn)生壓緊力的動(dòng)力裝置?？煞譃闄C(jī)動(dòng)和

手動(dòng)。如氣（液）動(dòng)、電動(dòng)；手動(dòng)絲桿、手柄等?！糁虚g傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：將原動(dòng)力以一定大小和方向傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。如斜楔、杠桿。◆夾緊元件（執(zhí)行元件）：直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。如壓板。氣缸斜楔滾子壓板夾緊裝置組成

二、夾緊裝置的要求1.工件不移動(dòng)。夾緊時(shí)不能破壞工件的正確定位。2.夾緊力大小要適當(dāng)、牢固。不允許工件產(chǎn)生振動(dòng)、變形和損傷。12.工藝性能好。力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和維修。4.使用性能好。有足夠的夾緊行程和良好的自鎖性；操作安全、省力、快捷方便。

三、夾緊力的確定應(yīng)考慮：夾緊力的作用點(diǎn)、方向、大小。

1.夾緊力作用點(diǎn)夾緊點(diǎn)盡可能與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)于穩(wěn)定的受力區(qū)內(nèi)。避免工件移動(dòng)或偏轉(zhuǎn)而破壞工件的正確定位。如圖示。

夾緊力作用點(diǎn)的選擇1-夾具體2-工件12-定位支承元件a）錯(cuò)誤b）錯(cuò)誤c）正確夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。以減小工件的夾緊變形。如圖示。

a)錯(cuò)誤

b)正確夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工面。減小對(duì)夾緊點(diǎn)的切削力矩，防止或減小工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。

夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例a）錯(cuò)誤b）正確c）正確

夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例a）b）c）薄壁件夾緊力作用引起的變形薄壁套筒的夾緊變形的防止措施a）b）c）2.夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基面，不應(yīng)破壞工件準(zhǔn)確定位。a)工序簡(jiǎn)圖b)錯(cuò)誤c)錯(cuò)誤d)正確

2.夾緊力的方向夾緊力應(yīng)與工件剛度最大方向一致，減小工件變形。鏜活塞銷(xiāo)孔的裝夾方式a)錯(cuò)誤b)正確夾緊力方向應(yīng)盡量與切削力、重力等力方向一致，以減小夾緊力。

a)好b)不好夾緊力方向與切削力關(guān)系夾緊力方向與重力關(guān)系a)好b)不好

12.夾緊力大小的確定

◆夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，保證加工質(zhì)量，避免發(fā)生安全事，故確定夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。

◆夾緊力大小與工藝系統(tǒng)剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算很復(fù)雜。

◆實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類(lèi)比法和試驗(yàn)法確定夾緊力。

◆一般按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)k作為實(shí)際夾緊力。粗加工時(shí)取k=2.5～12；精加工時(shí)取k=1.5～2。12.5.2常用典型夾緊機(jī)構(gòu)基本夾緊機(jī)構(gòu)單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)

定心夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)其它夾緊機(jī)構(gòu)機(jī)械式定心夾緊機(jī)構(gòu)彈性變形式定心夾緊機(jī)構(gòu)

單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用

氣動(dòng)滾子斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1-活塞桿2-斜楔12-滾子一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

增力倍數(shù)大，夾緊行程短，夾緊動(dòng)作迅速。適用于成批大量生產(chǎn)中夾緊較大型工件。1-夾具體2-斜楔12-工件α1、α2-斜楔升角斜楔夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例二、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

分為：?jiǎn)温菪龏A緊機(jī)構(gòu)、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造；自鎖性好、夾緊可靠；操作強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率低。應(yīng)用較廣。1.單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

手柄夾緊軸擺動(dòng)壓塊a）b）快速單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)開(kāi)口壓板2.螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例a）移動(dòng)壓板式b）c）鉸鏈壓板式

d）固定壓板式

e）通用壓板式f）通用壓板式

特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，夾緊迅速、操作方便；點(diǎn)但夾緊力和夾緊行程均不大，自鎖能力差，結(jié)構(gòu)不抗振。適用于夾緊行程及切削負(fù)荷較小且平穩(wěn)的場(chǎng)合。三、偏心夾緊機(jī)構(gòu)

圓偏心式壓板夾緊機(jī)構(gòu)

Fb）凸輪偏心式壓板夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例a）b）c）工件工件四、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)a）b）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)五、定心夾緊機(jī)構(gòu)

定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用定位夾緊元件的等速移動(dòng)或均勻彈性變形的方式，實(shí)現(xiàn)工件的定心或?qū)χ械臋C(jī)構(gòu)。定心夾緊機(jī)構(gòu)中與工件定位基準(zhǔn)（基面）接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。分為有：機(jī)械式定心夾緊機(jī)構(gòu)、彈性變形式定心夾緊機(jī)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：利用斜楔、螺旋、偏心、齒輪和齒條等剛性傳動(dòng)件，使定位夾緊元件作等速位移來(lái)實(shí)現(xiàn)定心夾緊。常見(jiàn)的有三爪自定心卡盤(pán)、齒輪式偏心機(jī)構(gòu)等。1.機(jī)械式定心夾緊機(jī)構(gòu)幾何形狀對(duì)稱(chēng)工件的定心與夾緊a）b）◆機(jī)械式定心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例

該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作行程長(zhǎng)，通用性好；但定心精度不高。適用于工作行程較長(zhǎng)、定心精度要求不高的工件裝夾。

螺旋雙移動(dòng)V形塊式定心夾緊機(jī)構(gòu)1-螺桿2、12-V形塊4-叉形支架5、6-調(diào)整螺釘◆斜楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用：常用于工件以圓柱孔定位的情況。依靠斜楔的移動(dòng)，推動(dòng)滑塊徑向移動(dòng)，