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1、第二章 组合夹具定位、夹紧原理及其结构第二章 组合夹具定位、夹紧原理及其结构 2-1 定位原理及定位结构定位原理及定位结构 用组合夹具加工工件，同用其他夹具一样，必须使被加 工工件对于夹具和刀具有固定不变的位置，以保证所需的加 工位置。为了达到这一目的，应该限制工件对于夹具所有可 能相对运动，这就是说，应该在工件上选择适当的定位基准 面，在夹具上分布与之适应的支承点，以限制工件对于夹具 所有的自由度。定位基准面和支承点的数目和分布是按六点 定位原则确定的。 一、 六点定位原则（或称六点定则）一、 六点定位原则（或称六点定则） 1、 六点定则的含义 一个刚性物体， 在空间是一个自由体， 具有六各
2、自有度， 如图： 所示， 既沿三个直 角坐标轴 OX、OY、OZ 方向的移动， 和绕这三个 轴的转动。 要使物体在空 间不移动， 不转动就必须 消除这六各自由度。 在三个互相垂直的坐 标 夹具中获得确定的位置，必须 消除 用 件的定位都是应当遵循的，这就是 平面内，通过用六个 支承点来控制工件的六 各自由度，如图所示的 工件，在 XOY 平面上， 被三个支承点限制了三 个自由度，OZ 轴的移动 为主要基准面；工件在工件在 YOZ 平面上被两个支承点限 制了两个自由度，既沿 OX 轴的移动和饶 OZ 轴的转动，这 个面称为导向基准面；工件在 XOZ 平面上被一个支承点限 制了一个自由度，既沿 O
3、Y 轴的移动，这个面称为止动基准 面。这样分布的六个支承点，限制了工件的六各自由度，工 件在空间的位置就确定了。 综上所述，任何工件要在 和绕 OX、OY 轴的转动，这个面称 所有六个自由度，这就需要利用工件上相当于三个坐标 平面的表面作为定位基准面，并由夹具的定位元件与之接触 来确定工件的位置； 2、 六点定则的运 六点定则对于任何形状工 说，六点定则的运用有它的普遍性，不管什么样的工件，如果违 背六点定则，工件在夹具中的位置就不确定，从而就会影响加工 精度。然而，工件用六点定则进行定位时，必须根据具体加工要 求，灵活运用，以便用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速 获得正确的位置。 1）
4、典型工件的定位形式 示： 较远的两段轴颈为主要基准面，装上 a）箱体形工件 如下图所 选择工件面积最大的 XOY 平面做主要基准面，在夹具中分布 了三个支承点，这三个支承点相互间的距离越远，工件的稳定性 就越好。选择工件表面最长的 YOZ 平面作导向基准面，在夹具 中分布了两个支承点， 这两点距离越远， 定位越准确。 选择 XOZ 平面作只动基准面，在夹具中分布了一个支承点，这个基准面应 该选择工件的最小表面。 b） 长轴型工件 选择 两个 V 型块，相当于夹具在 XOY 和 ZOY 平面上各分布两个支 承点，限制了沿 OX 和 OZ 的移动及饶 OX、OZ 的移动。轴端放 一挡块，相当于夹具
5、在 XOZ 平面上分布了一个支承点，限制工 件沿 OY 方向的移动。 再键槽上装一定位板， 相当于夹具在 XOY 平面上分布了一个支承点， 限制工件饶 OY 轴的转动。 如图所示； c 主要基准面，在夹具上分布了三个支承点，限制工件饶 OX 和 OZ 轴的转动和沿 OY 轴的移动。工件的下半圆表面用一个 V 型 ）盘型工件 如图所示，选择工件表面最大的 XOZ 平面作 块定位，相当于夹具的两个支承点，分别分布在 XOY、ZOY 平 面上，限制工件沿 OX、OZ 轴的移动。工件的侧面设一挡块， 相当于夹具在 ZOY 平面上分布了一个支承点，限制工件饶 OY 轴的转动 2）欠定位和过定位。工件的定
6、位，一般来说，必须按照六点 定则进行， 在夹具上分 布相当于六个定位支 承点的定位元件， 以限 制工件的六各自由度， 目少于六个， 工件就因 产生移动或转动， 影响 加工精度。如图所示， 工件由于欠定位， 将以 O 作支点，左右摆动， 使工件倾斜。 但是，有一些工件，根据具体加工要求，定位支承点的数目 可以少于六个， 工件定位时在某些方向的移动或转动不影响加工 精度，在这种情况下，只需要分布与加工要求有关的支承点，用 较少的定位元件，达到定位的要求。 下列表中列举了四各少于六个支承点的定位示例。 支承点数目多于六个的定位称为过定位，这样是不允许的。 如果定位支承点的数 少于六各个支承点的定位示
7、列 工序简图 夹具简图 定位情况 简要说明 两个支承点在 实际使用中球下 V 型块相 两个定位支承 装一个可调支承 点，但它不起限 制 自 由 度 的 作 用。 当于 点， 限制了沿 OX、OY 方向的移动，工件 三个方向的转动和 沿 OZ 方向的移动 不影响加工要求。 三个支承点 工件饶OZ轴的 转动和沿 OX、OY 轴的移动不影响加 工要求。 四个支承点 两个V型块属双 导向定位基准，相 当于四个定位支承 点，工件饶 OX 轴 的转动和沿 OX 轴 的移动不影响加工 要求。 五个支承点 工件放在心轴定 位时工件饶心轴的 转动不影响加工要 求。 因为同一批工件的定位面不是绝对精确的。过定位时
8、，定位面于 支承点的接触情况是不固定的，结果，使工件在夹具中得不到确 定的位置，从而影响加工精度。 下图中是一个过定位示列。如 图 a）所示，工件以元柱销、菱形销及底面定位，保证尺寸 Bb。 在加工时为了增加工件的刚性， 图 A 用角铁靠住工件，结果使定位支承点 从上列可知，工件在夹具中定位时，如果为了增加刚性须使 用六个以上的支承点时，这些支承点必须是可调节的或可移动 的，否则，工件就不能获得准确的定位。 3、 常用定位元 承点 短元柱销（孔）两个支承点 多于六个，产生过定位。 ，必 件相当于支承点的数目 工件定位时，支承点的数目是由定位元件来体现的。组合 夹具中，常用定位元件相当于支承点得
9、数目列举如下： 较大的元件表面三个支承点 窄长远件的表面两个支承点 长元柱销（孔）四个支 长 V 型面四个支承点 短 V 型面短个支承点 活动顶尖两个支承点 固定顶尖三个支承点 活动 V 型销一个支承点 菱形销一个支承点 二、定位基准的选择原则 组装夹具时， 首先根据工艺卡片上被加工工件的加工尺寸、 技术条件，正确地理解或确定工件的定位基准面，并选用相应的 定位元件，确定夹具的结构方案。定位基准的选择是否合理，直 接影响工件的加工精度和夹具结构的复杂程度， 要做到合理的选 证 孔 基 则 原 件可能产生的最大定位 择定位基准，必须注意以下四点： 1 定位基准必须与原始基准重合 定位基准就是工件
10、安放在夹具上的基准面，原始基准就是工艺卡 上被加工面起始尺寸的点、线、面。 如图所示，要求加工D30 的孔，保 尺寸 Aa 和 Bb。 作为被加工面30 的起始尺寸 A 面和 B 面是工件的原始 准，如果定位基准选在 A 面和 B 面上， 定位误差为零。现所选的定位基准与 始基准不重合，由于工件尺寸 C 的误 差为c，尺寸 E 的误差为e，结果对一个工 误差分别为 c 和 e。对一批工件可能产生的最大定位误差分别为 2a 2、所选的定位基准必须满足工件的技术条件 序图， 其中被加工 孔D 的轴线 迫 A 面与定位元件表面接 1 的平行度产生较大的误 被加工孔D 与基准孔D1 选择较前者合理。
11、和 2c。 如图，a）为 被加工零件的工 对 基准孔D1 轴线 有平行度的要求。 对定位基准的选择有两种方案，如 b）c）所示。工件若按 b）定 位，主要基准面是 A 面，当工件上一道工序孔D1 的轴线与 A 面不垂直时，在夹紧力的作用下，强 触，结果，被加工孔D 对基准孔D 差。如按 c）的方案，选择孔为主要基准面，用长轴定位，夹紧 后用可调支承与 A 面接触，这样， 是平行的。显然，后一方案对基准面的 3、选择定位基准时必须考虑工件的稳定性 如图所示， 如果定位基准面 选在 A 面，工件的稳定性不好， 给定位、夹紧都带来了困难，若 定位基准面选在 B 面，工件的稳 定性是最好的。 上述几点
12、选择原则，有时是互相矛盾的，在选择定位基准时，必 须综合考虑，在保证工件加工要求的前提下，尽量使夹具结构简单 般来说，工件每一道工序加工的基准面，由工艺 的原则，就能灵活运用，必要时修改定位基准面，把 、定位方法及其典型结构 ，通常按工件加工精度、技术要求、工件的表面 方法的典型结构有以下几种。 面定位时的情况。 是毛面上最突出 坯在夹具中的位置是不确定的， 件的表面，破坏元件的精度，因 图所示。 工件稳定性好。一 人员在工艺卡片上 理选择基准面 注明，组装工人一般可照此组装，但如果掌握合 夹具装的更合理。 三 工件的定位方法 特征而定。常用定位 1、工件以平面作安装基准的定位方法极其电性结构 1）粗基面定为 如锻铸件的 毛面，其特点是表面误差大，定 位时通常在基础件上装三个鳞齿 支承帽（钉）等。这三个定位圆 间相互之间的距离越远，工件定 位九月稳定 。如图所示，有三个 鳞齿支承帽组成的平面，用作毛 如果毛面直接放在基础件上， 其接触点也只 的三个点，这三点的位置，在同 成不同的平面，结果，同一批毛 同时，粗造的工件毛面会划伤元 而这种定位方法是不和理的，如 一批毛坯中是不固定的，因而构