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第1节基准的概念和工件的安装第二章工件的定位和机床夹具基准及其分类基准定位基准工序基准装配基准测量基准设计基准工艺基准用于确定零件上其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。设计图样上所采用的基准就是设计基准。（图1，图2）在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。（图）1、粗基准2、精基准3、辅助基准在加工中或加工后用来测量工件时采用的基准在装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准在工序图上使用的基准（图）。加工、测量、装配过程中使用的基准。对刀基准加工过程中调整刀具与机床夹具相对位置所采用的基准。下一页图1-1钻套的设计基准图1-1图1-2图1-3图1-4图1-5二.工件的安装与安装方式为了加工出符合规定技术要求的表面，必须在加工前将工件装夹在机床上或夹具中。一.装夹的概念（1）装夹的目的实现工件的定位与夹紧将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程定位：加工前使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。二.装夹的方法1）直接找正装夹概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形状复杂的铸件。2）划线找正装夹概念：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧3）夹具装夹概念：将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法特点：①工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。②由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置③通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型。当用夹具装夹工件来对进行加工时，必须满足三个条件：•1、这批工件在夹具中占有正确的加工位置；•2、夹具安装在机床上应具有准确的位置；•3、刀具相对夹具应具有准确的位置。这里涉及了三层关系：•工件相对于夹具，•夹具相对于机床，•工件相对于机床。工件的最终精度是由工件件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：•工件在夹具上的定位；•夹具相对于机床的定位；•工件相对于机床的定位；•而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接保证的。•工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件在加工中保持在准确定位的位置上，•否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。•这个过程称为夹紧。•这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。表2-1各种装夹方法的比较直接找正划线找正定位元件法夹具类型通用夹具专用夹具或通用改造生产率、成本费时、成本较高、划线更甚迅速方便、成本低定位精度取决于量仪精度、工人技术水平、方法是否得当可达0.01较高且稳定一般不高，使用高精度量仪、技术高，也可达到很高一般不高约0.2～0.5还与划线粗细等有关适用零件形状简单、加工面少形状复杂、加工面多、位置要求不高、大重件生产批量单件小批量大批大量直接找正划线找正定位元件法夹具类型通用夹具专用夹具或通用改造生产率、成本费时、成本较高、划线更甚迅速方便、成本低定位精度取决于量仪精度、工人技术水平、方法是否得当可达0.01较高且稳定一般不高，使用高精度量仪、技术高，也可达到很高一般不高约0.2～0.5还与划线粗细等有关适用零件形状简单、加工面少形状复杂、加工面多、位置要求不高、大重件生产批量单件小批量大批大量直接找正直接找正划线找正划线找正定位元件法定位元件法夹具类型夹具类型通用夹具通用夹具专用夹具或通用改造专用夹具或通用改造生产率、成本生产率、成本费时、成本较高、划线更甚费时、成本较高、划线更甚迅速方便、成本低迅速方便、成本低定位精度定位精度取决于量仪精度、工人技术水平、方法是否得当取决于量仪精度、工人技术水平、方法是否得当可达0.01较高且稳定可达0.01较高且稳定一般不高，使用高精度量仪、技术高，也可达到很高一般不高，使用高精度量仪、技术高，也可达到很高一般不高约0.2～0.5还与划线粗细等有关一般不高约0.2～0.5还与划线粗细等有关适用零件适用零件形状简单、加工面少形状简单、加工面少形状复杂、加工面多、位置要求不高、大重件形状复杂、加工面多、位置要求不高、大重件生产批量生产批量单件小批量单件小批量大批大量大批大量第二节机床夹具的组成及其分类一分类（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。•2）专用夹具•专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。•其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。•当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。•只适用于产品固定且批量较大的生产中。•3）通用可调夹具和成组夹具•其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。•用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。•通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。•4）组合夹具•组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。•由专业厂家制造，•其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。•5）随行夹具•随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。•该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。•投资成本高只适用于大批量的自动线生产。（2）按使用的机床分类•由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。•按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。钻床夹具•钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。镗床夹具•镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。（3）按夹紧动力源分类•根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。机床夹具的组成定位元件夹紧装置或元件对刀、引导元件其它装置或元件夹具体连接元件二、机床夹具的组成•图为用于钻轴套工件上φ6H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹具的定位销6及其端面上定位，即确定了工件在夹具中的正确位置。•拧紧螺母5，通过开口垫圈4可将工件夹紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1导引钻头进行钻孔。(1)定位元件•它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图中的定位销6。(2)夹紧装置或元件•用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。•如图中的螺母5和开口垫圈4。(3)对刀、引导元件或装置•这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。•用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。•用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。•如图中的快换钻套1。•(4)连接元件•使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。•(5)夹具体•用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。•它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。•如图中的夹具体7。(6)其它元件及装置•有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。•以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。4、机床夹具的功用•1）能稳定地保证工件的加工精度•用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。•2）能减少辅助工时，提高劳动生产率•使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；•工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；•可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，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。•例如在车床的溜板上或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。一.工件的定位原理1．自由物体：在空间占有任意位置的物体，工件在未放入夹具前可以看作自由物体2．六个自由度（不定度）第三节工件的定位原理3．定位支承点（约束点）如图2-5图2-5定位支承点4、六点定位原理任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度要确定其空间位置，就需要限制其6个自由度将6个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6个自由度，这就是六点定位原理。两点注意：“点”的含义——对自由度的限制，与实际接触点不同——夹紧与定位概念分开根据加工精度要求，确定工件应该限制的自由度数目【例1】：在球面上加工平面：如图2-6应限制图2-6球面上加工平面【例2】球面上加工通孔：如图2-7应限制图2-7球面上加工孔工件定位时的几种情况1、完全定位：工件的6个自由度均被限制，称为完全定位2、不完全定位（部分定位）工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。不完全定位不等于定位不完全①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制3个自由度就够了。3、欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。4、过定位（重复定位）过定位——工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。措施：1.改变定位元件的结构（图2-14d，长销改短销；图2-15b，短圆柱销改削边销）2.撤销重复限制自由度（不定度）的定位元件3.提高位置精度第四节常用定位元件和定位误差分析一.定位元件的选择（一）平面定位元件（工件以平面定位）平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等1.主要支承（1）固定支承（支承钉）：支承钉的结构支承钉的定位2）支承板支承板的结构支承板的定位ZXYZXYZXYZXY平面定位的几种情况ZXYZXY（2）可调支承：可调支承的定位工作面可沿其轴线方向在一定范围内调节可调支承的结构形式（3）自位支承：自位支承也称浮动支承，它的定位工件面的位置能随工件定位基准面的位置的变化而自动与之相适应。自位支承的结构2．辅助支承：辅助支承是在工作定位以后才参与支承的，且在使用中不能破坏工件的原有定位。所以，辅助支承不是定位元件，它不起定位作用，只起提高工件加工部位刚性和稳定性的作用。A辅助支承的应用