第3章 工件的定位及定位元件
3.1工件在夹具中的定位
（1）工件的定位的基本原理 ? 六点定则
用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。
六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。
? 限制工件自由度与加工要求的关系
工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。
在工件定位时，以下情况允许不完全定位：
a． 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。
b．毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。 c． 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。
夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工。因此，不可用重
复定位是不允许的。 当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。
? 基准、对定位元件的基本要求 a. 定位基准的选择
定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合；尽量用精基准作为定位基准；遵守基准统一原则；应使工件安装稳定，加工中所引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。
b. 对定位元件的基本要求
足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。 （2）工件定位方式及其定位元件
a.工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。
b.工件以圆柱孔定位。工件以圆柱孔为定位基准，如套类、齿轮、拨叉等。
此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。 c.工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有：V形
块、定位套和半圆套。
3.2定位误差的分析
造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，由此产生 基准不重合误差△b；二是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误 差△y 。
基准不重合误差△b是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准 不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。
基准位移误差△y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基 准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影。
3.3夹紧装置的组成
(1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。 a.
动力装置 产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧
力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。常用的动力装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气-液联动装置和真空装置等。
b.
夹紧装置 传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到
工件上，需有适当的传动机构。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。
(2)、夹紧装置的设计要求
夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求：
a. 夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。
b.夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。
c.夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。
d.具有良好的结构工艺性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。
3.4夹紧力的确定
(1)
夹紧力方向的确定
a. 夹紧力应朝向主要的定位基面。
b. 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。 (2)
夹紧力作用点的选择
a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。
b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。
c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算
理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。
估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。
估算的步骤：
a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。 c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。
3.5夹具体
（1）夹具体毛坯的类型
a.铸造夹具体 b.焊接夹具体
c.锻造夹具体 d.装配夹具体 e.型材夹具体
（2）夹具体应满足的几本要求
a.应有足够的强度和刚度。 b.力求结构简单及装卸工件方便。 c.结构工艺性好。 d.排除切削方便。 e.在机床上安装稳定可靠。 f.具有适当的精度和尺寸稳定性。
3.6分度装置
（1）分度装置的类型
a.回转分度装置。 回转分度装置是指工件在一次装夹中，通过夹具的某
些部分带动工件转动一定的角度完成多工位加工的分度装置。
b.直线分度装置。 是指工件在一次装夹中，通过夹具的某些部分带动工
件直线移动一定距离完成多工位加工的分度装置。
（2）回转分度装置的组成
1) 回转分度装置由固定部分、转动部分、对定机构、锁紧机构等组成。 a. 固定部分 固定部分是整个装置的基础，常与夹具体连接成一体。 b. 转动部分 转动部分是分度时随之转动的元件，实现工件的转位。 c. 对定机构 对定机构的作用是转位分度后，确保其转动部分相对固定
部分的位置，得到正确定位，实现分度要求。