工件的装夹与定位

一、工件的装夹
在机床上加工工件时，为使工件在该工序所加工表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必须使工件在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。工件在定位之后还不一定能承受外力的作用，为了使工件在加工过程中总能保持其正确位置，还必须把它压紧，此过程称为夹紧。工件的装夹过程是定位过程和夹紧过程的综合。
定位的任务是使工件相对于机床占有某一正确的位置，夹紧的任务则是保持工件的定位位置不变。
定位过程与夹紧过程都可能使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。定位误差与夹紧误差之和称为装夹误差。
工件装夹有找正装夹和夹具装夹两种方式。找正装夹又可分为直接找正装夹和划线找正装夹。
1.直接找正装夹
用划针、千分表直接按工件表面找正工件的位置并夹紧，称为直接找正装夹。直接找正装夹效率低，对操作工人技术水平要求高，但如用精密检具细心找正，可以获得很高的定位精度(0.010~0.005mm)，多用于单件小批生产或装夹精度要求特别高的场合。
2.画线找正装夹
根据零件图要求在工件上划出中心线、对称线和待加工面的轮廓线、找正线，然后按找正线找正工件在机床上的位置并夹紧，这种装夹方法称为划线找正装夹。
与直接找正装夹方法相比，划线找正方法增加了一道技术水平要求高且费工费事的划线工序，生产效率低；此外，由于所划线条自身就有一定宽度，故其找正误差大(0.2~0.5mm)。划线找正装夹方法多用于单件小批生产中难以用直接找正方法装夹的形状较为复杂的铸件或锻件。
3. 夹具装夹
产量较大时，无论是划线找正装夹，还是直接找正装夹，均不能滿足生产率要求。这时，一般均须用夹具来装夹工件。夹具事先按一定要求安装在机床上，工件按要求装夹在夹具上，不需找正就可进行加工。
使用夹具装夹工件，不仅可以保证装夹精度，而且可以显著提高装夹效率，还可减轻工人的劳动强度，对工人技术水平要求也不高。成批生产和大量生产中广泛采用夹具装夹工件。本书第六章将专门讨论机床夹具设计方法。
二、工件的定位
物体在空间具有六个自由度，即沿三个坐标轴的移动（分别用符号 、 和 表示）
和绕三个坐标轴的转动（分别用x、y和z表示），如果完全限制了物体的这六个自由度，则物体在空间的位置就完全确定了。
工件的定位应使工件在空间相对于机床占有某一正确的位置，欲使工件在空间处于完全确定的位置，必须选用与加工件相适应的6个支承点来限制工件在空间的6个自由度，这就是工件定位的六点定位原理。但工件加工不一定非要使工件的位置达到完全确定的程度。工件在机床夹具上定位 究竟需要限制那几个自由度，可根据工序的加工要求确定。
分析工件定位所限制的自由度数时，必须把定位与夹紧区别开来。因为工件相对于机床的定 位位置是在夹紧动作之前就已确定了的，夹紧的任务只是保持原先的定位位置不变。
工件加工所需限制的所有自由度必须全部限制，否则就会产生欠定位现象。欠定位的情况是不允许的。
工件定位是通过定位元件来实现的，在选择定位元件时，原则上不允许出现几个定位元件同时限制工件某一自由度的情况。几个定位元件重复限制工件某一自由度的定位现象，称为过定位。出现过定位情况，通常会使加工误差增大。在研究确定定位方案时，原则上不允许出现某一自由度出现重复限制的情况；只有在需要增强工件系统的刚度而各定位面间又具有较高位置精度的条件下才允许采用过定位定位方案。