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作者：张江华,史琼艳等编

出版社：华中科技大学出版社

出版时间：2018-12-01

书籍编号：30511684

ISBN：9787568037204

正文语种：中文

字数：

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：机床夹具设计与实践

作者：张江华

出版日期：2019-3-1

出版社：华中科技大学出版社

ISBN：9787568037204

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前言

当前，我国正处于转变经济发展方式、走新型工业化道路的关键时期，这对技术技能型人才的知识、能力和素质提出了新要求。国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》提出要遵循教书育人规律，遵循学生成长规律，以学生为主体，以教师为主导，更新育人理念，创新育人方式，全面提升育人水平，不断提高学生综合素质。而传统的人才培养模式重视技能，弱化素质与人格的培养，忽视学生自主学习的培养和学习质量。另外，当今人才市场供需结构性矛盾突出，企业招不到心仪的综合素质过硬的人才。因此，转变教育教学观念，立足学生，以社会需求为导向，满足学生自主学习、选择新需求，提高学习质量，改变当前毕业生综合素质不高、职业迁移能力不强、发展后劲不足的现状，是高职院校教材改革面临的紧迫问题。我们在总结多年来的机床夹具设计教学的基础上编写此书。

本书不但注重学生专业能力的培养，而且将学生的社会能力、方法能力等非专业能力的培养有机地融入项目和专业教学实践中，构建更加符合职业教育特征的项目课程体系和能力培养体系，培养受教育者，使之具有在团队条件下独立、负责、有效地完成工作任务的能力。

本书由常州机电职业技术学院张江华与史琼艳主编并统稿，由常州机电职业技术学院机械工程学院院长吴正勇主审。本书项目1由史琼艳、张江华老师共同编写，项目2由张江华老师编写，项目3由史琼艳老师编写，项目4由吴新平、顾惠斌老师共同编写，项目5由张江华、邹华杰、蔡福海、刘伟老师共同编写。

本书在编写过程中参阅了一些国内外同类书籍，在此特向有关作者表示衷心感谢!

由于编者水平有限，谬误、欠妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者

2017年11月

项目1 机床夹具的组成和分类

模块1 任务引入

1-1任务发出：钻削工件图

如图1.1所示，加工法兰零件，在本工序中需钻10mm的径向孔，工件材料为45钢，批量N=2000件。

图1.1法兰钻径向孔工序图

1-2任务目标及描述

从图1.1中可以看出，应满足10mm的孔的轴线到端面距离为（18±0.1）mm。可以按划线找正的方式定位，在钻床上用平口钳进行装夹，但效率较低，精度难以保证。如果采用专用机床夹具，能够直接装夹工件而无须找正，达到工件的加工要求。

模块2 任务资讯

一、 概述

1. 工件的安装

在机械加工过程中，为了保证工件各加工表面的尺寸、几何形状及相互位置精度，必须将工件正确地安装到机床上。工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位；然后将工件固定在这一既定的位置上，使这一位置在整个切削过程中保持不变，这就是工件的夹紧。这一整个过程称为工件的装夹。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具(简称夹具)。

完成了定位的工件未必是被夹紧的，同样，被夹紧的工件未必就一定是定好位的。定位和夹紧不能混为一谈，即既不能用定位代替夹紧，也不能用夹紧代替定位。

工件的安装一般有两种形式：

1) 直接找正或按划线找正安装

将工件直接安放在机床工作台或者通用夹具上，按工件某一表面或事先划好的线，用划针或其他量具找正，以确定工件在机床上的正确位置，然后夹紧工件。

例如，对于图1.2(a)所示的工件的加工，可将工件直接放置在牛头刨床的工作台上，在牛头刀夹上安装一个百分表或划针，通过牛头滑枕前后运动找正被加工工件的左侧A面，如图1.2(a)所示，找正后再夹紧工件进行刨槽加工。

这种安装方法简单，不需要专门的工艺装备，通用性好，但生产率低，找正精度低，需要的工人技术水平高，适用于单件小批量生产。

2) 采用专用夹具安装

在生产批量较大或不便于使用通用夹具安装工件的情况下，为了保证加工精度、提高生产率和减轻操作者劳动强度，常使用专用夹具安装工件。通常，使用专用夹具不需要对工件划线和找正，工件安放在夹具中定位即可获得一个正确的加工位置。

例如，对于图1.2(a)所示的工件的加工，将工件装夹到专用刨槽夹具中(见图1.2(b))，即可实现工件在加工时的准确位置。由于夹具装夹法的装夹效率高、操作简便和易于保证加工精度，故其多在成批或大量生产中采用。

图1.2工件的两种装夹方法

2. 机床夹具的组成

一般而言，机床夹具由以下几部分组成。

1） 定位装置

定位装置的作用是确定工件在夹具中的正确位置，它由一系列定位元件组成。定位元件是一系列标准化元件(也可根据需要设计非标准定位元件)，如定位块、定位心轴、V形块、支承钉等。

图1.3后盖钻夹具

1—钻套；2—钻模板；3—夹具体；4—支承板；5—圆柱销；6—开口垫圈；7—螺母；8—螺杆；9—菱形销

对于图1.1所示的钻法兰上的10mm孔，其钻夹具如图1.3所示。夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件。

2) 夹紧装置

夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。

例如，图1.3中的螺杆8（与圆柱销合成一个零件）、螺母7和开口垫圈6组成夹紧装置。

3） 对刀或导向装置

对刀或导向装置用以确定刀具与工件加工表面的正确位置。对刀装置可以用于调整刀具的正确位置，如铣床夹具的对刀块；也可以用于引导刀具，如钻、镗夹具的钻套和镗套。对刀装置由对刀元件组成，其中大部分已经标准化，有时也需要设计一些非标准元件。

例如,图1.3中的钻套1和钻模板2组成的导向装置，确定了钻头轴线相对于定位元件的正确位置。

4） 对定装置（连接元件）

对定装置用于机床与夹具的对定，确保夹具与机床之间有一正确的相互位置。对定装置与选用的机床有关，不同的机床夹具与机床对定的方法各不相同。在设计夹具的对定装置时，要参考机床相关结构与联系尺寸，以确定夹具与之对定部分的结构和尺寸。

例如，图1.3中的夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台。因此，夹具体可兼做连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。

5） 其他装置

其他装置有分度装置、靠模装置、护油装置、辅助装置等。

6） 夹具体

夹具体是夹具的基础件，夹具所有装置和元件均安装在夹具体上，除此之外,夹具体还要承受工件的全部重量、切削力、离心力、冲击力等。因此，夹具体是一个比较重要的零件。

例如,图1.3中的元件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。

夹具的这六个组成部分并非一定完整，有时根据具体情况有所增减，但是，定位装置是必不可少的。

二、 机床夹具的分类及作用

1. 机床夹具的分类

机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。

1） 按夹具的使用特点分类

（1） 通用夹具。

通用夹具具有较大的通用性，不需要进行特殊调整就可安装工件，如三爪自定心卡盘（见图1.4（a））、四爪单动卡盘（见图1.4（b））、万能分度头（见图1.5）、回转工作台、机床用平口虎钳（见图1.6）等。通用夹具多数情况下用于夹紧工件，此时还需要对工件进行直接找正或划线找正。多数通用夹具已成为机床附件。

图1.4卡盘

图1.5万能分度头

1—手柄；2—分度盘；3—顶尖；4—主轴；5—回转体；6—基座；7—侧轴；8—分度叉

图1.6机床用平口虎钳

通用夹具主要用于单件和中、小批量生产，装夹形状比较简单和加工精度要求不太高的工件。在大批量生产中，对于形状复杂或加工精度要求较高的工件，往往由于操作麻烦和装夹效率低而很少采用这类夹具。

（2） 专用夹具。

专用夹具是为某一零件的某道工序而专门设计、制造的夹具。其加工对象针对性强，是本书讨论的重点。

专用夹具具有如下特点：

① 能保证加工精度，并使加工质量稳定；

② 能缩短辅助时间，提高生产率；

③ 能减轻工人劳动强度；

④ 扩大了机床的工艺范围。

同时，专用夹具也存在一些缺点：

① 使用范围窄，只适用于一个零件的一道工序；

② 设计制造周期长；

③ 夹具制造精度高，且对零件上道工序的加工质量要求高。

（3） 可调夹具。

可调夹具分为通用可调夹具和成组可调夹具。这两种夹具都是根据夹具结构多次使用的原理而设计的，对于不同尺寸或种类的工件，只需在通用的夹具体上调整或更换个别定位元件或夹紧元件便可使用。

（4） 组合夹具。

组合夹具是在夹具零、部件标准化的基础上发展起来的一种适应多品种、小批量生产的新型夹具。它是由一套结构和尺寸已经规格化、系列化的通用元件、合件和部件构成，它们包括基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、辅助件、合件和部件等。这些通用元件、合件和部件是由专业工厂生产供应的，使用单位可根据被加工工件的加工要求，很快地组装出所需要的夹具。夹具使用完毕后，可以将各组成元件、合件等拆开，清洗后入库，以备下次组合使用。由于这类夹具具有缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、数量，减小专用夹具的存放面积等优点，且组装后可达到较高的精度，故在加工批量较大的生产条件下也是适用的。

（5） 随行夹具。

随行夹具是一种用于流水加工或流水装配线的夹具，是组合机床及流水线、自动线设计的重要内容之一。它主要完成工件在夹具上的定位，并承担沿流水线输送工件的任务。一般加工流水线所用的随行夹具运行至机床上后还需要连同工件一起在该工位上定位，以使工件在机床上获得正确的位置，即工件在随行夹具上定位，随行夹具在机床上定位。

图1.7所示的双臂曲柄钻孔组合夹具，是由有关元件组装成的组合夹具的一个示例。

图1.7双臂曲柄钻孔组合夹具

2） 按夹具上的动力源分类

（1） 手动夹具。

此类夹具是以操作工人手臂之力作为动力源，通过夹紧机构来夹紧工件的。为了尽量减轻工人的操作强度和保证工件夹紧的可靠性，此类夹具的夹紧机构必须具有增力和自锁作用。手动夹具一般采用结构简单的螺旋或偏心压板机构，制造方便，但使用时的工作效率较低。

（2） 气动夹具。

此类夹具是用压缩空气作为动力源，通过管道、气阀、气缸等元件，产生夹紧工件的夹紧力的。当需要较大的夹紧力时，常在气缸和夹紧元件之间增设斜楔式、铰链式或杠杆式等的扩力机构。因气动夹具夹紧动作迅速、夹紧力稳定、操作方便，故其在机械加工中得到广泛的应用。

（3） 液压夹具。

此类夹具是用压力油作为动力源，通过管道、液压阀、液压缸等元件，产生夹紧工件的夹紧力的。液压夹具具有气动夹具的各种优点，而夹紧动作则更为平稳。采用较高油压的液压夹具，一般不用增力机构即可直接夹紧工件，因而结构简单、体积较小。

（4） 电动夹具。

此类夹具是以电动机的扭力作为动力源，通过减速器来产生夹紧工件的夹紧力的。此种夹具的传动部分常采用齿轮减速装置，因此显得结构比较复杂，夹紧动作比气动夹具和液压夹具的缓慢。

（5） 磁力夹具。

此类夹具是以电磁铁或永久磁铁产生的磁力作为动力源来直接夹紧工件的，一般多用于切削力较小的精加工，如车床上的电磁吸盘、平面磨床的磁力工作台等。近年来已设计制造出强力磁盘，正逐步推广应用到切削力较大的加工中去。

（6） 真空夹具。

此类夹具是利用真空泵或以压缩空气为动力源的抽气嘴筒，使夹具的内腔产生真空，依靠四周大气的压力将工件压紧的。这类夹具的夹紧力较小，故一般仅适用于本身刚度很低的工件，如磨削加工不导磁的薄形工件等。

（7） 切削力、离心力夹具。

切削力、离心力夹具，是一种不需要专门动力装置的机动夹紧夹具。这类夹具通常利用机床的运动或切削加工过程中产生的离心力或切削力来夹紧工件。

3） 按夹具使用的机床分类

按夹具使用的机床分类，可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具等。

2. 夹具的作用

通过上述夹具装夹的实例和各类夹具的性能及特点可以看出，机床夹具有如下主要作用。

1） 易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定

由于工件在夹具中的定位，以及夹具在机床上的定位都由专门的元件保证，夹具相对于刀具的位置又可通过对刀及引导元件调整，因此可以较容易地保证工件在该工序中的加工精度。此外，采用夹具装夹法加工，工件的定位不再受划线、找正等主、客观因素的影响，故加工一批工件时，其加工精度也比较稳定。

2） 缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本

工件在夹具中的装夹和工位转换、夹具在机床上的安装等，都可通过专门的元件或装置迅速完成。此外，还可以不同程度地采用高效率的多件、多位、快速、联动等夹紧方式，因而可以缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本。

3） 减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求

因为在工件加工中采用了夹具，取消了复杂的划线、找正工作，又可采用增力、机动等夹紧机构，装夹工件方便省力，故可降低工人操作强度及对工人技术等级的要求。

4） 扩大机床的工艺范围，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，即可扩大机床的工艺范围。例如，在车床的溜板上或在摇臂钻床的工作台上装上镗模，就可以进行箱体的镗孔加工。

5） 减少生产准备时间，缩短新产品试制周期

对于多品种的小批量生产，在加工时大量应用通用、可调、成组和组合夹具，可以不再花费大量的时间去设计和制造专用夹具，从而减少了生产准备时间。同理，试制新产品时，同样可以显著缩短试制周期。

3. 机床夹具的发展趋势

机床夹具是机械加工中不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精度、高效率、模块化、组合化、通用性、经济性方向发展。

1） 高精度

随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对机床夹具的制造精度的要求更高。高精度机床夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01m/500mm；精密平口钳的平行度和垂直度均在5μm以内，夹具重复安装的定位精度高达±5 μm，重复定位精度高达2~5μm。机床夹具的精度已提高到微米级。

2） 高效率

为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，具有快速夹紧功能的部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，夹紧和松开工件只需1~2s，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。夹具在机床上的安装与调整时间仅为1分钟左右。

3） 模块化、组合化

机床夹具元件的模块化是实现组合化的基础。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装奠定了基础，应用CAD技术可建立元件库、典型夹具库、标准件库，从而进行夹具优化设计。

4） 柔性化(灵活适应性、经济性)

机床夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统实现可重组性、可重构性及可扩展性，功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现好的经济性。

模块3 拓展练习与提高

图1.8所示为圆轴铣槽铣床夹具，试分析该夹具的各个组成部分，说出序号标注的零件所起的作用。

图1.8圆轴铣槽铣床夹具

1，2—V形块；3—偏心轮；4—对刀块；5—夹具体；6—定位键；7—支承套；8—支架

模块4 教学设计参考

教学总体设计

项目：

每一位学生都必须掌握机床夹具的组成和分类。

说明：（1）此部分为“掌握机床夹具的组成和分类”。

（2）完整的单元包含：机床夹具的定义、机床夹具的组成、机床夹具的分类和作用、工件的安装等内容。

项目2 钻夹具设计

模块1 任务引入

1-1任务发出：钻削工件图

如图2.1所示，加工销轴零件，在本工序中需钻6mm的孔，工件材料为45钢，批量N=2000件。

图2.1销轴零件图

1-2任务目标及描述

一、 零件分析

由销轴零件图可以看出，应满足6mm的孔轴线到端面的距离为（10±0.1）mm。可以按划线找正的方法进行定位，在钻床上用平口钳进行装夹，但效率较低，精度难以保证。如果采用专用机床夹具，能够直接装夹工件而无须找正，达到工件的加工要求。

二、 工艺过程卡片

模块2 任务资讯

2-1任务相关理论知识

一、 基准及定位副

基准种类很多，这里仅讨论夹具设计中直接涉及的基准。

在工件加工工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，称为工序基准。可通过工序图上标注的加工尺寸与几何公差来确定工序基准。

定位基准是在加工过程中用于定位的基准。定位基准的选择是定位设计的一个关键问题。工件的定位基准一旦被确定，则定位方案也基本上确定了。

需要注意的是，当工件以回转面（圆柱面、圆锥面、球面等）与定位元件接触（或配合）时，工件上的回转面称为定位基面，其轴线称为定位基准。如图2.2（a）所示，工件以圆孔在心轴上定位，工件的内孔表面称为定位基面，其轴线称为定位基准。与此对应，心轴的圆柱面称为限位基面，其轴线称为限位基准。如图2.2（b）所示，工件以平面与定位元件接触时，工件上实际存在的面是定位基面，它的理想状态（平面度误差为零）是定位基准。

图2.2定位基准与限位基准

工件在夹具中定位时，理论上定位基准与限位基准应该重合，定位基面与限位基面应该接触。

当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主要限位面。

工件上的定位基面和与之相接触（或配合）的定位元件的限位基面合称为定位副。

二、 工件定位的基本原理

1. 工件的自由度

一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的。这种位置的不确定性可描述如下。如图2.3所示，一个未定位的自由物体（双点画线所表示的长方体），在空间直角坐标系中有六种运动的可能性，其中三种是移动，即能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，三种是转动，即能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动。习惯上把这种运动的可能性称为自由度。因此，空间任一自由物体共有六个自由度。

图2.3未定位工件的六个自由度

图2.3所示为未定位工件的六个自由度，同时还规定如下。

（1） 沿Ox轴移动，用x^→表示。

（2） 沿Oy轴移动，用y→表示。

（3） 沿Oz轴移动，用z^→表示。

（4） 绕Ox轴转动，用x^→表示。

（5） 绕Oy轴转动，用y^→表示。

（6） 绕Oz轴转动，用z^→表示。

2. 六点定位原则

定位，就是限制自由度。如果工件的六个自由度都加以限制了，工件在空间的位置就完全确定下来了。工件要进行正确定位，首先要限制工件的自由度。设空间有一固定点，长方体的底面与该点保持接触，那么长方体沿z轴的移动自由度z→即被限制了。

分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是“六点定位原则”，简称“六点定则”。

图2.4长方体工件定位时支承点的分布

例如对于长方体工件，欲使其完全定位，可以在其底面设置三个不共线的支承点1、2、3(见图2.4（a）)，限制工件的三个自由度x、y、z^→；侧面设置两个支承点4、5，限制了两个自由度x^→、z；后面设置一个支承点6，限制自由度y^→。于是共限制了工件的六个自由度，实现了完全定位。在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。在图2.4（b）中设置了六个支承钉，每个支承钉与工件的接触面很小，可将其视为支承点。

工件的六个自由度是否一定要全部被限制，或者只限制其中的某几个，需要根据工件的加工要求而定。

工件在坐标系中的定位不存在反方向定位的问题，即工件在一个方向上定位了，我们则认为工件在其反方向也获得了定位。

工件定位的表示方法如图2.5所示。

图2.5工件定位的表示方法

3. 应用六点定位原则时需要注意的五个主要问题

（1）支承点分布必须适当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。例如，底面布置的三个支承点不能在一条直线上，且三个支承点所形成的三角形的面积越大越好；侧面上的两个支承点的连线不能垂直于底面三个支承点所形成的平面，且两点连线越长越好。

（2）工件的定位是工件以定位面与夹具的定位元件的工作面保持接触或配合来实现的。一旦工件定位面与定位元件工作面脱离接触或配合，就丧失了定位作用。

（3）工件定位后，还要用夹紧装置将工件紧固，因此要区分定位和夹紧的不同概念。

（4）定位支承点所限制的自由度的名称，通常可按定位接触处的形态确定，其特点如表2.1所示。

（5）有时定位点的数量与其布置不一定如表2.1所述的那样明显直观，如自动定心定位。

表2.1典型单一定位基准的定位特点

三、 限制工件自由度与加工要求的关系

1. 定位方式 

工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制,不影响加工精度要求的自由度可以限制,也可以不限制，视具体情况而定。按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度,是工件定位时应解决的首要问题。

1） 完全定位

工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标轴方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式，如图2.6（a）所示。

图2.6工件的定位方式

2） 不完全定位

根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位称为不完全定位，如图2.6（b）所示。

◆ 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。

◆ 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。

◆ 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，绕垂直加工面的轴的角度自由度也可不限制。

3） 欠定位

根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。欠定位无法保证加工要求，所以是绝不允许的。

4） 过定位

夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。

图2.7(a)所示为连杆加工大头孔时工件在夹具中的定位情况，连杆的定位基准为端面、小头孔及一侧面，夹具上的定位元件为支承板、长圆柱销及一挡销。根据定位原理，支承板与连杆端面接触，相当于三点定位，限制x、y、z^→三个自由度；长圆柱销与连杆大头孔配合，相当于四点定位，限制x^→、y^→、x、y四个自由度；挡销与连杆侧面接触，限制一个自由度z。这样，三个定位元件相当于八个定位支承点，共限制了六个自由度，其中，x、y被重复限制，属于重复定位。若工件小头孔与端面有较大的垂直度误差，且长圆柱销与工件小头孔的配合间隙很小，则会产生连杆小头孔套入长圆柱销后连杆端面与支承板不完全接触的情况，如图2.7(b)所示。当施加夹紧力W迫使它们接触后，则会造成长圆柱销或连杆的弯曲变形，如图2.7(c)所示，进而降低了加工后大头孔与小头孔间的位置精度。

图2.7连杆加工大头孔时工件在夹具中的定位

图2.8(a)所示为加工轴承座时工件在夹具中的定位情况。工件的定位基准为底面及两孔的中心线，夹具上的定位元件为支承板1及两短圆柱销2、3。根据定位原理，支承板相当于三个支承点，限制x、y、z^→三个自由度；短圆柱销2相当于两个支承点，限制x^→、y^→两个自由度;另一短圆柱销3也相当于两个支承点,限制x^→、y^→两个自由度。因此，共限制了五个自由度，其中x^→、y^→被重复限制，属于重复定位。在这样的定位情况下，当工件两孔中心距与夹具上的两短圆柱销中心距的误差较大时，就会产生有的工件装不上去的现象。

图2.8加工轴承座时工件在夹具中的定位情况

1—支承板；2，3—短圆柱销；4—削边销

过定位会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，甚至使工件无法安装和加工。因此，一般情况下应尽量避免。

在某些情况下，过定位不仅被允许，而且是必要的。此时应当采取适当的措施提高定位基准之间及定位元件之间的位置精度，以免产生干涉。

消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉；其二是改变定位元件的结构，使定位元件的重复限制自由度的部分不起定位作用。通常可采取下列措施来消除过定位。

（1） 减小接触面积（见图2.9）。

（2） 修改定位元件形状，以减少定位支承点。

图2.9过定位及其消除方法示例

如图2.7(d)所示，将长圆柱销改为短圆柱销，使其失去限制x、y两个自由度的作用，以保证加工时大头孔与端面的垂直度；或者将支承板改成小的支承环，使其只起限制自由度z→的作用，以保证加工时大头孔与小头孔之间的平行度。

又如图2.8(b)所示，将短圆柱销3改为削边销4，使它失去限制自由度x→的作用，从而保证所有工件都能套在两定位销上。

（3）提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。

（4）设法使过定位的定位元件在干涉方向上能浮动，以减少实际支承点的数目。

（5）拆除过定位元件。

2. 工件的加工要求与夹具的关系

工件有

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