1.基准的定义及分类
基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。它是计算、测量或标注尺寸的起点。根据基准的作用不同，可以分为设计基准和工艺基准两大类。
（1）设计基准 设计基准是指在设计图样上所采用的基准。
（2）工艺基准 工艺基准是指在加工工艺过程中所采用的基准。它又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
1）工序基准。工序基准是指在工序图上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状及位置的基准。其所标注的加工面尺寸，称为工序尺寸。
2）定位基准。定位基准是指在加工中用于工件定位的基准。
3）测量基准。测量基准是指在加工中或加工后对工件进行测量时所采用的基准。
4）装配基准。装配基准是指装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所用的基准。
2.六点定位原理及其应用
图3-14 工件的六点定位
（1）六点定位原理 任何一个自由刚体（工件）在空间直角坐标系中都有六个自由度。工件可以沿三个互相垂直的坐标轴移动，分别用
、
、
表示，还可以绕三个坐标轴转动，分别用
、
、
表示。这样，工件在这六个自由度方向上的位置就没有被确定。工件要正确定位，就必须限制这六个自由度，方法是用适当布置的六个支承点来限制工件的六个自由度。如图3-14所示，在空间坐标系XOY平面上布置三个支承点1、2、3，使工件的底面紧贴在这三点上，限制
、
、
三个自由度；在YOZ平面上布置两个支承点4、5，使工件的侧面紧贴在这两点上，限制了
、
两个自由度；在XOZ平面上布置一个支承点6，使工件的端面紧贴在这一点上，限制了
一个自由度。这种用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的方法，称为六点定位原理。
（2）四种定位情况
1）完全定位。完全定位是指工件的六个自由度全部被限制的一种定位状态。
2）不完全定位。不完全定位是指工件被限制的自由度数目少于六个，但能保证加工要求的一种定位状态。
3）欠定位。欠定位是指工件实际定位所限制的自由度数目少于按其加工要求所必须限制的自由度数目时的一种定位状态。欠定位是不允许的。
4）过定位。过定位是指多个支承点重复限制同一个自由度的一种定位状态，又称为重复定位。但过定位若使用得当，则可起到增加刚性和定位稳定性的作用。
3.工件的定位方法及定位元件
（1）工件以平面定位的定位元件
1）支承钉。支承钉有三种形式，其中A型是平头支承钉，它与工件的接触面较大，用于精基准定位；B型是球头支承钉，它与定位基面的接触为点接触，因此容易保证接触点位置的相对稳定，但易磨损，多用于粗基准定位；C型是齿纹头支承钉，常用于工件侧面定位，以增加摩擦因数，防止工件受力后滑动，但其上的切屑不易清除。
2）支承板。大中型工件以精基准面定位时，多采用支承板定位，其中A型支承板适用于侧面及顶面的定位，B型支承板适用于底面定位。
（2）工件以圆孔定位的定位元件
1）圆柱定位销。图3-15所示为常用的定位销结构，它们的共同特点是直接用过盈配合（H7/r6）装在夹具体上。为便于工件顺利装入，在其头部应有15°倒角，和夹具体配合的圆柱面与凸肩之间应有退刀槽，以保证装配质量。当定位销直径D＞3～10mm时，为避免定位销因撞击而折断或热处理时淬裂，通常把根部倒出圆角，应用时在夹具体上锪出沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定位，如图3-15a所示。大批量生产时，为了便于定位销的更换，可采用图3-15d所示的定位销。
图3-15 圆柱定位销
2）圆柱定位心轴。圆柱定位心轴是指用内孔表面作为定位基准的定位元件，心轴的结构形状很多。如为间隙配合心轴，装卸工件方便，但定位精度不高；如为过盈配合心轴，适用于加工工件外圆及端面，由引导部分、工作部分和传动部分组成。过盈配合心轴结构简单，制造方便且定心精度高，无需夹紧装置，但装卸工件不方便，因此多用于定心精度要求高的精加工场合。
3）圆锥销。圆锥销限制了工件的
、
、
三个自由度，以保证其接触均匀，有用于粗基准定位的，也有用于精基准定位的。
（3）工件以外圆柱面定位的定位元件
1）V形块。V形块定位的最大优点是对中性好。图3-16所示为常用V形块的结构形式。
图3-16a是用于精基准的短V形块，图3-16b是用于粗基准和阶梯定位面的长V形块，图3-16c是用于较长的基准面和相距较远的两个定位面的V形块。V形块有活动式和固定式之分。活动式V形块如图3-17所示，它除限制工件的一个转动自由度外，还起到夹紧的作用。
图3-16 V形块的结构形式
图3-17 活动式V形块
2）半圆套。图3-18所示为两种结构的半圆套定位装置，主要用于大型轴类工件以及不便于轴向装夹的工件定位，其下半圆套是定位元件，上半圆套起夹紧作用。(www.xing528.com)
图3-18 半圆套定位装置
3）定位套。工件以外圆柱面定位时采用定位套限制工件自由度，其定位套结构简单，制造容易，一般适用于精基准定位。
4.工件的装夹
常用的装夹方式有以下三种。
（1）直接找正装夹法 直接找正装夹法是指工件定位时，由操作工人利用百分表、划针等量具（量仪）或目测在机床上直接找正工件上某些有相互位置要求的表面，使工件处于正确的位置，然后夹紧的一种装夹方法。直接找正装夹法生产率低，加工精度取决于工人操作技术水平和所使用量具的精确度，一般用于单件小批量生产中。
（2）划线找正装夹法 划线找正装夹法是指在工件表面上按图样要求划出中心线、对称线和各待加工表面的加工位置线，然后在机床上按划好的线找正工件的位置并将工件夹紧的一种装夹方法。划线找正装夹法生产率低，装夹精度也不高，多用于生产批量较小、毛坯精度较低以及大型零件的粗加工中。
（3）夹具装夹法 夹具装夹法是指用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的一种装夹方法。采用这种方法时，工件定位迅速方便，定位精度高，但需设计、制造专用夹具。夹具装夹法广泛用于大批量生产中。
5.夹具的作用、分类及组成
（1）夹具的作用 夹具的作用是保证加工精度的稳定；缩短辅助时间，提高劳动生产率；扩大机床的使用范围；减轻劳动强度，保证安全生产。
（2）夹具的分类
1）按夹具通用程度不同分类。
①通用夹具。通用夹具是指结构、尺寸已规格化并具有很大通用性的夹具，其在一定范围内无需调整或稍加调整就可以装夹不同的工件。例如，车床上的自定心卡盘和单动卡盘，铣床上的万能分度头、回转工作台以及机用平口虎钳等。其特点是加工精度不高，操作费时，生产率较低，主要用于单件小批生产中。
②专用夹具。专用夹具是指为某一工件的某道工序的加工而专门设计和制造的夹具。这类夹具的设计周期较长、投资较大，但结构紧凑、操作方便、安全可靠、生产率高，并且能获得较高的加工精度，因此适用于大批量生产中。
③可调夹具。可调夹具是综合了通用夹具和专用夹具的特点而发展起来的一种新型夹具，在加工不同类型和尺寸的工件时，只需调整或更换原夹具上的个别元件便可使用。它一般可分为通用可调夹具和成组夹具两种，前者的通用性比通用夹具更大；后者是一种专用可调夹具，是为采用成组加工方法的某一组工件专门设计和制造的，主要用于多品种小批量生产中。
④组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具，由预先制造好的通用标准部件经组装而成。因其具有生产准备周期短、元件能重复使用、并能减少专用夹具数量的特点，故特别适合于新产品的试制、中小批量多品种生产和数控加工中。
2）按使用的机床分类。夹具按使用的机床可分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具和磨床夹具等。
3）按使用的动力源分类。夹具按使用的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具和电磁夹具等。
（3）夹具的组成 夹具一般由定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀元件和其他装置或元件组成。
6.夹紧装置
工件定位后，为保持其定位时所确定的正确加工位置，必须采用一定的机构将工件压紧夹牢。夹具上这种用来把工件压紧夹牢的机构称为夹紧装置。
（1）夹紧装置的组成 夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构和夹紧元件组成。
（2）夹紧装置的基本要求 夹紧装置在夹紧和加工过程中，应能保证工件定位后所获得的正确位置不会改变；夹紧力的大小要适当；工艺性要好，使用性好。
（3）夹紧力的确定确定 夹紧力就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。
1）夹紧力方向的确定。
①夹紧力的方向应朝向主要的定位基准面。
②夹紧力的方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。
③夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方向一致，以减小夹紧力。
2）夹紧力作用点的确定。
①夹紧力的作用点应落在支承点上或几个支承元件所形成的支承区域内。
②夹紧力的作用点应落在工件刚性最好的部位，以减小工件的夹紧变形。
③夹紧力的作用点应尽量靠近被加工表面，以减小对工件造成的翻转力矩。
3）夹紧力大小的确定。夹紧力的计算是一个很复杂的问题，通常只对夹紧力的大小进行粗略估算。
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