机械制造装备学4.ppt

制造装 备 学 机械制造装备设计、制造与控制机械制造装备设计、制造与控制刀刀 具具模模 具具 夹夹 具具 量量 具具 第四章 工 艺 装 备4.14.1刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具刀刀 具具4.24.2模模 具具4.34.3夹夹 具具华普华普305车身前机舱焊接夹具车身前机舱焊接夹具 机床设计零件在工艺规程制定之后，就要按机床设计零件在工艺规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工工艺规程顺序进行加工 加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具批生产时还要用机床夹具 它们是机床和工件之间的它们是机床和工件之间的联结装置联结装置，使工件，使工件相对于相对于机床或刀具机床或刀具获得正确位置获得正确位置 机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中重要的工作，是加工过程中最活跃最活跃的的因素因素之一。

之一 夹 具一、一、夹具的功能和应满足的要求夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求 机床夹具的功能机床夹具的功能机床夹具应满足的要求机床夹具应满足的要求机床夹具的功能机床夹具的功能 ( l ( l ））保证加工精度保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：一是工件通过夹具上工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为的定位元件获得正确的位置，称为定位定位；二是通过夹紧机构使工件的既定；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为位置在加工过程中保持不变，称为夹紧夹紧这样，就可以保证工件加工表面这样，就可以保证工件加工表面的的位置精度位置精度，且，且精度稳定精度稳定 2 ( 2 ））提高生产率提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。

时间，提高生产率 3 ( 3 ））扩大机床的使用范围扩大机床的使用范围 有些机床夹具实质上是对机床进行了有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造部分改造，扩大了原机床的功能，扩大了原机床的功能和使用范围如在车床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系和使用范围如在车床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工 4 ( 4 ））减轻减轻工人的工人的劳动强度劳动强度，保证生产安全保证生产安全机床夹具应满足的机床夹具应满足的要求要求机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：( l ( l ））保证加工精度保证加工精度 这是必须做到的最基本要求，其关这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算定位误差的分析和验算 2 ( 2 ）夹具的总体方案应）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应与年生产纲领相适应 在大批量在大批量生产时，尽量采用决速、高效的定位、夹紧机构和动力装生产时，尽量采用决速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度．符合生产节拍要求。

在中、小批量置，提高自动化程度．符合生产节拍要求在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工机床夹具应满足的机床夹具应满足的要求要求( 3 ( 3 ））安全、方便、减轻劳动强度安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置要符合工人的操作位置和习惯，性考虑，必要时加保护装置要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间．使工人操作方便大批量要有合适的工件装卸位置和空间．使工人操作方便大批量生产和工件笨重时，尽可能减轻工人劳动强度生产和工件笨重时，尽可能减轻工人劳动强度 4 ( 4 ））排屑顺畅排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度清理切屑将增加辅助时间，降低生产率，因此夹具设计中要清理切屑将增加辅助时间，降低生产率，因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视给予排屑问题充分的重视 5 ( 5 ））机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。

夹具的制造精度一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、二、夹具的类型和组成夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成 机床夹具的类型机床夹具的类型机床夹具的基本组成机床夹具的基本组成1 1、机床夹具的类型、机床夹具的类型机床夹具有多种分类方法，如按夹具的使用范围机床夹具有多种分类方法，如按夹具的使用范围 来分，有下面来分，有下面五种类型五种类型( ? )( ? ) 通用夹具通用夹具 专用夹具专用夹具 可调整夹具和成组夹具可调整夹具和成组夹具 组合夹具组合夹具 随行夹具随行夹具 ( 1 ( 1 ））通用夹具通用夹具 (?) (?) 例如车床上的卡盘，铣床上的平口钳、分度头，平面磨床上的电磁吸盘等．例如车床上的卡盘，铣床上的平口钳、分度头，平面磨床上的电磁吸盘等． 这些夹具这些夹具 通用性强通用性强，一般不需调整就可适应多种工件的安装加工，，一般不需调整就可适应多种工件的安装加工，在单件小批生产中广泛应用。

在单件小批生产中广泛应用1 1、机床夹具的类型、机床夹具的类型( 2 ( 2 ））专用夹具专用夹具 因为它是用于某一因为它是用于某一特定工件特定工序特定工件特定工序的夹具，称为专的夹具，称为专用夹具 专用夹具广泛用于成批生产和大批量生产中专用夹具广泛用于成批生产和大批量生产中本章重点本章重点( 3 ( 3 ））可调整夹具和成组夹具可调整夹具和成组夹具 这一类夹具的特点是这一类夹具的特点是具有一定的可调性具有一定的可调性，或称，或称“柔性柔性”夹具中部分元件可更换，部分装置可调整，以适应不同工件夹具中部分元件可更换，部分装置可调整，以适应不同工件的加工 可调整夹具一般可调整夹具一般适用于同类产品不同规格系列适用于同类产品不同规格系列的生产，的生产，略作更换或调整就可用来安装不同品种的工件略作更换或调整就可用来安装不同品种的工件 成组夹具成组夹具适用于－组尺寸相似、结构相似、工艺相似适用于－组尺寸相似、结构相似、工艺相似工件工件的安装和加工，在多品种、中小批量生产中有广泛的应的安装和加工，在多品种、中小批量生产中有广泛的应用前景用前景1 1、机床夹具的、机床夹具的类型类型( 4 ( 4 ）组合夹具）组合夹具 它是由它是由一系列的标准化元件组装而成一系列的标准化元件组装而成，标准元件有不同的形状，，标准元件有不同的形状，尺寸和功能，其配合部分有良好的互换性和耐磨胜。

尺寸和功能，其配合部分有良好的互换性和耐磨胜 使用时，可根据被加工工件的结构和工序要求，选用适当元件进使用时，可根据被加工工件的结构和工序要求，选用适当元件进行组合连接，形成一专用夹具行组合连接，形成一专用夹具 用完后可将元件拆卸、清洗、涂油、人库，以备后用用完后可将元件拆卸、清洗、涂油、人库，以备后用 它特别适合单件小批生产中位置精度要求较高的工件的加工它特别适合单件小批生产中位置精度要求较高的工件的加工1 1、机床夹具的、机床夹具的类型类型( 5 ( 5 ））随行夹具随行夹具 这是一类在自动这是一类在自动线和柔性制造系统中线和柔性制造系统中使用的夹具使用的夹具)(?) 它既要完成工件它既要完成工件的定位和夹紧，又要的定位和夹紧，又要作为运载工具将工件作为运载工具将工件在机床间进行输送，在机床间进行输送，输送到下一道工序的输送到下一道工序的机床后，随行夹具应机床后，随行夹具应在机床上准确地定位在机床上准确地定位和可靠地夹紧和可靠地夹紧 一条生产线上有许多随行夹具，每个随行夹具随着工件经一条生产线上有许多随行夹具，每个随行夹具随着工件经历工艺的全过程，然后卸下已加工的工件，装上新的待加工工历工艺的全过程，然后卸下已加工的工件，装上新的待加工工件，循环使用。

件，循环使用)(?)2 2、机床夹具的、机床夹具的基本组成基本组成扇形工件扇形工件 以钻、铰孔夹具以钻、铰孔夹具为例说明机床夹具的为例说明机床夹具的基本组成基本组成 图图5 5—1 1 是扇形工是扇形工件简图，件简图，加工内容加工内容是是三个三个ø 8H8 8H8 孔，各项孔，各项精度要求如图所示精度要求如图所示 本工序之前，其本工序之前，其它加工表面均已完成它加工表面均已完成2 2、机床夹具的、机床夹具的基本组成基本组成 图图5 5—2 2 为装夹上为装夹上述工件进行钻、铰孔工述工件进行钻、铰孔工序的序的钻床夹具钻床夹具 工件的定位是工件的定位是ø22H7 22H7 孔孔，它与定位销，它与定位销2 2 的小的小圆柱面配合，工件圆柱面配合，工件端面端面A A 与定位销轴与定位销轴2 2 的大端的大端面靠紧，工件的右侧面面靠紧，工件的右侧面靠紧靠紧挡销挡销3 3 工件的夹紧是拧动工件的夹紧是拧动螺母螺母10 10 ，通过开口垫，通过开口垫圈将工件夹紧在定位销圈将工件夹紧在定位销轴轴2 2 上 件件12 12 是是钻模套钻模套，钻头由它引导对工件加工，以保证，钻头由它引导对工件加工，以保证加工孔到端面加工孔到端面1111的距离、孔中心与的距离、孔中心与A A 面的平行度、以及孔面的平行度、以及孔中心与中心与ø 22H7 22H7 孔中心的对称度。

孔中心的对称度2 2、机床夹具的基本组成、机床夹具的基本组成 三个三个ø8H8 8H8 孔的分度是由孔的分度是由固定在定位销轴固定在定位销轴2 2 的转盘的转盘1111来实现的来实现的 当分度定位销当分度定位销5 5 分别插分别插人转盘的三个分度定位套人转盘的三个分度定位套4 4 、、4′4′和和4′″4′″时，工件获得时，工件获得二个位置，来保证三孔均布二个位置，来保证三孔均布2020°°士士10′10′的精度 分度时，拧动手柄分度时，拧动手柄7 7 ，，可松开转盘可松开转盘11 11 ，拔出分度定，拔出分度定位销位销5 5 ，由转盘，由转盘1111带动工件带动工件一起转过一起转过2020°°后，将定位销后，将定位销5 5 插人另一分度定位套中，然插人另一分度定位套中，然后顺时针拧动手柄后顺时针拧动手柄7 7 ，将工，将工件和转盘夹紧，便可加工件和转盘夹紧，便可加工2 2、机床夹具的基本组成、机床夹具的基本组成( 3 )( 3 )导向及对刀元件导向及对刀元件 用于用于确定工件与刀具相互位置确定工件与刀具相互位置的元件，如的元件，如钻模套钻模套12 12 ，铣床夹具中常用对刀块，铣床夹具中常用对刀块来确定刀具与工件的位置。

来确定刀具与工件的位置 4 )( 4 )动力装置动力装置 图图5-2 5-2 是手动夹具，没有动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，是手动夹具，没有动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用提高生产率，常采用气动、液动气动、液动等动力装置等动力装置夹具的夹具的组成归纳组成归纳如下：如下：( 1 )( 1 )定位元件及定位装置定位元件及定位装置 用于用于确定工件正确位置确定工件正确位置的元件或装置，如的元件或装置，如定位销轴定位销轴2 2 和和挡销挡销3 3 ( 2 )( 2 )夹紧元件及夹紧装置夹紧元件及夹紧装置 用于用于固定固定工件已获得的工件已获得的正确位置的元件或装置，如正确位置的元件或装置，如螺母螺母10 10 和和开口垫圈开口垫圈9 9 2 2、机床夹具的基本组成、机床夹具的基本组成( 5 )( 5 )夹具体夹具体 用于将各种元件、装用于将各种元件、装置联接在一体，并通过它置联接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上，将整个夹具安装在机床上，如图的如图的1313( 6 )( 6 )其它元件其它元件及装置及装置 根据加工需要来设置根据加工需要来设置的元件或装置，如转盘的元件或装置，如转盘11 11 ，分度定位套，分度定位套4 4 、分度定、分度定位销位销5 5 又如铣床夹具中机又如铣床夹具中机床与夹具的对定，往往在床与夹具的对定，往往在夹具体底面安装两个定向夹具体底面安装两个定向键等等键等等 以上所述，是机床夹具的基本组成对于一个具体的夹具，可能略少或以上所述，是机床夹具的基本组成对于一个具体的夹具，可能略少或略多一些，但略多一些，但定位、夹紧和夹具体定位、夹紧和夹具体三部分一般是三部分一般是不可缺少的。

不可缺少的一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例三三、定位机构的设计、定位机构的设计 工件的定位工件的定位典型的定位方式、定位元件及装置典型的定位方式、定位元件及装置定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算工件的定位工件的定位定位——加工前，使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置夹紧——使工件保持正确位置，不受力的作用而位移，要将工件压紧夹牢装夹=定位+夹紧1.1.工件定位的方式（？工件定位的方式（？3 3种）种）（1）直接找正定位——生产率低，精度→工人技术——单件小批或位置要求高定位基准——所找正的表面（2）划线找正定位——精度低——单件小批，复杂件，毛坯精度低定位基准——所划的线（3）夹具定位——生产率高，定位精度高，成批及大量生产工件的定位工件的定位2 2．工件的定位原理．工件的定位原理（1）六点定则—— 用空间合理布置的六个 支承点限制工件的六个 自由度问题 ？ ①工件被夹紧，就定位了——并没有保证一批工件的一致位置。

②工件定位后，反方向可移动？定位面与定位点应保持接触1 1、工件的定位、工件的定位 工艺规程工艺规程，已经初步，已经初步考虑了加工中工艺基准问考虑了加工中工艺基准问题，有时还绘制了题，有时还绘制了工序简工序简图图 设计夹具时设计夹具时原则原则上应上应选选该该工艺基准工艺基准为为定位基准定位基准 无论是工艺基准还是定无论是工艺基准还是定位基准，位基准，均应符合六点定均应符合六点定位原理位原理 1 1）六点定位原理）六点定位原理 一个物体在三维空间一个物体在三维空间中可能具有的运动，称之为自由度在OXYZ 坐标系中，物体中，物体可以有沿可以有沿X X 、、Y Y 、、Z Z 轴的移动及绕轴的移动及绕X X 、、Y Y 、、Z Z 轴的转动，共有六个独立的运动，即轴的转动，共有六个独立的运动，即有六个自由度有六个自由度 所谓工件的定位，就是采取适当的约所谓工件的定位，就是采取适当的约束措施，来消除工件的六个自由度，以实束措施，来消除工件的六个自由度，以实现工件的定位图现工件的定位图5 5—3 3 是长方体工件的定是长方体工件的定位，图位，图5 5—4 4 是圆盘工件的定位，图是圆盘工件的定位，图5 5—5 5 是轴类工件的定位。

是轴类工件的定位1 1、工件的定位、工件的定位轴类轴类工件的定位工件的定位 六点定位原理是六点定位原理是采用六个采用六个按一定规则布置的按一定规则布置的约束约束点，点，限制工件的六个自由度，使限制工件的六个自由度，使工件实现工件实现完全定位完全定位 图图5 5—3 3 、图、图5 5—4 4 和图和图5 5—5 5 所示都是所示都是完全定位完全定位的实例 在夹具设计中，小的在夹具设计中，小的支承钉我们可以直接作为一支承钉我们可以直接作为一个约束但由于工件千变万个约束但由于工件千变万化，代替约束的定位元件是化，代替约束的定位元件是多种多样的多种多样的1 1、工件的定位、工件的定位常见定位元件的常见定位元件的 定位分析定位分析1 1、、工工件件的的定定位位1 1、工件的定位、工件的定位常见定位元件的定位分析常见定位元件的定位分析1 1、工件的定位、工件的定位（（2 2））完全定位完全定位和和不完全定位不完全定位 根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的六个自由度六个自由度全部限制全部限制．称为．称为完全定位完全定位 有时需要有时需要限制限制的的自由度少于六个自由度少于六个，称为，称为不完全定位不完全定位 如在平面磨床上磨长方体工件的上表面，工件上表面只要求保如在平面磨床上磨长方体工件的上表面，工件上表面只要求保证上下面的厚度尺寸和平行度．以及上表面的粗糙度，那么此工序证上下面的厚度尺寸和平行度．以及上表面的粗糙度，那么此工序的定位只需限制三个白由度就可以了，这是不完全定位。

的定位只需限制三个白由度就可以了，这是不完全定位 在加工中，有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力．为在加工中，有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力．为了保证一批工件进给长度一致，减少机床的调整和操作，常常会对了保证一批工件进给长度一致，减少机床的调整和操作，常常会对无位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要这种定位方案符合六点无位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要这种定位方案符合六点定位原理，是允许的，有时也是必要的定位原理，是允许的，有时也是必要的1 1、工件的定位、工件的定位（（2 2））完全定位完全定位和和不完全定位不完全定位（（3 3）定位的正常情况与非正常情况）定位的正常情况与非正常情况 根据加工表面的位置尺寸要求，根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制需要限制的自由度均已被限制，，这就称为定位的这就称为定位的正常正常情况，它可以是完全定位，也可以是不完全定位情况，它可以是完全定位，也可以是不完全定位 根据加工表面的位置尺寸要求，根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限需要限制的自由度没有完全被限制；制；或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称之为或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称之为非正常非正常情情况，况， 前者又称为欠定位，它不能保证位置精度，是绝对不允许的。

前者又称为欠定位，它不能保证位置精度，是绝对不允许的 后者称为过定位（或重复定位、超定位），加工中一般是不允许后者称为过定位（或重复定位、超定位），加工中一般是不允许的，它不能保证正确的位置精度，的，它不能保证正确的位置精度， 特殊场合，过定位是允许的特殊场合，过定位是允许的1 1、工件的定位、工件的定位 限制工件自由度与加工要求的关系①①完全定位完全定位——六个自由度全部限制六个自由度全部限制②②不完全定位不完全定位——限制的自由度＜限制的自由度＜6③③欠定位欠定位——该限的自由度没有限该限的自由度没有限——绝不允许绝不允许④④过定位过定位——重复限制一自由度重复限制一自由度——一般不允许一般不允许 正确处理：危害正确处理：危害——定位不稳，安装困难，工件或夹具定位不稳，安装困难，工件或夹具 变形变形 措施措施——去除过定位，修改结构去除过定位，修改结构 特殊特殊——可用过定位可用过定位—提高定位稳定性和结构刚度，提高定位稳定性和结构刚度， 简化夹具简化夹具 使用前提使用前提——提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度1 1、工件的定位、工件的定位（（3 3）定位的正常情况与非正常情况）定位的正常情况与非正常情况1 1 ）工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很）工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形，此时大变形，此时过定位过定位只是只是提高工件提高工件某些部位的某些部位的刚度刚度，减，减小变形。

小变形2 2 ）工件的定位表面和定位元件在）工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、位尺寸、形状、位置精度已很高置精度已很高时，过定位不仅对定位精度影响不大，时，过定位不仅对定位精度影响不大，而且有利于提高刚度而且有利于提高刚度 例如例如CA614O CA614O 车床主轴端部和卡盘间车床主轴端部和卡盘间的定位，它是短锥大平面、在轴向是的定位，它是短锥大平面、在轴向是过定位在精密模具加工中，也可以过定位在精密模具加工中，也可以见到平面和两圆柱销的过定位情形见到平面和两圆柱销的过定位情形 图图5 5—6 6 所示的定位，若工件定所示的定位，若工件定位平面粗糙，支承钉或支承板又不能位平面粗糙，支承钉或支承板又不能保证在同一平面，则这样情况是不允保证在同一平面，则这样情况是不允许的 若工件定位平面经过较好的加工，若工件定位平面经过较好的加工，保证平整，支承钉或支承板又在安装保证平整，支承钉或支承板又在安装后统一磨削过，保证了它的在同一平后统一磨削过，保证了它的在同一平面上，面上， 这里这里 过定位是允许的过定位是允许的1 1、工件的定位、工件的定位另一些另一些过定位过定位问题问题以以及及采取的采取的改进措施改进措施1 1、工件的定位、工件的定位 在分析研究定位方案是否合理在分析研究定位方案是否合理时，时，仅仅考虑满足六点定位原理是仅仅考虑满足六点定位原理是不够的不够的，要认真仔细地分析本工序，要认真仔细地分析本工序加工表面的位置精度要求。

加工表面的位置精度要求 图图5 5—8 8 所示为在工件上铣槽的所示为在工件上铣槽的两种定位方案，图两种定位方案，图5 5—8 a8 a方案产生方案产生了过定位，是不合理的了过定位，是不合理的 图图5 5—8b 8b 方案中将定位销取消方案中将定位销取消一个，似乎符合六点定位原理但一个，似乎符合六点定位原理但分析此方案能否保证槽对分析此方案能否保证槽对A A 面的平面的平行度要求时可知该行度要求时可知该方案不完全合方案不完全合理理 本工序应选工件底面为第一定本工序应选工件底面为第一定位基准（装置基准）位基准（装置基准）; A ; A 面为第二面为第二定位基准（导向基准），才能保证定位基准（导向基准），才能保证平行度要求．因此平行度要求．因此A A 面应按图面应按图5 5—8 8 方案用两个支承钉；孔第三定位基方案用两个支承钉；孔第三定位基准（定程基准），为避免准（定程基准），为避免Y Y 方向过方向过定位，圆销定位，圆销1 1 应改为在应改为在Y Y 方向削扁方向削扁的菱形销的菱形销 三三、定位机构的设计、定位机构的设计 工件的定位工件的定位典型的定位方式、定位元件及装置典型的定位方式、定位元件及装置定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（1 1）平面定位）平面定位 箱箱体体、、床床身身、、机机座座、、支支架架类类零零件件，，最最常常用用的的定定位位方方式式是是以以平平面面为为基基准。

准粗基准定位，采用粗基准定位，采用支承钉支承钉；； 精基准定位，采用精基准定位，采用支承板支承板 平面定位方式所需的定位元件及定位装置，均已标准化了平面定位方式所需的定位元件及定位装置，均已标准化了下面作一简单介绍下面作一简单介绍2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（1 1））平面定位平面定位1 1）） 钉支承和板支承钉支承和板支承 钉钉支支承承和和板板支支承承也也称称为为固固定定支支承承钉钉支支承承有有平平头头、、圆圆头头和和花花头头之之分分，，参参见见图图5 5—10a 10a 、、b b、、c c 圆圆头头支支承承钉钉容容易易保保证证它它与与工工件件定定位位基基准准面面间间的的点点接接触触，，位位置置相相对对稳稳定定，，但但易易磨磨损损，，多多用用于于粗粗基准定位基准定位 平平头头钉钉则则可可以以减减少少磨磨损损，，避避免免定定位位表表面面压压坏坏．．常常用用于于精精基基准准定位 花花头头钉钉磨磨擦擦力力大大，，但但由由于于其其容容易易存存屑屑，，常常用用于于侧侧面面粗粗定定位位。

钉钉支支承承的的尾尾柄柄与与夹夹具具体体上上的的基基体体孔孔配配合合为为过过盈盈，，多多选选为为H7 H7 / / n6 n6 或或H7/m6 H7/m6 2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（1 1））平面定位平面定位1 1）） 钉支承和板支承钉支承和板支承板板支支承承如如图图5 5 一一10d 10d 、、e e 所所示示，，常常用用于于大大、、中中型型零零件件的的精精基基准准定定位位图图5 5—10e10e与与图图5 5—10d 10d 相相比比，，其优点是容易清理切屑其优点是容易清理切屑 以以上上两两种种固固定定支支承承一一般般要要求求耐磨耐磨，均采用较好的材料均采用较好的材料 对对于于直直径径D≤12mm D≤12mm 的的钉钉支支承承和和小小型型板板支支承承，，可可用用T7A T7A 钢钢，，淬淬火火处处理理，，硬硬度度为为60~64HRC 60~64HRC ；；对对于于D D > > 12mm 12mm 和和较较大大的的板板支支承承，，一一般般采采用用2020钢钢，，渗渗碳碳淬淬火火，，硬硬度度为为60~64HRC 60~64HRC 。

由由于于要要保保证证固固定定支支承承在在同同一一个个平平面面上上，，装装配配后后需需经经精精磨磨，，渗渗碳碳深深度度大大一一些些，，一一般般为为0 08~18~12mm 2mm 2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（1 1））平面定位平面定位2 2））可可调调支支承承和和自自位位支支承承可可调调支支承承与与固固定定支支承承的的区区别别是是，，它它的的顶顶端端有有一一个个调调整整范范围围，，调调整整好好后后用用螺螺母母锁锁紧紧当当工工件件的的定定位位基基面面形形状状复复杂杂，，各各批批毛毛坯坯尺尺寸寸、、形形状状有有变变化化时时，，多多采采用用这这类类支支承承可可调调支支承承一一般般只只对对一一批批毛毛坯坯调调整整一一次次这这类类支支承结构如图承结构如图5 5—11 11 所示2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置 当当工工件件的的定定位位基基面面不不连连续续、、或或为为台台阶阶面面、、或或基基面面有有角角度度误误差差时时，，或或为为了了使使两两个个或或多多个个支支承承的的组组合合只只限限制制一一个个自自由由度度，，避避免免过过定定位位，，常常把把支支承承设设计计为为浮浮动动或或联联动动结结构构，，使使之之自自位位，，称称其其为为自自位支承。

图位支承图5 5——12 12 所示为三种自位支承所示为三种自位支承 2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（1 1））平面定位平面定位3 3））辅助支承辅助支承 辅辅助助支支承承的的主主要要作作用用是是用用于于增增加加工工件件的的刚刚度度，，减减小小切切削削变变形形图图5 5—13 13 所所示示为为辅辅助助支支承承的的典典型型结结构构型型式式图图5 5—14 14 为为辅辅助助支支承承的的应应用实例 辅辅助助支支承承有有些些结结构构与与可可调调支支承承很很相相近近，，应应分清它们的分清它们的 区区 别别 ?2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置 从从功功能能上上讲讲，，可可调调支支承承起起定定位位作作用用，，而而辅辅助支承助支承不起定位作用不起定位作用 从从操操作作上上讲讲，，可可调调支支承承是是先先调调整整，，尔尔后后定定位位，，最最后后夹夹紧紧工工件件，，辅辅助助支支承承则则是是先先定定位位，，夹夹紧紧工工件件．．最最后后调调整整辅辅助助支承2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（2 2））孔定位孔定位 当当工工件件上上的的孔孔为为定定位位基基准准时时，，就就采采用用这这种种定定位位方方式式，，其基本特点是其基本特点是 定定位位孔孔和和定定位位元元件件之之间间处处于于配配合合状态。

状态 常常用用定定位位元元件件是是各各种种心心轴轴和和定定位位销销1 1））心轴定位心轴定位 定定位位心心轴轴广广泛泛用用于于车车床床、、磨磨床床、、齿齿轮轮机机床床等等机机床床上上，，常常见见的的心轴有以下几种心轴有以下几种 锥锥度度心心轴轴 这这类类心心轴轴外外圆圆表表面面有有1 1 : : 1000 1000 — 1 1 : : 5000 5000 锥锥度度，，定定心心精精度度高高达达0 0005005—0 001mm01mm，，当当然然工工件件的的定定位位孔孔也也应应有有较较高高的的精精度 工工件件的的安安装装是是将将工工件件轻轻轻轻压压人人，，通通过过孔孔和和心心轴轴表表面面的的接接触触变形变形夹紧夹紧工件2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置 刚刚性性心心轴轴 在在成成批批生生产产时时，，为为了了克克服服锥锥度度心心轴轴轴轴向向定定位位不不准准确确的的缺缺点点，，可可采采用用刚刚性性心轴区别区别? b b 、、c c 为为过盈过盈配合，配合采用基孔制配合，配合采用基孔制r r 、、s s 、、u u ，定心精度高。

定心精度高 a a 为为间隙间隙配合，采用基孔制配合，采用基孔制h h 、、g g 、、f f ，定心精度不高，但装卸方便定心精度不高，但装卸方便 除上述外，心轴定位还有除上述外，心轴定位还有 弹性弹性心轴，心轴，液塑液塑心轴、心轴、定心定心心轴等，心轴等， 它们在完成定位的同时完成工件的夹紧，使用很方便，结构却比较复杂它们在完成定位的同时完成工件的夹紧，使用很方便，结构却比较复杂2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（2）定位销）定位销 圆柱定位销圆柱定位销 上上端端部部有有较较长长的的倒倒角角，，便便于于工工件件装装卸卸，，直直径径d d 与与定定位位孔孔配配合合，，是是按按基基孔孔制制g5 g5 或或g6 g6 、、或或f7 f7 制制造造的的其其尾尾柄柄部部分分一一般般与与夹夹具具体体孔过盈配合孔过盈配合 长长圆圆柱柱定定位位销销可可限限制制四四个个自自由由度度，，短短圆圆柱柱定定位位销销只只能能限限制制端端面面上上二二个个自自由由度度有有时时为为了了避避免免过过定定位位，，可可将将圆圆柱柱销销在在过过定定位位方方向向上上削削扁扁成成所所谓谓的的菱菱形形销销，，如如图图5 5—18a 18a 所所示示。

有有时时，，工工件件还还需需限限制制轴轴向向自自由由度度可可采采用用圆圆锥锥销销，，如图如图5 5—18b 18b 所示所示2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置 现现举举一一个个以以孔孔定定位位方方式式为为主主的的夹夹具具例例子子，，图图5 5—19 19 是是铣铣蜗杆支架侧面槽的夹具蜗杆支架侧面槽的夹具 工工件件上上ø 42H7 42H7 孔孔为为第第一一定定位位基基准准，，用用涨涨套套3 3 实实现现定定位位和和夹紧，限制四个自由度；夹紧，限制四个自由度； 心心轴轴1 1 轴轴肩肩左左端端面面限限制制一一个个自由度；自由度； 工工件件上上ø18H7 18H7 孔孔用用菱菱形形销销限限制制一一个个自自由由度度，，实实现现完完全全定定位位考考虑虑到到工工件件的的装装卸卸方方便便，，菱菱形形销设计成手动伸缩结构销设计成手动伸缩结构 为为了了增增加加切切削削部部位位工工件件的的刚刚度，采用了辅助支承度，采用了辅助支承4 4 2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（3）外圆定位）外圆定位 工工件件以以外外圆圆柱柱表表面面定定位位有有两两种种形形式式，，一一种种是是定定心心定定位位，，另另一一种种是是支承支承定位。

定位 l l ））定定心心定定位位与与工工件件以以圆圆柱柱孔孔定定心心类类似似，，用用各各种种卡卡头头或或弹弹簧簧筒筒夹夹代代替替心心轴轴或或柱柱销销，，来来定定位位和和夹夹紧紧工工件件的的外外圆，如图圆，如图5 5 —20 20 所示 有有时时也也可可以以采采用用套套筒筒和和锥锥套套来来定定位，如图位，如图5 5—21 21 所示2 2、典型的定位方式、定位元件及装置、典型的定位方式、定位元件及装置（（3）外）外 圆圆 定定 位位 2 ) 2 ) V 型块定位型块定位 ? ? 工工件件外外圆圆以以V V 型型块块定定位位是是最最常常见见的的定定位位方方式式之之一一，，两两斜斜面面夹夹角角有有6060°°、、90 90 °°、、120120°° 等等，，9090°°V V 型型块块使使用用最最广广泛泛，，其其定定位位精精度度和和定定位位稳稳定定性性介介于于6060°°、、120120°°的的V V 型型块块之之间间，，精精度度比比6060°°的的V V 型块高．稳定性比型块高．稳定性比120120°°的的V V 型块高。

型块高 使用使用V V 型块定位的优点是型块定位的优点是对中性好对中性好，可用于非完整外圆柱，可用于非完整外圆柱表面定位表面定位 V V 型块有长短之分，长型块有长短之分，长V V 型块限制四个自由度，其宽度型块限制四个自由度，其宽度B B 与圆柱直径与圆柱直径D D 之比之比B / D ≥ 1 B / D ≥ 1 ，短，短V V 型块只能限制二个自由度，型块只能限制二个自由度，其宽度有时仅其宽度有时仅2mm 2mm 它们均它们均已标准化已标准化可以选用，特殊场合也可自行设计可以选用，特殊场合也可自行设计2 2、典型的定位方式、定位元、典型的定位方式、定位元件及装置件及装置（（4）定位表面的组合）定位表面的组合 在实际生产中，经常遇到的不是单一表面的定位，在实际生产中，经常遇到的不是单一表面的定位，而是而是几个定位表面的组合几个定位表面的组合常见的有常见的有平面与平面与平面平面组合，组合，平面与孔平面与孔组合，组合，平面与外圆柱平面与外圆柱组合，组合，平面与其它表面平面与其它表面组合，组合，锥面与锥面锥面与锥面的组合等。

的组合等 在多个表面参与定位的情况下，按其限制自由度在多个表面参与定位的情况下，按其限制自由度数的多少来区分．限制自由度数最多的定位面称为第数的多少来区分．限制自由度数最多的定位面称为第一定位基准面或一定位基准面或主主基准面，次之称第二定位基准面或基准面，次之称第二定位基准面或导向导向基准，限制一个自由度的称为第三定位基准或基准，限制一个自由度的称为第三定位基准或定定程程基准 在箱体类零件，如车床床头箱加工中，往往将上在箱体类零件，如车床床头箱加工中，往往将上 顶面以及其上的两个工艺孔作为定位基准，通称一面顶面以及其上的两个工艺孔作为定位基准，通称一面两销定位．顶平面限制了三个自由度，一个销是圆柱两销定位．顶平面限制了三个自由度，一个销是圆柱销，限制二个自由度，另一个是菱形销（或削边销），销，限制二个自由度，另一个是菱形销（或削边销），限制一个自由度，实现了完全定位限制一个自由度，实现了完全定位三三、定位机构的设计、定位机构的设计 工件的定位工件的定位典型的定位方式、定位元件及装置典型的定位方式、定位元件及装置定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3 3、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算（（1）定位误差）定位误差 工件的加工误差是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理工件的加工误差是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：想工件的大小，它是由三部分因素产生的：1 1 ）工件在）工件在夹具中夹具中的定位、夹紧误差；的定位、夹紧误差；2 2 ）夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导）夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称轨的位置误差，也称对定对定误差；误差；3 3 ）加工）加工过程中误差过程中误差，如机床儿何精度，工艺系统的受力、受热变，如机床儿何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差形、切削振动等原因引起的误差 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。

起的加工误差 可见定位误差只是工件加工误差的一部分可见定位误差只是工件加工误差的一部分 设计夹具定位方案时要充分考虑此定位方案的定位误差的大小是设计夹具定位方案时要充分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内，一般定位误差应控制在工件允差的否在允许的范围内，一般定位误差应控制在工件允差的1 / 31 / 3 ~ ~1 / 5 1 / 5 之内 3 3、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算（（2）产生定位误差的原因）产生定位误差的原因 1)1)基准不重合带来的定位误差基准不重合带来的定位误差 夹具定位基准与工序基准夹具定位基准与工序基准不重合不重合，两基准之间的位置误差会，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差生定位误差称之为基准转换误差 如图如图5 5—23 23 所示的工件，加工面所示的工件，加工面C C 的设计基准是的设计基准是A A 面，要求尺寸面，要求尺寸是是N N 所设计夹具的定位基面是所设计夹具的定位基面是B B 面，尺寸面，尺寸N N 是通过控制是通过控制A2A2来保证的，来保证的，是间接获得的。

是间接获得的因此因此N N 是由是由A A1 1、、A A2 2和和N N 组成的工艺尺寸链的封闭环，因此可见组成的工艺尺寸链的封闭环，因此可见 △ △ N =△ AN =△ Al l +△ A +△ A2 2 式中式中△△A A2 2—— 本工序的加工误差；本工序的加工误差； △ △ A Al l—— 基准转换带来的加工误差基准转换带来的加工误差3 3、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算2)2)间间隙隙引引起起的的定定位位误差误差 在使用心轴、在使用心轴、销、定位套定位时，销、定位套定位时，定位面与定位元件定位面与定位元件间的间隙可使工件间的间隙可使工件定心不准产生定位定心不准产生定位误差误差 3 3、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算3)3)与夹具有关的因素产生的定位误差与夹具有关的因素产生的定位误差这类因素这类因素基本基本上属于夹具上属于夹具设计与制造中的误差设计与制造中的误差，如：，如： 定位基准面与定位元件表面的定位基准面与定位元件表面的形状误差形状误差；； 导向元件，对刀元件与定位元件间的导向元件，对刀元件与定位元件间的位置误差位置误差，及其形状误差导，及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差；致产生的导向误差和对刀误差； 夹具在机床上的夹具在机床上的安装误差安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的运动方向产生的位置误差位置误差；； 夹紧力使工件或夹具产生变形，产生夹紧力使工件或夹具产生变形，产生位置误差位置误差；； 定位元件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导定位元件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的向元件、定向元件等元件的磨损磨损。

一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、四、夹紧机构的设计夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计 夹夹紧紧机机构构在在机机床床夹夹具具设设计计中中占占有有很很重重要要的的地地位位，，一一个个夹夹具具在在性性能能上上的的优优劣劣，，除除了了从从定定位位性性能能上上加加以以评评定定外外，，还还必必须须从从夹夹紧紧机机构构的的性性能能上上来来考考核核，，如如夹夹紧紧机机构构的的可可靠靠性性、、操操作作方方便便性性夹夹紧紧机机构构的的复复杂杂程程度度也也基基本本上上决决定定了了夹夹具具的的复复杂杂程程度度从从设设计计的的难难度度上上讲讲，，夹夹紧紧机机构往往花费设计人员较多的心构往往花费设计人员较多的心 （1）夹紧机构设计应满足的要求夹紧机构设计应满足的要求设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：1 1 ）夹紧必须保证定位准确可靠，而）夹紧必须保证定位准确可靠，而不不能能破坏定位破坏定位。

2 2 ）工件和夹具的）工件和夹具的变形变形必须必须在允许的范围在允许的范围内3 3 ）夹紧）夹紧机构机构必须必须可靠可靠夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够4 4 ）夹紧机构）夹紧机构操作操作必须必须安全安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯省力、方便、迅速、符合工人操作习惯5 5 ）夹紧机构的）夹紧机构的复杂程度复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应相适应四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（2）夹紧力的确定夹紧力的确定 夹紧力包括夹紧力包括方向方向、作用、作用点点和和大小大小三三个要素，这是夹紧机构设计中首先要解个要素，这是夹紧机构设计中首先要解决的问题决的问题 夹紧力的方向夹紧力的方向l l ）夹紧力的方向）夹紧力的方向 应有利于工件的准应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求确定位，而不能破坏定位，一般要求主主夹紧力应垂直于第一定位基准面夹紧力应垂直于第一定位基准面。

如图如图5 5 —27 27 所示的夹具，用于对直角支所示的夹具，用于对直角支座零件进行扩孔，要求孔与端面座零件进行扩孔，要求孔与端面A A 垂直，垂直，因此应选因此应选A A 面为第一定位基准，夹紧力面为第一定位基准，夹紧力Fj1Fj1应垂直压向应垂直压向A A 面 若采用夹紧力若采用夹紧力Fj2Fj2：，由于工件：，由于工件A A 面面与与B B 面的垂直度误差，则镗孔只能保证面的垂直度误差，则镗孔只能保证孔与孔与B B 面的平行度，而不能保证孔与面的平行度，而不能保证孔与A A 面的垂直度面的垂直度四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹紧力的方向夹紧力的方向2 2 ）） 夹紧力的方向应夹紧力的方向应与工件刚度与工件刚度高的方向一致高的方向一致，以利于减少工件，以利于减少工件的变形 如图如图5 5 —28 28 所示为薄壁套所示为薄壁套的夹紧，图的夹紧，图5 5 —28a 28a 采用三爪卡采用三爪卡盘夹紧，易引起工件的夹紧变形盘夹紧，易引起工件的夹紧变形 若镗孔，内孔加工后将有三棱若镗孔，内孔加工后将有三棱圆型圆度误差圆型圆度误差 图图5 5—28b 28b 为改进后的夹紧方为改进后的夹紧方式，采用端面夹紧，可避免上述式，采用端面夹紧，可避免上述圆度误差。

但由于工件定心外圆圆度误差但由于工件定心外圆和夹具定心孔之间有间隙，会产和夹具定心孔之间有间隙，会产生定心误差生定心误差四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹紧力的方向夹紧力的方向3 3 ）夹紧力的方向）夹紧力的方向尽尽可能与切削力、重力可能与切削力、重力方向一致方向一致，有利于减，有利于减小夹紧力，如图小夹紧力，如图5 5 —29a 29a 所示情况是合理所示情况是合理的，图的，图5 5 ——29b 29b 则则不尽合理不尽合理四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（2）夹夹紧紧力力的的确确定定 夹紧力作用点的夹紧力作用点的选择选择1 1 ）夹紧力的作用）夹紧力的作用点应与支承点点应与支承点“点点对点对点”对应对应，或在，或在支承点确定的区域支承点确定的区域内，内，以避免破坏定位或以避免破坏定位或形成较大的夹紧变形成较大的夹紧变形如图形如图5 5—30 30 所示所示两种情况均破坏了两种情况均破坏了定位四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹夹紧紧力力作作用用点点的的选选择择2 2 ）夹紧力的作用）夹紧力的作用点应点应作用在工件刚作用在工件刚度高的部位度高的部位如图如图5 5 —31a 31a 所示所示情况可造成工件薄情况可造成工件薄壁底部较大的变形，壁底部较大的变形，改进后的结构如图改进后的结构如图5 5 —31b 31b 所示所示四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹夹紧紧力力作作用用点点的的选选择择 3 3 ）夹紧力的）夹紧力的作用点和支承点尽作用点和支承点尽可能可能靠近切削部位靠近切削部位，，以提高工件切削部以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

位的刚度和抗振性 如图如图5 5—32 32 所所示的夹具，在切削示的夹具，在切削部位增加了辅助支部位增加了辅助支承和辅助夹紧承和辅助夹紧四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择 4 4 ）夹紧力的）夹紧力的反反作用力不应作用力不应使夹具使夹具产产生生影响加工精度的影响加工精度的变变形 如如图图5 5 —33a 33a 所所示示，，工工件件对对夹夹紧紧螺螺杆杆3 3 的的反反作作用用力力使使导导向向支支架架2 2 变变形形，，从从而而产产生生铿套铿套4 4 的导向误差的导向误差 改改进进后后的的结结构构如如图图5 5 —33b 33b 所所示示，，夹夹紧紧力力的的反反作作用用力力不不再再作用在导向支架作用在导向支架2 2 上四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定 夹紧力大小需要准确的场合夹紧力大小需要准确的场合，一般可经过实验来确定通常，由于一般可经过实验来确定通常，由于切削力本身是估算的工件与支承件间的摩擦因数也是近似的，因此夹切削力本身是估算的工件与支承件间的摩擦因数也是近似的，因此夹紧力也是粗略估算。

紧力也是粗略估算 在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，以切削力的在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，以切削力的作用点、方向和大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力状况，根据作用点、方向和大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力状况，根据切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动速度较大时应考虑惯性力）切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动速度较大时应考虑惯性力），以及夹紧机构具体尺寸，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧，以及夹紧机构具体尺寸，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计安全系数一般可取安全系数一般可取S =2S =2—3 3 ，或按下式计算，或按下式计算 S = SS = S1 1S S2 2S S3 3S S4 4式中式中S S1 1—— 一般安全系数，考虑工件材料性质及余量不均匀等引起切削力变化，一般安全系数，考虑工件材料性质及余量不均匀等引起切削力变化，S S 1 1=1 . 5 ~2 ; =1 . 5 ~2 ; S S2 2—— 加工性质系数，粗加工加工性质系数，粗加工S S2 2=1 . 2 =1 . 2 ，精加工，精加工S S2 2=1 ; =1 ; S S3 3—— 刀具钝化系数，刀具钝化系数，5 53 3 =1 . 1~ 1 . 3 ; =1 . 1~ 1 . 3 ; S S4 4—— 断续切削系数，断续切削时断续切削系数，断续切削时S S4 4=1 . 2 =1 . 2 ，连续切削时，连续切削时S S4=4=1 1 工件与支承元件之间的摩擦因数，以及工件与夹紧元件间的摩擦因数，工件与支承元件之间的摩擦因数，以及工件与夹紧元件间的摩擦因数，可参见表可参见表5 5—3 3 。

四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（3）常用夹紧机构常用夹紧机构1 1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构 图图 5 5—3535是是 一一 种种简简单单的的斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构向向右右推推动动斜斜楔楔1 1 ，，使使滑滑柱柱2 2 下下降降，，滑滑柱柱上上的的摆摆动动压压板板3 3 同同时时压压紧两个工件紧两个工件4 4 四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（3）常用夹紧机构常用夹紧机构2 2）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构 螺螺旋旋夹夹紧紧机机构构是是夹夹紧紧机机构构中中应应用用最最广广泛泛的的一一种种，，图图5 5—37 37 所所示示为为螺螺旋旋夹夹紧紧机机构构几个简单例子几个简单例子 螺螺旋旋夹夹紧紧机机构构的的优优点点是是扩扩力力比比可可达达100100以以上上，，自自锁锁性性好好，，结结构构简简单单，，制制造造方方便便，，适适应应性性强其缺点是动作慢，操作强度大其缺点是动作慢，操作强度大 螺螺旋旋夹夹紧紧机机构构夹夹紧紧力力的的计计算算与与斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构的的计计算算相相似似，，因因为为螺螺旋旋可可以以看看作作斜斜楔楔绕绕在在圆圆柱柱体体上上而而形形成成。

图图5 5—38 38 为为螺螺杆杆受受力力图图，，该该螺螺杆杆为为矩矩形螺纹形螺纹四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（3）常用夹紧机构常用夹紧机构3 3）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构偏心夹紧机构是靠偏心轮回转偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件，图力来夹紧工件，图5 5 —39 39 所所示为三种偏心夹紧机构示为三种偏心夹紧机构 偏偏心心夹夹紧紧原原理理与与斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构依依斜斜面面高高度度增增高高而而产产生生夹夹紧紧相相似似，，只只是是斜斜楔楔夹夹紧紧的的楔楔角角不不变变，，而而偏偏心心夹夹紧紧的的楔楔角角是是变变化化的的如如图图5 5 —40a 40a 所所示示的的偏心轮，展开后如图偏心轮，展开后如图5 5—40b 40b 所示四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构1 1）铰链夹紧机构）铰链夹紧机构四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构 3 3）定心夹紧机构）定心夹紧机构四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构 3 3）定心夹紧机构）定心夹紧机构四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构 3 3）定心夹紧机构）定心夹紧机构定定位位一一夹夹紧紧元元件件的的均均匀匀弹弹性性变变形形原原理理来来实实现现定定心心夹夹紧紧。

如如各各种种弹弹性性心心轴轴，，液液性性塑塑料料夹夹头头等等图图5 5 一一44 44 所所示示为为弹弹簧簧夹夹头头的的结结构四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构 3 3）联动夹紧机构）联动夹紧机构 在夹紧机构设计在夹紧机构设计中，常常遇到工件需中，常常遇到工件需要多点同时夹紧，或要多点同时夹紧，或多个工件同时夹紧，多个工件同时夹紧，有时需要使工件先可有时需要使工件先可靠定位再夹紧，或者靠定位再夹紧，或者先锁定辅助支承再夹先锁定辅助支承再夹紧等等，这时为了操紧等等，这时为了操作方便、迅速、提高作方便、迅速、提高生产率，减轻劳动强生产率，减轻劳动强度，可采用联动夹紧度，可采用联动夹紧机构 图图5 5 —45 45 所示为所示为多点联动夹紧机构，多点联动夹紧机构，图图5 5 —46 46 所示为多件所示为多件联动夹紧机构，联动夹紧机构，四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计图图5 5 —47 47 所所示示为为夹夹紧紧与与辅辅助助支支承承联联动动夹夹紧紧机机构构，，图图5 5 —48 48 所所示示为为先先定定位位与后夹紧联动夹紧机构。

与后夹紧联动夹紧机构图图5 5 —48 48 所所示示该该联联动动机机构构动动作作原原理理是是，，当当活活塞塞杆杆1 1 右右移移时时先先脱脱离离杠杠杆杆3 3 , , 弹弹簧簧4 4 使使斜斜楔楔杆杆5 5 升升起起，，推推动动压压块块6 6 右右移移，，使使工工件件向右靠在向右靠在V V 型块型块8 8 上定上定位位，，活活塞塞杆杆l l 继继续续右右移移，，其其上上斜斜面面推推动动杆杆2 2 ，，通通过过压板压板7 7 夹紧工件夹紧工件四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计（4）其它夹紧机构其它夹紧机构 3 3）联动夹紧机构）联动夹紧机构设计联动夹紧机构时应注意如下几设计联动夹紧机构时应注意如下几点：点：1 1 ）由于联动机构动作和受力情况）由于联动机构动作和受力情况比较复杂，应仔细进行运动分析和比较复杂，应仔细进行运动分析和受力分析，以确保设计意图能够实受力分析，以确保设计意图能够实现2 2 ）在联动机构中要充分注意在哪）在联动机构中要充分注意在哪些地方设置浮动环节如铰链、球面些地方设置浮动环节如铰链、球面垫等，要注意浮动的方向和浮动大垫等，要注意浮动的方向和浮动大小，要注意设置必要的调整环节，小，要注意设置必要的调整环节，保证各夹紧均衡，运动不发生干涉。

保证各夹紧均衡，运动不发生干涉3 3 ）各压板都能很好地松夹，以便）各压板都能很好地松夹，以便装卸工件装卸工件4 4 ）要注意整个机构和传动受力环）要注意整个机构和传动受力环节的强度和刚度节的强度和刚度5 5 ）联动机构不要设计得太复杂，）联动机构不要设计得太复杂，注意提高可靠性、降低制造成本注意提高可靠性、降低制造成本先定位，后夹紧！ 四四、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计 手动夹紧机构，在各种生产规模手动夹紧机构，在各种生产规模中都有广泛应用，中都有广泛应用， 但手动夹紧动作慢，劳动强度但手动夹紧动作慢，劳动强度大，夹紧力变动大大，夹紧力变动大 在大批大量生产中往往采用机动在大批大量生产中往往采用机动夹紧，如气动、液动、电磁和真空夹紧，如气动、液动、电磁和真空夹紧机动夹紧可以克服手动夹紧夹紧机动夹紧可以克服手动夹紧的缺点，提高生产率，还有利于实的缺点，提高生产率，还有利于实现自动化，当然机动夹紧成本也会现自动化，当然机动夹紧成本也会提高提高5）夹紧机构的动力装置夹紧机构的动力装置 1 1）气动夹紧装置）气动夹紧装置 采用压缩空气作为夹紧装置的动力源。

压缩空气具有采用压缩空气作为夹紧装置的动力源压缩空气具有粘度小，不污染，输送分配方便的优点缺点是夹紧力比粘度小，不污染，输送分配方便的优点缺点是夹紧力比液压夹紧小，一般压缩空气工作压力为液压夹紧小，一般压缩空气工作压力为0 . 4 0 . 4 —0 . 6MPa 0 . 6MPa ，结构尺寸较大，有排气噪声典型的气动传动系统如图，结构尺寸较大，有排气噪声典型的气动传动系统如图5 5 —49 49 所示4 4、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计固固定定式式气气缸缸和和固固定定式式油油缸缸相相类类似似回回转转式式气气缸缸与与气气动动卡卡盘盘如如图图5 5 —50 50 所所示示，，它它是是用用于于车车床床夹夹具具的的，，由由于于气气缸缸和和卡卡盘盘随随主主轴轴回回转转，，还还需要一个导气接头需要一个导气接头4 4、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计2 2) )液压夹紧装置液压夹紧装置液液压压夹夹紧紧装装置置的的工工作作原原理理和和结结构构基基本本上上与与气气动动夹夹紧紧装装置置相相似，它与气动夹紧装置相比有下列优点：似，它与气动夹紧装置相比有下列优点：（（1 1）压力油工作压力可达）压力油工作压力可达6MPa 6MPa ，因此油缸尺寸小，因此油缸尺寸小（（2 2））压压力力油油具具有有不不可可压压缩缩性性，，因因此此夹夹紧紧装装置置刚刚度度大大、、工工作作平稳可靠。

平稳可靠3 3）液压夹紧装置噪声小）液压夹紧装置噪声小. .其其缺缺点点是是需需要要有有一一套套供供油油装装置置，，成成本本要要相相对对高高一一些些因因此此适用于具有液压传动系统的机床和切削力较大的场合适用于具有液压传动系统的机床和切削力较大的场合3 3) )气一液联合夹紧装置气一液联合夹紧装置 所所谓谓气气一一液液联联合合夹夹紧紧装装置置是是利利用用压压缩缩空空气气为为动动力力，，油油液液为为传传动动介介质质，，兼兼有有气气动动和和液液压压夹夹紧紧装装置置的的优优点点图图5 5 —51 51 所所示示的的气气液液增增压压器器就就是是将将压缩空气的动力转换成较高的液体压力，供应夹具的夹紧油缸压缩空气的动力转换成较高的液体压力，供应夹具的夹紧油缸 由由于于D D 和和D1D1相相差差不不大大，，因因此此压压力力油油的的压压力力p1 p1 ，，仅仅稍稍大大于于压压缩缩空空气气压压力力p0p0但但由由于于D1D1比比D0D0大大，，因因此此左左气气缸缸会会将将b b 室室的的油大量压入夹紧油缸，实行快速预夹紧油大量压入夹紧油缸，实行快速预夹紧 将将手手柄柄打打人人高高压压夹夹紧紧位位置置，，压压缩缩空空气气进进入入右右气气缸缸C C 室室，，推推动动活活塞塞2 2 左左移移，，a a 、、b b 两两室室隔隔断断。

由由于于D D 远远大大于于D2 D2 ，，使使a a 室室中中压压力力增增大大许许多多，，推推动动活活塞塞3 3 加加大大夹夹紧力，实现高压夹紧紧力，实现高压夹紧 当当把把手手柄柄打打到到放放松松位位置置时时，，压压缩缩空空气气进进入入左左气气缸缸的的A A 室室和和右右气气缸缸的的E E 室室，，活活塞塞1 1 左左移移而而活活塞塞2 2 右右移移，，a a 、、b b 两两室室联联通通，，a a 室室油油压压降降低低，，夹夹紧紧油油缸缸的的活活塞塞3 3 在弹簧作用下下落复位在弹簧作用下下落复位气液增压器的工作原理如下：当三位五通阀由手柄打到预夹紧位置时，压缩空气气液增压器的工作原理如下：当三位五通阀由手柄打到预夹紧位置时，压缩空气进入左气室进入左气室B B ，活塞，活塞1 1 右移将b b 油室的油压经油室的油压经a a 室至夹紧油缸下端，推动活塞室至夹紧油缸下端，推动活塞3 3 来预夹紧工件来预夹紧工件4 4、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计4 4、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计4 4) )其它动力装置其它动力装置真真空空夹夹紧紧 真真空空夹夹紧紧是是利利用用工工件件上上基基准准面面与与夹夹具具上上定定位位面面间间的的封封闭闭空空腔腔抽抽取取真真窑窑后后来来吸吸紧紧工工件件，，也也就就是是利利用用工工件件外外表表面面上上受受到到的的大大气气压压力力来来压压紧紧工工件件的的。

真真空空夹夹紧紧特特别别适适用用于于由由铝铝，，铜铜及及其其合合金金、、塑塑料料等等非非导导磁磁材材料料制制成成的的薄薄板板形形工工件件或或薄薄壳壳形形工工件件图图5 5—52 52 所所示示为为真真空空夹夹紧的工作情况，图紧的工作情况，图5 5—52a 52a 是未夹紧状态，图是未夹紧状态，图5 5—52b 52b 是夹紧状态是夹紧状态无动力真空吸盘吸吊封头凹面无动力真空吸盘吸吊封头凹面 真空吸盘真空吸盘4 4、、夹紧机构的设计夹紧机构的设计电电磁磁夹夹紧紧 电电磁磁吸吸盘盘，，当当线线圈圈中中通通上上直直流流电电后后，，其其铁铁心心就就会会产产生生磁磁场场，，在在磁磁场场力力的的作作用用下下将将导导磁磁性性工工件件夹夹紧紧在在吸吸盘上 ( 3 3 ））其其它它方方式式夹夹紧紧它它们们通通过过重重力力、、惯惯性性力力、、弹弹性性力力等等将将工工件件夹夹紧紧，，这这里里就不一一赘述了就不一一赘述了如平面磨床上的磁性工作台如平面磨床上的磁性工作台一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、五、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置 机机床床夹夹具具在在某某些些情情况况下下还还需需要要其其它它一一些些装装置置才才能能符符合合该该夹夹具具的的使用要求。

这些装置有使用要求这些装置有导向装置导向装置、、分度装置分度装置和和对定装置对定装置等1）孔加工刀具的导向装置孔加工刀具的导向装置 刀刀具具的的导导向向是是为为了了保保证证孔孔的的位位置置精精度度，，增增加加钻钻头头和和钻钻杆杆的的刚刚度度，，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度 1 1））钻孔的导向装置钻孔的导向装置钻钻床床夹夹具具中中钻钻头头的的导导向向采采用用钻钻套套，，钻钻套套有有固固定定钻钻套套、、可可换换钻钻套套、、快换快换钻套和钻套和特殊特殊钻套四种，如图钻套四种，如图5 5—53 53 所示五五、工装夹具的其他装置、工装夹具的其他装置图图5 5—53a 53a 所所示示的的固固定定钻钻套套是是直直接接压压入入钻钻模模板板或或夹夹具具体体的的孔孔中中，，过过盈盈配配合合，，位位置置精精度度高高，，结结构构简简单单，，但但磨磨损损后后不不易易更更换换，，适适合合于于中中、、小小批批生生产产中中只只钻钻一一次次的的孔孔对对于于要要连连续续加加工工的的孔孔，，如如钻钻一一扩扩一一铰铰的的孔孔加加工工，，则则要要采采用用可可换换钻钻套套，，或或快快换换钻钻套套。

图图5 5—53b 53b 所所示示的的可可换换钻钻套套是是先先把把衬衬套套用用过过盈盈配配合合H7 H7 /n6 /n6 或或H7 H7 /r6 /r6 固固定定在在钻钻模模板板或或夹夹具具体体孔孔上上，，再再采采用用间间隙隙配配合合H6 H6 / / g5 g5 或或H7 H7 / / g6 g6 将将可可换换钻钻套套装装入入衬衬套套中中，，并并用用螺螺钉钉压压住住钻钻套套这这种种钻钻套套更更换换方方便便，，适适用用于于中中批批以以上上生生产产对对于于在在一一道道工工序序内内需需要要连连续续加加工工的的孔孔，，应应采采用快换钻套用快换钻套图图5 5—53c53c所所示示的的快快换换钻钻套套与与可可换换钻钻套套结结构构上上基基本本相相似似，，只只是是在在钻钻套套头头部部多多开开一一个个圆圆弧弧状状或或直直线线状状缺缺口口换换钻钻套套时时，，只只需需将将钻钻套套逆逆时时针针转转动动，，当当缺缺口口转转到到螺螺钉钉位位置置时时即即可可取取出，换套方便迅速出，换套方便迅速 五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置（1）孔孔加加工工刀刀具具的的导导向向装装置置2 2 ）镗孔的导向）镗孔的导向箱箱体体类类零零件件上上的的孔孔系系加加工工，，若若采采用用精精密密座座标标镗镗床床，，加加工工中中心心或或具具有有高高精精度度的的刚刚性性主主轴轴的的组组合合机机床床加加工工时时，，一一般般不不需需要要导导向向，，孔孔系系位位置置精精度度由由机机床床本本身身精精度度和和精精密密坐坐标标系系统统来来保保证。

证 对对于于普普通通镗镗床床或或如如车车床床改改造造的的镗镗床床，，或或一一般般组组合合机机床床，，为为了了保保证证孔孔系系的的位位置置精精度度，，需需要要采采用用镗镗模模来来引引导导镗镗刀刀，，孔孔系系的的位位置置由由镗镗模模上上镗镗套套的的位位置置来来决决定定镗镗套套有有两两种种，，一一种种是是固固定定式式镗镗套套，，其其结结构构如如图图5 5 一一55 55 所所示示，，它它适适用用于于镗镗杆杆速速度度低低于于20m 20m / min / min 时的镗孔时的镗孔 而而镗镗杆杆速速度度高高于于这这个个速速度度时时，，为为了了减减小小镗镗套套磨磨损损，，一一般般采采用用回回转转式式镗套，如图镗套，如图5 5 一一56 56 所示五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置（1）孔加工刀具的导向装置孔加工刀具的导向装置2 2 ）镗孔的导向）镗孔的导向 图图5 5—56 56 中中左左端端a a 为为内内滚滚式式镗镗套套，，镗镗套套2 2 固固定定不不动动，，镗镗杆杆4 4 、、轴轴承承和和导导向向滑滑动动套套3 3 在在固固定定镗镗套套2 2内内可可轴轴向向移移动动，，镗镗杆杆可可转转动动。

这这种种镗镗套套两两轴轴承承支支承承距距离离远远，，尺尺寸寸长长，，导导向向精精度度高高，，多多用用于镗杆的后导向，即靠近机床主轴端于镗杆的后导向，即靠近机床主轴端 图图5 5—56 56 中中右右端端b b 为为外外滚滚式式镗镗套套，，镗镗套套5 5 装装在在轴轴承承内内孔孔上上，，镗镗杆杆4 4 右右端端与与镗镗套套为为间间隙隙配配合合，，通通过过键键联联结结，，可可以以一一起起回回转转，，而而且且镗镗杆杆可可在在镗镗套套内内相相对对移移动动外外滚滚式式镗镗套套尺尺寸寸较较小小，，导导向向精精度稍低一些，一般多用于镗杆的前导向度稍低一些，一般多用于镗杆的前导向五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置在在有有些些情情况况下下，，镗镗孔孔直直径径大大于于镗镗套套内内孔孔，，如如果果镗镗刀刀是是在在镗镗模模外外安安装装调调整整好好，，则则镗镗刀刀通通过过镗镗套套时时，，镗镗套套上上必必须须有有引引刀刀槽槽，，而而且且镗镗刀刀还还必必须须对对准准引引刀刀槽槽为为此此镗镗杆杆头头部部和和镗镗套套采采用用了了如如图图5 5—57 57 所所示示的的定定向向结结构构在在回回转转式式镗镗套套上上装装有有尖尖头头定定向向键键，，如如图图5 5—57b 57b 所所示示，，镗镗杆杆端端部部作作成成如如图图5 5—57a 57a 所所示示的的双双螺螺旋旋面面1 1 。

当当镗镗杆杆进进人人镗镗套套时时，，尖尖头头键键沿沿螺螺旋旋面面1 1 自自动动导导人人镗镗杆杆的的键键槽槽中中，，以以保保证证镗镗刀刀与镗套的引刀槽与镗套的引刀槽3 3 对准五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置（2）对刀装置对刀装置 在在铣铣床床或或刨刨床床夹夹具具中中，，刀刀具具相相对对工工件件的的位位置置需需要要调调整整，，因因此此常常设设置置对对刀刀装装置置对对刀刀时时移移动动机机床床工工作作台台，，使使刀刀具具靠靠近近对对刀刀块块，，在在刀刀齿齿刀刀刃刃与与对对刀刀块块间间塞塞进进一一规规定定尺尺寸寸的的塞塞尺尺，，让让刀刀刃刃轻轻轻轻靠靠紧紧塞塞尺尺，，抽抽动动塞塞尺尺感感觉觉到到有有一一定定的的摩摩擦擦力力存存在在，，这这样样确确定定刀刀具具的的最最终终位位置置，，抽走塞尺，就可以开动机床进行加工抽走塞尺，就可以开动机床进行加工图图5 5—58 58 所示为几种常见的对刀装置所示为几种常见的对刀装置对刀块也有标准化的可以选用，特殊形式的对刀块可以自行设计对刀块也有标准化的可以选用，特殊形式的对刀块可以自行设计对对刀刀块块对对刀刀表表面面的的位位置置应应以以定定位位元元件件的的定定位位表表面面来来标标注注，，以以减减小小基基准准转转换换误误差差，，该该位位置置尺尺寸寸加加上上塞塞尺尺厚厚度度就就应应该该等等于于工工件件的的加加工工表表面面与与定定位位基基准准面面间间的的尺尺寸寸，，该该位位置置尺尺寸寸的公差应为工件该尺寸公差的的公差应为工件该尺寸公差的1 / 31 / 3— 1 / 5 1 / 5 。

在在批批量量加加工工中中，，为为了了简简化化夹夹具具结结构构，，采采用用标标准准工工件件对对刀刀或或试试切切法法对对刀刀，，第第一一件件对对刀刀后后，，后续工件就不再对刀，此时，可以不设置对刀装置后续工件就不再对刀，此时，可以不设置对刀装置五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置（（3 3）分度装置）分度装置工工件件上上如如有有一一些些按按一一定定角角度度分分布布的的相相同同表表面面，，它它们们需需在在一一次次定定位位夹夹紧紧后后加加工工出出来来，，则则该该夹夹具具需需要要分分度度装装置置图图5 5—59 59 所示为一斜面分度装置所示为一斜面分度装置 当当手手柄柄1 1 逆逆时时针针转转动动时时，，插插销销2 2 由由于于斜斜面面作作用用从从槽槽中中退退出出，，并并带带动动凸凸轮轮盘盘5 5 转转动动，，凸凸轮轮斜斜面面推推出出对对定定销销4 4 当当插插销销2 2 到到达达下下一一个个分分度度盘盘槽槽时时，，在在弹弹簧簧作作用用下下插插销销2 2 插插入入，，此此时时手手柄柄顺顺时时针针转转动动，，由由插插销销2 2 带带动动分分度度盘盘及及心心轴轴转转动动，，凸凸轮轮上上的的斜斜面面脱脱离离对对定定销销，，在在弹弹簧簧作作用用下下，，对对定定销销4 4 插插入入分分度度盘盘的另一个槽中，分度完毕。

的另一个槽中，分度完毕五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置（（4 4）对定装置）对定装置 在在进进行行机机床床夹夹具具总总体体设设计计时时，，还还要要考考虑虑夹夹具具在在机机床床上上的的定定位位、、固固定定，，才才能能保保证证夹夹具具（（含含工工件件））相对于机床主轴（或刀具）、相对于机床主轴（或刀具）、 机机床床运运动动导导轨轨有有准准确确的的位位置置和和方方向向夹夹具具在在机机床床上上的的定定位位有有两两种种基基本本形形式式，，一一种种是是安安装装在在机机床床工工作作台台上上，，如如铣铣床床、、刨刨床床和和镗镗床床夹夹具具，，另另一一种种是安装在机床主轴上，如车床夹具是安装在机床主轴上，如车床夹具 铣铣床床类类夹夹具具，，夹夹具具体体底底面面是是夹夹具具的的主主要要基基准准面面，，要要求求底底面面经经过过比比较较精精密密的的加加工工，，夹夹具具的的各各定定位位元元件件相相对对于于此此底底平平面面应应有有较较高高的的位位置置精精度度要要求求为为了了保保证证夹夹具具具具有有相相对对切切削削运运动动的的准准确确的的方方向向，，夹夹具具体体底底平平面面的的对对称称中中心心线线上上开开有有定定向向键键槽槽，，安安装装上上两两个个定定向向键键，，夹夹具具靠靠这这两两个个定定向向键键定定位位在在工工作作台台面面中中心心线线上上的的T T 形形槽槽内内，，采采用用良良好好的的配配合合，，一一般般选选为为H7 H7 / / h6 h6 ，，再再用用T T 形槽螺钉固定夹具。

由此可见，为了保证工件相对切削运动方向有准确的方向，形槽螺钉固定夹具由此可见，为了保证工件相对切削运动方向有准确的方向， 夹夹具具上上的的第第二二定定位位基基准准（（导导向向））的的定定位位元元件件必必须须与与两两定定向向键键保保持持较较高高的的位位置置精精度度，，如如平平行度或垂直度定向键的结构和使用如图行度或垂直度定向键的结构和使用如图5 5—60 60 所示五五、、工装夹具的其他装置工装夹具的其他装置 车车床床类类夹夹具具一一般般安安装装在在主主轴轴上上，，关关键键是是要要了了解解所所选选用用车车床床主主轴轴端端部部的的结结构构当当切切削削力力较较小小时时，，可可选选用用莫莫氏氏锥锥柄柄式式夹夹具具形形式式，，夹夹具具安安装装在在主主轴轴的的莫莫氏氏锥锥孔孔内内，，如如图图5 5—61a 61a 所所示 图图5 5—61b 61b 所所示示为为车车床床夹夹具具靠靠圆圆柱柱面面D D 和和端端面面A A 定定位位，，由由螺螺纹纹M M 连连接接和和压压板板防防松松这种方式制造方便，但定位精度低这种方式制造方便，但定位精度低 图图5 5—61c61c所所示示为为车车床床夹夹具具靠靠短短锥锥面面K K 和和端端面面T T 定定位位，，由由螺螺钉钉固固定定。

这这种种方方式式不不但但定定心心精精度度高高，，而而且且刚刚度度也也高高，，但但是是这这种种方方式式是是过过定定位位，，夹夹具具体体上上的的锥锥孔孔和和端端面面制制造造精精度度也也要要高，一般要经过与主轴端部的配磨加工高，一般要经过与主轴端部的配磨加工一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、六、可调整夹具可调整夹具七、典型设计实例七、典型设计实例六六、、可调整夹具可调整夹具 随随着着我我国国进进人人市市场场经经济济，，企企业业的的产产品品不不仅仅要要保保证证质质量量，，还还要要满满足足用用户户的不同要求，在生产周期上也要大大缩短，因此企业一般都改变了单一的不同要求，在生产周期上也要大大缩短，因此企业一般都改变了单一品品种种的的生生产产，，而而成成为为多多品品种种、、小小批批量量生生产产为为了了加加快快生生产产准准备备，，可可调调整机床整机床夹具夹具逐步成为夹具设计中的一个逐步成为夹具设计中的一个发展趋势发展趋势。

专专用用夹夹具具是是针针对对某某一一零零件件的的某某一一工工序序的的加加工工而而设设计计的的可可调调整整夹夹具具则则是是为为几几个个零零件件的的相相同同工工序序设设计计的的，，这这几几个个零零件件可可能能是是不不同同品种的产品零件，它们品种的产品零件，它们具有尺寸具有尺寸、、结构和工艺相似的特点结构和工艺相似的特点 把它们归为一组来加工，从而扩大批量，提高生产率，缩短生产周期把它们归为一组来加工，从而扩大批量，提高生产率，缩短生产周期 成成组组夹夹具具是是专专门门为为成成组组工工艺艺中中的的一一组组零零件件而而设设计计的的，，调调整整范范围围仅仅限限于于本组内的零件，因而也称为专用可调整夹具本组内的零件，因而也称为专用可调整夹具 可调整夹具与之相比，加工对象不很确定，使用范围要大一些可调整夹具与之相比，加工对象不很确定，使用范围要大一些六六、、可调整夹具可调整夹具（（1 1）可调整夹具的特点）可调整夹具的特点 可可调调整整夹夹具具在在结结构构上上可可分分为为基基础础部部分分和和可调整部分可调整部分两大部分，两大部分， 基基础础部部分分是是指指使使用用中中固固定定不不变变的的、、通通用用的的，，如如夹夹具具体体、、夹夹紧紧机机构构和和操操作作机机构等；构等； 可可调调整整部部分分是是指指不不同同零零件件加加工工时时需需要要调调整整或或更更换换的的元元件件，，如如定定位位元元件件、、导导向向元元件件和和夹夹紧紧元元件件等等。

可可调调整整夹夹具具中中可可调调整整，，可可更更换换元元件件精精度度要要求求高高，，位位置置要要准准确确，，安安装装、、调调整整和和检检验要方便验要方便 可可调调整整夹夹具具设设计计中中要要仔仔细细分分析析组组内内零零件件的的尺尺寸寸和和数数量量，，确确定定调调整整范范围围和和更更换换元元件件的的数数量量当当组组内内零零件件尺尺寸寸变变化化太太大大时时，，可可适适当当将将尺尺寸寸分分段段，，由由一一套套可可调调整整夹夹具具来来完完成成，，以以减减少少调调整整和和更更换换元元件件的的时时间间，，有有利利于于简简化化夹夹具具结结构构，，提提高高夹夹具具的的刚刚度度图图5 5 一一62 62 所所示示为为加加工工法法兰兰类类零零件件的的均均布布螺螺钉钉孔孔的的可可调调整整夹夹具具，，其其钻钻套套可可换换，，径径向向尺尺寸寸和和高高度度尺尺寸寸可可调调，，因此通用性较好因此通用性较好六六、、可调整夹具可调整夹具（（2 2））可可调调整整夹夹具具的的调调整整方方式式可可调调整整夹夹具具的的调调整整方方式式可可分分为为三三类：类：1 1 ．．调节式调节式如如图图5 5—62 62 所所示示的的可可调调整整夹夹具具，，在在高高度度方方向向和和半半径径方方向向上上，，夹夹具具体体上上增增加加了了T T 型型槽槽或或燕燕尾尾槽槽导导向向装装置置和和刻刻度度尺尺以以及及紧紧定定手手柄柄。

高高度度方方向向经经过过粗粗调调整整即即可可，，半半径径方方向向粗粗调调后后，，还还需需经经检检测测后后进进行行细细调调该该方方式式的的优优点点是是可可调调整整范范围围大大，，通通用用性性高高，，缺缺点点是是活活动动件件和和调调整整机机构构会会降降低低夹夹具具的的精精度度和和刚刚度度，，因因此此可可用用于于位位置置精精度度要要求求不不太高的场合太高的场合六六、、可调整夹具可调整夹具（（2 2））可调整夹具的调整方式可调整夹具的调整方式3 3 ．．综合式综合式上上述述两两种种方方式式兼兼而而有有之之，，取取二二者者之之长长，，可可获较好的效果获较好的效果2 2 ．．更换式更换式 采采用用预预先先制制造造好好的的具具有有一一定定精精度度和和耐耐用用度度的的元元件件或或组组件件，，按按不不同同零零件件的的加加工工予予以以更更换换，，如如图图5 5—62 62 中中的的钻钻套套更更换换式式元元件件精精度度高高，，工工作作可可靠靠，，一一般般用用于于精精度度要要求求较较高高的的定定位位元元件件、、导导向向元元件件等等更更换换式式可可分分为为单单个个元元件件更更换换和和整整体体组组件件更更换换，，当当工工件件上上的的定定位位点点或或夹夹紧紧点点比比较较集集中中时时，，整整体体组组件件更更换换可可保保证证定定位位精精度度，，简简化化夹夹具具结结构构，，减减少少调调整整时时间间。

图图5 - 63 所所示示为为组组件件更更换换的的例例子子，，图图5—63a 、、b 、、c是是三三个个可可更更换换组组件件，，以以适适应应不不同同工工件件的加工六六、、可调整夹具可调整夹具（（3 3））可调整夹具的设计可调整夹具的设计可调整夹具的设计与专用夹具的设计相近，但应可调整夹具的设计与专用夹具的设计相近，但应注意其特殊性注意其特殊性：：1 1 ））在在对对零零件件结结构构、、工工艺艺、、尺尺寸寸、、精精度度分分析析时时，，按按相相似似性性原原则则归归组组，，归归为为一一组组的的几几种种零零件件还还应应在在定定位位基基准准面面、、夹夹紧紧方方式式等等方方面面基基本本相相同同，，加加工工表表面面也也能能归归为为同同一一类类加加工工方方法法来来实实现现这这是是采采用用可可调调整整夹夹具具的的基础2 2 ））在在设设计计夹夹具具装装配配总总图图时时，，应应以以组组内内最最大大和和最最小小尺尺寸寸的的零零件件为为依依据据，，分分别别画画出出相相应应的的定定位位、、夹夹紧紧元元件件，，确确定定调调整整的的范范围围和和选选定定调调整整的方式，然后确定夹紧机构，夹具体和其它装置的布局的方式，然后确定夹紧机构，夹具体和其它装置的布局。

六六、、可调整夹具可调整夹具（（3 3））可调整夹具的设计可调整夹具的设计3 3 ））总总体体布布局局完完成成后后，，应应先先进进行行夹夹具具精精度度计计算算，，而而且且要要满满足足组组内内精精度度最最高高零零件件的的要要求求，，再再进进行行正正式式总总图图设设计计否否则则应应重重新新选选择择结结构构方方案案，，精精度度验验算算，，直直至至达达到到要要求求若若反反复复更更换换仍仍不不能能满满足足，，则则应应从从组组内内删删除除该零件4 4 ））夹夹具具的的设设计计应应充充分分考考虑虑其其适适用用零零件件的的不不同同所所需需要要的的操操作作空空间间与与专专用用夹夹具具相相比比，，可可调调整整夹夹具具使使用用的的寿寿命命和和产产量量要要高高，，而而且且要要适适应应不不同同的的切切削削用用量量，，夹夹具具体体的的强强度度、、刚刚度度、、耐耐磨磨性性要要良良好好得得多多，，因因此此一一般般应应采用高强度铸铁、球墨铸铁、采用高强度铸铁、球墨铸铁、4OCr 4OCr ，并进行热处理并进行热处理5 5 ））要要精精心心设设计计可可调调整整、、可可更更换换元元件件以以及及调调整整、、更更换换的的方方式式，，要要注注意意元件的元件的精度和调整方便精度和调整方便。

6 6 ））编编制制调调整整卡卡，，产产品品零零件件的的名名称称、、代代号号（（图图号号）），，与与所所对对应应的的可可换换元元件件的的名名称称、、图图号号，，以以及及调调整整元元件件的的名名称称、、图图号号及及其其调调整整参参数数（（具具体体尺寸）一一列出，并就更换、调整方法作必要说明尺寸）一一列出，并就更换、调整方法作必要说明六六、、可调整夹具可调整夹具（（4 4））成组夹具成组夹具 成成组组夹夹具具是是在在成成组组技技术术指指导导下下，，为为实实现现成成组组工工艺艺而而设设计计的的夹夹具具它它具具有有一一定定的的柔柔性性，，经经过过一一定定的的调调整整，，它它可可以以实实现现同同一一组组工工件件在在同同一一生生产产单单元元内内完完成成同同一一工工序的加工序的加工 成成组组夹夹具具属属于于可可调调整整夹夹具具，，其其结结构构特特点点和和调调整整方方式式与与可可调调整整夹夹具具相相同同与与可可调调整整夹夹具具相相比比，，其其适适用用的的工工件件必必须须是是同同一一个个成成组组零零件件族族的的、、并并在在同同一一生生产产单单元元内内进进行行同同一一工工序序的的加加工工，，因因而而成成组组夹夹具具较较专专用用一一些些，，故故又称专用可调整夹具又称专用可调整夹具。

图图5 5—65a 65a 所所示示为为一一成成组组车车床床夹夹具具，，用用于于精精车车一一组组套套类类工工件件的的外外圆圆和和端端面面，，图图5 5—65b 65b 为为该该组组部部分分工工件件的的加加工工示示意意图图工工件件以以内内孔孔及及一一端端面面定定位位，，用用弹弹簧簧涨涨套套径径向向夹夹紧紧该该夹夹具具中中夹夹具具体体1 1 和和接接头头2 2 是是基基础础件件，，其其余余均均为为可可更更换换的的调调整整件件工工件件按按定定位位孔孔的的大大小小分分为为五五组组，，每每一一尺尺寸寸组组工工件件对对应应一一套套可可换换元元件件，，如如夹夹紧紧螺螺钉钉、、定定位位锥锥体体、、顶顶环环和和定定位位环环在在可可更更换换元元件件中中，，只只有有弹弹簧簧涨涨套套KH5 KH5 是是专专用用的的，，它它是是根根据据每每个个工工件件定定位位孔孔的尺寸配置的的尺寸配置的六六、、可调整夹具可调整夹具（（4 4））成组夹具成组夹具成成组组夹夹具具的的设设计计基基本本上上与与可可调调整整夹夹具具设设计计相相同同在在实实行行成成组组工工艺艺的的生生产产企企业业中中，，现现有有的的成成组组夹夹具具均均已已编编码码存存档档。

一一组组新新零零件件的的成成组组夹夹具具的的设设计计，，可可按按该该组组零零件件的的主主样样件件的的编编码码查查找找已已有有的的主主样样件件中中是是否否有有相相似似件件若若有有的的话话，，则则可可找找到到与与之之相相对对应应的的成成组组夹夹具具，，在在此此基基础础上上进进行行修修改改设设计计，，使使设设计计工工作作大大大大简简化若没有的话，则需另行设计若没有的话，则需另行设计 成成组组夹夹具具设设计计时时，，要要对对一一组组零零件件进进行行尺尺寸寸、、工工艺艺和和加加工工条条件件等等方方面面的的仔仔细细分分析析，，以以确确定定最最优优的的工工件件装装夹夹方方案案和和夹夹具具的的调调整整形形式式调调整整形形式式的的确确定定是是难难点点，，应应有有多多种种方方案案分分析析比比较较，，加加以以选选取取调调整整形形式式既既要要满满足足同同组组零零件件的的装装夹夹和和加加工工要要求求，，也也要要力力求求结结构简单、紧凑、调整方便迅速构简单、紧凑、调整方便迅速六六、、可调整夹具可调整夹具（（5 5））组合夹具组合夹具组组合合夹夹具具是是一一种种根根据据被被加加工工工工件件工工艺艺要要求求，，利利用用一一套套标标准准化化的的夹夹具具元元件件进进行行组组合合而而成成的的夹具。

夹具 夹夹具具使使用用完完毕毕后后，，可可以以拆拆开开、、清清洗洗后后存存放放，，待待再再次次组组装装时时使使用用组组合合夹夹具具既既可可组组装装成成某某一一专专用用夹夹具具，，也也可可组组装装成成具具有有一一定定柔柔性性的的可可调调整整夹夹具具，，灵灵活活多多变变，，万万能能性性强强，，大大大减少夹具的设计和制造工作量大减少夹具的设计和制造工作量 组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制 其其缺缺点点是是一一次次投投入入大大；；夹夹具具往往往往体体积积较较大大，，笨笨重重中中、、小小企企业业无无力力建建立立组组合合夹夹具具储储备备库库和和组组装装技技术术不不足足的的问问题题，，可可以以在在各各地地区区建建立立组组合合夹夹具具站站，，提提供供组组合合夹夹具具的的组组装装和和租租借服务来解决借服务来解决六六、、可调整夹具可调整夹具组组合合夹夹具具可可分分为为两两种种基基本本类类型型，，即即槽系组合夹具槽系组合夹具和和孔系组合夹具孔系组合夹具槽槽系系组组合合夹夹具具是是各各元元件件间间依依靠靠键键槽槽和和T T 形形槽槽，，由由定定位位键键定定位位和和由由T T 形形槽槽螺螺钉钉来来固固定定的的。

而而孔孔系系组组合合夹夹具具是是各各元元件件间间依依靠靠孔孔、、销销配配合合来来定定位位，，由螺钉来固定的由螺钉来固定的图图5 5—66 66 所所示示是是一一套套组组装装好好的的槽槽系系组组合合钻钻模模及及其其元元件件分分解解图图，，图图中中标标号号表表示示了了组组合合夹夹具具的的八八大大类类元元件件合合件件是是由由若若干干元元件件组组成成的的独独立立部部件件，，完完成成一一定定的的功功能能要要求求，，组组装装时时不不能能拆散 六六、、可调整夹具可调整夹具（（5 5））组合夹具组合夹具图图5 5—67 67 所所示示为为孔孔系系组组合合夹夹具具一一实实例例与与槽槽系系组组合合夹夹具具相相比比，，精精度度高高，，刚刚性性好好，，易易组组装装，，且且可可以以方方便便地地提提供供某某孔孔的的坐坐标标作作为为数数控控编编程程的的基基准准，，即即编编程程原原点点，，因因此此在在数数控控机机床床、、加加工工中中心心上上得到广泛的应用得到广泛的应用一、夹具的功能和应满足的要求一、夹具的功能和应满足的要求二、夹具的类型和组成二、夹具的类型和组成三、三、定位机构的设计定位机构的设计四、夹紧机构的设计四、夹紧机构的设计五、工装夹具的其他装置五、工装夹具的其他装置六、可调整夹具六、可调整夹具七、七、典型实例典型实例七七、、典型实例典型实例铣床夹具铣床夹具（（1 1））铣床夹具的类型铣床夹具的类型由由于于夹夹具具大大都都与与工工作作台台一一起起作作进进给给运运动动，，其其结结构构常常取取决决于于铣铣削削的的进进给给方方式式。

因因此此铣铣床床夹夹具具可可分分为为直直线线进进给给式式、、圆圆周周进进给给式式和和仿仿形形进进给式三类给式三类1 1）直线进给式）直线进给式最最常常见见的的铣铣床床夹夹具具是是直直线线进进给给式式，，其其中中又又有有单单工工件件、、多多工工件件之之分分，，或或单单工工位位、、多多工工位位之之分分这这类类铣床夹具多用于中、小批量生产铣床夹具多用于中、小批量生产七七、、典型实例典型实例2 2）圆周进给式）圆周进给式通通常常用用在在具具有有回回转转工工作作台台的的立立式式铣铣床床上上，，工工作作台台同同时时安安装装多多套套相相同同的的夹夹具具，，或或多多套套粗粗、、精精两两种种夹夹具具，，工工件件在在工工作作台台上上呈呈现现连连续续圆圆周周进进给给方方式式，，工工件件依依次次经经过过切切削削区区加加工工，，在在非非切切削削区区装装卸卸，，生生产产率率较较高高，，一一般般用用于于大大批批大大量量生生产产，，参参见图见图5 5 一一75 75 3 3）仿形进给式）仿形进给式用用于于加加工工曲曲线线轮轮廓廓的的工工件件，，常常见见于于立立式式铣铣床床按按进进给给方方式式又又可可分分为为直直线线进进给给仿仿形形和和圆圆周周进进给给仿仿形形铣铣床床夹夹具具。

图图5 5 一一76 76 所所示示为为圆圆周周进进给给仿仿形铣床夹具形铣床夹具刀具7 7、、典型实例典型实例铣床夹具铣床夹具（（2 2）设计注意事项）设计注意事项1 1 ））铣铣床床夹夹具具的的受受力力元元件件及及夹夹具具体体要要有有足足够够的的强强度度和和刚刚度度由由于于铣铣削削加加工工是是断断续续切切削削，，夹夹紧紧力力较较大大，，又又容容易易产产生生切切削削振振动动，，在在批批量量大大的的生生产产中中又又往往往往采采用多工件、多工位方案，因此夹具的用多工件、多工位方案，因此夹具的强度、刚度强度、刚度应给予足够的重视应给予足够的重视2 2 ））铣铣床床夹夹具具一一般般均均设设置置对对刀刀装装置置和和定定向向键键，，保保证证工工件件与与刀刀具具、、工工件件与与进进给给运运动动方方向向之之间间的的位位置置精精度度夹夹具具体体底底平平面面上上的的定定向向键键一一般般与与工工作作台台上上中中间间T T 形槽配合，因为该形槽配合，因为该T T 形槽精度高，且与导轨纵向运动方向平行形槽精度高，且与导轨纵向运动方向平行3 3 ））铣铣床床夹夹具具一一般般要要在在工工作作台台上上对对定定后后固固定定。

对对于于矩矩形形铣铣床床工工作作台台，，一一般般是是通通过过两两侧侧T T 形形槽槽用用T T 形形槽槽螺螺钉钉来来固固定定夹夹具具，，因因此此夹夹具具体体底底板板两两端端平平台台上上应应开开有有两两个个U U 形形口口，，U U 形形口口中中心心和和定定向向键键中中心心距距必必须须与与选选用用机机床床工工作作台台上上T T 形形槽槽的中心距相符的中心距相符刨床夹具的设计要点可参照铣床夹具刨床夹具的设计要点可参照铣床夹具。