学习思路：
基 本
主要问题
装夹方法与
概
定位原理
念
定位方式 定位元件 定位误差
典
典
型
型
机
机
床
构
夹
与
具
装
设
置
计
4.1 概述 4.1.1 机床夹具在机械加工中的作用
机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正 确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的工艺装备，简称夹 具。它广泛应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊 接和检测等工艺过程。
❖ 基准的概念和分类 ❖ 工件定位的概念 ❖ 工件定位的方法 ❖ 工件定位的基本原理
工件在夹具中定位的目的是使同一工序的一批工件都能在 夹具中占据正确的位置。
工件的定位是由工件上一系列的表面联合完成的。
→应根据工件定位的基本原理，选择适当的工件表面和 表面组合实现工件加工中的定位。
4.2.1 基准的概念与分类
其特点是组装迅速、周期短；通用性强，元 件和组件可反复使用；产品变更时，夹具可 拆卸、清洗、重复再用；一次性投资大，夹 具标准元件存放费用高；与专用夹具比，其 刚性差，外形尺寸大。 →使用这类夹具可 缩短生产准备周期，减少专用夹具数量，故 主要用于新产品试制以及多品种、单件、中 小批量生产以及数控加工中。
2. 按使用机床分类
齿其 车铣钻 镗 磨 轮 它 床床床 床 床 机 机 夹夹夹 夹 夹 床 床 具具具 具 具 夹 夹
具具
3. 按夹紧动力源分类
手 动 夹 具
气 动 夹 具
液 压 夹 具
气 液 增 压 夹 具
电 动 夹 具
磁 力 夹 具
真 空 夹 具
离 心 力 夹 具
其 它
4.2 工件的装夹方法与定位原理
专 用 夹 具
(3)可调夹具(成组夹具)
某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为 可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发 展起来的一种新型夹具。
在多品种小批量生产中，由于通用夹具的工作效率低，加工精度不高， 采用专用夹具不经济，而成组可调整的“专用夹具”，经少量调整或更 换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件即可用于装夹一组结构和工艺 特征相似的工件。→这类夹具主要用于成组加工中，用于多品种、中小 批量生产。
如在铣床上安装一个回转台或分度装 置，可以加工有等分要求的零件；在 车床上安装镗模，可以加工箱体零件 上的同轴孔系。
HV立卧两用分度盘4、6、 8、10、12寸铣床回转台
4. 减轻工人的劳动强度，保证安全生产
有些工件，特别是比较大的工件，调整和夹紧很费力气， 而且注意力要高度集中，很容易疲劳；如果使用夹具，采 用气动或液压等自动化夹紧装置，既可减轻工人的劳动强 度，又能保证安全生产。
1. 稳定保证加工质量
采用夹具后，工件各加工表面间的相互位置精度是由夹具 保证的，而不是依靠工人的技术水平与熟练程度，所以产 品质量容易保证。
◆工件的位置 ◆机床的运动 ◆刀具的运动
协调
采用夹具安装，可以 准确地确定工件与机 床、刀具之间的相互 位置。
2. 提高劳动生产率
◆用夹具装夹工件，无需找正便能使工件方便、迅速地定位和夹紧，从而大 大缩短了辅助工时，特别是对于加工时间短、辅助时间长的中、小零件，效 果更为显著；
平口钳
三爪自定心 卡盘
四爪单动卡盘
磁力工作台
万能分度头
万能分度头是一种在卡盘上使工件旋转、分度和定位的 机床附件，它可以利用刻度盘对工件进行分度或等分。
万能分度头的结构
主要由底座、转动体、分度盘、主轴等组成。主轴可随转动体在垂直平面 内转动。通常在主轴前端安装三爪卡盘或顶尖，用它来安装工件。
(2)专用夹具
定位支座零件
左图所示零件， φ30H7内孔轴线 是有关外圆、内 孔及左侧两端面 的设计基准。
4.夹具体
用于连接夹具各元件及装 置，使其成为一个整体， 并与机床的有关部位相连 接，是机床夹具的基础件， 用以保证夹具的刚度和工 件装夹的位置精度。
右图所示钻床夹具的夹具体3将夹具的所 有元件连接成一个整体。保证各定位元 件相互间的正确位置，还保证钻套轴线 垂直于钻床工作台，圆柱销5的轴线平行 于钻床工作台。
标注尺寸、标注位置精度都有设计基准。
◆支承块零件，平面2、3的 设计基准是平面1，平面5、6 的设计基准是平面4；孔7的 设计基准是平面1和平面4， 而孔8的设计基准是孔7的中 心和平面4。
◆钻套零件，内孔轴线O-O是各外圆和内孔的设计基准，也 是两项跳动误差的设计基准。端面A是端面B、C的设计基准。
齿轮零件的外圆表面φ50基准是齿轮中心线， 在具体装配或定位时，齿轮中心孔表面是体现基准轴线的基面。
●基准的分类
设计基准
基准
（按基准在不同场 合下的不同作用）
工艺基准
（按其不同用途）
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
对刀基准
设计基准 零件图上所采用的基准。即在零件图上用以确定 点、线、面位置的基准。由产品设计人员确定。
5.连接元件
连接元件是确定夹具在机床上正确 位置并与机床相连接的元件。
如定位键、定位销及紧固螺栓等。
6.其他元件或装置：除上述各部分以外，根据夹具上的特殊需要 而设置的装置和元件。
◆当需加工按一 定规律分布的多 个表面时，常设 置分度装置；
◆为了能方便、 准确地定位，常 设预定位装置；
◆大型夹具常设 置吊装元件；
工件
夹具
图4-1 简易钻模夹具
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
工件：拨叉 加工面：铣拨叉两侧面
此夹具构成：
1—对刀装置 2—夹具体 3—定位元件 （固定支撑、平面+短销） 4—连接元件（定位键） 5—夹紧元件（开口垫圈+
螺母）
1.定位装置
◆防错装置、安 全保护装置等。
吊装搬运装置——对于重量较大的夹具，应设置吊装元件， 如吊环螺钉等。
上下料装置——为实现自动化和方便 大型工件的装卸，减轻工人的劳动强 度，常设计上、下料输送装置。
工件的顶出、让刀装置——箱体类 零件内部多层壁上的孔加工场合需 要镗刀让刀机构。
工件顶出装置
工件的顶出、让刀装置——箱体类零件内部多层壁 上的孔加工场合需要镗刀让刀机构。
专为某一工件的某道工序设计制造的夹具称为专用夹具。其特点是结构 紧凑、操作迅速、方便；可以保证较高加工精度和生产率；但其设计和 制造周期长，制造费用高；在产品变更后，无法利用而导致报废。→这类 夹具主要用于产品固定的大批大量生产中；对于产量不大，形状和结构 复杂的工件的关键工序，为保证加工质量，有时也采用专用夹具。
在现代生产中，机床夹具是用
稳定保证加工质量 提高劳动生产率
扩大机床的使用范围 减轻工人劳动强度，保证安全生产
定位与夹紧
◆定位：在机床上加工工件时，为了保证加工精度和提高 生产效率，必须使工件在机床上相对于刀具占有正确的 位置，这个过程称为定位。
◆夹紧：为了使工件已经获取的正确位置不因切削过程中 的切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏，必须对工件 施加夹紧力，该过程称为夹紧。
定位装置是由定位元件及其组合构成的。定位 元件用于确定工件在夹具中处于正确的位置。
图示，后盖钻径向孔。夹具中的圆柱销5、 菱形销9和支承板4都是定位元件。
定位元件
支承钉 (GB2226—80)
固定支承
支承板 (GB2236—80)
2.夹紧装置
用于保持工件在夹具中的既 定位置，保证工件在加工过 程中受到外力（如切削力、 重力、惯性力）作用时，已 经占据的正确位置不被破坏。
通用标准零件
槽系组合夹具
孔系组合夹具
新型数控夹具体
(5)自动生产线夹具
自动生产线 夹具
固定式夹具 类专用夹具
随行夹具
随行夹具——在自动线上，随被装夹的工件一起运动，并将工件沿着自 动线从一个工位移到下一个工位进行加工的夹具，称为随行夹具。它是 一种移动式夹具，担负装夹工件和输送工件两方面的任务。
可调夹具
通用可调夹具
使用范围比通用夹具更大。
成组夹具 成组夹具是一种专用可调夹具，按成组 原理设计并能加工一族相似的工件。 →在多品种、中小批量生产中使用，有 较好的经济效果。
(4)组合夹具
采用标准的组合元件、部件专为某一工件的
某道工序组装的夹具，称为组合夹具。
由通用标准夹具零部件经组装而成的专 用夹具，是一种标准化、系列化、通用 化程度高的工艺装备，是一种模块化的 夹具。标准的模块元件具有较高的精度 和耐磨性，可组装成各种夹具。
机动夹具的组成
1-夹具体 2-液压缸 3-压板 4-对刀块 5-V形架 6-圆柱销 7-定向键
夹具的组成及夹具与机床刀具相互关系
机床
辅 助工具
工件
刀具
连接元件
夹紧机构
定位元件 其它装置
导向或对刀元件
夹具体
夹具
特别提示：上述的各组成不是每个夹具都必须完全具备的，但 定位装置、夹紧装置、夹具体是夹具必不可少的组成部分。
第四章 机床夹具设计
❖ 机床夹具的作用、结构组成和种类
知识点： ❖
基准的概念、分类，工件定位概念、方法和基本
原理（工件的装夹方法与定位原理）
❖ 定位方式、定位元件、定位误差（分析与计算）
❖ 工件的夹紧及夹紧装置
❖ 典型的机床夹具、专用夹具的设计
重点：工件定位的方法及夹具定位原理；定位元件选择；定位误差的分析 计算；夹紧力的确定；典型夹紧机构；典型机床夹具；夹具设计的步骤与 基本要求及夹具设计要点 难点：夹具定位元件选择；定位误差的分析计算；夹紧力的确定；机床夹 具的设计