夹具设计步骤

夹具设计步骤
⼀、机床夹具设计要求
1．保证⼯件加⼯的各项技术要求
要求正确确定定位⽅案、夹紧⽅案，正确确定⼑具的导向⽅式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进⾏误差分析与计算。

2．具有较⾼的⽣产效率和较低的制造成本
为提⾼⽣产效率，应尽量采⽤多件夹紧、联动夹紧等⾼效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。

3．尽量选⽤标准化零部件
尽量选⽤标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提⾼夹具设计质量和降低夹具制造成本。

4．夹具操作⽅便安全、省⼒
为便于操作，操作⼿柄⼀般应放在右边或前⾯；为便于夹紧⼯件，操纵夹紧件的⼿柄或扳⼿在操作范围内应有⾜够的活动空间；为减轻⼯⼈劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采⽤⽓动、液压等机械化夹紧装置。

5．夹具应具有良好的结构⼯艺性
所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。

⼆、机床夹具设计的内容及步骤
1．明确设计要求，收集和研究有关资料
在接到夹具设计任务书后，⾸先要仔细阅读加⼯件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作⽤、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加⼯件的
⼯艺规程，充分了解本⼯序的加⼯内容和加⼯要求，了解本⼯序使⽤的机床和⼑具，研究分析夹具设计任务书上所选⽤的定位基准和⼯序尺⼨。

2．确定夹具的结构⽅案
1）确定定位⽅案，选择定位元件，计算定位误差。

2）确定对⼑或导向⽅式，选择对⼑块或导向元件。

3）确定夹紧⽅案，选择夹紧机构。

4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接⽅式等。

5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。

在确定夹具结构⽅案的过程中，应提出⼏种不同的⽅案进⾏⽐较分析，选取其中最为合理的结构⽅案。

3．绘制夹具的装配草图和装配图
夹具总图绘制⽐例除特殊情况外，⼀般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。

总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。

绘制夹具装配图可按如下顺序进⾏：⽤双点划线画出⼯件的外形轮廓和定位⾯、加⼯⾯；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成⼀体，形成完整的夹具。

在夹具装配图中，被加⼯件视为透明体。

4．确定并标注有关尺⼨、配合及技术要求
1）夹具总装配图上应标注的尺⼨
①⼯件与定位元件间的联系尺⼨，例如，⼯件基准孔与夹具定位销的配合尺⼨。

②夹具与⼑具的联系尺⼨，例如，对⼑块与定位元件之间的位置尺⼨及公差，钻套。

锤套与定位元件之间的位置尺⼨及公差。

③夹具与机床联接部分的尺⼨，对于铣床夹具是指定位键与铣床⼯作台T 型槽的配合尺⼨及公差，对于车、磨床夹具指的是夹
具联接到机床主轴端的联接尺⼨及公差。

④夹具内部的联系尺⼨及关键件配合尺⼨，例如，定位元件间的位置尺⼨，定位元件与夹具体的配合尺⼨等。

⑤夹具外形轮廓尺⼨。

2）确定夹具技术条件在装配图上需要标出与⼯序尺⼨精度直接有关的下列各有关夹具元件之间的相互位置精度要求。

①定位元件之间的相互位置要求。

②定位元件与联接元件（夹具以联接元件与机床相联）或找正基⾯间的相互位置精度要求。

③对⼑元件与联接元件（或找正基⾯）间的相互位置精度要求。

④定位元件与导向元件的位置精度要求。

5．绘制夹具零件图
绘制装配图中⾮标准零件的零件图，其视图应尽可能与装配图上的位置⼀致。

6．编写夹具设计说明书
§4—1 夹具的对定
⼀、夹具的对定
概念：使夹具相对于机床、相对于机床上的⼑具、相对于机床上⼑具的切削成型运动，处于正确的空间位置的过程。

夹具在机床上的对定（对定装置实现）
包括三⽅⾯的内容夹具的对⼑（对⼑块实现）
夹具的转位及其分度位置的确定（设计）
⼆、夹具与机床的连接
两种连接形式：
1、安装在⼯作台⾯上——有⼯作台的机床
如铣床夹具
1）、⽤定位键
为了确定夹具与机床⼯作台的相对位置，在夹具体的底⾯上应设置定位键。

⽤沉头螺钉固定在夹具体底⾯纵向槽的两端，通过定位键与铣床⼯作台上的T 形槽配合，确定了夹具在机床上的正确位置。

两定位键的距离尽可能布置得远些。

定位键可承受铣削产⽣的扭转⼒矩，减轻夹具的螺栓的负荷，
夹具体也装有定位键。

定位键有矩形和圆形两种，如图12-34所⽰。

常⽤的是矩形定位键，其结构尺⼨已标准化，可参阅“夹具标准”（GB/T2206—91）。

⑴矩形定位键矩形定位键有两种结构型式：A型（图12-34a）和B型（图
12-34b）。

A型定位键的宽度，按统⼀尺⼨B制作，其公差为h6或h8，适⽤于夹具的定向精度要求不⾼场合，B型定位键的侧⾯开有沟槽，沟槽的上部与夹具体的键槽配合，其宽度尺⼨B按H7/ h6或JS6/h6与键槽相配合，沟槽的下部宽度为B1，与铣床⼯作台T形槽配合，因为T形槽公差为H8或H7，故B1⼀般按h8或h6制造，为了提⾼夹具的定位精度，在制造定位键时，B1应留有磨量0.5mm，以便与⼯作台T形槽修配。

⑵圆形定位键如图12-34d所⽰，圆形定位键⼩型夹具中，这种定位键制造
⽅便，但容易磨损，定位稳定性不如矩形定位键好，故应⽤不多。

2）、定向键
与定位键不同的是：定位键安装在夹具体上，专⽤；定向键安装在机床的T 形槽中。

3）、直接调装
⽤找正夹具的⽅法安装（需找正三个⽅向），需实际⼯作经验，费时，但精度⾼（可消除其他中间环节的影响）。

2、安装在机床主轴上（以车床为例）
因为夹具的回转精度主要是由夹具同车床主轴的联接精度来决定的。

所以，要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线，有尽可能⾼的同轴度。

根据车床夹具径向尺⼨⼤⼩，其在机床主轴的安装⼀般有两种⽅式：
(1)⽤锥柄联接对于径向尺⼨D⼩于140mm，或D<（2-3）d的⼩型夹具，⼀
般通过锥柄安装在车床主轴锥孔中，并⽤螺栓拉紧。

这种联接⽅式定⼼精度较⾼。

(2)⽤过渡盘联接（CA6140、CW6140等新式车床的连接形式）
对于径向尺⼨较⼤的夹具，⼀般通过过渡盘与车床主轴轴颈联接。

这种联接结构如图所⽰。

夹具体通过定位⾯按最⼩间隙为零的间隙配合（H7/h6）或者过渡配合（H7/js6）装配在过渡盘的凸缘上，然后⽤螺钉紧固。

过渡盘与车床主轴的联接形式取决车床主轴的前端结构。

图b的联接形式是：过渡盘上与机床主轴相配合的定位内孔按（H7/h6）或（h7/js6）与主轴轴颈相配合，并同时有螺纹
与主轴相联接。

为了安全，可在此基础上采⽤其它措施，把过渡盘和主轴固紧在⼀起，防⽌倒车时使过渡盘与主轴的联接松开。

1—过渡盘2—平键3—螺母 4—夹具 5—主轴
如果主轴前端为圆锥体并有凸缘结构，如图c所⽰，则过渡盘1以锥体定⼼，⽤套在主轴上的螺母3锁紧。

旋转运动的转矩则由平键2传递给过渡盘。

这种结构定⼼精度⾼。

（3）⽤平⾯短销连接
C620、C630车床⽤这种连接形式。

（4）平⾯短锥销连接
利⽤主轴前端的短锥体及轴肩端⾯实现的对定连接，⽽且是利⽤重复定位实现两者间的稳固连接。

§4—2 夹具的对⼑
夹具⼀般多⽤于⼤批量、⾼效率⽣产中，⽽⾼效率往往伴随
着⼑具的⾼效磨损，特别是在⼯件粗加⼯过程当中，换⼑、调⼑
对⼑成为正常⽣产的主要内容。

1、定义：夹具的对⼑：是指夹具的定位系统相对⼑具应满⾜
本⼯序对⼑尺⼨的要求。

这⼀⼯作称为夹具的对⼑。

2、对⼑⽅法：
找正调整对⼑
专⽤样板调⼑
试件检验对⼑
专门对⼑装置对⼑
3．对⼑装置（以铣床夹具为例）
对⼑装置（根据情况，⾃⾏设计）
1）、组成专⽤对⼑块（可采⽤标准对⼑块，亦可⾃⾏设计）
对⼑塞尺
2）、对⼑元件
对⼑元件是⽤来确定⼑具与夹具的相对位置的元件。

其由对⼑块和塞尺⼨组成。

如（4-1）中铣床对⼑块2。

常见标准对⼑块
有：
⽅形对⼑块图b，调整铣⼑两相互垂直凹⾯。

直⾓对⼑块图c调整⼑具两相互垂直凸⾯，侧装对⼑块图d，装在夹具侧⾯，在加⼯两相互垂直⾯或铣槽时作对⼑⽤。

具体结构尺⼨可参阅“夹具标准”（
铣⼑不能与对⼑块的⼯作表⾯直接接触，以免损坏切削刃或造成对⼑块过早磨损，⽽应通过塞尺来校准它们之间的相互位置，即将塞尺放在⼑具与对⼑
图表⽰各种对⼑块使⽤情况。

图cd是⽤于铣成形⾯的特殊对⼑块。

下图cd是⽤于铣成形⾯的特殊对⼑块。

各种对⼑块使⽤举例
对于加⼯精度要求较⾼的⼯件，要检⾸件，最后确定⼑具的位
是否准确置。

或者不设置对⼑元件采⽤找正法确定定位元件相对
⼑具位置，或采⽤试切法。

4、对⼑塞尺：可⾃⾏设计，也可采⽤标准塞尺（P118 图4-7）
对⼑平塞尺（JB/T8032。

1——1995）厚度：1、2、3、4、5mm
公差取h8
对⼑圆塞尺（JB/T8032。

2——1995）：应⽤于曲⾯或成型⼑具
对⼑的场合。

d=3～5mm，公差取h8。

对⼑⽤的标准塞尺
5、夹具的对定误差：
△≦1/3T
△=△+△≦1/3T
这是夹具调装精度及对⼑精度要求。

6、⼩结
§4—3 夹具的转位及其对定机构
⼀、常⽤转位分度及其对定机构
1、夹具的转位
问题的提出像这样的⼯件：沿着直线⽅向等距分布着⼀些等径的孔或槽，在同⼀圆周上分布着的等径的孔或槽，要求⼯件在⼀次装夹的情况下将所有的孔或槽全部加⼯完，这时夹具就要带动⼯件进⾏数次的移动或转动，完成⼯件的加⼯，夹具所具有的这种功能称为夹具的转位。

定义：夹具带动⼯件所进⾏的加⼯位置转换动作称为夹具的转位。

直线移动
分类
回转运动
2、夹具的分度
⼯件在⼀次装夹中．每加⼯完⼀个表⾯之后，通过夹具上可动部分连同⼯件⼀起转过⼀定的⾓度或移动⼀定距离，以改变加⼯表⾯的位置。

实现上述分度要求的装置称为分度装置。

分度装置能使⼯序集中，减少安装次数，从⽽减轻劳动强度和提⾼⽣产率，因⽽⼴泛⽤于钻、铣、车、镗等加⼯中。

①定义：把对转位的严格控制称为夹具的分度。

②作⽤：对⼯件⼀次装夹实现多⼯位加⼯。

夹具的分度是靠专门设置的分度装置来完成的，⽽对分度运动部件相对夹具体的位置，是靠夹具的分度对定机构来完成的。

分度装置
直线分度: 对直线尺⼨进⾏分度，适⽤于沿直线分度的孔和槽
回转分度: 对圆周⾓进⾏分度，适⽤于沿圆周分度的孔和槽⽣产实践中以回转式分度装置应⽤较多，故本章主要介绍回转式分度装置。

3、回转分度装置的⼀般结构
组成：转动部分、分度对定机构、抬起与锁紧机构、固定部分、润滑部分1）、转位分度机构：分度装置的运动件，包括分度盘、衬套和转轴（转动部分）等。

材料：45#、 40Cr淬⽕HRC40—45
20钢渗碳淬⽕，HRC58—63
2）、分度对定机构
分度对定机构确保是转动部分相对固定部分得到⼀个正确的定位。

如图
4-12所⽰件2、4，分度对定销5等组成了分度对定销机构。

分度盘与分度装置的转动部分相连，对定销与分度装置的固定部分相连。

（1）构成：操纵组件、对定销
（2）作⽤：对分度盘进⾏定位
3）、分度盘抬起（⼤型分度机构）与锁紧机构
分度装置经分度以后，锁紧机构应使夹具的转动部分锁紧在固定部分。

其⽬的是为了增强分度装置⼯作时的刚性及稳定性,防⽌加⼯时受切削⼒引起振动。

如图4-12所⽰，螺母1就起锁紧作⽤。

（1）抬起机构：作⽤：使分度转动灵活，减少摩擦；
（2）锁紧机构：作⽤：防⽌切削时产⽣振动。

4）、固定部分
分度装置中相对不运动的部分。

对于专⽤回转分度夹具则是夹具体，对于通⽤转台的固定部分，则是转台体。

（分度装置的基体，与机床⼯作台或机床主轴相连。

）
材料：⼀般灰⼝铸铁
5)、润滑部分减少相对运动部分的磨损，使机构运动灵活。

4、常⽤分度对定机构
1）、类型：分度对定机构是分度装置的关键部分。

按照分度盘与对定销相互位置来分，⼀般分为
轴向分度：对定销轴线平⾏于分度盘轴线
两种
径向分度：对定销的运动是沿着分度盘的径向⽅向。

对于分度盘直径相同时，径向分度作⽤半径较⼤，由于间隙引起的分度转⾓误差较⼩；轴向分度结构紧凑，但分度误差较⼤。

因此，⽣产中轴向分度应⽤较多，分度精度要求要⾼的场合，常采⽤径向分度。

分度对定机构的结构形式
（1）钢球对定结构简单，操作⽅便，但定位不可靠，仅适⽤于切削⼒较⼩⽽分度精度要求不⾼的场合；轴向、径向均可应⽤。

（2）圆柱销对定结构简单，制造容易，⽆法补偿配合间隙对分度精度的影响。

分度孔中⼀般镶硬的衬套。

圆柱销材料：T7A 淬⽕ HRC53—58
配合：H7/g6间隙配合。

（3）菱形销对定对圆柱销的改进，能补偿分度盘分度孔德中⼼距误差，结构⼯艺性较好，减少了孔销间的配合间隙。

（4）圆锥销对定能消除销与孔间的配合间隙。

能⾃动定⼼，分度精度较⾼，α=100，但圆锥⾯上有污物，将影响配合间隙。

需防尘。

（5）双斜⾯对定能⾃动消除结合⾯的间隙，有较⾼的分度精度。

缺点是分度盘制造复杂，槽需经磨削。

但结构上应考虑防尘装置。

材料：⼩尺⼨ T7A、T8A ⼤尺⼨ 20、20Gr
热处理：淬⽕ HRC55—60 热处理：渗碳淬⽕ HRC55—60
分度盘的槽形⾓ 200、300
在条件允许的情况下，可⽤4—5级的圆柱齿轮代替分度盘。

（6）单斜⾯对定（斜⾯产⽣的分⼒能使分度盘始终反靠在平⾯上）分度槽的直边始终与锲的直边保持接触（分度对定基准），且分度的转⾓误差始终在斜⾯⼀侧，多⽤于分度精度较⾼的场合。

（误差为正负10秒。

）
（7）滚柱对定由分度盘、套环、精密滚柱装配⽽成。

相间排列的滚柱组成分度槽。

为提⾼分度盘的刚度，在滚柱与圆盘套环之间从满环氧树脂。

对定销端部制成100锥⾓。

2、对定操纵机构
（1）拉销式控制机构图4—12
向外拉出⼿柄6，克服弹簧⼒作⽤。

拔出对定销1，当横销5脱离导套2
夹槽后，⼿柄转过90°，使横销搁在导套的顶端平⾯上，转动分度盘进⾏分度。

当分度盘转过⼀定⾓度后，将⼿柄转回90°，当分度盘转到下⼀分度孔对准对定销时，对定销在弹簧⼒的作⽤下，插⼊分度孔，完成对定动作。

（2）齿条式控制机构
齿轮齿式操纵机构，在其对定销1的侧⾯铣有齿条，齿轮轴2与齿条齿合。

当转动⼿柄7，对定销1便退出，转动分度盘。

当下⼀分度孔到时，对定销1在弹簧⼒作⽤下，插⼊分度孔，完成对定动作。

（3）杠杆式控制机构
杠杆上开有长槽，压下杠杆，可使对定销拔出，即可按如上所述的⽅式进⾏分度。

这种结构动作迅速，但⼯作可靠性不如齿条式好。

（4）偏⼼式控制机构
（5）脚踏式控制机构
3、抬起与缩紧机构
1）、分度盘抬起机构
（1）弹簧式抬起机构：
（2）偏⼼式抬起机构：
2）、分度盘锁紧机构
（1）螺母轴向锁紧机构
（2）卡箍轴向锁紧机构
（3）偏⼼轴轴向锁紧机构
（4）圆锥轴向锁紧机构
（5）径向锁紧机构
为减少回转台与夹具体的端部⽀撑平⾯的摩擦与磨损，使分度盘在转位时转动灵活、省⼒，⼀般较⼤规格的回转分度装置均设置抬起锁紧机构。

图为联动锁紧机构。

当逆时针转动⼿柄1时，螺杆2放开卡箍5，分度⼯作台8松开；同时，固定在螺杆2上的横销3将在齿轮
4（活套在螺杆上）的扇形槽内⾛⼀段空程（见c-c剖⾯），再继续转动，就会带动齿轮4转动，⽽将带有齿条的分度销7拔出。

这就实现了先松开分度⼯作台，后拔销的动作要求。

当分度⼯作台转过某⼀⾓度，下⼀个分度孔到位时，齿条对定销借助弹簧⼒插⼊分度孔内，同时也迫使齿轮4顺时针转动，使扇形槽的右边侧⾯紧靠横销，待对定销全部插⼊后再顺时针转动⼿柄1，螺杆继续转动。

这时横销⾛空⾏程，就会通过卡箍5和锥套10将回转轴9下拉，从⽽使⼯作台8锁紧。

为了保证螺杆2在规定的转⾓内对⼯作台锁紧的需要，可以调整顶杆6的轴向位置，以确保卡箍5的位置及锁紧位移量。

⽤上述单⼿柄操纵不但能缩短辅助时间，提
⾼⽣产率，减轻劳动强度，⽽且也不会出现动作顺序失误现象。

⼆、精密分度原理
当采⽤两个圆锥销A1、A2同时来对定时（其效果相当于在两个圆锥销的中间点有⼀个A′圆锥销在起对定作⽤）此时的分度运动不是按1、2、3、4、、、、等单个分度孔对定，⽽是按1-2、2-3、3-4等相邻两分度孔同时对定。

整个分度的动作就转化为由A′圆锥销每次按1-2、2-3、3-4等的中点位置来对定，也就按1′、2′、3′、、、、等位置来对定。

于是分度盘每次转过的实际⾓度便相应为
分度盘每次分度的转⾓误差为由此可见，分度盘在相同精度的条件下，由于采⽤了两个圆锥销同时对定，所产⽣的分度转⾓误差是分度盘上相邻分度孔位置误差的平均值，从⽽使分度误差因均分⽽减⼩。

误差均化原理：分度机构采⽤多点对定，可使分度盘分度误差得以平均，从⽽得到⽐分度盘精度还要⾼的对定结果。

这⼀原理称误差均化原理。

三．分度误差的分析计算
1．分度误差的概念分度机构实际位置与理想位置的差值。

2．分度精度的等级
（1）超精密级分度误差≦0.1″~0.5″
（2）精密级分度误差≦1″~10″
（3）普通级分度误差≦1‵~10‵
3．影响分度精度的因素
分度盘本⾝的误差、分度盘相对于回转轴线的径向圆跳动所造成的附加误差、对定误差和有关元件的误差等。

4．分度误差的计算
（1）单个分度误差
单个分度误差是指两个分度的实际数值与理论数值之间的代数差。

式中：Δa—分度⾓度误差(〞)；
△⼀分度线值误差(um)；
d——分图盘计算直径(mm)
公式推导：由弧长公式
（2）总分度误差
在规定的区间内，正分度位置偏差与负分度位置偏差的最⼤绝对值之和。

三、精密分度机构
在精密分度机构中，最常⽤的机械式精密分度装置⼀般分为两种：钢球盘分度装置和端齿盘分度装置。

它们利⽤的原理就是误差均化原理。

多点对定可使对定误差均化，利⽤误差均化原理，可以⼤幅度提⾼分度精度，这就是机械式精密分度⼯作台所采⽤的原理。

1、钢球分度盘回转⼯作台
利⽤钢球撞⼊上下盘形成分度槽（热装）。

⼯作过程：P126图4—20
抬起、锁紧。

2、端齿盘精密分度⼯作台
1．结构：
2．组成：
（1）固定部分：底座11、下齿盘8
（2）转动部分：移动轴1、轴承内座圈9、转盘10
（3）分度对定机构：定位器6、定位销7
（4）抬起与锁紧机构：⼿柄4、扇形齿轮3、齿轮螺母2、移动轴1、轴承内座圈9、转盘10 3．⼯作原理．
（1）抬起：⼿柄4（顺时针）扇形齿轮3 齿轮螺母2 移动轴1 （）轴承内座圈9 转盘10（）（2）拔销：定位器6 定位销7
（3）转位：转盘10
（4）锁紧：⼿柄4（逆时针）扇形齿轮3 齿轮螺母2 移动轴1 轴承内座圈9 转盘10
4．端齿盘分度的误差平均效应
在分度盘精度相同的条件下，齿盘实际分度误差为单个分度误差的平均值，即
式中?α——单个分度误差(〝)
z——端齿盘齿数。

5．端齿盘分度的特点
(1)分度精度⾼。

(2)分度范围⼤。

(3)刚度好。

(4)研合性好。

(5)端齿盘的加⼯⼯艺较复杂，制造成本较⾼。

端齿盘对防尘和锁紧也有较⾼的要求。

四、⼩结
⼀、对夹紧装置的基本要求
1、夹紧不允许破坏原有的定位；
2、夹紧要可靠，保证⼯件稳固不动；
3、操作要⽅便、安全、省⼒；
4、夹紧结构要尽量简单、制造和维修⽅便。

⼆、夹紧⼒设计中的⼏个应注意的问题
1、夹紧⼒的三要素：夹紧⼒的⼤⼩、⽅向和作⽤点。

2、⼏个注意的问题：
1）夹紧⼒的⽅向应指向主要定位基准⾯；
图4-11分析
2）夹紧⼒的⽅向应施加在⼯件刚性较⼤的⽅向上；
图4-12分析
3）夹紧⼒的⽅向应尽量与切削⼒、重⼒⽅向⼀致；
4）夹紧⼒的作⽤点应尽量对准⼯件的⽀撑⾯；
图4-13分析
5）夹紧⼒的作⽤点应选择在⼯件刚性较好的位置上；
图4-14分析
6）夹紧⼒的作⽤点应尽量靠近加⼯部位，以减少振动。

图4-16分析
三、⼯件的⼀般安装⽅法（P68）
1、直接找正安装
这是⼀般⼩批量⽣产和单件⽣产中经常采⽤的⽅法。

2、划线找正安装法
是⾸先在划线平台上对零件进⾏划线，再利⽤这些线作为⼯件安装的位置依据，来找正⼯件。

划线法⼀般适合于外形轮廓⽐较复杂的⼯件。

3、采⽤夹具来安装⼯件
这种⽅法⼀般应⽤于⼤批量⽣产中，可以保证整批⼯件的定位质量，也有利于提⾼装夹效率。

四、常⽤夹紧机构
图4-19分析
课堂⼩结：
1、夹紧不破坏原有的定位；夹紧可靠；操作⽅便；夹紧结构要简单，是对夹紧装置所提出的四条基本要求。

2、夹紧⼒的⼤⼩、⽅向和作⽤点是夹紧⼒的三要素。

3、在设计夹具时，需要对夹紧⼒的⼤⼩、⽅向和作⽤点引起⾜够的重视。

4、在⼤批量⽣产中，经常采⽤⾼效率的夹具来安装⼯件。

作业与思考
1、设计夹具时，对夹紧装置有哪些基本要求？
2、夹紧⼒的三要素是什么？
3、设计夹紧⼒时，应该注意些什么问题？
夹具在机床上安装完毕，在进⾏加⼯之前，尚需进⾏夹具的对⼑，使⼑具相对夹具定位元件处于正确位置。

对⼑的⽅法通常有三种：试切法对⼑，调整法对⼑，⽤样件或对⼑装置对⼑。

不管采⽤哪种对⼑⽅法，都涉及到对⼑基准和对⼑尺⼨。

通常是以与⼯年定位基准重合的定位元件上的定位⾯作为对⼑基准，以减少基准变换带来的误差。

铣床夹具的对⼑尺⼨是从对⼑基准到⼑具切削表⾯之间的位置尺⼨，和对⼑块位置尺⼨差⼀个塞尺厚度。

影响对⼑块位置尺⼨的因素主要有对⼑需要保证的⼯件上的加⼯尺⼨、定位基准在加⼯尺⼨⽅向的最⼩位移量i min及塞尺的厚度S，本⽂以常见的定位⽅式――孔定位、圆柱⾯定位为例，进⾏铣床夹具对⼑块位置尺⼨的分析计算。

1 计算实例
例1：如图1在⼯件上加⼯8±0.06mm的键槽，保证对称度0.2mm和位置尺⼨30-00.2mm，图2所⽰为定位对⼑图，⼯件内孔为? J20H70+0.021mm，⼼轴为?J20h6-0.020-0.007mm,为固定单边接触，选⽤直⾓对⼑块，塞尺厚度S＝1mm，确定对⼑块位置
尺⼨的计算如下：
图1
图2
⽤h±δh/2表⽰对⼑块的位置尺⼨，其对应⼯件上的尺⼨即对⼑直接保证的尺⼨⽤H±δH/2表⽰，此处H为对⼑直接保证的尺⼨的平均值。

根据H±δH/2求出h±δh/2的关键是要把⼑具对到尺⼨H±δH/2的公差带的范围内，通常取δh＝（1／5～1／3）δH。

标出对⼑块位置尺⼨如图2中h1±δh1/2和h2±δh2/2，根据⼯件上的尺⼨求得：
H2±δH2/2=(30-0.1)±0.1=29.9±0.1mm
H1±δH1/2需通过解尺⼨链求得，如图3所⽰。

H1±δH1/2=4±0.07mm
取δh1＝δH1／4=0.14÷4＝0.035mm
δh2＝δH2／4=0.2÷4＝0.05mm
故h1±δh1/2=4+1±0.035／2=5±0.0175mm,(i1min=0)
h2±δh2/2=(H2-S-i2min)±0.05/2
=29.9-1-0.007／2±0.025
贰?=28.897±0.025mm
另外还可⽤图2中的h′2±δh′2/2来表⽰对⼑块垂直⽅向的位置，此时以⼯件内孔上母线A作为定位基准加⼯槽，对⼑块表⾯的位置尺⼨h′2±δh′2/2从定位基准A的⽀承点a(⼼轴上母线)标注起。

h′2按图1中⼯件⼯序尺⼨平均值减去塞尺厚度S计算。

即：
δh′2需通过解尺⼨链求得δH′2后求得，(见图4)。

δH′2=0.2-0.021/2=0.1995
取δh′2=δH′2／4=0.1995÷4??0.0499
故h′2±δh′2′2/2=18.895±0.02495mm
例2：图5为⼯件⼯序图，图6为定位对⼑图，对⼑块⼯作表⾯的位置尺⼨由V形块的标准⼼棒中⼼注起，此时i min=0,故对⼑块顶⾯的位置尺⼨h按⼯序尺⼨平均值(H-TH/2)及塞尺厚度S决定：
图3
图4
h=H-T H/2-S
取δh=δH／4=T H／4
因此h±δh/2=H-T H/2-S±T H／8
图5
图6
2 计算对⼑块位置尺⼨的⼀般公式
由上⾯两个例⼦的分析计算，可归纳出计算对⼑块位置尺⼨h±δh/2的⼀般公式为：
h±δh/2=H±S±i min±δh/2
式中：H―定位基准⾄加⼯表⾯的距离的平均值；
S―塞尺厚度；
i min―定位基准在加⼯尺⼨⽅⾯的最⼩位移量。

当i min使加⼯尺⼨增⼤时，i min前取“-”号；
当imin使加⼯尺⼨缩⼩时，imin前取“+”号。

δh―对⼑块位置尺⼨h的公差，通常取δh＝（1／5～1／3）δH，其中δH为尺⼨H的公差。

3 确定铣床夹具对⼑块位置尺⼨的步骤
(1)确定对⼑基准，标出对⼑块的位置尺⼨h±δh v/2。

(2)找出与尺⼨h±δh/2对应的对⼑直接保证的⼯件上的尺⼨H±δH/2，此尺⼨在有的情况下为已知，有的情况下需要解尺⼨链求
得。

(3)由h±δh/2=H±S±imin±δh/2及δh＝（1／5～1／3）δH根据H±δH/2求出h±δh/2，从⽽保证把⼑具对到尺⼨H±δH/2公差带的范围内。

4 精度校验
采⽤标准塞尺和对⼑块对⼑，必须保证对⼑误差ΔDA、夹具位置误差ΔW满⾜不等式ΔDA+ΔW≤δ/3
或ΔAZ+ΔDA+ΔW≤2δ／3
才能最终保证加⼯精度。

其中：ΔAZ――⼯件安装误差(包括定位误差ΔDW、夹紧误差ΔJ；
δ――⼯件加⼯尺⼨的公差。

2 ）对⼑装置
⽤于确定⼑具与夹具的相对位置。

⼀般有对⼑块和塞尺。

图 9-80 所⽰为常见⼏种铣⼑的对⼑装置，图 a 是⾼度对⼑装置，⽤于对准铣⼑的⾼度， 3 是标准圆形对⼑块（ GB/T2240-91）；图 b 中 3 是直⾓对⼑块（ GB/T2242- 91 ），⽤于对准铣⼑的⾼度和⽔平⽅向位置；图 c 、d 是成形⼑具对⼑装置；图 e 组合⼑具对⼑装置， 3 是⽅形对⼑块
（ GB/T2241-91 ），⽤于组合铣⼑的垂直和⽔平⽅向对⼑。

图 9-80 对⼑装置
1 —⼑具
2 —塞尺
3 —对⼑块
对⼑时，铣⼑不能与对⼑块⼯作表⾯直接接触，以免损坏切削刃或造成对⼑块过早磨损，应通过塞尺来校准它们之间的相对位置，即将塞尺放在⼑具与对⼑块的⼯作表⾯之间，凭抽动塞尺的松紧感觉来判断铣⼑的位置。

图 9-81 所⽰是常⽤的两种标准塞尺结构，图 a 是对⼑平塞尺（ GB/T2244-91 ），
，公差为；图 b 是对⼑圆柱塞尺（ GB/T2245- 91 ），
，公差为。

设计夹具时，夹具总图上应标注塞尺的尺⼨和公差。