第2章 工件的装夹和机床夹具(1)
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装夹而专门设计和制造的机床夹具。 ➢ 这类机床夹具定位准确，装卸工件迅速，但设
计与制造周期较长，费用较高。因此，它主要 用于产品相对稳定而产量较大的成批大量生产 类型中。
➢ 2. 组合夹具 ➢ 组合夹具是指按一工件某道工序的加工要
求，用预先制造好的一套系列化标准零件 及组件拼装而成的专用机床夹具。其特点 是使用后可以拆开、清洗和储存，以便多 次重复使用。图 2-9 所示为加工某汽车滚 轮支架斜孔的组合夹具。
➢ 3）对刀导向元件 对刀导向元件是指用于确定 或引导刀具，使其相对于机床夹具的定位元件取 得正确位置的元件。
➢ 4）连接元件 连接元件是指用于保证机床夹具 在机床上定位和夹紧的元件。
➢ 5）其他元件及装置 其他元件及装置是指根据 工件加工要求，有些机床夹具还设置了其他的元 件或装置。如进行多工位加工用的分度转位装置、 工件抬起装置等。
➢ 二、专用机床夹具装夹法
➢ 专用机床夹具是为某种零件在某一道工序上的装 夹而专门设计和制造的机床夹具。如图2-7所示为 加工拨叉工件用的专用钻床夹具。
➢ 专用机床夹具定位准确，装卸工件迅速，但设计 与制造的周期较长，费用较高。因此，专用机床 夹具主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批 和大量生产类型。
➢ 多数情况下，工序基准和设计基准重合。
➢ 2．定位基准 ➢ 在加工中确定工件在机床上或机床夹具wenku.baidu.com占有正
确位置的基准，称为定位基准。有时，作为定位 基准的点、线、面，在工件上不一定都具体存在 （如孔、轴的中心线，平面的对称中心面等）， 而常常是由某些具体的表面来体现的，这些体现 假想定位基准的表面称为定位基面。
图2-5 直接找正装夹
➢ （2）划线找正装夹 以划线工人在工件上划出的 代加工表面所在位置的线痕作为定位依据，定位 时用划针找正其位置，然后将工件夹紧的装夹方 法，称为划线找正装夹。
➢ 如图2-6所示，该装夹方法生产率低，定位精度也 低，而且对工人的技术水平要求较高，一般只适 用于单件小批生产中加工那些复杂而笨重的零件， 或零件不宜直接使用通用机床夹具装夹的场合。
➢ 需要注意的是基准不仅涉及尺寸间的关系，还涉 及表面间的相互位置关系（如平行度、垂直度、 对称度等）。
图2-1 设计基准
➢ 二．工艺基准 ➢ 在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。按其用
途之不同，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 ➢ 在工序图上用来确定本道工序被加工表面加工尺
图2-10 车削盘、套类零件内孔外圆的成组夹具
➢ 4. 随行夹具 ➢ 随行夹具是指用于组合机床自动线上的可
随工件同行的一种移动式专用机床夹具。
➢ 按找正的方法，有直接找正装夹和划线找正装夹 两种。
➢ （1）直接找正装夹 以工件的实际表面作为定 位的依据，用找正工具（如划针和百分表）找正 工件的正确位置以实现定位，然后将工件夹紧的 方法，称为直接找正装夹。
➢ 如图2-5所示，该装夹方法生产率低，一般只适用 于单件小批生产。其找正的精度取决于找正工具 的精密程度以及工人的技术水平。
图2-9 组合夹具
1、3—方形基础板 2—关节压板 4、10—压板 5、9—支承板 6、8—螺母 7—钻模板
➢ 组合夹具是机床夹具标准化、系列化和通用化程 度最高的一种机床夹具。该夹具的结构灵活多变， 设计和组装周期短，夹具零件、组件能长期重复 使用，但需要储备大量标准的零、组件，而且夹 具的刚度较低。
图2-7 拨叉在专用钻床夹具上的装夹
1—钻模板 2—钻套 3—定位销 4—夹具体 5—支承钉 6—钩形压板 7—星形手柄 8—定位销
➢ 对于多品种、小批生产的生产类型来说，可使用 组合夹具、可调夹具和成组夹具等。
➢ 专用机床夹具的作用有以下几个方面： ➢ 1）保证加工精度 ➢ 2）提高生产率 ➢ 3）减轻工人的劳动强度 ➢ 4）扩大机床的工艺范围
➢ 组合夹具可拼装钻床、镗床、车床、铣床等机床 夹具，主要应用于单件、小批生产。
➢ 3. 成组夹具 ➢ 成组夹具是指在多品种、中小批生产中采用成组
加工时，为每个工件组设计制造的专用机床夹具。 该夹具在结构上，将与工件相联系的定位、夹紧 和导向元件及装置，设计成可调整的或可更换的。 当加工工件组中的某一种工件转换为另一种工件 时，只需对成组夹具中的个别元件或装置进行调 整或更换即可进行加工。
➢ 图 2-10所示为车削盘、套类零件内孔、外圆的 成组夹具，它用于加工与端面垂直的内孔、外 圆及其他端面、或两端有同轴度或垂直度要求 的工件。
➢ 成组夹具可以避免组合夹具在生产和管理上的 困难，同时成组夹具是专为一组零件而设计制 造的，针对性强，结构较为紧凑，能弥补组合 夹具结构刚性不足的缺点。因此，成组夹具适 用于多品种、中小批生产。
➢ 定位基准（基面）有粗基准和精基准之分。
➢ 用未经加工过的表面作为定位基准（基面），称 为粗基准；用已经加工过的表面作为定位基准 （基面），称为精基准。
➢ 一般情况下，定位基准应与工序基准和设计基准 重合，否则将产生基准不重合误差。
➢ 3．测量基准 ➢ 测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、
➢ 工件装夹时，为了保证工序尺寸和位置公差，应 满足以下两项基本要求：
➢ 1）加工之前，工件必须正确定位，即工件相对于 机床和刀具应占有正确位置。
➢ 2）加工过程中，工件必须合理夹紧，即保证作用 于工件上的各种外力不破坏定位。
➢ 实现工件的正确装夹，有找正装夹法和专用机床 夹具装夹法两种方法。
➢ 一、找正装夹法
➢ 6）夹具体 夹具体是用于连接夹具各元件和装 置使之成为一个整体的基础件。
➢ 一般说来，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床 夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。 这些元件和装置与工件、机床、刀具间的关系可 用图2-8表示。
➢ 二、专用机床夹具的分类 ➢ 1．专用机床夹具 ➢ 专用机床夹具是指为某种工件在某道工序上的
➢ 在成批大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具 实现的。用以装夹工件（和引导刀具）的装置， 称为机床夹具。
➢ 工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接 影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操 作安全等。因此，根据工件的加工要求和具体的 生产条件，合理选择工件的装夹方法，是汽车零 件机械加工工艺要研究的重要问题之一。
第一节 基准的概念
➢ 机械零件是由若干几何要素（点、线、面）组成 的，各几何要素之间都有一定的尺寸和位置公差 要求。
➢ 用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的 那些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基 准和工艺基准两大类。
➢ 一．设计基准
➢ 设计图样上采用的基准称为设计基准。如图2-1a 所示，设计基准就是设计图纸上标注设计尺寸所 依据的点、线、面，它即可以是实际存在的，也 可以是假想的，有时还是互为的。设计图样上标 注的尺寸均称为设计尺寸。
形状和位置的基准，称为测量基准。测量基准可 以是实际存在的，也可以是假想的。实际存在的 测量基准亦称为测量基面。参见图2-2、图2-3。
图2-3 测量基准与测量基面
➢ 4．装配基准
➢ 装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采 用的基准，称为装配基准。装配基准可以是实际存 在的，也可以是假想的。实际存在的装配基准亦称 为装配基面。参见图2-4。
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
➢ 一、专用机床夹具的组成 ➢ 在汽车零件生产中使用的专用机床夹具种类繁多，
但它们都是由下列元件和装置组成的（见图2-7）： ➢ 1）定位元件 定位元件是用来确定工件正确位置的
元件。用被加工工件的定位基准或定位基面与机床 夹具的定位元件相接触或配合来实现工件的定位。 ➢ 2）夹紧装置 夹紧装置是在工件定位后将其夹紧的 装置。
图2-6 拨叉的找正装夹
➢ 采用找正装夹法，工件正确定位是通过找正来实 现的，工件夹紧往往是通过四爪单动卡盘、虎钳 等通用机床夹具或压板夹紧来实现的。
➢ 由上述可知，找正装夹法对于产量不大、加工质 量要求不高的场合，仍不失为一种简单、实用、 经济的装夹方法，但对于成批大量生产的汽车零 件机械加工并不适用。
寸和位置公差的基准，称为工序基准，而工序图 则是在工序卡上用以表示工件被加工表面加工要 求及工件装夹情况的简图。
图2-2 车削工作图
➢ 如图2-2所示，联系被加工表面与工序基准 间的加工尺寸，是本道工序应直接保证的 尺寸，称为工序尺寸。
➢ 同理，工序基准即可以是实际存在的，也 可以是假想的点、线、面。
第二章 工件的装夹和机床夹具
➢ 在机床上加工工件时，为使工件在该工序中所加 工的表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在 开动机床进行加工之前，必须首先将工件放在机 床上或夹具中，使它相对于机床占有某一正确的 位置，此过程称为定位。为使工件在加工过程中 受到外力作用而保持其正确位置不变，还必须把 它压紧，此过程称为夹紧。将工件在机床上或机 床夹具中定位和夹紧的称为装夹。
➢ 上述各种基准应尽可能使之重合。基准重合是工程 设计中应遵循的一个基本原则。在产品设计时，应 尽量选用装配基准作为零件图样上的设计基准，； 在零件加工时，应尽量选用设计基准作为工序基准； 在工件定位及进行测量时，应尽量选用工序基准作 为定位基准及测量基准。
图2-4 汽车倒档齿轮的装配基准
➢ 第二节 工件的装夹方法
计与制造周期较长，费用较高。因此，它主要 用于产品相对稳定而产量较大的成批大量生产 类型中。
➢ 2. 组合夹具 ➢ 组合夹具是指按一工件某道工序的加工要
求，用预先制造好的一套系列化标准零件 及组件拼装而成的专用机床夹具。其特点 是使用后可以拆开、清洗和储存，以便多 次重复使用。图 2-9 所示为加工某汽车滚 轮支架斜孔的组合夹具。
➢ 3）对刀导向元件 对刀导向元件是指用于确定 或引导刀具，使其相对于机床夹具的定位元件取 得正确位置的元件。
➢ 4）连接元件 连接元件是指用于保证机床夹具 在机床上定位和夹紧的元件。
➢ 5）其他元件及装置 其他元件及装置是指根据 工件加工要求，有些机床夹具还设置了其他的元 件或装置。如进行多工位加工用的分度转位装置、 工件抬起装置等。
➢ 二、专用机床夹具装夹法
➢ 专用机床夹具是为某种零件在某一道工序上的装 夹而专门设计和制造的机床夹具。如图2-7所示为 加工拨叉工件用的专用钻床夹具。
➢ 专用机床夹具定位准确，装卸工件迅速，但设计 与制造的周期较长，费用较高。因此，专用机床 夹具主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批 和大量生产类型。
➢ 多数情况下，工序基准和设计基准重合。
➢ 2．定位基准 ➢ 在加工中确定工件在机床上或机床夹具wenku.baidu.com占有正
确位置的基准，称为定位基准。有时，作为定位 基准的点、线、面，在工件上不一定都具体存在 （如孔、轴的中心线，平面的对称中心面等）， 而常常是由某些具体的表面来体现的，这些体现 假想定位基准的表面称为定位基面。
图2-5 直接找正装夹
➢ （2）划线找正装夹 以划线工人在工件上划出的 代加工表面所在位置的线痕作为定位依据，定位 时用划针找正其位置，然后将工件夹紧的装夹方 法，称为划线找正装夹。
➢ 如图2-6所示，该装夹方法生产率低，定位精度也 低，而且对工人的技术水平要求较高，一般只适 用于单件小批生产中加工那些复杂而笨重的零件， 或零件不宜直接使用通用机床夹具装夹的场合。
➢ 需要注意的是基准不仅涉及尺寸间的关系，还涉 及表面间的相互位置关系（如平行度、垂直度、 对称度等）。
图2-1 设计基准
➢ 二．工艺基准 ➢ 在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。按其用
途之不同，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 ➢ 在工序图上用来确定本道工序被加工表面加工尺
图2-10 车削盘、套类零件内孔外圆的成组夹具
➢ 4. 随行夹具 ➢ 随行夹具是指用于组合机床自动线上的可
随工件同行的一种移动式专用机床夹具。
➢ 按找正的方法，有直接找正装夹和划线找正装夹 两种。
➢ （1）直接找正装夹 以工件的实际表面作为定 位的依据，用找正工具（如划针和百分表）找正 工件的正确位置以实现定位，然后将工件夹紧的 方法，称为直接找正装夹。
➢ 如图2-5所示，该装夹方法生产率低，一般只适用 于单件小批生产。其找正的精度取决于找正工具 的精密程度以及工人的技术水平。
图2-9 组合夹具
1、3—方形基础板 2—关节压板 4、10—压板 5、9—支承板 6、8—螺母 7—钻模板
➢ 组合夹具是机床夹具标准化、系列化和通用化程 度最高的一种机床夹具。该夹具的结构灵活多变， 设计和组装周期短，夹具零件、组件能长期重复 使用，但需要储备大量标准的零、组件，而且夹 具的刚度较低。
图2-7 拨叉在专用钻床夹具上的装夹
1—钻模板 2—钻套 3—定位销 4—夹具体 5—支承钉 6—钩形压板 7—星形手柄 8—定位销
➢ 对于多品种、小批生产的生产类型来说，可使用 组合夹具、可调夹具和成组夹具等。
➢ 专用机床夹具的作用有以下几个方面： ➢ 1）保证加工精度 ➢ 2）提高生产率 ➢ 3）减轻工人的劳动强度 ➢ 4）扩大机床的工艺范围
➢ 组合夹具可拼装钻床、镗床、车床、铣床等机床 夹具，主要应用于单件、小批生产。
➢ 3. 成组夹具 ➢ 成组夹具是指在多品种、中小批生产中采用成组
加工时，为每个工件组设计制造的专用机床夹具。 该夹具在结构上，将与工件相联系的定位、夹紧 和导向元件及装置，设计成可调整的或可更换的。 当加工工件组中的某一种工件转换为另一种工件 时，只需对成组夹具中的个别元件或装置进行调 整或更换即可进行加工。
➢ 图 2-10所示为车削盘、套类零件内孔、外圆的 成组夹具，它用于加工与端面垂直的内孔、外 圆及其他端面、或两端有同轴度或垂直度要求 的工件。
➢ 成组夹具可以避免组合夹具在生产和管理上的 困难，同时成组夹具是专为一组零件而设计制 造的，针对性强，结构较为紧凑，能弥补组合 夹具结构刚性不足的缺点。因此，成组夹具适 用于多品种、中小批生产。
➢ 定位基准（基面）有粗基准和精基准之分。
➢ 用未经加工过的表面作为定位基准（基面），称 为粗基准；用已经加工过的表面作为定位基准 （基面），称为精基准。
➢ 一般情况下，定位基准应与工序基准和设计基准 重合，否则将产生基准不重合误差。
➢ 3．测量基准 ➢ 测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、
➢ 工件装夹时，为了保证工序尺寸和位置公差，应 满足以下两项基本要求：
➢ 1）加工之前，工件必须正确定位，即工件相对于 机床和刀具应占有正确位置。
➢ 2）加工过程中，工件必须合理夹紧，即保证作用 于工件上的各种外力不破坏定位。
➢ 实现工件的正确装夹，有找正装夹法和专用机床 夹具装夹法两种方法。
➢ 一、找正装夹法
➢ 6）夹具体 夹具体是用于连接夹具各元件和装 置使之成为一个整体的基础件。
➢ 一般说来，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床 夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。 这些元件和装置与工件、机床、刀具间的关系可 用图2-8表示。
➢ 二、专用机床夹具的分类 ➢ 1．专用机床夹具 ➢ 专用机床夹具是指为某种工件在某道工序上的
➢ 在成批大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具 实现的。用以装夹工件（和引导刀具）的装置， 称为机床夹具。
➢ 工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接 影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操 作安全等。因此，根据工件的加工要求和具体的 生产条件，合理选择工件的装夹方法，是汽车零 件机械加工工艺要研究的重要问题之一。
第一节 基准的概念
➢ 机械零件是由若干几何要素（点、线、面）组成 的，各几何要素之间都有一定的尺寸和位置公差 要求。
➢ 用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的 那些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基 准和工艺基准两大类。
➢ 一．设计基准
➢ 设计图样上采用的基准称为设计基准。如图2-1a 所示，设计基准就是设计图纸上标注设计尺寸所 依据的点、线、面，它即可以是实际存在的，也 可以是假想的，有时还是互为的。设计图样上标 注的尺寸均称为设计尺寸。
形状和位置的基准，称为测量基准。测量基准可 以是实际存在的，也可以是假想的。实际存在的 测量基准亦称为测量基面。参见图2-2、图2-3。
图2-3 测量基准与测量基面
➢ 4．装配基准
➢ 装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采 用的基准，称为装配基准。装配基准可以是实际存 在的，也可以是假想的。实际存在的装配基准亦称 为装配基面。参见图2-4。
第三节 专用机床夹具的组成及其分类
➢ 一、专用机床夹具的组成 ➢ 在汽车零件生产中使用的专用机床夹具种类繁多，
但它们都是由下列元件和装置组成的（见图2-7）： ➢ 1）定位元件 定位元件是用来确定工件正确位置的
元件。用被加工工件的定位基准或定位基面与机床 夹具的定位元件相接触或配合来实现工件的定位。 ➢ 2）夹紧装置 夹紧装置是在工件定位后将其夹紧的 装置。
图2-6 拨叉的找正装夹
➢ 采用找正装夹法，工件正确定位是通过找正来实 现的，工件夹紧往往是通过四爪单动卡盘、虎钳 等通用机床夹具或压板夹紧来实现的。
➢ 由上述可知，找正装夹法对于产量不大、加工质 量要求不高的场合，仍不失为一种简单、实用、 经济的装夹方法，但对于成批大量生产的汽车零 件机械加工并不适用。
寸和位置公差的基准，称为工序基准，而工序图 则是在工序卡上用以表示工件被加工表面加工要 求及工件装夹情况的简图。
图2-2 车削工作图
➢ 如图2-2所示，联系被加工表面与工序基准 间的加工尺寸，是本道工序应直接保证的 尺寸，称为工序尺寸。
➢ 同理，工序基准即可以是实际存在的，也 可以是假想的点、线、面。
第二章 工件的装夹和机床夹具
➢ 在机床上加工工件时，为使工件在该工序中所加 工的表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在 开动机床进行加工之前，必须首先将工件放在机 床上或夹具中，使它相对于机床占有某一正确的 位置，此过程称为定位。为使工件在加工过程中 受到外力作用而保持其正确位置不变，还必须把 它压紧，此过程称为夹紧。将工件在机床上或机 床夹具中定位和夹紧的称为装夹。
➢ 上述各种基准应尽可能使之重合。基准重合是工程 设计中应遵循的一个基本原则。在产品设计时，应 尽量选用装配基准作为零件图样上的设计基准，； 在零件加工时，应尽量选用设计基准作为工序基准； 在工件定位及进行测量时，应尽量选用工序基准作 为定位基准及测量基准。
图2-4 汽车倒档齿轮的装配基准
➢ 第二节 工件的装夹方法