工件的安装和夹具设计
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第二章 工件的安装和夹具设计
工件的安装和夹具设计
1
§ 2. 1 工件的安装方式
一、安装
定位 夹紧
定位在前，夹紧在后 定位是首要的
（1） 定位：在进行机加工前，使工件在机床或夹具 上，占据某一 正确位置的过程。
（2） 夹紧：工件定位后，通过一定的机构给工件施 以一定的力，避免工件因受切削力或重力等力的作用 而改变原有的位置。
工件的安装和夹具设计
20
三、机床夹具的作用
（1）保证加工精度，降低工人等级
加工精度包括：①尺寸精度、②几何形状精度、
③表面相互位置精度。
使用夹具最有利于保证表面相互位置精度。
如在摇臂钻加工孔系 ①夹具：可达0.10～0.20mm ②划线找正：0.4～1.0mm。
（2）提高劳动生产率，降低加工成本
无找正、对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大
当今生产发展趋势：多品种、小批量。由此导 致对生产装备的要求是高效、快捷的柔性系统。
工件的安装和夹具设计
15
工件的安装和夹具设计
16
工件的安装和夹具设计
17
工件的安装和夹具设计
19
（5）随行夹具：切削加工中隨帶安裝好的工件在 各工位間被自動運送轉移的機床夾具。隨行夾具主 要是在自動生產線﹑加工中心中、柔性生产线。
工件的安装和夹具设计
2
二、 安装对机加工的影响
①直接影响加工精度
②影响生产率和劳动者的劳动强度
三、 工件的安装方式
（1）直接找正安装 （2）划线找正安装 （3）采用夹具安装
工件的安装和夹具设计
3
（1）直接找正安装： 工件在机床上的应有位置，是通过一系列尝试而
获得的。
具体做法：用千分尺或划盘上的划针，以目测法校正工 件位置，一边校正，一边找正。
3）按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电磁夹具、 真空夹具。
机床夹具通常按夹具的应用范围进行分类：
工件的安装和夹具设计
12
（1）通用夹具：已标准化，通用化性好，可用于加工 同一类型，不同尺寸工件加工的夹具。
如：三爪卡盘、四爪卡盘、 平口钳、回转工作台、万能 分度头、磁铁吸盘。
适用场合：广泛用于单件、小批量生产中。
相似，尺寸相近的工
件的加工。
工件的安装和夹具设计
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（4）组合夹具（拼装夹具）：这种夹具是在夹具零 部件完全标准化的基 础上，根据积木化原理，针 对不同的工件对象和加工要求，拼装组合则成夹具。 构成夹具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成 各种元件，组合成适用其它产品加工要求的夹具。 （图示见下页）
工件的安装和夹具设计
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2. 机床夹具的组成 （1）定位元件： 确定工件在夹具中位置的元件。
（2）导向元件： 用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位
置。 如：钻套、对刀块。
（3）夹紧元件： 用以夹紧工件的元件。
（4）连接元件： 用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连
接。
（5）夹具件： 基础件，用于安装其它元件，形成整体。并
通过它将夹具安装在机床上。
（6）其它辅件： 夹紧用的扳手，操作手柄，分度机构和安全
保护装置等。
工件的安装和夹具设计
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二、机床夹具的分类 1. 分类方法： 1）按夹具的应用范围：通用夹具、专用夹具、可调 夹具、组合夹具、随行夹具；
2）按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、 磨床夹具、数控机床夹具等；
3. 工件定位实质
使工件在机床上（或夹具中）完全定位，就必须 限制它在空间的六个自由度。
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4. 定位与夹紧 定位是使工件占有一个正确的位置; 夹紧才能使工件不能移动和转动，把其保持在一
工件的安装和夹具设计
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工艺装备：
指为实现工艺过程所需的各种刃具、夹具、量 具、模具、辅具、工位器具等的总称
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工件的安装和夹具设计
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§ 2. 2 机床夹具概述
一、机床夹具及其组成
1. 机床夹具
机床夹具是在机床
上用以装夹工件的一种
装置。
其作用是使工件相对
于机床或刀具有个正确
的位置，并在加工过程
中保持这个位置不变。
处划线，然后装上机床，工件在机床或夹具上位置 按所划的线进行找正定位。
划线找正安装特点： 定位精度不高。
定位误差来源 ：①划线误差 ②观察误差
适用场合：生产批量小，毛坯精度低，以及大型工 件等不适宜采用夹具的粗加工中 。
工件的安装和夹具设计
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（3）采用夹具安装
夹具：是用来使加工对象，占有正确位置，以便接 受加工、检测的装置。
减少了工件安装的辅助时间，同时易于实现多件加工，
多工位加工，特别适用于加工时间短，辅助时间长的
中、小工件的加工。工件的安装和夹具设计
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（3） 扩大机床工艺范围
扩大机床的功能，实现一机多用。
如在车床上利用镗夹具，进行镗孔。 利用铣夹具，进行铣槽。
（4）减轻工人劳动强度，保证安全生产
工件的安装和夹具设计
利用夹具进行加工，由于工件相对夹具的位置 是一定的，而夹具与机床的位置关系预先调整好， 这样，在切削一批零件时，不必再逐个找正定位， 就能达到规定的技术要求。
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特点： 采用夹具安装是一种先进的安装方式，既能保证
质量，又能节省工时，对操作者的技能要求较低，特 别适用于成批大量生产中。
工件的安装和夹具设计
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（2）专用夹具：是专为某一工件的某道工序而专门设 计、制造的。这种夹具“刚性”大，即当产品变换或工序 内容变更后，往住无法使用。因此适用于产品固定、 工艺相对稳定、批量大的加工过程。
（3）可调夹具：是
指经调整或更换个别
元件，即可加工多种
工件的夹具。 这种夹
具主要用于加工形状
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§ 2. 3 六点定位原理
一、刚体的六个自由度
任何刚体在空 间都有六个自由度， 它们分别是沿空间 直角坐标系X、Y、 Z轴方向的移动自 由度（X、Y Z）和 绕三轴的转动自由 度（X、Y、Z）。 Y
ZZ
Z X
Y Y
工件的安装和夹具设计
X
X
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2. 工件定位目的
使工件在机床上(或夹具 中)占有正确的位置，也就是 使它相对于刀具刀刃有正确 的相对位置。
四爪卡盘
机床主轴中心线
工件中心线
工件的安装和夹具设计
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直接找正安装的特点： ①缺点：安装时费时，效率低，需凭经验操作，对 工人技术要求高。
②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造 误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。
适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。
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（2）划线找正安装 对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工
工件的安装和夹具设计
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§ 2. 1 工件的安装方式
一、安装
定位 夹紧
定位在前，夹紧在后 定位是首要的
（1） 定位：在进行机加工前，使工件在机床或夹具 上，占据某一 正确位置的过程。
（2） 夹紧：工件定位后，通过一定的机构给工件施 以一定的力，避免工件因受切削力或重力等力的作用 而改变原有的位置。
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三、机床夹具的作用
（1）保证加工精度，降低工人等级
加工精度包括：①尺寸精度、②几何形状精度、
③表面相互位置精度。
使用夹具最有利于保证表面相互位置精度。
如在摇臂钻加工孔系 ①夹具：可达0.10～0.20mm ②划线找正：0.4～1.0mm。
（2）提高劳动生产率，降低加工成本
无找正、对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大
当今生产发展趋势：多品种、小批量。由此导 致对生产装备的要求是高效、快捷的柔性系统。
工件的安装和夹具设计
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（5）随行夹具：切削加工中隨帶安裝好的工件在 各工位間被自動運送轉移的機床夾具。隨行夾具主 要是在自動生產線﹑加工中心中、柔性生产线。
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二、 安装对机加工的影响
①直接影响加工精度
②影响生产率和劳动者的劳动强度
三、 工件的安装方式
（1）直接找正安装 （2）划线找正安装 （3）采用夹具安装
工件的安装和夹具设计
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（1）直接找正安装： 工件在机床上的应有位置，是通过一系列尝试而
获得的。
具体做法：用千分尺或划盘上的划针，以目测法校正工 件位置，一边校正，一边找正。
3）按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电磁夹具、 真空夹具。
机床夹具通常按夹具的应用范围进行分类：
工件的安装和夹具设计
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（1）通用夹具：已标准化，通用化性好，可用于加工 同一类型，不同尺寸工件加工的夹具。
如：三爪卡盘、四爪卡盘、 平口钳、回转工作台、万能 分度头、磁铁吸盘。
适用场合：广泛用于单件、小批量生产中。
相似，尺寸相近的工
件的加工。
工件的安装和夹具设计
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（4）组合夹具（拼装夹具）：这种夹具是在夹具零 部件完全标准化的基 础上，根据积木化原理，针 对不同的工件对象和加工要求，拼装组合则成夹具。 构成夹具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成 各种元件，组合成适用其它产品加工要求的夹具。 （图示见下页）
工件的安装和夹具设计
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2. 机床夹具的组成 （1）定位元件： 确定工件在夹具中位置的元件。
（2）导向元件： 用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位
置。 如：钻套、对刀块。
（3）夹紧元件： 用以夹紧工件的元件。
（4）连接元件： 用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连
接。
（5）夹具件： 基础件，用于安装其它元件，形成整体。并
通过它将夹具安装在机床上。
（6）其它辅件： 夹紧用的扳手，操作手柄，分度机构和安全
保护装置等。
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二、机床夹具的分类 1. 分类方法： 1）按夹具的应用范围：通用夹具、专用夹具、可调 夹具、组合夹具、随行夹具；
2）按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、 磨床夹具、数控机床夹具等；
3. 工件定位实质
使工件在机床上（或夹具中）完全定位，就必须 限制它在空间的六个自由度。
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4. 定位与夹紧 定位是使工件占有一个正确的位置; 夹紧才能使工件不能移动和转动，把其保持在一
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工艺装备：
指为实现工艺过程所需的各种刃具、夹具、量 具、模具、辅具、工位器具等的总称
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§ 2. 2 机床夹具概述
一、机床夹具及其组成
1. 机床夹具
机床夹具是在机床
上用以装夹工件的一种
装置。
其作用是使工件相对
于机床或刀具有个正确
的位置，并在加工过程
中保持这个位置不变。
处划线，然后装上机床，工件在机床或夹具上位置 按所划的线进行找正定位。
划线找正安装特点： 定位精度不高。
定位误差来源 ：①划线误差 ②观察误差
适用场合：生产批量小，毛坯精度低，以及大型工 件等不适宜采用夹具的粗加工中 。
工件的安装和夹具设计
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（3）采用夹具安装
夹具：是用来使加工对象，占有正确位置，以便接 受加工、检测的装置。
减少了工件安装的辅助时间，同时易于实现多件加工，
多工位加工，特别适用于加工时间短，辅助时间长的
中、小工件的加工。工件的安装和夹具设计
21
（3） 扩大机床工艺范围
扩大机床的功能，实现一机多用。
如在车床上利用镗夹具，进行镗孔。 利用铣夹具，进行铣槽。
（4）减轻工人劳动强度，保证安全生产
工件的安装和夹具设计
利用夹具进行加工，由于工件相对夹具的位置 是一定的，而夹具与机床的位置关系预先调整好， 这样，在切削一批零件时，不必再逐个找正定位， 就能达到规定的技术要求。
工件的安装和夹具设计
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特点： 采用夹具安装是一种先进的安装方式，既能保证
质量，又能节省工时，对操作者的技能要求较低，特 别适用于成批大量生产中。
工件的安装和夹具设计
13
（2）专用夹具：是专为某一工件的某道工序而专门设 计、制造的。这种夹具“刚性”大，即当产品变换或工序 内容变更后，往住无法使用。因此适用于产品固定、 工艺相对稳定、批量大的加工过程。
（3）可调夹具：是
指经调整或更换个别
元件，即可加工多种
工件的夹具。 这种夹
具主要用于加工形状
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§ 2. 3 六点定位原理
一、刚体的六个自由度
任何刚体在空 间都有六个自由度， 它们分别是沿空间 直角坐标系X、Y、 Z轴方向的移动自 由度（X、Y Z）和 绕三轴的转动自由 度（X、Y、Z）。 Y
ZZ
Z X
Y Y
工件的安装和夹具设计
X
X
23
2. 工件定位目的
使工件在机床上(或夹具 中)占有正确的位置，也就是 使它相对于刀具刀刃有正确 的相对位置。
四爪卡盘
机床主轴中心线
工件中心线
工件的安装和夹具设计
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直接找正安装的特点： ①缺点：安装时费时，效率低，需凭经验操作，对 工人技术要求高。
②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造 误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。
适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。
工件的安装和夹具设计
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（2）划线找正安装 对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工