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机械制造工艺复习资料第一章 绪论理解知识点：制造技术是使原材料变成产品的技术总称，使国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。 制造系统是指覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统，即设计、制造、装配、市场乃至回收的全过程。去除加工又称分离加工，是从工件上去除一部分材料而成形。结合加工利用物理和化学方法将相同材料或不同材料结合（bonding）在一起而成形。按结合机理和结合强弱又可分为附着（deposition）、注入（injection）和连接（jointed）三种。变形加工又称流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能，如特种锻造、特种铸造等。重要知识点：机械产品生产过程：指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。 包括毛坯的制造、零件的机械加工和热处理、机器的装配、检验、测试和油漆等主要劳动过程（称为直接生产过程）被加工对象的尺寸、形状或性能产生一定的变化。 还包括专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机器的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动过程 （称为辅助生产过程）不使加工对象产生直接变化。生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多个工厂协作完成。工艺过程：定义一： 在生产过程中，凡是直接改变零件的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。定义二： 在生产过程中，那些与原材料变为产品直接有关的过程，如毛坯制造，机械加工，热处理和装配等。安装 工位 包含机械加工工艺过程 若干个工序工步走刀工序是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。装夹工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。原则：在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。工位在一次安装中，工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。原则：为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中，可以先后在机床上的不同位置进行连续加工。结论：采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。工步在被加工的表面、切削刀具、切削用量（仅指切削速度和进给量）都不变的情况下所完成的那部分工序。复合工步在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步。走刀在一个工步内，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切削，刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀。机械制造工艺系统：零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。通常，一个系统是由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。机械加工工艺系统：机械制造工艺系统的物质分系统（系统硬件）由工件、机床、工具和夹具所组成，即机械加工工艺系统。（机械制造工艺系统的信息分系统（系统软件）包括加工方法、工艺过程、数控程序等。工艺系统软件是对工艺系统硬件的必要支持。）（能量分系统是指动力供应。）生产纲领在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领：（是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间（或工段）设计的基本文件）式中： N 年生产纲领（件/年）； Q 产品年产量（台/年）； n 每台产品中该零件数量（件/台）； 备品率； 废品率。生产批量 一次投入或产出的同一产品或零件的数量。单件生产 单个的生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复；例如重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。 成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性；例如机床制造就是比较典型的成批生产。 每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产-中批生产-大批生产大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。在大批、大量生产中，常采用生产率较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。这样可以大量减少切削加工的劳动量，从而提高了材料的利用率，降低机械加工的成本。在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动量大。装夹：装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位使工件在机床或夹具上占有正确位置。夹紧对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。 直接找正装夹由操作工人直接在机床上利用百分表、划线 盘等工具进行工件的定位，俗称找正，然后 夹紧工件。 特点：精度高，效率低，对工人技术水平高。 划线找正装夹事先在工件上划出位置线、找正线和加工 线，找正线和加工线通常相距5mm，装夹时工件装夹方法 按找正线进行找正，即为定位，然后再进行 夹紧。 特点：精度不高，效率低，多用于形状复杂 的铸件。 夹具装夹将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确 定工件的位置，由夹具上的夹紧装置进行夹紧。 特点：精度和效率均高，广泛采用。 要使工件在夹具中的位置得到确定，必须解决两个问题或矛盾：首先要解决工件在夹具中“定与不定”的矛盾，即对工件的定位进行定性分析，所使用的重要工具就是“六点定位原理”。应用“六点定位原理”对工件进行定位分析，以提出正确的定位方案，使一批工件中的每一个工件，在夹具中都能占据一个统一的、正确的位置。其次，即使工件定位满足了“六点定位原理”，也不一定能够保证加工要求，还必须解决工件在夹具中定位时“准与不准”的矛盾，即对工件的定位进行定量分析，此时所使用的重要工具就是“定位误差的分析与计算”。只有在正确的定位前提下，所计算出的定位误差满足定位误差不等式，最终才能保证工件的加工精度要求。工件在夹具中的定位实质，就是要使工件在夹具中占有一个正确的、统一的位置，这个正确的位置是通过定位支承限制相应的自由度来实现的。对于单个工件来说，定位的任务就是使该工件准确占据定位元件所规定的位置；对于一批工件来说，定位的任务就是使一批工件中的每个工件逐次放入夹具中时，都能占据一个统一的、一致的位置。因为专用机床夹具通常是用于加工一批工件的，所以设计夹具时，保证一批工件在夹具中位置的一致性，就是工件定位的本质问题。六点定位原理：工件在空间直角坐标系中，有分别沿三个坐标轴的移动自由度和分别绕三个坐标轴的转动自由度，共六个自由度。这六个自由度需要用按一定要求布置的六个支承点一一消除，其中每个支承点相应地消除一个自由度。 “六点定位”的注意问题： 定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。 定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。 一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，欲使其在外力的作用下不能运动，是夹紧的任务；反之，工件在外力作用下不能运动，即被夹紧，也并非是说工件的所有自由度都被限制了。定位和夹紧是两个概念，不能混淆。 定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。定位和夹紧定位的作用就是使同一批工件逐次放置到夹具中都能占据同一位置，它是依靠定位元件、定位装置在工件夹紧之前或夹紧过程中实现的。工件正确定位后，还须对其进行夹紧。夹紧的作用是保证该正确位置在加工过程中受到切削力、惯性力和重力的作用而不发生改变，不至于损坏刀具和机床、伤害操作工人。必须指出的是，工件定位了，不一定得到夹紧；工件夹紧了，不一定得到了定位。装夹过程一般是先定位后夹紧，但定位和夹紧也可以同时进行。完全定位与不完全定位工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位（仅仅限制影响工件加工精度的自由度）。不完全定位主要有两种情况： 工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。 工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。欠定位:工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。过定位:工件定位时，一个自由度同时被两个（或两个以上）约束点所限制，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。过定位危害：定位不准确；夹紧困难；会使工件变形消除过定位及其干涉的措施:： 改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度； 提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。特殊为提高定位稳定性和结构刚度，简化夹具可用过定位。前提提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度。理论上要限制的自由度： 按加工要求确定； 注意：不欠定位。实际上要限制的自由度： 往往多于理论要求的； （为承受切削力、简化夹具结构） 注意：不过定位 基准：确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。可作为基准的表面称为基准面。工艺基准：在工艺过程中所采用的基准。即零件在加工或装配过程中所使用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。 工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸（称工序尺寸）、形状和位置关系时，所依据的点、线、面称为工序基准。定位基准：工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准，确定位置的过程称为定位。 定位基准常用的是“面”，所以也称为定位面，常以符号“ ”表示，其尖端指向定位面。粗基准：使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。精基准：使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。附加基准：零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。测量基准：在工件上用以测量已加工表面位置时所依据的点、线、面称为测量基准。一般情况下常采用设计基准作为测量基准。装配基准：在装配时，用来确定零件或部件在机器中的位置所依据的点、线、面称为装配基准。如：齿轮装配在轴上，内孔是它的装配基准；轴装配在箱体孔上，则轴颈是装配基准；主轴箱装配在床身上，则主轴箱体的底面是装配基准。注意区别基准与基面的概念区别：作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，如孔的中心线，而是由具体的表面来体现，这些表面称为基面。基面是客观存在的，是看得见、摸得着的。在生产实际中，常将基准和基面通称为基准。第三章 机床夹具设计重要知识点：机床夹具：机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。 其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。夹具的组成：1）定位元件及装置 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如V型块、定位销、定位支承等。 2）夹紧元件及装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。 3）对刀及导向元件这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块、钻套、镗套。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。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）夹具体用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。如底座。 6）其它元件及装置有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。如某些夹具中的分度装置、防错（防止错误安装）装置、为便于卸下工件而设置的顶出器等。以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。夹具功能：1）保证加工质量 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。2）提高生产效率，降低生产成本 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。3）扩大机床工艺范围 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。4） 减轻工人劳动强度，保证安全生产夹具分类（按夹具使用范围划分）：1）通用夹具：已经标准化的、在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。如三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。特点：通用性强、应用广泛，适于工件简单、单件小批量生产中。 2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具。特点：结构紧凑、使用方便、生产效率高，但需要专门设计制造，周期长、成本高，产品变更时便报费。适合于成批，大量生产。本课程主要讨论这种夹具。3）可调整夹具及成组夹具：以成组技术为基础，对所有的零件按相似性进行分类，对每一类设计制造出一种夹具。 特点：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。特点：大大缩短了设计制造周期，但由于组成零件多，因而结构刚性差，尤其适合于大厂的新产品试制及单件小批生产中。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。与工件一起从生产线的一个工位移动到另外一个工位，以进行不同工序的加工。（按使用机床划分：可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具等。）（按夹紧力源划分：可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、电动夹具等。）工件在夹具上的定位定位元件的基本要求:1)足够的精度;2)足够的硬度和耐磨性;3)足够的刚度和强度;4)工艺性要好;5)便于清除切屑。工件以平面定位:固定支承:(支承板与支承钉)为保持几个支承板的等高性应:l 严格控制其高度公差l 装配后统一磨削支承板定位表面应被工件定位表面完全遮盖，即其面积小于工件定位表面面积，以使定位元件均匀磨损。可调支承支承点的位置可以在一定高度范围内调整的支承。当工件定位表面不规整或工件批与批之间毛坯尺寸变化较大时，常用可调支承。注意：每一批工件都要对可调支承进行调整，且调整完后一定要锁紧，即将该位置固定。自位支承又称浮动支承。在定位过程中，支承点可以自动调整其位置以适应工件定位表面的变化。只限制一个自由度，可提高工件的安装刚性和稳定性。辅助支承在工件完成定位后才参与支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工过程中加强被加工部位的刚度，提高切削稳定性。注意：对一批工件的每一个工件都要进行调整（与可调支承相比）。平面定位元件的选用： 1）面积较小的基准平面选用支承钉。 2）面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板。 3）毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承。 4）毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承。 5）当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承。工件以圆柱孔定位：心轴（刚性心轴、弹性心轴、自动定心心轴、液塑心轴）在车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒类和盘类零件。定位销（圆柱定位销、圆锥定位销、菱形定位销）工件上定位内孔较小时，常选定位销。工件以外圆柱面定位：当工件对称度要求较高时，选用V形块。当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或半圆形定位座。半圆套对于有些大型工件，不便从轴向安装，此时可利用半圆套定位。工件以其他表面定位：工件以锥面定位、工件以齿面定位一面两孔定位：特点：1）容易实现基准统一；2）位置精度高；3）存在过定位现象（支承平面限制三个自由度，每根短销限制两个自由度）调整法 按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。定位误差由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。定位误差的来源1)由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差。2)由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差。DW= BC +JW 矢量和定位误差的计算：1）合成法 定位误差的来源主要有两方面：一是由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制造不准确，导致工件在定位时定位基准本身的位置发生了变动而引起的定位误差，称为基准位置误差；二是由于工件的定位基准与工序基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差。因此，可分别计算出基准不重合误差和基准位置误差，然后在加工要求方向上进行合成。DWBC cosJW cos 式中： DW 定位误差； BC 基准不重合误差； JW 基准位置误差； 基准不重合误差与加工方向的夹角； 基准位置误差与加工方向的夹角。 注意式中“号”的选取：当某种因素引起的、变动趋势相同时，取“+”号；当、变动方向相反时，取“-”号。 2）定义法 定义法是根据定位误差的本质来计算的一种方法。采用定义法时，要明确加工要求的方向，找出工序基准，画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工序基准变动的极限位置，运用初等几何知识，求出工序基准的最大变动量，然后向加工要求方向上进行投影，即为定位误差。这样，只要概念清楚，即可使复杂的定位误差计算转化为简单的初等几何计算。在许多情况下，定义法是一种简明有效的计算方法。 利用定义法计算DW步骤： 明确工序要求（加工要求方向） 找出工序基准 计算工序基准在加工方向上最大变动量 要注意的是，对于加工要求方向是某一固定的方向，如尺寸要求、对称度要求的情况，可将工序基准的最大变动量向该方向投影；对于加工要求方向是任意的方向，如同轴度的情况，工序基准最大的变动量就是定位误差，不必进行投影。 此外，当有多个独立的因素影响工序基准变动时，可使用“各个击破”的方法，即固定其它因素只分析其中的一个因素对工序基准造成的变动量，然后将各个独立因素所造成的工序基准的变动量简单相加即可。3）微分法根据定位误差的定义，要计算定位误差，必须确定工序基准在加工要求方向上最大的变动量，而这个变动量相对于基本尺寸而言是个微量，因而可将这个变动量视为某个基本尺寸的微分。微分法是把工序基准与夹具上在加工要求方向上某固定点相连后得到一线段，用几何的方法得出该线段的表达式，然后对该表达式进行微分，再将各尺寸误差视为微小增量，取绝对值后代替微分，最后以公差代替尺寸误差，就可以得到定位误差的表达式。在不同的加工要求、不同的定位方案条件下，上述三种计算方法各有特点和利弊，都能在不同的侧面反映定位误差的本质及其产生的原因。定义法通过两个极限位置求解定位误差，既有效又简洁；合成法则避免了用极限位置求解定位误差时复杂的位移计算，还有助于正确理解定位误差产生的原因；而微分法在解决较复杂的定位误差分析计算问题时有明显的优势，但有时不易建立工序基准与夹具上固定点的关系式，无法进行计算。必需指出的是，无论采用哪种计算方法最终得出的结果应是相同的、唯一的。对于较为复杂的定位情况，最好采用两种以上的方法进行计算，以确保计算结果正确、可靠。如果工序基准不在定位基面上DW= JW + JB如果工序基准在定位基面上DW= JW JB “+”，“-”的判别方法为：分析定位基面尺寸由大变小（或由小变大）时，定位基准(轴中心线)的变动方向；当定位基准面尺寸作同样变化时，设定位基准不动，分析工序基准变动方向；若两者变动方向相同即“+”，两者变动方向相反即“-” 。 若忽略V型块两斜面夹角的角度公差，可以得到用V型块对外圆表面定位，当工序基准为外圆中心时，在垂直方向（图中尺寸H方向）上的定位误差为： 若工件工序基准为外圆下母线或上母线时，用同样方法可求出其定位误差分别为： （下母线） （上母线） 若忽略工件的圆度误差和V型块角度偏差，可以认为工序基准（工件外圆中心）在水平方向上的位置变动量为零，即使用V型块对外圆表面定位时，在垂直于V型块对称面方向上定位误差为零。结论：（1）定位误差随毛坯误差增大而增大。 （2）定位误差与V形块夹角有关。即定位误差随增大而增减小，但定位稳定性却差了，故一般选=90。 （3）与加工尺寸标注方法有关。定位误差是一批工件在夹具中定位时，因定位不准确所引起的加工误差。定位误差是一个重要的概念，必须明确以下几点：1）只有用“调整法”加工一批工件时，才存在定位误差，用“试切法”加工工件时不存在定位误差，或者说讨论定位误差没有意义；2）从误差的性质上看，定位误差属于随机性误差。对于定位误差，即使可以计算出具体的数值，但它是一批工件因定位而可能出现的最大的加工误差。对于一批工件中的某一个来说，其定位误差有可能没有计算出的数值大，也可能恰好为零；3）定位误差产生的原因在于一批工件在定位过程中，定位基准位置发生了变化或定位基准与工序基准不重合，导致工序基准沿加工方向上产生了变动。可见，定位误差在本质上就是一批工件定位时工序基准在加工要求方向上最大的变动量，这也是我们计算定位误差的基本依据。 工件的夹紧对工件夹紧装置要求： 1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。 2）夹紧力大小适当夹紧机构应能保证在加工过程中工件不产生松动或振动，同时又要避免工件产生不适当的变形和表面损伤。 3）夹紧机构一般应有自锁作用。 4）夹紧装置应操作方便、省力、安全。 5）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与生产批量和生产方式相适应。结构设计应力求简单、紧凑，并尽量采用标准化元件。夹紧装置的组成： 动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证夹紧可靠。夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。设计夹具时应考虑的问题夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）传力方式（手动、气动、液力、电力等）夹紧机构（增力、快速、机动等）夹紧力方向选择1)夹紧力作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。为此一般要求主要夹紧力垂直指向主要定位面。2)夹紧力作用方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。 3)夹紧力作用方向应尽量与工件刚度大的方向相一致，以减小工件夹紧变形。4)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。 5)夹紧力作用点应处于工件刚性较好的部位，以减小工件夹紧变形。夹紧力作用点选择 夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。必要时应在工件刚度差的部位增加辅助支承并施加夹紧力，以减小切削过程中的振动和变形。夹紧力大小估算 估算夹紧力一般方法将工件视为分离体，并分析作用在工件上的各种力，再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需最小夹紧力，最后将最小夹紧力乘以一适当的安全系数。夹紧力大小的确定 1）要足够防止加工时松动。 2）使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压。 在实际的加工中，对于小件，往往不需要计算夹紧力，可根据经验进行设计。大批量生产或者是新产品上马时，可查阅夹具设计手册，利用给定的现成公式来估算夹紧力的大小。 夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。铰链夹紧机构特点动作迅速，增力比大，并易于改变力的作用方向；缺点是自锁性能差。多用于机动夹紧机构中。定心夹紧机构特点同时实现对工件定心定位和夹紧，即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性。联动夹紧机构特点从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件进行夹紧。 设计多位夹紧机构应注意的问题： 1）夹紧元件必须为浮动、可调节的联动零件，以保证同时均匀夹紧和同时松开。 2）夹紧力方向应与定位方式和加工方法相适应。 3）应保证每一工件都有足够的夹紧力。 4）夹紧元件和传力零件应有足够的刚性，保证传力均匀。各类机床夹具车床夹具典型结构 以工件外圆表面定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头。 以工件内圆表面定位的车床夹具，如各种心轴。 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等。 加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具。车床夹具设计要点总体结构： 1）夹具结构应尽量紧凑，重心应尽量靠近主轴端。 2）对于弯板式和偏重的车床夹具，应很好地进行平衡。 3） 提供足够夹紧力，且有可靠的自锁性。夹具与机床联接车床夹具的设计特点：1）工件均为回转体，夹具随机床主轴一起旋转，因此要求夹具结构紧凑、轮廓尺寸尽可能小、重量尽可能靠近回转轴线，以减少惯性力和回转力矩。2）转速高，必须考虑平衡、夹紧力大小、元件刚度和强度、操作安全等问题，注意消除不平衡引起的振动现象。3）与机床的联接视具体情况而定，通常有较准确的圆柱孔或圆锥孔。4）夹具带动工件旋转，不允许工件相对主轴位移。5）为使夹具使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，必要时要加防护罩。 磨床夹具：同车床夹具相类似，车床夹具的设计要点同样适合于外圆磨床和内圆磨床夹具。钻床夹具钻床夹具习惯上称为钻模，是在钻床上用于钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹的机床夹具。钻模一般都设有安装钻套的钻模板，以确定刀具的位置并引导刀具进行切削，保证孔的加工要求，大幅度提高生产率。 固定式钻模 回转式钻模 钻床夹具典型结构 翻转式钻模 盖板式钻模 滑柱式钻模固定式钻模 在机床上的位置一般固定不动，主要用于在立式钻床上加工直径较大的单孔及同轴线上的孔，或在摇臂钻床上加工轴线平行的孔系。为了提高加工精度，在立式钻床上安装钻模时，要先将装在主轴上的钻头伸入钻套中，以确定钻模的位置后再将夹具夹紧。 特点：加工精度高，应用广泛，操作效率低。回转式钻模 应用较多，主要用于加工平面上成圆周分布、轴线互相平行的孔系，或分布在圆柱面上的径向孔系。 翻转式钻模 也是一种转动夹具，只是没有转轴和分度装置。主要用于加工小型工件同一表面或不同表面上的孔，结构上比回转式钻模简单，适合于中小批量工件的加工。加工时，整个钻模（含工件）一般用于进行翻转；对于稍大工件，必须设计专门的托架以便翻转夹具。 特点：适合于小件多面孔的加工。盖板式钻模 盖板式钻模没有夹具体，其定位元件和夹紧装置直接安装在钻模板上，加工时只要将它覆盖在工件上即可。钻模板在工件上定位，夹具结构简单轻便，切屑易于清除，常用于床身、箱体等大型工件上的小孔加工，也可以用于中小批量生产的中小工件孔加工。加工小孔时，可以不设夹紧装置。 特点：常用于大型工件上加工小的孔系。生产率低。滑柱式钻模 滑柱式钻模带有升降模板，属通用可调钻夹具，一般由夹具体、滑柱、升降模板和锁紧结构组成。常见的钻模板上下移动方式有手动和气动两种。特点：夹具可调，操作方便，夹紧迅速；钻孔的垂直度和孔距精度不太高，适用于中等精度的孔和孔系加工。钻套的作用：保证孔的位置精度；引导刀具防止偏斜；提高刀具的刚度；防止加工中产生振动。钻套结构形式：钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。标准钻套又分为固定钻套、可换钻套和快换钻套，其结构、材料已经标准化，设计时可查手册。固定钻套 钻套以过盈配合，直接压入钻模板或夹具体的孔中。注意使用时为防止切屑等杂物进入钻套，钻套应高于钻模板，至少与之等齐,最好用带肩结构。特点：导向精度高，但磨损后不易更换，在中小批生产中使用。可换钻套 钻套间隙配合安装在衬套中，衬套以过盈配合压入钻模板中。螺钉用以防止钻套在衬套中转动，还可以防止退刀时，钻头将钻套带出。可换钻套磨损后，须将螺钉拧下以更换新的钻套。 特点：更换容易，适合于大批量生产。快换钻套 快换钻套适用于在同一道工序中，需要依次对同一孔进行钻、扩、铰时，能快速更换不同孔径的钻套。更换钻套时，不需松开螺钉，只要将快换钻套反时针转过一定角度，使缺口正对螺钉头部即可取出更换。特点：钻套更换迅速，适合于大批量生产中孔的多工步加工。钻模板 钻模板用于安装钻套，并确保钻套在钻模上的位置。 固定式 结构形式 铰链式 分离式 悬挂式固定式钻模板 固定式钻模板与夹具体铸成一体，或用螺钉和销钉与夹具体联接在一起，结构简单，制造方便，定位精度高，但有时装配工件不便。 分离式钻模板分离式钻模板与夹具体做成可拆卸的，工件每装卸一次，钻模板也要装卸一次，费时、费力，故适用于中小批生产，其他类型钻模板不便装卸工件的情况。夹具体 钻模的夹具体一般不设定位或导向装置，夹具通过夹具体底面安放在钻床工作台上，可直接用钻套找正并用压板夹紧（或在夹具体上设置耳座用螺栓夹紧）。 为减少夹具底面与机床工作台的接触面积，使夹具体放置平稳，对于翻转式钻模，通常要求在相当于钻头送进方向设置支脚。支脚可以直接在夹具体上做出，也可以做成装配式。支脚一般应有4个，以检查夹具安放是否歪斜。支脚的宽度（或直径）一般应大于机床工作台T形槽的宽度，以免陷入槽中。镗床夹具 镗床夹具又称镗模。镗模与钻模非常相似，除有夹具的一般元件外，也采用了引导刀具的导套（镗套）。而且象钻套布置在钻模板上一样，镗套也是按照工件被加工的孔系设置在一个或几个专门的零件导向支架（镗模支架）上。镗模主要用于加工箱体、支座等零件上的孔或孔系。主要功用是保证箱体类工件孔及孔系的加工精度，工件上孔及孔系的位置精度主要由镗模保证，所以采用镗模，就可以不受镗床精度的影响而加工出有较高精度要求的工件。镗模支架布置形式单面导向和双面导向。 单面导向镗杆在镗模中只有一个镗套引