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文献综述

夹具设计综述

一前言

在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大

量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩

大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要

的工艺装备。按夹具的应用范围分类有：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合

夹具；按夹具上的动力源分类有：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、

磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具[1]。

（一）夹具设计的基础理论

[18]一个好的机床夹具，首先要保证能加工出合格的产品。为此，所设计的

夹具首先应满足以下两项要求：

(1)在未受外力作用时，加工件对刀具和机床应保持正确的位置，即加工件

应有正确的定位。(2)在加工过程中，作用于加工件上的各种外力，不应当破坏

加工件原有的正确定位即对加工件应有正确的夹紧。

（二）定位原理

在机械加工中，我们要求加工出来的表面．对加工件的其它表面保持规定的

位置尺寸。因为加工表面是由切削刀具和机床的综合运动所造成，所以在加工时，

必须使加工件上的规定表面(线、点)对刀具和机床保持正确的位置才能加工出合

格的产品。

⑴定位原理

把加工件上的规定表面(线、点)与夹具上的规定表面(线、点)相互靠住的这

一措施，叫做夹工件在夹具中的定位。该加工件上的这种规定表面(线、点)称为

定位基准。

⑵定位基本原理在夹具设计中的应用

自由物体定位的基本原理：自由的物体，它对三个互相垂直的坐标面来说，

有六种活动的可能性，其中三种是移动，三种是转动，习惯上，我们把这种活动

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的可能性称为自由度。当物体的六个自由度被完全限制后，该物体在空间的位置

也就完全确定了，所以定位就是限制自由度；在夹具中限制加工件的自由度在夹

具中，使加工件的规定表面与定位元件接触，就能限制自由度。定位元件所能限

制的自由度数与定位元件的形式、数量及布置情况有关；夹具中的超定位如果两

种定位元件均能限制加工件的同一个自由度时，就发生了超定位，超定位能产生

一些不良后果。如使定位不稳定，降低了定位精度；因加工件定位基准间的误差，

使加工件装不进夹具等。在设计中应尽量避免超定位。

（三）夹紧原理

[18]在生产实践中，尽管定位方式是合理的，但由于夹紧状态不良(即夹紧力

的大小、方向、作用点和支承的位置选择不当)可能出现如下问题：①加工件飞

出夹具，打坏刀具，造成安全事故；②加工出来的位置尺寸不准确；③加工表

面产生形位公差(如不平度、不垂直度)；①加工表面粗糙度高等。因此，当加

工件正确定位后．还需要获得良好的夹紧状态。使加工件获得良好的夹紧状态的

措施，叫做正确的夹紧。

⑴加工件的正确夹紧原则

1.在夹紧过程中，如何克服重力的影响，把加工件压回正确位置，是正确夹

紧原则之一。所以在考虑定位方案及设置定位支承时，应尽可能使支承反力与重

力不构成力偶，使加工件重心位于支承范围内。

2.在夹紧过程中，如何使已获得正确定位的加工件不脱离正确位置，是正确

夹紧原则之二。所以，在制定夹紧方案时，应尽可能避免夹紧力与支承反力构

成力偶。

3.在夹紧过程中，如何使加工件不产生超出允许范围的变形，是正确夹紧原

则之三。所以在制定夹

紧方案时，对于刚性