（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。

（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 作为机床夹具，首先要满足机械加工时对工件的装夹要求。同时，数控加工的夹具还有它本身的特点。这些特点是：

(1) 数控加工适用于多品种、中小批量生产，为能装夹不同尺寸、不同形状的多品种工件，数控加工的夹具应具有柔性，经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件。

(2) 传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四种功能，而数控机床上一般都配备有接触试测头、刀具预调仪及对刀部件等设备，可以由机床解决对刀问题。数控机床上由程序控制的准确的定位精度，可实现夹具中的刀具导向功能。因此数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能，只要求具有定位和夹紧功能，就能满足使用要求，这样可简化夹具的结构。

(3) 为适应数控加工的高效率，数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，以缩短辅助时间。

(4) 夹具本身应有足够的刚度，以适应大切削用量切削。数控加工具有工序集中的特点，在工件的一次装夹中既要进行切削力很大的粗加工，又要进行达到工件最终精度要求的精加工，因此夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。

(5) 为适应数控多方面加工，要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉，夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。

(6) 夹具的定位要可靠，定位元件应具有较高的定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积留。如工件的定位面偏小，可考虑增设工艺凸台或辅助基准。 (7) 对刚度小的工件，应保证最小的夹紧变形，如使夹紧点靠近支承点，避免把夹紧力作用在工件的中空区域等。当粗加工和精加工同在一个工序内完成时，如果上述措施不能把工件变形控制在加工精度要求的范围内，应在精加工前使程序暂停，让操作者在粗加工后精加工前变换夹紧力（适当减小），以减小夹紧变形对加工精度的影响。

第二章 工装夹具简述 §2.1夹具的种类

用以正确迅速地装夹工件的装置，称为夹具。夹具对保证加工精度、提高生产率、扩大机床使用范围和减轻劳动量有很大关系。

一、夹具的种类

夹具按其用途不同，一般可分为以下三类：

（1） 万能通用夹具。

通用夹具是指已经标准化了的，不需特殊调整，就可以加工不同类型和不同尺寸工件的夹具。如机用平口虎钳、三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、万能分度头、回转（圆形）工作台和电磁吸盘等。有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。通用夹具适应性强，不需自行设计，由专门工厂成批或大量生产，通用夹具对充分发挥机床的技术性能和扩大机床的使用范围，有着重要作用。但通用夹具加工工件效率较低，一般适用于单件小批量生产。

（2） 专用性夹具。

专用夹具是指专门为加工某一零件的某道工序而设计和制造的夹具。专用夹

具即可保证加工精度，又可提高生产率，但无通用性，夹具的设计、制造和维修需要投资，成本较高，主要用于成批及大量生产，单件小批量生产中很少使用。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。

（3） 可调整夹具。

可以更换或调整元件的专用夹具。包括成组可调整夹具和组合夹具等型式，他适用于成批生产。其主要特点是当加工对象变更时，只需稍加调整或更换个别元件即可。

（4）组合夹具。

由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。

此外，还可按夹紧力源的不同就爱那个夹具分为手动夹具、气动夹具、电动夹具和液压夹具等。手动夹具主要适用于单件小批量生产，在成批和大量生产中，广泛采用气动、电动和液压夹具。

§2.2 夹具的组成

虽然夹具种类繁多，用途不同，结构也各异，但其主要组成部分可以概括为以下几个部分：

（1）定位元件。

夹具上直接与工件定位基准接触，用来确定工件在夹具中正确位置的零件，称为定位零件。夹具中常用的定位零件有：平面定位用的支承钉和支承板，外圆定位用的V型架和定位套筒，内孔定位用的心轴和定位销等。

（2）夹紧机构。

工件定位后，将其夹紧一承受切削力等作用的机构，常用的有：螺钉压板、

偏心压板、液压、气动、电动等夹紧机构。

（3）导向元件

用以正确确定刀具与工件之间的相对位置的元件。常用的导向元件有钻套、导向套、对刀块等。

（4） 夹具体和其他部分

夹具体是夹具中的基准零件，用它来连接并固定夹具中个组成元件，使之成为一个整体，通过夹具体将夹具安装在机床上。

根据加工要求优势在夹具上还有分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、导向键、平衡铁等。

除虎钳、卡盘、分度头和回转工作台之类，还有一个更普遍的叫刀柄，一般说来，刀具夹具这个词同时出现时，大多这个夹具指的就是刀柄！

为保证加工零件的精度和提高生产率，设计制造夹具时，应保证整个夹具及其零件都要有足够的精度和刚性，并应做到结构紧凑、形状简单、装卸工件和清除切削方便等。

§2.3夹具设计的步骤 （1）收集和研究相关资料

在编制零件机械加工工艺过程中，应提出相应的夹具的设计任务书，其中对定位基准、夹紧方案及有关要求应做说明。技术人员应根据夹具设计任务书进行夹具设计。设计前要认真收集研究下列资料：生产批量、零件图样工序图样、零件工艺规程、典型夹具结构图册和有关夹具零部件标准等资料。

（2）确定夹具结构方案。

拟定夹具结构方案的主要工作包括：

①根据工件定位原理，确定工件的定位方式、选择定位元件; ②确定工件的夹紧方式，选择适宜的夹紧机构；

③确定刀具的对准及导向方式，选取刀具的对准及导向元件；