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目 录 1

第1篇机床夹具导论 1

第1章机床夹具的分类、组成与发展 1

1机床夹具的分类 1

2夹具的组成 1

3夹具的发展趋势 3

3夹具零件主要表面的粗糙度 （39 4

第2章机床夹具设计方法 6

2夹具设计和制造的特点 6

2.1夹具设计工作的特点 6

2.2夹具制造工作的特点 6

1夹具的基本要求 6

3夹具的设计步骤 7

第3章基准与尺寸链 8

1基准和基准选择 8

1.1 基准 8

1.2设计基准与工艺基准的关系 9

1.3基准的选择 10

2尺寸链 17

2.1 基本术语 17

2.2尺寸链形式 19

2.3尺寸链的符号 21

2.4环的特征 22

2.5 有关尺寸、偏差及公差的关系 23

2.6计算公式 23

2.7 系数e与k的取值 25

2.7.1组成环的分布及其系数 25

2.7.2封闭环的分布及其系数 25

2.8达到装配尺寸链封闭环公差要求的方法 26

2.8.1互换法 26

2.8.2分组法 26

2.8.3修配法 26

2.8.4调节法 26

2.9装配尺寸链的计算顺序 26

2.10保证机器或部件装配精度方法的选择 26

2.11 尺寸链计算示例 28

第4章机床夹具的公差配合与技术要求 40

1 夹具总装配图上应标注的尺寸和技术要求 40

2.2.1 夹具的尺寸公差 41

2.1 制定夹具公差与技术要求的基本原则 41

2.2夹具公差的制定 41

2夹具的公差配合 41

2.2.2夹具的角度公差 42

2.2.3夹其上常用配合的选择 42

2.2.4夹具组件配合的选择图例 43

3夹具的技术要求 48

3.1 夹具技术要求的制定 48

3.2夹具技术要求标注示例 49

4夹具技术要求的检验 61

第5章机床夹具的结构工艺性 63

1夹具结构的装配工艺性 63

2夹具结构的加工工艺性 68

3夹具结构的定位工艺性 72

4夹具结构的使用工艺性 74

1.1 普通车床的规格和联系尺寸 81

1车床 81

第6章机床规格和联系尺寸 81

2对夹紧装置的基本要求 （1 86

第2章夹紧装置设计 86

3.2各种装夹方式的夹紧力计算 （1 88

1.2转塔式六角车床的规格和联系尺寸 89

1.3 回转式六角车床的规格和联系尺寸 92

1.4数控车床的规格尺寸 95

2钻床 95

2.1 立式钻床的规格和联系尺寸 95

2.2摇臂钻床的规格和联系尺寸 98

3镗床 102

3.1 卧式镗床的规格和联系尺寸 102

3.2立式金刚镗床的规格和联系尺寸 105

3.3卧式单面金刚镗床的规格和联系尺寸 106

3.4卧式双面金刚镗床的规格和联系尺寸 108

3.5 落地卧式镗床的规格和联系尺寸 109

4铣床 111

4.1 卧式铣床的规格和联系尺寸 111

4.2 立式铣床的规格和联系尺寸 113

4.3数控铣床的规格尺寸 116

5刨床 117

6插床 118

7.1滚齿机的规格和联系尺寸 120

7齿轮加工机床 120

7.2插齿机的规格和联系尺寸 121

8拉床 123

8.1 卧式内拉床的规格和联系尺寸 123

8.2立式拉床的规格和联系尺寸 125

9.1 外圆磨床的规格和联系尺寸 127

9磨床 127

9.2 内圆磨床的规格和联系尺寸 138

9.3平面磨床的规格和联系尺寸 140

9.4 数控外圆磨床、数控平面磨床的规格尺寸 141

10加工中心的规格尺寸 141

第7章机床夹具的误差分析 146

1 使用夹具时影响工件加工精度的因素 146

1.1 一批工件的定位误差△D 146

1.1.1定位误差的组成 146

1.1.2定位误差的计算 147

1.2夹紧误差△J 152

1.2.1 夹紧误差的概念 152

1.2.2夹紧误差的估算 153

1.3 对刀和导向误差△T 154

1.4 夹具在机床上的安装误差△A 156

1.5 加工方法误差△G 159

2保证加工精度的条件 165

2.1误差不等式 165

2.2夹具精度分析示例 165

第2篇机床夹具机构和夹紧装置 170

第1章定位装置设计 170

1工件的定位原理 170

2常用定位元件所能限制的自由度 172

3.1平面定位 175

3定位方法及其定位元件 175

3.2圆柱孔定位 178

3.3圆柱面定位 179

3.4特殊表面定位 181

3.5组合表面定位 183

3.6定位元件的选择原则 184

4定位装置设计示例 185

1夹紧装置的组成…………………………………………………………………（186 ） 185

3夹紧力的确定 187

3.1 夹紧力的计算公式 187

4斜楔夹紧机构 192

4.1 夹紧力的计算 192

4.3斜楔增力特性与升角的关系 193

4.2 自锁条件 193

4.4斜楔夹紧机构的类型与计算 194

4.5斜楔夹紧机构的计算数值 198

4.6斜楔夹紧机构示例 200

5螺旋夹紧机构 201

5.1 螺旋夹紧力的计算 201

5.2螺旋夹紧机构示例 205

5.3快速螺旋夹紧机构 209

6偏心夹紧机构 212

6.1偏心夹紧原理及其特性 212

6.2偏心夹紧的自锁条件 213

6.3偏心轮工作段的选择 214

6.4偏心轮的工作行程 214

6.5偏心机构夹紧力计算 215

6.6偏心轮的设计与计算 216

6.7偏心夹紧机构示例 216

7端面凸轮夹紧机构 221

7.1 端面凸轮夹紧机构的工作原理 221

7.2夹紧力及夹紧行程计算 221

8铰链夹紧机构 222

8.1 主要参数及作用力计算 222

7.3端面凸轮夹紧机构示例 222

8.2铰链夹紧机构示例 227

8.3铰链夹紧机构的设计方法 228

9联动夹紧机构 228

9.1 联动夹紧机构的分类 228

9.2设计联动夹紧机构的注意事项……………………………………………（232 ）9.3多点联动夹紧机构 232

9.4多向联动夹紧机构 232

9.5多件联动夹紧机构 233

9.6其它动作联动机构 233

2自动定心装置示例 240

1 自动定心装置的工作原理及分类 240

第3章 自动定心装置设计 240

3.1 弹性夹头的设计与计算 268

3 自动定心装置的设计与计算 268

3.2弹性薄壁夹盘的设计与计算 270

3.3液性塑料薄壁套筒夹具的设计与计算 274

3.4波纹套定心夹具的设计与计算 277

3.5碟形弹簧定心夹具的设计 282

3.6 V形弹性盘定心夹具的设计 284

第4章电动、电磁、真空及自夹紧装置 287

1电动夹紧装置 287

1.1 电动卡盘的工作原理 287

1.2 电动卡盘设计的主要参数 288

1.3 电动卡盘的电气控制 288

2电磁夹紧装置 289

2.1 电磁无心夹具的工作原理 289

2.3 电磁无心夹具的参数调整 291

2.2 电磁无心夹具的结构形式 291

2.4 电磁无心夹具的调整方法 292

2.5 电磁无心夹具的电气控制 293

3.1 真空夹紧装置的工作原理 293

3真空夹紧装置 293

3.2真空夹紧装置（吸台）结构 294

4 自夹紧装置 295

4.1 切削力夹紧装置 295

4.2 离心力夹紧装置 296

第5章对刀及引导装置设计 298

1对刀装置 298

1.1常用对刀装置的基本类型 298

1.2对刀尺寸及技术要求 299

1.2.1 对刀尺寸的计算 299

1.2.2对刀块技术要求的公差值 299

2.1.1钻套的基本类型 300

2.1钻套的选择和设计 300

2引导装置 300

2.1.2钻套的结构尺寸和公差 304

2.1.3钻套与工件间的尺寸关系 304

2.1.4钻套导向部分的长度 307

2.1.5斜孔钻模上钻套与工艺孔的距离尺寸计算 308

2.2镗套的选择和设计 308

2.2.1镗套的基本类型 308

2.2.2 导向支架的布置形式 312

2.2.3镗套的公差与配合 313

第6章分度装置设计 314

1分度盘 314

1.1分度盘的种类 314

1.2分度盘与转轴的连接方法 316

2对定销 316

2.1对定销的分类、结构与操纵形式 316

2.2对定销分度装置分度的概率精度 327

3分度装置的锁紧机构 328

4.2直线分度装置 331

4间歇分度装置 331

4.1 回转分度装置 331

4.1.1 卧轴轴向分度装置 331

4.1.2立轴径向分度装置 331

5连续分度装置 335

6精密分度装置 336

6.1端齿盘分度装置 336

6.1.1 直线端齿盘分度装置 336

6.1.2差动端齿分度装置的设计与计算 338

6.1.3端齿盘的材料和技术要求 341

6.1.4端齿盘分度装置示例 341

6.2钢球分度装置 343

6.3滚柱分度装置 348

6.4 电感分度装置 349

6.4.1 电感分度装置的结构及工作原理 349

6.4.2 电感分度装置的精度分析与技术要求 350

7自动分度装置 351

7.1 楔形凸轮式自动分度装置 351

7.1.1结构示例 351

7.1.2楔形凸轮升角α、压力角γ与销子运动方向的关系 352

7.1.3凸轮曲线的绘制 352

7.2摆杆式自动分度装置 353

7.2.1工作原理 353

7.2.2设计要点及注意事项 354

7.3 气动自动分度台 355

7.4手动进给半自动分度装置 355

第7章靠模装置设计 357

1靠模装置概述 357

2靠模装置结构要素的选择 357

2.1 刀具半径与滚轮半径的选择 357

2.1.1 刀具半径rd的选择 357

2.1.2滚轮半径rg的选择 358

2.2压力角α的选择与控制 359

2.3滚轮结构及其与靠模接触方式的选择 362

3靠模的设计与制造 363

3.1图解法 363

3.1.1 直线进给式靠模图解法 363

3.1.2 圈周进给式靠模图解法 364

3.1.3辅助进给为摆动的靠模图解法 364

3.2计算法 365

3.2.1 工件型面是圈弧或直线的组合的直线进给式靠模的计算法 365

3.2.2工件型面是用极坐标表示的圆周进给式靠模的计算法 366

3.2.3工件型面是圆弧或直线的组合的圈周进给式靠模的计算法 368

3.3反靠法 370

4靠模与滚轮的材料与制造要求 371

5靠模加工的误差分析 372

5.1影响加工精度和表面粗糙度的因素 372

5.2工件型面加工误差的近似计算 372

6.1 车床用靠模装置 373

6靠模装置结构示例 373

6.2铣床用靠模装置 379

6.3磨床用靠模装置 381

7双靠模装置及其设计 384

7.1双靠模装置的工作原理 384

7.2双靠模装置的结构示例 384

7.3双靠模型面设计 386

第3篇机床夹具零件部件及气动液压元件 392

第1章机床夹具零件部件技术要求 392

1 国标（GB2259—80）规定技术要求（摘录） 392

2夹具零件的尺寸公差 394

4夹具主要零件的材料 397

第2章机床夹具零件及部件 398

1定位零件与部件 398

1.1 工件以平面做定位基准的定位零件与部件 398

1.2工件以外圆柱表面做定位基准的定位零件与部件 426

1.3工件以内孔表面做定位基准的定位零件与部件 433

2夹紧零件与部件 446

2.1螺母 446

2.2螺钉与螺栓 461

2.3垫圈 478

2.4压缺 485

2.5 压板 487

2.6偏心轮 519

2.7支承件 523

2.8快速夹紧部件 529

3其它夹紧元件 537

4导向零件与部件 540

4.1钻套 540

4.2镗套 546

4.3衬套 554

4.4钻套和镗套用螺钉 556

5对刀零件 557

5.1对刀块 557

5.2对刀用塞尺 559

6对定零件与部件 560

6.1手柄式定位器 560

6.2枪栓式定位器 563

6.3齿条式定位器 566

7键 571

7.1定位键 571

7.2定向键 572

7.3过渡盘 573

8其它零部件 577

8.1万能支柱 577

8.2支脚 586

8.3角铁 588

9.2标准铸件组合夹具体 592

9.1铸造夹具体的壁厚 592

9夹具体 592

9.3操作件 594

10其它零件 605

第3章机床夹具零件及部件应用图例 613

1定位零件与部件应用图例 613

2夹紧零件与部件应用图例 618

3导向零件 643

4其它零件与部件 645

第4章气压传动元件 649

1气缸 649

1.1地脚式气缸 649

1.2法兰式气缸 660

1.3摆动式气缸 668

1.4回转式气缸 672

2气阀 679

2.1方向控制阀 679

2.2流量控制阀 715

2.3单向顺序阀 717

3气动辅助元件 719

3.1密封元件 719

3.2管路附件 730

3.3气动三联件 734

3.4压力继电器 739

3.5消声器 740

3.6导气接头 741

第5章气压夹具设计 747

1气压传动的特点 747

2气压传动系统的组成 747

3气压传动系统图形符号 748

4气压传动基本回路 751

4.1压力控制回路 751

4.2速度控制回路 752

4.3顺序动作回路 753

4.5延时动作回路 755

4.4 同步动作回路 755

4.6双活塞气缸控制回路 756

4.7 多位转台上的多气缸控制回路 757

4.8安全保护回路 757

4.9 自动控制回路 758

4.10遥控回路 759

5气压传动系统的设计与计算 760

5.1 气压回路的设计要求 760

5.2 气压传动系统的设计步骤 760

5.3 气压传动系统的有关设计计算 761

5.3.1 空气消耗量计算 761

5.3.2管道计算 761

5.3.3压力损失计算 763

5.3.4 回路有效截面积的计算 765

6.1 气缸的类型与应用 766

6气缸的设计计算 766

6.2活塞式气缸与膜片式气缸的比较 769

6.3 气缸的结构形式 769

6.4气缸的设计步骤 775

6.5 气缸主要参数的确定 776

6.5.1活塞式气缸 776

6.5.2膜片式气缸 780

6.6.1 气缸筒的技术要求 781

6.6 气缸的技术要求 781

6.6.2活塞的技术要求 782

6.6.3活塞杆的技术要求 783

6.6.4气缸盖的技术要求 784

6.7 气缸的装配与使用要求 785

7气阀的种类及选用 785

7.1 气阀的类型特点及应用 785

7.2 气阀的选用 788

8.3压力继电器的选择与使用 789

8.2 油雾器的选择与使用 789

8气动辅件的选择与使用 789

8.1 分水滤气器的选择与使用 789

8.4 消声器的选择与使用 790

9气压传动设计示例 790

第6章液压夹具设计 792

1液压夹具基本回路的组成 792

2液压传动基本回路 793

3夹具液压系统示例 800

4.1明确设计要求制定系统基本方案 803

4夹具液压传动系统设计 803

4.2液压源系统设计 804

4.3绘制液压系统图 804

4.4确定液压系统的主要参数 804

4.5液压元件的选择 808

5液压传动夹具用油缸 811

5.1 油缸的种类及应用 811

5.2典型油缸的结构、零件及技术参数 812

5.3 小型油缸的结构和主要参数 818

5.4油缸壁厚及端盖螺栓验算公式 821

5.5 油缸的技术要求 821

6油压元件产品 822

6.1 油泵 822

6.1.1齿轮泵 822

6.1.2叶片泵 827

6.2液压控制阀 832

6.2.1 中、低压液压控制阀产品汇总表 832

6.2.2 中、低压液压控制阀符号说明 835

6.2.3压力控制阀的规格和性能 837

6.3管件 878

6.4滤油器 881

6.5蓄能器 890

7油箱 894

8夹具液压系统设计示例 896

1.1.1心轴类车床夹具 899

1.1安装在车床主轴上的夹具 899

第1章车床夹具 899

第4篇机床典型夹具设计 899

1车床夹具的主要类型 899

1.1.2卡盘类车床夹具 902

1.1.3角铁式车床夹具 904

1.1.4花盘式车床夹具 909

1.2安装在拖板上或床身上的专用夹具 913

2车床夹具设计要点 913

3车床夹具的主要技术要求 914

3.1 车床夹具的技术要求 914

3.2车床夹具技术要求示例 915

4车床夹具设计示例 916

第2章铣刨床夹具 918

1铣刨床夹具的主要类型 918

2铣床专用夹具的设计特点和要求 918

4.1定位方案 919

3铣刨床夹具的主要技术要求 919

4铣床夹具设计示例 919

4.2夹紧方案 921

4.3对刀方案 922

4.4夹具体与定位键 922

4.5 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 922

4.6夹具精度分析 922

5铣刨床夹具结构示例 926

5.1 直线进给铣床夹具 926

5.2 圆周进给铣床夹具 933

5.3靠模仿形铣床夹具 934

5.4刨床夹具 938

第3章钻床夹具 939

1钻床夹具的主要类型 939

2.3钻模板设计 940

2.2钻套的选择和设计 940

2钻床夹具设计要点 940

2.1钻模类型的选择 940

3铣床夹具设计示例 942

4钻床夹具结构示例 946

第4章镗床夹具 951

1镗床夹具的设计原则和设计要点 951

1.1 导向支架的布置 951

1.2镗套设计 951

1.3镗孔工具设计 951

1.4镗模支架和底座的设计 955

2镗床夹具的技术要求 957

3镗床夹具设计示例 957

4镗床夹具的结构示例 960

1磨床夹具的主要类型 965

2磨床夹具的设计原则和要点 965

第5章磨床夹具 965

3磨床夹具的设计 966

3.1 内圆外圆磨床夹具设计 966

3.2平面磨床夹具设计 966

4磨床夹具结构示例 969

4.1 内圆外圆磨床夹具结构示例 969

4.2平面磨床夹具结构示例 973

2拉床夹具的设计要点和设计要求 975

1拉床夹具的主要类型 975

第6章拉床夹具 975

3拉床夹具设计示例 977

4拉床夹具结构示例 978

第7章切齿机床夹具 983

1切齿机床夹具的主要类型 983

2切齿机床夹具的设计特点和要求 983

3切齿机床夹具设计示例 983

4切齿机床夹具结构示例 984

3.3滚齿夹具 984

4.1滚齿机夹具 984

3.2夹紧方案 984

3.1定位方案和定位元件 984

4.2插齿机夹具 985

4.3剃齿机夹具 986

4.4磨齿夹具 988

第8章加工中心机床夹具 990

1加工中心机床夹具的主要类型 990

2加工中心机床夹具的设计特点和要求 990

3加工中心机床夹具设计示例 990

附录Ⅰ 孔系组合夹具元件系列 995

1．基础件 996

2．支承件 1000

3．定位件 1007

4．夹紧件 1008

附录Ⅱ 槽系组合夹具元件系列 1011

1．基础件 1012

2．支承件 1014

3．定位件 1019

4．导向件 1023

5．压紧件 1027

6．紧固件 1028

7．其它件 1031

8．合件 1034

第9章通用夹具与可调整夹具 1036

1概述 1036

2通用夹具 1037

2.1车床通用夹具 1037

2.2铣床通用夹具 1040

2.3钻床通用夹具 1045

2.3.1滑柱钻模 1045

2.3.2三爪自动定心钻具 1047

2.3.3卧式回转工作台及尾座 1048

3.1车床可调整夹具结构示例 1055

3可调整夹具 1055

3.2铣床可调整夹具结构示例 1057

3.3钻床可调整夹具结构示例 1061

3.4磨床可调整夹具结构示例 1061

3.5拉床可调整夹具结构示例 1061

第10章机床夹具的计算机辅助设计 1069

1概述 1069

1.1 机床夹具的计算机辅助设计发展现状及特点 1069

2.2输出设备 1070

2.2.1 图形显示设备（CRT） 1070

1.2 夹具CAD系统的组成 1070

2.1计算机（包括内外存储器） 1070

2 夹具CAD硬件系统 1070

2.2.2 自动绘图仪 1071

2.3输入设备 1071

2.3.1键盘 1071

3.2应用软件 1072

3.1 系统软件 1072

3.3程序库 1072

2.3.3光笔 1072

3夹具CAD软件系统 1072

2.3.4数字化仪和图形输入板 1072

2.3.2鼠标器 1072

3.4数据库 1073

3.5 图形软件（图形库） 1073

4夹具CAD方法与步骤 1073

5套类工件钻径向孔专用夹具CAD实例 1073

5.1工件与工序简图 1073

5.2 CAD系统硬件配置 1074

5.3分析确定输入参数和输出资料 1075

5.4 建立CAD软件系统 1075

5.5应用实例 1078

5.6钻模CAD各模块AUTOLISP源程序（见本节附录） 1078

附录 1080

参考文献 1113