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笫1章　夹具总论1

1.1　夹具产生和发展的背景1

1.1.1　夹具和机床附件1

1.1.2　机床专用夹具催生了现代大批大量生产1

1.1.3　夹具是现代制造系统的重要组成部分1

1.2　夹具的功能、组成和设计要求1

1.2.1　夹具的基本结构和组成1

1.2.2　夹具的各种功能1

1.2.3　设计夹具的基本要求2

1.3　夹具和机械零件的分类2

1.3.1　夹具的各种分类方法2

1.3.2　根据生产规模或品种和批量的分类最重要2

1.3.3　机械零件和夹具分类编码系统3

1.4　夹具系统的选择和技术经济指标5

1.4.1　选择夹具系统的基本原则5

1.4.2　选择夹具系统的步骤5

1.4.3　常用夹具系统的技术经济指标5

1.4.4　夹具设计制作成本的估算6

1.4.5　使用专用夹具的简易经济分析7

1.4.6　夹具系统的经济分析7

1.5　现代夹具发展趋势9

1.5.1　夹具柔性化9

1.5.2　夹具自动化和智能化10

1.5.3　计算机辅助夹具设计（CAD）10

1.5.4　应对“寻位—加工”的挑战11

1.5.5　结语11

第2章　夹具功能部件的典型结构12

2.1　定位装置典型结构12

2.1.1　插销定位装置12

2.1.2 V形块定位装置14

2.1.3　齿轮齿形定位装置16

2.1.4　其他特殊定位装置18

2.2　定位支承装置典型结构19

2.2.1　可调支承典型结构19

2.2.2　辅助支承典型结构21

2.3　夹紧装置典型结构26

2.3.1　螺旋夹紧典型结构26

2.3.2　快速螺旋夹紧典型结构30

2.3.3　斜楔夹紧典型结构35

2.3.4　偏心（凸轮）夹紧典型结构38

2.3.5　端面凸轮夹紧典型结构43

2.3.6　铰链夹紧典型结构45

2.3.7　联动夹紧典型结构47

2.3.8　可移动位置的典型夹紧结构54

2.3.9　气（液）动自动夹紧装置典型结构55

2.3.10　自动定心夹紧典型结构63

2.3.11　肘节式快速夹紧装置84

2.3.12　其他特种类型夹紧装置91

2.4　分度装置典型结构103

2.4.1　分度定位销103

2.4.2　典型分度装置108

2.4.3　精密分度装置118

第3章　夹具设计计算125

3.1　定位尺寸的相关计算125

3.1.1 V形块的计算125

3.1.2　夹具上两定位销的尺寸及定位误差的计算125

3.1.3　夹具上定位销的尺寸及定位误差的计算126

3.1.4　定位销高度的计算127

3.1.5　小锥度心轴尺寸的计算128

3.1.6　带圆柱部分的锥度心轴尺寸的计算130

3.1.7　压入配合光滑心轴尺寸的计算130

3.1.8　滚柱心轴的尺寸及有关计算131

3.1.9　齿轮按渐开线齿形定位时的计算132

3.1.10　三圆弧自定心夹紧机构偏心圆弧尺寸的计算137

3.1.11　钻斜孔钻模工艺基准孔中心至钻套孔轴线间的距离x的计算137

3.1.12　弹簧夹头结构尺寸的计算138

3.2　定位误差的计算140

3.2.1 常见定位形式的定位精度计算140

3.2.2　钻模的钻孔精度计算143

3.2.3　用定位销定位的分度装置的分度概率精度144

3.3　典型夹紧形式的夹紧力计算145

3.3.1　计算时的计算系数145

3.3.2　常见典型夹紧形式所需夹紧力的计算145

3.4　典型夹紧机构的作用力计算150

3.4.1　螺旋夹紧机构150

3.4.2　圆偏心夹紧机构157

3.4.3　复合圆偏心轮夹紧机构158

3.4.4　端面凸轮夹紧机构160

3.4.5　复合端面凸轮夹紧机构161

3.4.6　斜锲夹紧机构162

3.4.7　压板夹紧机构167

3.4.8　切向夹紧机构172

3.4.9　齿条滑柱钻模圆锥锁紧机构172

3.4.10　铰链杠杆增力机构172

3.4.11　离心式夹紧机构175

3.4.12　楔槽式夹紧机构175

3.4.13　复合气（液）动夹紧机构175

3.5 自定心夹紧机构的相关计算179

3.5.1 碗形弹簧片定心夹具的设计计算179

3.5.2　碟形弹簧片定心夹具的设计计算181

3.5.3 V形弹性夹盘定心夹具的设计计算182

3.5.4　弹性薄壁膜片卡盘的设计计算185

3.5.5 薄壁波纹套定心夹具的设计与计算189

3.5.6 自定心夹紧装置的定心精度193

3.5.7　液性塑料薄壁套筒夹具的设计与计算194

3.6　端齿分度盘的相关计算198

3.6.1 直齿端齿分度盘的结构及其参数的确定198

3.6.2　端齿分度盘的锁紧力计算199

3.6.3 YX—DZ系列直齿端齿盘的规格、主要尺寸及精度199

3.6.4　差动端齿分度装置的设计与计算201

3.7　夹具夹紧误差的估算202

3.8　多轴传动头的齿轮系几何尺寸计算203

3.8.1 外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算203

3.8.2　外啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算204

3.8.3　外啮合标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算206

3.8.4　外啮合高变位斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算207

3.8.5 内啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算208

3.8.6 内齿直齿圆柱齿轮测量尺寸的计算208

3.9　典型加工方法切削力的计算214

3.9.1　车削力的计算214

3.9.2　钻削力的计算215

3.9.3　铣削力的计算216

第4章　专用夹具常用零部件及其标准或规范218

4.1　概述218

4.2　夹具常用紧固件与连接件国家标准索引218

4.2.1　螺栓218

4.2.2　螺柱218

4.2.3　螺钉218

4.2.4　螺母218

4.2.5　垫圈218

4.2.6　销218

4.2.7　挡圈218

4.2.8　键218

4.3　定位件225

4.3.1　定位销及定位插销225

4.3.2　定位轴231

4.3.3　键244

4.3.4 V形块及挡块246

4.3.5　定位器252

4.4　支承件269

4.4.1　标准支承件269

4.4.2　非标准支承件281

4.4.3　辅助支承283

4.5　夹紧件291

4.5.1　压块、压板291

4.5.2　偏心轮329

4.5.3　支座、支柱333

4.5.4　夹具专用螺钉和螺栓343

4.5.5　夹具专用螺母362

4.5.6　夹具专用垫圈376

4.6　导向件381

4.6.1　钻套381

4.6.2　其他导向件386

4.7　对刀块及塞尺396

4.7.1　对刀块396

4.7.2　塞尺397

4.8　操作件398

4.8.1　夹具常用操作件398

4.8.2　其他操作件405

4.9　与夹具相关的机床附件418

4.9.1　顶尖418

4.9.2　卡夹件421

4.9.3　拨盘、花盘及过渡盘424

4.9.4　活铁爪430

4.9.5　角铁431

4.10　其他件433

4.10.1　圆柱螺旋压缩弹簧433

4.10.2　圆柱螺旋拉伸弹簧436

4.10.3　弹簧用螺钉437

4.10.4　弹簧用吊环螺钉438

4.10.5　切向夹紧套439

4.10.6　焊接环首螺钉440

4.10.7　带锁紧槽圆螺母440

4.10.8　带扳手孔圆螺母442

4.10.9　堵片442

4.10.10　螺塞444

4.10.11　锁口445

4.11　夹具体446

4.11.1　夹具体的毛坯种类及基本要求446

4.11.2　夹具体座耳尺寸446

4.11.3　夹具体的排屑结构447

4.11.4　夹具体的标准毛坯和零件448

4.11.5　标准毛坯件和零件组合的夹具体图例453

4.11.6　夹具体结构的正误分析455

4.12　机床夹具零部件标准件应用图例456

4.12.1　定位件及辅助支承应用图例456

4.12.2　夹紧件应用图例460

4.12.3　导向件应用图例481

4.12.4　其他零部件应用图例482

4.13　夹具元件公差配合的选择及机床夹具零部件通用技术条件485

4.13.1 夹具中常用元件间的配合及公差485

4.13.2　常用夹具元件的配合图例485

4.13.3　机床夹具零件及部件通用技术条件491

第5章　气动、液压、电力、电磁、真空夹具传动系统及其元件和夹具图例493

5.1　夹具夹紧动力源概述493

5.1.1　手动夹紧和动力夹紧493

5.1.2　动力夹紧的各种动力源493

5.2　气动夹具493

5.2.1　气动夹具优缺点和应用场合493

5.2.2　气源和气压系统493

5.2.3　气压传动夹紧系统的设计计算及其元件494

5.2.4　气动夹具应用图例503

5.3　液压夹具和液压夹紧的动力源506

5.3.1　夹具用液压系统的特点506

5.3.2　基本液压夹紧系统、结构及其元件506

5.3.3　液压夹具常用典型液压回路506

5.3.4　夹具液压夹紧系统的相关计算506

5.3.5　液压夹具用液压缸结构和尺寸512

5.3.6　液压夹紧的各种动力源522

5.3.7　液压夹紧机构和液压夹具应用示例530

5.4　电力传动夹具540

5.4.1　电力传动夹紧装置540

5.4.2　偏心式电动卡盘540

5.4.3　电磁铁夹紧装置542

5.5　电磁夹具及其应用542

5.5.1　电磁夹具工作原理542

5.5.2　各种电磁吸盘结构形式和设计要点543

5.5.3　强力电磁夹具544

5.5.4　电磁无心夹具550

5.6　真空夹具及其应用552

5.6.1 真空系统工作原理及夹紧力计算552

5.6.2　真空发生装置552

5.6.3　真空夹具及典型结构553

5.6.4　真空夹具的设计要点553

第6章　机床专用夹具设计方法556

6.1　机床专用夹具设计步骤556

6.2　设计前期准备556

6.2.1　信息资料收集与研究556

6.2.2　加工精度和工艺性分析557

6.2.3　切削力、夹紧力综合平衡计算557

6.3　夹具结构方案选择557

6.3.1　定位原则及方案选择557

6.3.2　辅助支承方式选择567

6.3.3　对刀与引导方式选择570

6.3.4　夹紧原则及方案选择578

6.3.5　其他组成部分结构形式选择581

6.4　夹具总装配图绘制585

6.4.1　总体结构确定585

6.4.2　定位元件结构绘制585

6.4.3　辅助支承结构绘制585

6.4.4　对刀与引导装置结构绘制586

6.4.5　夹紧元件结构绘制586

6.4.6　夹具体结构绘制586

6.4.7　其他部分结构绘制588

6.4.8　夹具总图标注和技术条件给定588

6.4.9　夹具设计普遍应注意的问题590

6.4.10　夹具总装配图绘制示例592

6.5　夹具零件图绘制594

6.5.1　零件结构确定594

6.5.2　材料选择与工艺性分析596

6.5.3　技术要求确定597

6.5.4　工艺孔在夹具设计中的应用597

6.6　夹具设计与制造中的信息处理597

第7章　机床专用夹具设计及典型图例599

7.1　车床专用夹具599

7.1.1　车床专用夹具的主要类型599

7.1.2　车床夹具设计要则599

7.1.3　车床（圆磨床）夹具的技术要求601

7.1.4　车床（圆磨床）夹具的磨损极限604

7.1.5　车床专用夹具典型图例604

7.1.6　车床通用可调夹具典型图例623

7.2　钻床、镗床专用夹具628

7.2.1　钻床、镗床专用夹具的主要类型628

7.2.2　钻床夹具（钻模）设计要则629

7.2.3　镗床夹具设计要则633

7.2.4　钻床（镗床）夹具的技术要求637

7.2.5　钻床（镗床）夹具的磨损极限640

7.2.6　钻模通用部件650

7.2.7　钻床专用夹具（钻模）典型图例655

7.2.8　钻床通用可调夹具典型图例678

7.2.9　钻床多轴头682

7.2.10　镗床专用夹具典型图例698

7.3　铣床专用夹具713

7.3.1　铣床专用夹具的主要类型713

7.3.2　铣床专用夹具设计要则713

7.3.3　铣床夹具的技术要求714

7.3.4　铣床夹具的磨损极限717

7.3.5　铣床专用夹具典型图例717

7.3.6　铣床通用可调夹具典型图例735

7.4　拉床专用夹具737

7.4.1　拉床专用夹具主要类型737

7.4.2　拉床专用夹具设计要则737

7.4.3　拉床专用夹具典型图例737

7.5　齿轮机床专用夹具745

7.5.1　齿轮机床专用夹具主要类型745

7.5.2　齿轮机床专用夹具设计要则745

7.5.3　齿轮机床专用夹具技术要求745

7.5.4　齿轮机床专用夹具典型图例745

7.6　磨床专用夹具752

7.6.1　圆磨床专用夹具752

7.6.2　平面磨床专用夹具753

7.7　组合机床及其自动线专用夹具760

7.7.1　概述760

7.7.2　组合机床及其自动线夹具设计要则761

7.7.3　定位、夹紧及刀具导向的结构765

7.7.4　组合机床及其自动线专用夹具典型图例785

7.8　数控机床和加工中心夹具799

7.8.1　数控机床和加工中心夹具设计要则799

7.8.2　数控机床与加工中心夹具典型图例801

第8章　可调夹具和成组夹具810

8.1　概述810

8.1.1 可调夹具和成组夹具的定义和分类810

8.1.2　可调夹具和成组夹具的结构特点及适用场合810

8.1.3　可调夹具和成组夹具的标识方法810

8.1.4　可调夹具和成组夹具的应用效果811

8.2　成组夹具的设计与应用811

8.2.1　成组夹具的设计依据、原则、程序和附加说明811

8.2.2　成组夹具的应用与管理815

8.3　可调夹具示例815

8.3.1 回转体类零件用可调夹具示例815

8.3.2　非回转体类零件用可调夹具示例818

8.4　成组夹具示例823

8.4.1 回转体零件用成组夹具示例823

8.4.2　非回转体零件用成组夹具831

第9章　组合夹具，数控机床、加工中心、柔性制造系统用夹具835

9.1　组合夹具使用特点和发展概况835

9.1.1　组合夹具概述835

9.1.2　我国组合夹具的发展概况835

9.1.3　使用组合夹具的实际经济效益836

9.1.4　组合夹具的分类837

9.2　槽系列组合夹具系统838

9.2.1　槽系列组合夹具元件838

9.2.2　槽系列组合夹具元件的结构要素和技术条件857

9.2.3　槽系列组合夹具的组装和组装守则859

9.2.4　槽系列组合夹具的基本结构860

9.2.5　槽系列组合夹具在机械加工中应用示例868

9.3　孔系列组合夹具系统879

9.3.1 孔系列组合夹具的特点与发展概况879

9.3.2　孔系列组合夹具元件的主要技术参数880

9.3.3　孔系列组合夹具元件880

9.3.4　孔系列组合夹具的基本结构892

9.3.5　孔系列组合夹具的组装步骤和注意事项897

9.3.6　孔系列组合夹具在机械加工中应用示例899

9.3.7 带有销键和键槽结合定位结构的蓝新特孔系组合夹具系统（LXT）902

9.4　组合夹具在数控机床、加工中心和柔性制造系统中的应用906

9.4.1 组合夹具适用于数控机床、加工中心和柔性制造系统的基本考量906

9.4.2　组合夹具在数控机床、加工中心上安装应用的各种示例908

第10章　检验夹具911

10.1　概述911

10.2　检验夹具的组成和分类911

10.2.1　检验夹具的概念和适用范围911

10.2.2　检验夹具的分类911

10.2.3　检验夹具的主要组成部分911

10.3　检验夹具主要组成部分的结构和应用912

10.3.1 检验夹具定位部分的原理和结构912

10.3.2　检验夹具测量部分的原理和结构918

10.3.3　检验夹具辅助部分的原理和结构919

10.4　机械加工和装配过程中检验夹具的典型应用932

10.4.1　检验夹具的设计基础932

10.4.2　检验夹具的典型应用933

10.5　毛坯检测用的检验夹具936

10.5.1　毛坯检验夹具的使用要求936

10.5.2　毛坯检验夹具中的定位和测量装置937

10.6　检验夹具的调整和周期检定938

10.6.1　检验夹具的调整938

10.6.2　检验夹具的周期检定938

10.7　组合检验夹具939

10.7.1　组合检验夹具概述及示例939

10.7.2　三坐标测量机组合检验夹具941

第11章　焊接夹具944

11.1　概述944

11.2　焊接夹具的特点、分类与组成944

11.2.1　焊接夹具的特点944

11.2.2　焊接夹具的分类946

11.2.3　焊接夹具的组成951

11.3　焊接夹具功能部件及典型结构951

11.3.1　定位功能部件及典型结构951

11.3.2　夹紧功能部件及典型结构957

11.3.3　夹具体及典型结构961

11.3.4　特种功能部件及典型结构963

11.4　焊接夹具设计及典型图例966

11.4.1　焊接夹具设计原则966

11.4.2　焊接夹具设计方法967

11.4.3　焊接夹具设计步骤970

11.4.4　焊接夹具设计典型图例987

11.5　焊接夹具的制造技术与调整989

11.5.1　焊接夹具的制造技术989

11.5.2　焊接夹具调试990

11.6　焊接组合夹具992

11.6.1　概述992

11.6.2　俄罗斯（前苏联）焊接组合夹具系统简介992

11.6.3　德国焊接组合夹具系统994

第12章　计算机辅助夹具设计（CAFD）997

12.1 CAFD在现代制造业中的作用997

12.1.1　概述997

12.1.2　发展背景997

12.1.3 CAFD在现代制造业中的地位和作用1000

12.1.4 CAFD的发展趋势1001

12.2 CAFD发展的不同阶段和所研究系统1002

12.2.1　第一代交互式系统1002

12.2.2　基于GT的CAFD系统1004

12.2.3　夹具设计的专家系统1008

12.2.4　基于实例推理的CAFD系统1010

12.2.5　智能式夹具CAFD系统1012

12.2.6　基于图论方法的自动夹具结构生成1014

12.3　CAFD中夹具设计的验证1015

12.3.1 CAFD中夹具设计验证的必要性1015

12.3.2　CAFD中夹具设计验证的项目1016

12.3.3　夹具刚度与变形的验证1016

12.4 CAPP与CAFD并行设计集成系统1017

12.4.1　重要性、必要性1018

12.4.2　总体结构1018

12.5 已开发并在企业中试用的CAFD系统示例1018

12.5.1　易博三维CAFD系统1018

12.5.2　新迪孔系组合夹具CAFD组装设计系统1022

参考文献1027