机床夹具设计与应用（柳青松）（第三版）

随着信息化技术的迅猛发展，教学方法和手段也越来越丰富。本教材进一步完善配套的数字化、媒体资源建设，关联在线开放课程资源等内容，主要修订内容如下：
1. 使用最新的国家标准。
2. 完善2014年江苏省教育厅“十二五”江苏省高等学校重点教材（编号：2013-1-032）的线上线下资源配套。
3. 以二维码形式配套了21个动画，建成开通了《机床夹具设计与应用》https：//www.icourse163.org/course/YPI-1206785801江苏省在线开放课程线上教学与线下辅助教学两部分资源，供学习者自主学习、自主检查学习绩效、相互交流学习经验等。
（1）线上教学资源：
① 课件资源由微授课视频、教案、PPT、动画、参考学习资料等组成；
② 测验与作业资源包含课后作业、课后测验、章节作业、章节测验；
③ 考试资源由期中测验、期末考试使用的主观题、客观题等构成；
④ 讨论区资源包括老师答疑区、课堂交流区、综合讨论区，是学习者与老师们线上相互交流的载体。
(2)开放课程平台提供了线下教学辅助的工具慕课堂。
4. 特别推荐了3部手册供学习者使用查阅。第一部是由吴拓编著，化学工业出版社出版的《简明机床夹具设计手册》；第二部是《机床夹具零件及部件标准汇编》；第三部是由成大先主编，化学工业出版社出版的《机械设计手册》。
本教材由扬州工业职业技术学院、徐州工业职业技术学院、上海工程技术大学高等职业技术学院与扬州力创机床有限公司、青岛银菲特精密机械有限公司合作完成。第一章由柳青松、王树凤、刘素华编写，第二章由陶涛、孙武装、李洪强编写，第三章由许晓东、柳青松、王家珂编写，第四章由王家珂、陶涛编写，第五章由王波、李荣兵编写，第六章由王新、殷志碗编写。本书由柳青松担任主编，刘素华、陶涛、许晓东任副主编，徐州工业职业技术学院教授李荣兵担任主审。
本书在修订过程中, 得到扬州工业职业技术学院、徐州工业职业技术学院、上海工程技术大学高等职业技术学院与扬州力创机床有限公司、青岛银菲特精密机械有限公司等相关部门领导、院系老师、企业技术人员的支持和帮助,在此特表示衷心的感谢。此外,在编写过程中,参考了近几年国内出版的有关机床夹具的教材、论著、标准和软件,在此向有关的著作者表示诚挚的谢意。
限于编者的水平，疏漏和不妥之处恳请广大读者批评指正。

编 者 
2020年8月

柳青松，扬州工业职业技术学院教授，全国机械职业教育教学指导委员会机械制造类专业教学指导委员会高职委员会委员；机械设计制造教学团队为学院优 秀教学团队负责人； 主持申报了省级实训基地《机械装备制造与维修综合实训基地》，创设了机床夹具实训室、机械装配实训室，主导的校企合作、 教学用“石油钻井平台”国家 级实训基地建设项目投入实训使用；讲授了工艺、装配工艺、机床、刀具、夹具、装备以及数控机床维修等课程，同时承担了相应的课程设计、毕业设计等实践教学环节。

《机床夹具设计与应用》主要内容有零件的定位、零件的夹紧、专用夹具设计方法，以及典型车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、组合机床夹具的设计与应用等，适应“教、学、做”合一的教学模式改革的需要。
本书可作为应用技术大学、高职高专机械设计与制造、机械制造及其自动化、模具设计与制造、机电一体化及数控技术等机械类专业教学用书，亦可作为相近专业的师生和从事相关工作的工程技术人员的参考书。

基础篇
第一章 零件的定位 / 2
任务一　零件的定位2
一、实例分析2
1. 明确生产任务2
2. 工作过程分析3
二、机床夹具的有关知识4
1. 机床夹具的组成4
2. 机床夹具的分类6
3. 机床专用夹具的功用7
4. 机床专用夹具应满足的基本要求7
5. 专用机床夹具的制造、安装与调试8
6. 定位副及其基本要求8
7. 工件的装夹9
8.夹具保证加工精度的原理12
9. 工件定位（机床夹具定位元件和装置的结构与选用）15
10. 限制工件自由度与加工要求的关系——定位方式表述19
三、实例思考24
四、设计实例24
任务二　常用定位元件的选用26
一、工件以平面定位时的定位元件设计26
1. 固定支承26
2. 可调支承28
3. 自位支承30
4. 辅助支承31
二、工件以圆孔表面定位时的定位元件设计33
1. 用外圆柱面限位工件的圆柱孔34
2. 以圆锥面限位工件的圆柱孔36
3. 工件以圆锥孔定位37
三、工件以外圆柱表面定位时的定位元件设计38
1. 用V形块限位工件的外圆柱面38
2. 在圆孔中定位40
四、工件以组合表面定位时的定位元件设计42
1. 圆孔面与端面组合定位形式42
2. 一面两孔组合定位形式42
3. 一面两孔组合定位方案的选择43
4. 削边销尺寸的确定45
5. 常用定位元件及其限制的自由度47
任务三　定位误差的分析与计算49
一、实例分析49
1. 实例49
2. 分析49
二、定位误差产生的原因、分析与计算50
1. 造成定位误差的原因50
2. 定位误差的计算方法52
三、实例思考58
四、定位误差分析计算实例59
1. 工件以平面定位时的定位误差59
2.工件以圆孔在芯轴（或短圆柱销）上定位时的定位误差60
3. 工件以外圆柱面在V形块上定位时的定位误差63
4. 工件以一面两孔定位时的定位误差65
任务四　定位装置的分析与设计67
思考题72

第二章 零件的夹紧 / 79
任务一　拨叉零件的夹紧79
一、拨叉零件夹紧的实例分析79
1. 实例79
2. 分析79
二、夹紧装置的组成与选用81
1. 夹紧装置的组成与基本要求81
2. 实例思考82
3. 夹紧方式（夹紧力）确定的实例分析83
4. 夹紧方式（夹紧力）的确定83
三、基本夹紧装置87
1. 斜楔夹紧机构88
2. 螺旋夹紧机构90
3.偏心夹紧机构97
4. 定心夹紧机构100
5. 联动夹紧机构106
6. 机械增力机构111
7. 夹紧机构的设计要求113
四、实例思考114
任务二　杠杆臂钻床夹具设计独立实践114
思考题118

方法篇
第三章 专用夹具设计方法 / 123
任务一　接头铣槽夹具123
一、实例分析123
1. 实例123
2. 分析124
3. 方案设计124
4. 夹具总图的绘制125
二、机床夹具的设计过程与注意事项127
1. 专用夹具的生产过程与设计的基本要求127
2. 夹具设计的基本步骤128
3. 夹具总图上尺寸、技术要求的标注129
4. 夹具总体设计中应注意的问题131
三、实例思考133
任务二　拨叉零件钻孔夹具设计过程133
一、实例133
1. 工件的加工工艺性分析133
2. 定位方案与定位元件的设计134
3. 夹紧方案及夹紧装置的设计135
4. 导向元件、夹具体及钻模整体设计136
5. 确定夹具总图的技术要求137
二、夹具总图技术要求的制订137
1. 夹具总图上应标明的尺寸及技术要求137
2. 与工件加工尺寸公差有关的夹具公差的确定137
3. 各类机床夹具总图上的技术要求摘要138
三、制订夹具形位误差和工序精度分析实践139
四、夹具的制造特点和结构特征140
1. 夹具尺寸链的封闭环应便于用调整、修配法保证装配精度140
2. 用工艺孔解决装配精度测量的难题141
3. 注意夹具加工和维修的工艺性143
五、夹具设计步骤和规则143
1. 机床夹具的设计步骤143
2. 夹具设计时应遵循的规则144
3. 夹具主要零件所采用的材料及热处理要求145
思考题145

应用篇
第四章 典型车床夹具设计 / 149
任务一　车床夹具设计149
一、实例分析149
1. 实例149
2. 分析149
二、车床夹具的类型与设计要点151
1. 卧式车床夹具和圆磨床夹具的主要类型151
2. 专用车夹具的典型结构152
3. 车磨类夹具设计要点157
三、带分度装置的车床夹具实例思考159
四、车床夹具设计实例160
1. 工件加工工艺分析160
2. 定位装置的设计160
3. 夹紧装置的设计162
4. 分度装置的设计162
5. 夹具在车床主轴上的安装162
6. 夹具总图上尺寸、公差和技术要求162
7. 工序精度分析162
任务二　夹具在机床上的对定163
一、实例分析163
1. 实例163
2. 分析163
二、夹具在机床上的对定及其结构164
1. 夹具在机床上的对定164
2. 实例思考181
三、夹具体的设计182
1. 实例分析182
2. 夹具体设计的基本知识183
3. 实例思考187
思考题188

第五章 典型铣镗床夹具设计 / 190
任务一　铣顶尖套筒双槽夹具设计190
一、铣顶尖套筒双槽实例分析190
1. 实例190
2. 分析190
二、铣床夹具的有关知识193
1. 铣床夹具的功用193
2. 铣床夹具的主要类型193
3. 铣床夹具的设计要点198
三、实例思考201
四、铣顶尖套筒双槽实例独立实践203
1. 工件的加工工艺性分析203
2. 定位方案与定位元件的设计203
3. 夹紧方案及夹紧装置的设计204
4. 导向对刀方案及夹具总体设计204
5. 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求的标注205
任务二　车床尾座孔镗模207
一、车床尾座孔镗削实例分析207
1. 实例207
2. 分析207
二、镗床夹具的有关知识208
1. 镗床夹具的类型208
2. 典型镗模结构分析211
3. 镗模设计要点212
三、实例思考218
四、支架壳体零件镗孔实例独立实践220
1. 工件的加工工艺性分析220
2. 定位方案与定位元件的设计220
思考题222

第六章 典型钻床夹具与组合夹具设计 / 225
任务一　典型钻床夹具设计225
一、实例分析225
1. 钢套钻孔夹具实例225
2. 骨架零件钻孔夹具实例225
二、钻床夹具的有关知识226
1. 钻床夹具的主要类型226
2. 钻床夹具的设计要点231
三、实例思考235
四、托架斜孔分度钻模设计实例236
1. 托架斜孔分度钻模实例分析236
2. 托架斜孔分度钻模的结构与技术要求设计237
3. 托架斜孔分度钻模的装配、安装及调试242
任务二　法兰盘钻径向孔的组合夹具设计243
一、法兰盘钻径向孔的组合夹具实例分析243
1. 实例243
2. 分析244
二、组合夹具的有关知识245
1. 组合夹具的分类245
2. 组合夹具元件248
3. 组合夹具的结构要素249
4. 组合夹具的装配251
三、实例思考254
四、独立实践254
1. 支座钻铰孔组合钻模实例独立实践254
2. 轴端铣互相垂直的斜面组合夹具实例独立实践256
思考题258

参考文献260