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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 （394

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 （186

第2章夹紧装置设计86

3.2各种装夹方式的夹紧力计算 （188

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△D146

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△J152

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△T154

1.4 夹具在机床上的安装误差△A156

1.5 加工方法误差△G159

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