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内容简介

　　《现代夹具设计手册》全面总结了我国半个世纪来的工业化过程中机械制造业内设计制造各类夹具的丰富经验，绝大部分资料都通过生产实践的考验，包括从国外引进后消化、吸收和改进的内容，也包含作者以往亲历的研发项目的成果。
　　本手册内容主要包括：夹具总论；夹具功能部件的典型结构；夹具设计计算；专用夹具常用零件及其标准或规范；气动、液压、电力、电磁、真空夹具传动系统及其元件和夹具案例；机床专用夹具设计方法；机床专用夹具设计及典型图例；可调夹具和成组夹具；组合夹具，数控机床、加工中心、柔性制造系统用夹具；检验夹具；焊接夹具；计算机辅助夹具设计等。
　　本手册主要适用于各种机床夹具、焊接夹具、检验夹具等的设计、制作、使用人员，管理人员，相关专业在校师生。

内页插图

目录

序
第1章 夹具总论
1.1 夹具产生和发展的背景
1.1.1 夹具和机床附件
1.1.2 机床专用夹具催生了现代大批大量生产
1.1.3 夹具是现代制造系统的重要组成部分
1.2 夹具的功能、组成和设计要求
1.2.1 夹具的基本结构和组成
1.2.2 夹具的各种功能
1.2.3 设计夹具的基本要求
1.3 夹具和机械零件的分类
1.3.1 夹具的各种分类方法
1.3.2 根据生产规模或品种和批量的分类最重要
1.3.3 机械零件和夹具分类编码系统
1.4 夹具系统的选择和技术经济指标
1.4.1 选择夹具系统的基本原则
1.4.2 选择夹具系统的步骤
1.4.3 常用夹具系统的技术经济指标
1.4.4 夹具设计制作成本的估算
1.4.5 使用专用夹具的简易经济分析
1.4.6 夹具系统的经济分析
1.5 现代夹具发展趋势
1.5.1 夹具柔性化
1.5.2 夹具自动化和智能化
1.5.3 计算机辅助夹具设计（CAD）
1.5.4 应对“寻位-加工”的挑战
1.5.5 结语

第2章 夹具功能部件的典型结构
2.1 定位装置典型结构
2.1.1 插销定位装置
2.1.2 V形块定位装置
2.1.3 齿轮齿形定位装置
2.1.4 其他特殊定位装置
2.2 定位支承装置典型结构
2.2.1 可调支承典型结构
2.2.2 辅助支承典型结构
2.3 夹紧装置典型结构
2.3.1 螺旋夹紧典型结构
2.3.2 快速螺旋夹紧典型结构
2.3.3 斜楔夹紧典型结构
2.3.4 偏心（凸轮）夹紧典型结构
2.3.5 端面凸轮夹紧典型结构
2.3.6 铰链夹紧典型结构
2.3.7 联动夹紧典型结构
2.3.8 可移动位置的典型夹紧结构
2.3.9 气（液）动自动夹紧装置典型结构
2.3.10 自动定心夹紧典型结构
2.3.11 肘节式快速夹紧装置
2.3.12 其他特种类型夹紧装置
2.4 分度装置典型结构
2.4.1 分度定位销
2.4.2 典型分度装置
2.4.3 精密分度装置

第3章夹具设计计算
3.1 定位尺寸的相关计算
3.1.1 V形块的计算
3.1.2 夹具上两定位销的尺寸及定位误差的计算
3.1.3 夹具上定位销的尺寸及定位误差的计算
3.1.4 定位销高度的计算
3.1.5 小锥度心轴尺寸的计算
3.1.6 带圆柱部分的锥度心轴尺寸的计算
3.1.7 压入配合光滑心轴尺寸的计算
3.1.8 滚柱心轴的尺寸及有关计算
3.1.9 齿轮按渐开线齿形定位时的计算
3.1.10 三圆弧自定心夹紧机构偏心圆弧尺寸的计算
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
3.1.12 弹簧夹头结构尺寸的计算
3.2 定位误差的计算
3.2.1 常见定位形式的定位精度计算
3.2.2 钻模的钻孔精度计算
3.2.3 用定位销定位的分度装置的分度概率精度
3.3 典型夹紧形式的夹紧力计算
3.3.1 计算时的计算系数
3.3.2 常见典型夹紧形式所需夹紧力的计算
3.4 典型夹紧机构的作用力计算
3.4.1 螺旋夹紧机构
3.4.2 圆偏心夹紧机构
3.4.3 复合圆偏心轮夹紧机构
3.4.4 端面凸轮夹紧机构
3.4.5 复合端面凸轮夹紧机构
3.4.6 斜锲夹紧机构
3.4.7 压板夹紧机构
3.4.8 切向夹紧机构
3.4.9 齿条滑柱钻模圆锥锁紧机构
3.4.10 铰链杠杆增力机构
3.4.11 离心式夹紧机构
3.4.12 楔槽式夹紧机构
3.4.13 复合气（液）动夹紧机构
3.5 自定心夹紧机构的相关计算
3.5.1 碗形弹簧片定心夹具的设计计算
3.5.2 碟形弹簧片定心夹具的设计计算
3.5.3 V形弹性夹盘定心夹具的设计计算
3.5.4 弹性薄壁膜片卡盘的设计计算
3.5.5 薄壁波纹套定心夹具的设计与计算
3.5.6 自定心夹紧装置的定心精度
3.5.7 液性塑料薄壁套筒夹具的设计与计算
3.6 端齿分度盘的相关计算
3.6.1 直齿端齿分度盘的结构及其参数的确定
3.6.2 端齿分度盘的锁紧力计算
3.6.3 YX-DZ系列直齿端齿盘的规格、主要尺寸及精度
3.6.4 差动端齿分度装置的设计与计算
3.7 夹具夹紧误差的估算
3.8 多轴传动头的齿轮系几何尺寸计算
3.8.1 外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3.8.2 外啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3.8.3 外啮合标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3.8.4 外啮合高变位斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3.8.5 内啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
3.8.6 内齿直齿圆柱齿轮测量尺寸的计算
3.9 典型加工方法切削力的计算
3.9.1 车削力的计算
3.9.2 钻削力的计算
3.9.3 铣削力的计算

第4章 专用夹具常用零部件及其标准或规范
4.1 概述
4.2 夹具常用紧固件与连接件国家标准索引
4.2.1 螺栓
4.2.2 螺柱
4.2.3 螺钉
4.2.4 螺母
4.2.5 垫圈
4.2.6 销
4.2.7 挡圈
4.2.8 键
4.3 定位件
4.3.1 定位销及定位插销
4.3.2 定位轴
4.3.3 键
4.3.4 V形块及挡块
4.3.5 定位器
4.4 支承件
4.4.1 标准支承件
4.4.2 非标准支承件
4.4.3 辅助支承
4.5 夹紧件
4.5.1 压块、压板
4.5.2 偏心轮
4.5.3 支座、支柱
4.5.4 夹具专用螺钉和螺栓
4.5.5 夹具专用螺母
4.5.6 夹具专用垫圈
4.6 导向件
4.6.1 钻套
4.6.2 其他导向件
4.7 对刀块及塞尺
4.7.1 对刀块
4.7.2 塞尺
4.8 操作件
4.8.1 夹具常用操作件
4.8.2 其他操作件
4.9 与夹具相关的机床附件
4.9.1 顶尖
4.9.2 卡夹件
4.9.3 拨盘、花盘及过渡盘
4.9.4 活铁爪
4.9.5 角铁
4.10 其他件
4.10.1 圆柱螺旋压缩弹簧
4.10.2 圆柱螺旋拉伸弹簧
4.10.3 弹簧用螺钉
4.10.4 弹簧用吊环螺钉
4.10.5 切向夹紧套
4.10.6 焊接环首螺钉
4.10.7 带锁紧槽圆螺母
4.10.8 带扳手孔圆螺母
4.10.9 堵片
4.10.10 螺塞
4.10.11 锁口
4.11 夹具体
4.11.1 夹具体的毛坯种类及基本要求
4.11.2 夹具体座耳尺寸
4.11.3 夹具体的排屑结构
4.11.4 夹具体的标准毛坯和零件
4.11.5 标准毛坯件和零件组合的夹具体图例
4.11.6 夹具体结构的正误分析
4.12 机床夹具零部件标准件应用图例
4.12.1 定位件及辅助支承应用图例
4.12.2 夹紧件应用图例
4.12.3 导向件应用图例
4.12.4 其他零部件应用图例
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
4.13.1 夹具中常用元件间的配合及公差
4.13.2 常用夹具元件的配合图例
4.13.3 机床夹具零件及部件通用技术条件

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
5.1 夹具夹紧动力源概述
5.1.1 手动夹紧和动力夹紧
5.1.2 动力夹紧的各种动力源
5.2 气动夹具
5.2.1 气动夹具优缺点和应用场合
5.2.2 气源和气压系统
5.2.3 气压传动夹紧系统的设计计算及其元件
5.2.4 气动夹具应用图例
5.3 液压夹具和液压夹紧的动力源
5.3.1 夹具用液压系统的特点
5.3.2 基本液压夹紧系统、结构及其元件
5.3.3 液压夹具常用典型液压回路
5.3.4 夹具液压夹紧系统的相关计算
5.3.5 液压夹具用液压缸结构和尺寸
5.3.6 液压夹紧的各种动力源
5.3.7 液压夹紧机构和液压夹具应用示例
5.4 电力传动夹具
5.4.1 电力传动夹紧装置
5.4.2 偏心式电动卡盘
5.4.3 电磁铁夹紧装置
5.5 电磁夹具及其应用
5.5.1 电磁夹具工作原理
5.5.2 各种电磁吸盘结构形式和设计要点
5.5.3 强力电磁夹具
5.5.4 电磁无心夹具
5.6 真空夹具及其应用
5.6.1 真空系统工作原理及夹紧力计算
5.6.2 真空发生装置
5.6.3 真空夹具及典型结构
5.6.4 真空夹具的设计要点

第6章 机床专用夹具设计方法
6.1 机床专用夹具设计步骤
6.2 设计前期准备
6.2.1 信息资料收集与研究
6.2.2 加工精度和工艺性分析
6.2.3 切削力、夹紧力综合平衡计算
6.3 夹具结构方案选择
6.3.1 定位原则及方案选择
6.3.2 辅助支承方式选择
6.3.3 对刀与引导方式选择
6.3.4 夹紧原则及方案选择
6.3.5 其他组成部分结构形式选择
6.4 夹具总装配图绘制
6.4.1 总体结构确定
6.4.2 定位元件结构绘制
6.4.3 辅助支承结构绘制
6.4.4 对刀与引导装置结构绘制
6.4.5 夹紧元件结构绘制
6.4.6 夹具体结构绘制
6.4.7 其他部分结构绘制
6.4.8 夹具总图标注和技术条件给定
6.4.9 夹具设计普遍应注意的问题
6.4.10 夹具总装配图绘制示例
6.5 夹具零件图绘制
6.5.1 零件结构确定
6.5.2 材料选择与工艺性分析
6.5.3 技术要求确定
6.5.4 工艺孔在夹具设计中的应用
6.6 夹具设计与制造中的信息处理

第7章 机床专用夹具设计及典型图例
7.1 车床专用夹具
7.1.1 车床专用夹具的主要类型
7.1.2 车床夹具设计要则
7.1.3 车床（圆磨床）夹具的技术要求
7.1.4 车床（圆磨床）夹具的磨损极限
7.1.5 车床专用夹具典型图例
7.1.6 车床通用可调夹具典型图例
7.2 钻床、镗床专用夹具
7.2.1 钻床、镗床专用夹具的主要类型
7.2.2 钻床夹具（钻模）设计要则
7.2.3 镗床夹具设计要则
7.2.4 钻床（镗床）夹具的技术要求
7.2.5 钻床（镗床）夹具的磨损极限
7.2.6 钻模通用部件
7.2.7 钻床专用夹具（钻模）典型图例
7.2.8 钻床通用可调夹具典型图例
7.2.9 钻床多轴头
7.2.10 镗床专用夹具典型图例
7.3 铣床专用夹具
7.3.1 铣床专用夹具的主要类型
7.3.2 铣床专用夹具设计要则
7.3.3 铣床夹具的技术要求
7.3.4 铣床夹具的磨损极限
7.3.5 铣床专用夹具典型图例
7.3.6 铣床通用可调夹具典型图例
7.4 拉床专用夹具
7.4.1 拉床专用夹具主要类型
7.4.2 拉床专用夹具设计要则
7.4.3 拉床专用夹具典型图例
7.5 齿轮机床专用夹具
7.5.1 齿轮机床专用夹具主要类型
7.5.2 齿轮机床专用夹具设计要则
7.5.3 齿轮机床专用夹具技术要求
7.5.4 齿轮机床专用夹具典型图例
7.6 磨床专用夹具
7.6.1 圆磨床专用夹具
7.6.2 平面磨床专用夹具
7.7 组合机床及其自动线专用夹具
7.7.1 概述
7.7.2 组合机床及其自动线夹具设计要则
7.7.3 定位、夹紧及刀具导向的结构
7.7.4 组合机床及其自动线专用夹具典型图例
7.8 数控机床和加工中心夹具
7.8.1 数控机床和加工中心夹具设计要则
7.8.2 数控机床与加工中心夹具典型图例

第8章 可调夹具和成组夹具
8.1 概述
8.1.1 可调夹具和成组夹具的定义和分类
8.1.2 可调夹具和成组夹具的结构特点及适用场合
8.1.3 可调夹具和成组夹具的标识方法
8.1.4 可调夹具和成组夹具的应用效果
8.2 成组夹具的设计与应用
8.2.1 成组夹具的设计依据、原则、程序和附加说明
8.2.2 成组夹具的应用与管理
8.3 可调夹具示例
8.3.1 回转体类零件用可调夹具示例
8.3.2 非回转体类零件用可调夹具示例
8.4 成组夹具示例
8.4.1 回转体零件用成组夹具示例
8.4.2 非回转体零件用成组夹具
……

第9章 组合夹具，数控机床、加工中心、柔性制造系统用夹具
第10章 检验夹具
第11章 焊接夹具
第12章 计算机辅助夹具设计（CAFD）
参考文献1027

前言/序言

　　夹具作为传统机械制造业中最重要的工艺装备之一已有了一百余年的历史，其在机械制造业的发展过程中发挥了巨大的作用。但从20世纪80年代以后由于“信息技术”和产业的飞速发展引起了一部分人的错觉，认为机械等在内的传统产业是“夕阳工业”，已经发展到头了。我国改革开放以后在市场经济驱动下的第二次工业化是在珠三角从轻工业、日用消费品工业、家电工业和信息产业开始的，经过近三十年的发展不仅东南沿海地区实现了工业化，同时深刻影响到我国对产业结构的调整，也推动了世界上传统产业继续发展和繁荣。我国“国民经济和社会发展第十一个五年规划”指出，振兴装备制造业是推进工业结构优化升级的主要内容。2006年国务院8号文件发布了《关于加快振兴装备制造业的若干意见》，所谓“装备制造业”就是传统机械制造业中的主体。因为装备制造业的发展水平是国家工业化、现代化水平和综合国力的重要标志，这意味着我国的工业将在不太长的时间内逐步赶上并达到当今世界上发达国家的先进水平。
　　随着装备制造业的发展，作为装备制造业的必不可少组成部分的工艺装备（夹具）也必然会得到相应的重视。再从现代化的实际生活中来看，衣、食、住、行哪一项的背后都需要强大的机械工业，即装备工业的支持，更何况国家的安全和国防如果没有强大有力的装备工业也是不能想象的。五十多年前我国曾在第一个五年计划中在前苏联技术援助下兴建了256家企业，其中相当一部分是机械制造工厂，至今仍是我国装备制造业中的骨干企业，夹具的设计制造技术早在那时就已奠定了基础。
　　近年来我国国民经济的飞速发展推动了机床和工具行业从低谷中走出，从21世纪开始以来我国已连续8年保持世界上机床最大消费市场和世界机床第一大进口国，到2007年中国机床市场的消费额已达166亿关元，2008年更达194亿美元之巨，是年进口机床和工具金额达123亿美元，其中机床附件和夹具进口约3.8亿美元，出口为1.8亿美元，两者相抵净进口约2亿美元。第十个五年计划内我国的汽车工业发展速度也是惊人的，2008年生产汽车达930万辆成为世界上第二汽车生产国，汽车制造业已成为机械装备的最大用户，数年来引进零部件生产线数十余条，价值达百亿美元以上，其中约十分之一为购置夹具的费用，实际上这些夹具我们完全有能力自行设计和制造。
　　以上所述主要是指机床上使用的机械加工用夹具或称之为机床夹具，这是夹具中的主流。从20世纪80年代以后夹具在制造业中的应用不仅是传统的机械加工领域，更在横向扩大到检验、焊接等多种生产过程，有了更大的发展。从夹具结构来看除专用夹具外，为了节约成本，开发出了各种模块化组合和可调整结构。从数字化和信息化层面上更是为了缩短产品生产准备周期，夹具的计算机辅助设计（CAFD）的研究和系统的开发也有了相当的进展。

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