第四节 工件在夹具中的夹紧
一、夹紧装置的组成和要求
1．夹紧装置的组成
工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置
将工件夹紧。
气缸斜楔滚子压板
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有：
（ 1）动力装置,产生夹紧动力的装置。
（ 2）夹紧元件,直接用于夹紧工件的元
件。
（ 3）中间传力机构,将原动力以一定的
大小和方向传递给夹紧元件的机构。
在有些夹具中，夹紧元件（例如 图 6-18
中的压板 4）往往就是中间传力机构的一部
分，难以区分，统称为 夹紧机构。
2．对夹紧装置的要求
1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有
的定位位置。
2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工
过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大
损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。
3）操作安全、省力。
4）结构应尽量简单，便于制造，便于维
修。
1— 定位元件 2— 工件
二、夹紧力的确定
1．夹紧力作用点的选择
（ 1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位
于定位元件所形成的支承面内。
（ 2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较
好的部位。
1— 压板 2— 基座
（ 3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，
使夹紧稳固可靠。
2．夹紧力作用方向的选择
（ 1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的
主要定位基面。
（ 2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最
大的方向一致，以减小工件的夹紧变形。
（ 3） 夹紧力作用方向应尽量与工件的切
削力、重力等的作用方向一致，这样可以减
小夹紧力。
3．夹紧力的估算
设计夹具，估算夹紧力是一件十分重
要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧
变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪
费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件
的定位位置将被破坏，而且容易引发安全
事故。
例 6-2
在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一
个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、
重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力
平衡方程式，即可求得夹紧力。为使夹紧可靠，
应再乘一安全系数 k，粗加工时取 k ＝ 2.5～ 3，
精加工时取 k＝ 1.5～ 2。
加工过程中切削力的作用点、方向和大
小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的
情况考虑。
三、典型夹紧机构
1．斜楔夹紧机构
斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，
它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，
常用于气动和液压夹具中。在手动夹紧中，斜
楔往往和其他机构联合使用。
斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手
动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液
压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。
图
2．螺旋夹紧机构
采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组
合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺
旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋
升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧
力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较
多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面
上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
图
3．偏心夹紧机构
偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变
型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他
元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏
心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简
单，夹紧迅速等优点；但它的夹紧行程小，
增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹
紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的
场合应用。
图
4．定心夹紧机构
定心夹紧机构能够在实现定心作用的同
时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机
构中与工件定位基面相接触的元件，既是定
位元件，又是夹紧元件。
5．铰链夹紧机构
铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有
增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛
应用于气动夹具中。
图
图
6．联动夹紧机构
联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它
可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一
个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧
若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置
在大批大量生产中，为提高生产率、降
低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹
紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合
驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
1．气动夹紧装置
气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推
动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活
塞式和薄膜式两种。
活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固
定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分
类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛
的是双作用固定式气缸。
图
2．液压夹紧装置
液压夹紧装置的结构和工作原理基本与
气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工
作介质是压力油。 与气压夹紧装置相比，液
压夹紧具有以下优点：①传动力大，夹具结
构相对比较小；②油液不可压缩，夹紧可靠，
工作平稳 Z③ 噪声小。 它的不足之处是须设
置专门的液压系统，应用范围受限制。
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一、夹紧装置的组成和要求
1．夹紧装置的组成
工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置
将工件夹紧。
气缸斜楔滚子压板
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有：
（ 1）动力装置,产生夹紧动力的装置。
（ 2）夹紧元件,直接用于夹紧工件的元
件。
（ 3）中间传力机构,将原动力以一定的
大小和方向传递给夹紧元件的机构。
在有些夹具中，夹紧元件（例如 图 6-18
中的压板 4）往往就是中间传力机构的一部
分，难以区分，统称为 夹紧机构。
2．对夹紧装置的要求
1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有
的定位位置。
2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工
过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大
损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。
3）操作安全、省力。
4）结构应尽量简单，便于制造，便于维
修。
1— 定位元件 2— 工件
二、夹紧力的确定
1．夹紧力作用点的选择
（ 1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位
于定位元件所形成的支承面内。
（ 2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较
好的部位。
1— 压板 2— 基座
（ 3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，
使夹紧稳固可靠。
2．夹紧力作用方向的选择
（ 1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的
主要定位基面。
（ 2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最
大的方向一致，以减小工件的夹紧变形。
（ 3） 夹紧力作用方向应尽量与工件的切
削力、重力等的作用方向一致，这样可以减
小夹紧力。
3．夹紧力的估算
设计夹具，估算夹紧力是一件十分重
要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧
变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪
费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件
的定位位置将被破坏，而且容易引发安全
事故。
例 6-2
在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一
个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、
重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力
平衡方程式，即可求得夹紧力。为使夹紧可靠，
应再乘一安全系数 k，粗加工时取 k ＝ 2.5～ 3，
精加工时取 k＝ 1.5～ 2。
加工过程中切削力的作用点、方向和大
小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的
情况考虑。
三、典型夹紧机构
1．斜楔夹紧机构
斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，
它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，
常用于气动和液压夹具中。在手动夹紧中，斜
楔往往和其他机构联合使用。
斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手
动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液
压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。
图
2．螺旋夹紧机构
采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组
合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺
旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋
升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧
力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较
多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面
上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
图
3．偏心夹紧机构
偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变
型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他
元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏
心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简
单，夹紧迅速等优点；但它的夹紧行程小，
增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹
紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的
场合应用。
图
4．定心夹紧机构
定心夹紧机构能够在实现定心作用的同
时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机
构中与工件定位基面相接触的元件，既是定
位元件，又是夹紧元件。
5．铰链夹紧机构
铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有
增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛
应用于气动夹具中。
图
图
6．联动夹紧机构
联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它
可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一
个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧
若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置
在大批大量生产中，为提高生产率、降
低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹
紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合
驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
1．气动夹紧装置
气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推
动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活
塞式和薄膜式两种。
活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固
定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分
类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛
的是双作用固定式气缸。
图
2．液压夹紧装置
液压夹紧装置的结构和工作原理基本与
气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工
作介质是压力油。 与气压夹紧装置相比，液
压夹紧具有以下优点：①传动力大，夹具结
构相对比较小；②油液不可压缩，夹紧可靠，
工作平稳 Z③ 噪声小。 它的不足之处是须设
置专门的液压系统，应用范围受限制。
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