计定位元件和夹紧装置时，必须全面掌握与工件在该工序加工时的有关资料；在设计对刀、导向元件时，除考虑工件所要求的加工尺寸外，还必须掌握所用刀具的类型和尺寸规格；在设计连接元件时，则应符合加工时所用机床的工作台或机床主轴的结构型式和尺寸规格。
1.3 机床夹具的分类及设计要求
1.3.1 机床夹具的分类
机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。
（1） 按夹具的通用特性分类
按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。
a. 通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。适用于单件小批量生产中。
b. 专用夹具 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。
c. 可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位
元件和夹紧元件便可使用。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。
d. 组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 （2） 按夹具使用的机床分类
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这是专用夹具设计所用的分类方法。按使用的机床分类，可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具。
（3） 按夹具动力源来分类
按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。 1.3.2 机床夹具的设计要求
机床夹具设计与其他装备的设计有较大的差别，设计机床夹具时，应满足下列五项基本要求。
（1） 在机械加工工艺系统中，夹具要具有以下要求:工件在夹具中的准确定位；夹具在机床上的准确位置；刀具的准确位置。按加工要求，对夹具及其它元件的几何参数提出一定的精度要求，夹具的设计精度应满足加工精度要求，具有一定的夹具制造精度。
（2） 保证工人操作方便、省力、安全。 （3） 达到一定的劳动生产率要求。 （4） 满足一定的使用寿命要求。 （5） 满足设计的经济性要求。
1.4 机床夹具保证加工精度的原理
1.4.1 机床夹具保证加工精度的工作原理
机床夹具保证加工精度的工作原理有以下三个方面。
（1） 工件在夹具的准确定位 工件的定位使工件在夹具中占有准确的加工位置。
（2） 夹具在机床上的准确位置 夹具在机床上的相对定位，是使夹具体的连接表面与机床连接，以确定夹具在机床主轴或工作台上的准确位置，实现对机床切削成形运动的定位。影响夹具对切削成形运动的定位精度的环节较多，其中，有定位元件工作面对夹具体的连接表面间的位置误差，连接元件的连接误差等。夹具在机床上的准确位置，其本质是指定位元件的工作面对机床切削成形运动的
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定位，从而达到了工件被加工表面对定位基准的位置和尺寸精度的要求。 （3） 刀具的准确位置 使刀具相对有关的定位元件工作面之间保持准确的位置关系，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸，达到了加工精度要求。
在夹具设计时，满足加工精度要求，是检验夹具性能的第一标准。 1.4.2 使用夹具对工件进行加工时加工误差的组成 （1） 加工误差的组成
使用夹具对工件进行加工时，在机械加工工艺系统中，有下列误差影响加工精度:
a. 定位误差。 b. 夹紧误差。
c. 夹具体基面（连接表面）误差。
d. 定位元件工作面对夹具体基面的位置误差。 d. 夹具与机床的连接误差。 f. 夹具磨损及刚度。 g. 机床有关几何精度。 h. 机床刚度。 i. 机床热变形。
j. 对刀导向面的位置误差。 k. 对刀导向的调整误差。 l. 刀具磨损及刀具刚度。 m. 工件刚度及热变形 n. 测量误差。
满足加工精度要求，有赖于对加工误差的分析，并达到一定的夹具制造精度。 上述影响加工精度的因素中，与夹具直接有关的因素公式（1.1）表示
??f???、D、A、?T、?J （1.1） ??E式中 ?D──定位误差； ?A──夹具位置误差； ?T──对刀导向误差；
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?J──夹紧误差；
?E──夹具磨损及夹具刚度。
（2） 加工误差不等式
工件在夹具中被加工时，尽管影响加工精度的因素很多，但是为了得到合格的产品，就必须使各项加工误差的总和等于或小于规定的工件的工序尺寸公差，用加工误差不等式表示公式（1.2） ?D??A??T? （1.2） KG???式中 ?D──定位误差（见前述影响因素a）； ?A──夹具位置误差（见前述影响因素c d e）； ?T──对刀导向误差（见前述影响因素j k）； ?G──加工过程误差（见前述影响因素b f g h i l m n） ?k──工件的工序尺寸公差。
式（1.2）用于夹具的精度设计。夹具的误差主要计入?D、?A、?T三项，随着加工精度要求的提高，必须将其数值控制在很小的范围内，以提高定位精度、夹具位置精度和对刀导向精度。
综上所述，夹具能保证工件加工精度的原因是，由于工件在夹具中的位置和夹具相对刀具、机床的位置被确定，因此，工件在加工中的准确位置得到保证，从而使夹具能满足工件的加工精度要求。
1.5 机床夹具的现状及发展方向
夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 （1） 机床夹具的现状
国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批量多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具，
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