一个完整的夹具由定位器、夹紧机构和夹具体三部分组成，三者要依据定位方案，并结合零件的尺寸、形状和重量进行设计。

8.5.3.1　确定夹具的定位方案

1）确定夹具的定位基准

将零件的关键和重要尺寸部位作为工装夹具上的定位部位，还要确定主要的定位基准（第一基准）和次要的定位基准（第二基准）。第一基准原则上应该与设计图保持一致。当然，若不能保证两者一致，则可以通过尺寸链（有关尺寸链的计算可以参考机械制造工艺学方面的教材）的计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证图纸上的设计基准要求。

定位基准的确定应该遵循两个原则：

（1）应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重合，基准重合可以减少定位误差。

（2）应该选择统一的定位基准，这不仅能够保证零件的加工质量，提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构（一般用孔和轴作为定位基准）。

在选择定位基准时，先要明确设计图的定位基准在什么位置，还要明确加工定位基准（工艺规程上已确定）的位置；两者确定的定位基准不一致时，则要通过尺寸链的计算，将设计基准转化为工艺基准。

当工艺基准与设计基准不一致时，在进行工装设计时，应该按照工艺规程已确定的工艺基准作为夹具的设计基准，因为零件的加工是按照工艺规程的流程进行的。若不按照工艺流程进行夹具设计，零件的加工结果（尺寸公差和形位公差）无法满足设计图的要求。

2）确定定位元件

（1）基于六点定位原理确定零件的定位方法。零件的定位基准和工装的定位元件接触形成定位面，以实现零件的定位。至于采用完全定位还是不完全定位，取决于加工工艺要求。尽量避免过定位（超过6个定位支承点），因定位点超过六点会造成重复定位，过定位会出现定位不稳定现象。

（2）确定定位元件。根据定位需要，依据表8-4合理选用支承钉、支承板、定位销、锥面定位销、V形块、定位套、锥形心轴等。支承板多用于精基准平面定位；定位销则用于以零件上的孔为基准时最常用的定位元件，与零件的基准孔之间留有一定的间隙，大小按零件孔精度而定；定位套则用于以零件上的轴为基准时最常用的定位元件，与零件的基准轴之间留有一定的间隙，大小按零件轴的加工精度确定。

对定位元件的基本要求包括：精度合适，耐磨性好，有足够的强度和刚度，工艺加工性好，便于拆装等。定位销与零件的基准孔之间应留有一定的间隙，间隙大小按零件孔精度而定，不能人为地收紧定位销的公差带。

8.5.3.2　完成夹紧机构设计

零件在夹具中定位后，一般需要夹紧，以防止零件在加工过程中因受力而改变定位位置。零件在加工过程中会产生位移、变形和振动，这些都将影响零件的加工质量。所以，零件的夹紧也是保证加工精度的措施。为了保证加工质量，需要把零件在加工过程中的位移、变形和振动控制在加工精度的范围内。

1）遵循零件在夹具中定位后的夹紧三原则

（1）零件在夹具中定位后的不移动原则。选择夹紧力的方向指向定位基准（第一基准），且夹紧力的大小应足以平衡其他力的影响，不使零件在加工过程中产生移动。

（2）零件在夹具中定位后的不变形原则。在夹紧力的作用下，不使零件在加工过程中产生精度所不允许的变形，必须选择合适的夹紧部位以及压块和零件的接触形状，同时压紧力大小应选择合适。(www.daowen.com)

（3）零件在夹具中定位后的不振动原则。提高支承和夹紧刚性，使得夹紧部位靠近零件的加工表面，避免零件和夹紧系统的振动。

这三项原则是相互制约的，因此夹紧力设计时应综合考虑，选择更合理的夹紧方案。一般而言，对粗加工用的夹具，选用较大的夹紧力，主要考虑零件的不移动原则；对精加工用的夹具，选用较小的夹紧力，主要考虑零件的不变形和不振动原则。

2）夹紧点的选择

夹紧点的选择原则为：尽可能使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上以减少变形；夹紧点选择应尽量靠近加工表面，不致引起过大的夹紧变形。

可以采取减少夹紧变形的措施包括：增加辅助支承和辅助夹紧点，分散着力点和增加压紧件的接触面积，利用对称变形等。

3）夹紧力的确定

需要确定夹紧力的大小、方向和作用点三要素。当零件上有几个方向的夹紧力作用时，应考虑夹紧力作用的先后顺序。对于仅仅为了使零件与支承可靠接触，夹紧力应先作用，而且不能太大；对于以平衡作用力的主要夹紧力，应在最后作用。

为了操作简便，常采用使夹紧力同时作用或自动地按大小顺序的联动机构。

夹紧机构主要包括与零件接触的压板、支承件和施力机构。夹紧施力机构可采用浮动、联动、增力和自锁的结构形式。在选定夹紧点和确定夹紧力之后，需要进行夹紧机构的设计，通过具体的机构实现夹紧力作用于夹紧点处。通常零件的夹紧是由动力源、传动机构、夹紧机构所构成的夹紧系统来实现的。夹紧机构的选择可以参考表8-7进行。　　

表8-7　夹紧机构的类型及特点

8.5.3.3　夹具装配图、零件图设计

1）夹具总图的设计

工装夹具总图应按照三基面体系法绘制，被加工零件应用双点画线标明，标题栏要填写正确，标准件应标明其规格和标准号。还要按照夹具中常用的配合及精度，规定定位、导向元件的精度，对主要零件的组合要规定恰当的尺寸公差，其他位置公差应达到各项公差值规定的合理性要求。最后标注其他尺寸，包括外形尺寸、连接尺寸和重要的配合尺寸。在总图上的技术条件栏，应逐条提出精度控制项目和有关要求，达到项目的完备性要求。

2）夹具零件图的设计

夹具零件图也按照三基面体系法绘制。在零件图上，要选取合适的比例，而且尺寸、粗糙度及加工符号要完整、正确；所用材料要明确；在技术要求栏，根据不同的材料确定是否表明热处理硬度要求和表面处理要求；零件图的右上角应标明未注粗糙度及倒钝的具体要求；零件加工数量要与总图一致等。要标注恰当的尺寸公差，特别是对定位尺寸的标注应与总图一致。尺寸公差和位置公差精度的标注，应符合平均经济精度规定的要求。

夹具的设计目的，就是要满足加工工艺要求和产量要求。定位设计与零件的相容性、夹紧设计技术经济指标的先进性、精度控制项目的完备性及各控制公差数值规定的合理性、结构设计的工艺性和制造成本的经济性。不但满足零件加工质量，还能够降低零件的生产成本和提高生产率。