夹紧装置是夹具的重要组成部分。合理设计夹紧装置将有利于保证工件的加工质量、提高生产率和降低工人的劳动强度。因此，对夹紧装置应该提出以下基本要求：

（1）夹紧过程中，不能破坏工件定位位置。

（2）夹紧力的大小适当并稳定，保证工件在加工过程中不产生移动或振动，不产生过大变形和表面损伤。

（3）夹紧动作准确迅速，操作方便，工作效率高。

（4）省力、安全，降低劳动强度，改善劳动条件。

（5）结构简单，便于制造与维修。

夹紧装置的合理性，基于保障、稳定工件准确定位的前提而取决于夹紧力的方向、作用点和大小三个要素的科学合理。

1.夹紧力的大小

实践证明，夹紧力大小应当适当。因为夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会加大夹紧装置尺寸，造成浪费；夹紧力过小会使工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，甚至可能引发安全事故。

确定夹紧力大小的方法有两种：分析计算法和经验类比法。

分析计算法根据静力平衡原理列出静力平衡方程式求得夹紧力。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、重力和惯性力等视为外力。在考虑夹紧力时，为使夹紧可靠，需要乘一个安全系数k。粗加工时可取k=2.5～3.0，精加工时取k=2.0～2.5。由于加工过程中切削力、惯性力的作用点、方向和大小都有可能随时改变，故在计算夹紧力大小时应该充分考虑一些最不利的情况。

实际生产中一般很少通过计算法求得夹紧力，而是采用类比的方法估算夹紧力的大小。加工中由于刀具的磨钝、工件材料性质和加工余量的不均匀等因素的影响和变化，导致切削力很难精确计算，只是提供一个参考。因此，生产中常常采用类比的方法来估算夹紧力的大小。到夹紧装置被正式使用时，可以通过应用试验并根据实际加工情况给予修正和调整。

2.夹紧力的方向

夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小并保证夹紧可靠。

图7-44所示为夹紧装置中夹紧力Q、切削力F和重力G三者作用方向的分布及效果。如图7-44（a）所示，三力方向重合，能充分利用切削力F和重力G合成而起到夹紧作用，所需夹紧力最小。同时，夹紧力的方向垂直于工件的主要定位基面，与工件刚度最大方向一致，工件夹紧变形小，故最为合理。相反，图7-44（f）所示恰恰是切削力F和重力G与夹紧力反向，需要在平衡切削力F和重力G后才能起到夹紧作用，显然，夹紧力将会很大且不安全，为最不合理。

图7-44　夹紧力、切削力和重力作用方向的分布及效果

（a）最合理；（b）较合理；（c）可行；（d）不合理；（e）不合理；（f）最不合理(www.daowen.com)

由图7-44看出，支撑面在底部并处于水平位置最好，支撑面不宜倾斜或位于侧面、顶部。

图7-45所示直角支座以A、B面定位镗孔，要求保证孔中心线垂直于A面。为此，应选择设计基准A面为主要定位基准，要求夹紧力Fj1的方向垂直于A面。这样，无论A面与B面有多大的垂直度误差，都能保证孔中心线与A面垂直。相反，如果夹紧力Fj2方向垂直于B面，则因A、B面间有垂直度误差（α＞90°或α＜90°），使得镗出的孔不垂直于A面而可能超差。

在选择夹紧力作用方向时，一个主要目标是使工件变形尽可能小。特别是对于薄壁零件加工，一般应该考虑设计专用夹具来改变夹紧力的作用方向而用以减小夹紧变形，如图7-46所示。

图7-45　夹紧力垂直工件主要定位面

图7-46　改变夹紧力方向

3.夹紧力的作用点

夹具设计中，合理选择夹紧力的作用点应该遵循下列原则：

（1）夹紧力的作用点应对正定位元件或位于定位元件所形成的支撑面内而保证定位。如图7-47所示，因作用点位于支撑面范围之外，故造成工件倾斜或移动而破坏了定位。

（2）夹紧力的作用点选择位于工件刚性较好的部位，使得夹紧稳固可靠。如图7-48所示，将作用点由中间的单点改成两旁的两点施夹，其变形大为改善，且夹紧也较可靠。

图7-47　夹紧力不在支撑面内

图7-48　夹紧力位于刚性较好部位

（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面。这样，可以减小切削力对工件形成的翻转力矩。必要时应在工件刚性差的部位增加辅助支撑并施加附加夹紧力，以免产生振动和变形。图7-49中，辅助支撑尽量靠近齿轮被加工表面，同时给予附加夹紧力。这样翻转力矩小，又同时增大了工件的刚性，既保证了定位夹紧的可靠性，又减小了振动变形。

图7-49　夹紧点靠近加工表面

（a）改前；（b）改后

夹紧力三要素的确定，是一个综合技术性问题，需要全面考虑工件的结构特点、工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。