设计夹紧机构，必须首先合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点。
确定夹紧力作用方向时，应与工件定位基准的配置及所受外力的作用方向等结合起来考虑。其确定原则是：
(1) 夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。
图3-27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A面为主要定位基准，夹紧力Q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。否则，如图(b)所示夹紧力方向垂直于B面，则因A、B面间有垂直度误差（α＞90°或α＜90°），使镗出的孔不垂直于A面而可能报废。
(a) (b)
图3-27 夹紧力方向对镗孔垂直度的影响
(a) 合理 (b) 不合理
(2) 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。
这样可使机构轻便、紧凑，工件变形小，对手动夹紧可减轻工人劳动强度，提高生产效率。为此，应使夹紧力Q的方向最好与切削力F、工件的重力G的方向重合，这时所需要的夹紧力为最小。
图3-28表示了F、G、Q三力不同方向之间关系的几种情况。显然，图（a）最合理，图（f）情况为最差。
（a） （b） （c） （d） （e） （f）
图3-28 夹紧方向与夹紧力大小的关系
（a）最合理 （b）较合理 （c）可行 （d）不合理 （e）不合理 （f）最不合理
(3) 夹紧力作用方向应使工件变形最小。
由于工件不同方向上的刚度是不一致的，不同的受力表面也因其接触面积不同而变形各异，尤其在夹紧薄壁工件时，更需注意。
如图3-29所示套筒，用三爪自定心卡盘夹紧外圆，显然要比用特制螺母从轴向夹紧工件的变形大得多。
图3-29 夹紧力方向与工件刚性关系
