机床夹具设计第二章第2节定位元件设
计1、2
1、工件以粗基准平面
定位
粗基准平面通常
是指经过清理的锻、
铸毛坯工件的平面。
其表面较粗糙，且有
较大的平面度误差。
粗基准平面定位的特
点如右图所示。图ａ所示为粗基准平面定位点的随机性分布特点。一个较大的粗基准平面与定位支承平面接触时，必为随机分布的三个点，定位不稳定。为了控制这三个定位点的位置，通常要采用呈点接触的定位元件，如支承钉（见图ｂ），以获得较满意的固定定位点。
粗基准平面定位常用的定位元件有支承钉、可调支承和浮动支承。
1）支承钉
ａ）Ｂ型（球头）支承钉
ｂ）Ｃ型（齿纹）支承钉
ｃ）Ａ型（平头）支承钉
2）可换支承钉
ａ）具有两种定位面的可换支承钉
ｂ）磨损后可更换支承钉
用于批量较大的生产中，可以降低夹具成本
3）可调支承可调支承的定位点是可调整的。
a)调节支承
(JB/T8026.4-
1999)
b) 圆柱头
调节承
(JB/T8026.3
-1999)
c) 六角头
支承
(JB/T8026.1
-1999)
4）可调支承
浮动支承的特点是增加与定位工件的接触点，而不发生过定位。使用浮动支承可提高工件的定位刚度。
ａ）摆动式浮动支承
ｂ）移动式浮动支承
ｃ）球形浮动支承
3、工件以精基准平面定位
工件的基准平面经切削加工后，可直接放在平面上定位。经过刮削、精铣、磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差，可获得较精确的定位。常用的定位元件有支承板和平头支承钉等，这类是呈面接触的定位元件。
1)支承板
ａ）Ａ型光面支承板：用于垂直布置的定位场合
ｂ）Ｂ型带斜槽支承板：用于水平布置的定位场合
2)支承钉
图所示为平头（Ａ型）支承钉，其定位面经过磨削。Ａ型支承钉主要规格与Ｂ型、Ｃ型支承钉相同。
3)其他定位方法和元件
ａ）直接在夹具体的一个平面上定位
ｂ）、ｃ）非标准支承板
3、设计示例
图所示为开合螺母的零件简图，使用夹具加工螺纹Tr44×12至图样要求。工件的主要定位基准为B平面，限制自由度
（图中定位符号见附表1）；第二定位基准为A平面，限制自由度；第三定位基准为C平面，限制自由度。
4、辅助支承的应用
在加工大型机体和箱体零件时，为了克服因支承面的不足而引起的变形和振动，通常需要考虑提高工件的定位刚度。在加工刚度较低的零件时，也要注意定位刚度的问题。提高工件定位刚度常用的方法是采用辅助支承，以减小工件的变形和振动。
辅助支承不限制工件自由度，设计时要注意辅助支承与定位支承的区别。辅助支承只起支撑作用，使用完毕需将其放松，待工件重新定位后再支撑。
图ａ所示为已标准化的自动调节支承（JB/T8026.7-1999）。工件定位后，支承1由弹簧3的作用自动与工件保持接触，锁紧顶销2即可起支撑作用。装夹工件时，要注意上述操作步骤。
如图b所示，工件在支承板、定位销、菱形销上定位、铣削A平面，其下端由辅助支承支撑。辅助支承由斜楔作用，保持自锁。
实验三：机床夹具设计 姓名：谢银飞班级：机制152班学号：72（22） 姓名：朱嘉俊班级：机制152班学号：73（23） 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上?孔(工件材料45钢）。工件以?孔、叉口及槽在定位轴2、削边销1、?偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。? 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上?的钻床夹具。 图 1 零件图 图 2 三维实体图
2．杠杆臂加工工艺分析 （1）加工要求 加工φ10 和φ13 两孔；孔距为78±；U型槽14.20+0.1对称轴线与?轴线的水平尺寸为±，垂直尺寸为两孔垂直；?对?轴线平行度公差为；φ13对φ22 轴线垂直度公差为。Φ10 孔Ra 值为，Φ13 孔Ra 值为。 （2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完 一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理提供 局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证 孔的加工精度，及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也 可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该零件 工艺性好。 二．定位方案与定位元件 1.夹具设计要求 已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大 批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2、夹具的设计方案? 分析：? ①孔?为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准距离槽 14.20+0.1mm的对称中心线为±；在径向方向的设计基准是孔?的中心线，其对称 度要求为，该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔：、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔?。 ③立钻Z525的最大钻孔直径为?25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H 为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布 置和加工范围的要求。 ④本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。 方案设计:? 1、定位基准的选择：为了保证孔?对基准孔?垂直并对该孔中心线的对称度 符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个自由度；为保证孔?处于拨叉的对称面内且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转自由度； 根据零件的构造，最容易想到的是以Φ22mm 的孔为定位基准，这样可以 避免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用Φ22 孔口端面（底面） 限定零件的上下移动的自由度；用φ10 孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22 中心 线转动的自由度就可以实现完全定位。 φ10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10 孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。
机床夹具设计期末考试试卷A,B卷答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷 A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共计 30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有 斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的 定位 和 夹紧。 5、斜楔自锁条件是：21Φ+Φ<α 手动夹紧机构一般取α=6度~8 度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、 传力机构、夹紧元件 三部分组 成。 二、 判断题：(每题1分，共计 10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。 （√） 2、在零件图上，用以表达相关尺寸的基准称为设计基准。 （×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的 （×） 4、辅助支撑可以提高工件的装夹 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差 （×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型 （√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制 （√） 8、专用夹具是专为某一工件的某 道工序的加工而设计制造的夹具 （√） 姓名-----------------------------班级--------- --------------学号-----------------
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
江苏XX 学院2007/2008学年第1学期期末考试 《机床夹具设计》 期末试卷（A ） 出卷人： 校对人： 考试时间：100分钟 一、 选择题（每题2分，共30分） 1．在金属切削机床上使用的夹具统称为（ ） A 机床装备 B 机床夹具 C 安全设施 D 机床本体 2．（ ）是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 A 定位 B 夹紧 C 辅助 D 导向 3．用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为（ ）。 A 自由原则 B 夹紧原则 C 六点定位规则 D 不确定 4．长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制（ ）个自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 四个 5．一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有（ ）自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 六个 6．下列定位方法中属于不正确的定位方式是（ ） A 不完全定位 B 完全定位 C 欠定位 D 自动定心定位 7．在各种类型的固定支承钉中（ ）适合于较大型的机体的粗基准面定位。 A B 型钉 B C 型钉 C A 型钉 D E 型钉 8．支承板比较适合于工件以（ ）平面定位。 姓名：______________ 班级：________________ 学号：_____________________ …………………………………………………………密……封……线……内……不……要……答……
A精基准B粗基准C铸造基准D不确定 9．关于浮动支承的说法正确的是（） A容易出现欠定位。 B对工件既起到支承作用又限制工件运动自由度。 C采用浮动支承会产生过定位。 D与工件的接触点虽然是两点或三点，但仍只限制工件的一个自由度。 10．工件以两孔一面组合定位时可限制工件（）个自由度。 A六个B两个C三个D四个 11．关于磁力夹紧装置说法正确的是（） A主要适用于铁磁性薄件加工和高精度的磨削。 B 适用于各种材质的工件夹紧。 C夹紧动作很慢，但稳定性好。 D结构复杂，安全性低。 12．关于径向分度说法正确的是（） A径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线平行。 B径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线垂直。 C径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线相交。 D不能确定。 13．下列对定机构中对定精度最低的结构型式是（） A双斜面楔形槽对定B单斜面楔形槽对定C钢球对定结构D正多面体对定 14．斜楔夹紧装置的自锁条件是（） A．斜楔的升角大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 B．斜楔的升角等于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 C．斜楔的升角略大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 D．斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 15．成组夹具中不属于可调部分的机构是（） A定位元件B动力装置C夹紧元件D分度装置 二、判断题（每题1分，共10分，正确用“√”错误用“Χ”）
机床夹具设计第二章第2节定位元件设 计1、2
1、工件以粗基准平面 定位 粗基准平面通常 是指经过清理的锻、 铸毛坯工件的平面。 其表面较粗糙，且有 较大的平面度误差。 粗基准平面定位的特 点如右图所示。图ａ所示为粗基准平面定位点的随机性分布特点。一个较大的粗基准平面与定位支承平面接触时，必为随机分布的三个点，定位不稳定。为了控制这三个定位点的位置，通常要采用呈点接触的定位元件，如支承钉（见图ｂ），以获得较满意的固定定位点。 粗基准平面定位常用的定位元件有支承钉、可调支承和浮动支承。 1）支承钉 ａ）Ｂ型（球头）支承钉 ｂ）Ｃ型（齿纹）支承钉 ｃ）Ａ型（平头）支承钉 2）可换支承钉 ａ）具有两种定位面的可换支承钉
ｂ）磨损后可更换支承钉 用于批量较大的生产中，可以降低夹具成本 3）可调支承可调支承的定位点是可调整的。 a)调节支承 (JB/T8026.4- 1999) b) 圆柱头 调节承 (JB/T8026.3 -1999) c) 六角头 支承 (JB/T8026.1 -1999) 4）可调支承 浮动支承的特点是增加与定位工件的接触点，而不发生过定位。使用浮动支承可提高工件的定位刚度。
ａ）摆动式浮动支承 ｂ）移动式浮动支承 ｃ）球形浮动支承 3、工件以精基准平面定位 工件的基准平面经切削加工后，可直接放在平面上定位。经过刮削、精铣、磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差，可获得较精确的定位。常用的定位元件有支承板和平头支承钉等，这类是呈面接触的定位元件。 1)支承板 ａ）Ａ型光面支承板：用于垂直布置的定位场合 ｂ）Ｂ型带斜槽支承板：用于水平布置的定位场合 2)支承钉
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装 夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产 品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
《机床夹具设计》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题（共20分，每空1分） 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。 3、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成） 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是：在满足加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题（共20分，每小题2分） 1、机床上的卡盘，中心架等属于（ A ）夹具。 A．通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A．两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（ B ）。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（ A ）基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件，相对夹持较长，它的定位是：（ C ） A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下，夹紧行程最大的基本夹紧机构是（ B ） A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位，被限制的自由度是（ A ）自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用（ A）的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时，即说明工件（ C ）完全定位
课程名称 机床夹具设计期末考试题 试卷卷别 A 卷 3、 定位元件的材料一般选（A D F ） A 、20钢渗碳淬火； B 、铸铁； D 合金钢； E 、T7A 钢； 4、 工件在夹具中安装时，绝对不允许采 用， A 、完全定位 B 、不完全定位 （多选，3分） 、中碳钢； 、中碳钢淬火; C ） 、欠定位 D 、判断题（对的画0,错的画X ）（共10分，每小题1分）。 1、长的V 形块可限制四个自由度。短的 V 形块可限制二个自由度。 2、为了防止工件变形，夹紧部位要与支承对应，不能在工件悬空处夹 紧。 3、组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工 要求拼装成的不同结构和用途的夹具。 4、如右图所示定位方式是合理的。 5、浮动支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性，并不 限制工件的自由度。 V ) V ) ) ) f 2 _ ，斗 6在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时，三爪 定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度 7、采用欠定位的定位方式，既可保证加工质量，又可简化夹具结 构。 8、为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求，夹具上的定位基准应与工件上设计 基准、测量基准尽可能重合。 9、固定式普通钻模主要用于加工直径小于 10mm 勺孔。 10、成组夹具是成组工艺中为一组零件的某一工序而专门设计的夹 具。 分 得 、选择题（共24分，除注明分数外，每小题2分）。 1、 在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A 、两个 B 、三个 C 、四个 2、 三爪自定心卡盘夹住一端，另一端搭中心架钻中心孔时，如果夹住部分较短, 属于（A ）。 A 、部分定位 B 、完全定位 C 、重复定位 P1 5、 下列工件定位面与定位元件一般限制两个自由度的是：（ A 、外圆柱面与长支承平板 C 圆柱孔与固定锥销 D 6、 决定某种定位方法属几点定位， A 、有几个支承点与工件接触 C 工件需要消除几个自由度 、过定位 A 、C 、E ）（多选、3 B 、外圆柱面与一短V 型铁 、圆柱 孔与短圆柱销 E 、 主要根据（ B ）。 、工件被消除了几个自由 度 、夹具采用几个定位元件 C ）个自由度。 D 长轴与两个半圆孔定位座 B D 7、轴类零件用双中心孔定位，能消除（ A 、三 B 、四 C 8在简单夹紧机构中，（E ）夹紧机构一般不考虑自锁；（ D ）夹紧机构既可增力 又可（ C ）夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧； （A ）夹紧机构 夹紧行程与自锁性能有矛盾。（4分） A 、斜楔； B 、螺旋； C 、定心； D 杠杆； E 、铰链； F 、偏心 9、 基准不重合误差的大小主要与哪种因素有关： A 、本工序要保证的尺寸大小 B C 工序基准与定位基准间的位置误差 D 10、 铣床上用的平口钳属于（ A 、通用夹具 、四 、五 、六 （C ） 、本工序要保证的尺寸精度 、定位元件和定位基准本身的制造精度 A ）。 专用夹具C 、成组夹具 三、填空题（共20分，每小题2分） 1、夹具按夹紧的动力源可分为 手动夹具 、气动夹具、一液压夹具 具、 电磁夹具 以及 真空夹具 等。 、气液增 2、机床夹具设计主要研究的是 P2 专用 夹具的设计。
第二章机床夹具设计原理 机床夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地应用于机械加工工艺过程中。 正确地设计并合理地使用机床夹具，是保证加工质量和提高效率，从而降低成本的重要技术环节之一，同时也是扩大各种机床使用范围必不可少的手段，因此机床夹具设计是“机械制造工艺学”中研究的重要问题之〇 本章涉及的内容有；机床夹具的作用和组成；机床夹具的分类，工件在夹具中的定位；工件在夹具中的夹紧；夹具的对定及其他组成；各类机床夹具。 学习要求： 了解机床夹具的分类及组成；掌握工件的六点定位原理及其应用，典型定位方式和定位元件，定位误差的分析与计算，了解夹紧装置的作用，组成和基本要求；掌握典型夹紧机构的作用原理和特点；掌握夹具的定位方式，对刀装置和孔加工刀具的导向装置；掌握各类机床夹具的特点及设计要点。 本章的重点是：工件在夹具中的定位；定位误差的分析计算。难点是定位误差的分析计算。 第二章机床夹具设计原理
第二章机床夹具设计原理 件 5体卜窝Si P 夹具 具 第一节机床夹具概述 夹具一一机械制造过程中，凡用来固定加工对象，使之占有正确的位 置以 接受加工或检验的装置。例如：焊接夹具、热处理夹具、检验夹具、 装配夹具。 机床夹具——机加工时在金属切削机床上用的夹具。 1. 机床夹具及其组成 看教材p 90的例子，并讲解。通过本例，可看出夹具的基本组成部分 有： ， I I 定^^nr 难机构|其它 机床夹具组成框图 (1) 定位组件一一用来确定工件在夹具中位置的组件 (2) 夹紧装置——用来把工件紧固在被定位组件所确定的位置上，防 止 组件产生位移。 (3) 夹具体——将各组件和装置装于其上，称为整体的基础件。 (4) 对刀或导向组件——用于确定夹具相对于刀具的位置。 (5) 连接元件一一确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。
第一章机床夹具基础知识 第一节机床夹具概述 一、填空题 1.通常，习惯把夹具按其通用化程度分为通用夹具、专用夹具、 拼装夹具三个大类。 2．机床夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体三大主要部分组成。 3．根据不同的使用要求，机床夹具还可以设置对刀装置、刀具引导装置、回转分度装置及其他辅助装置。 4．按夹具适用的机床及其工序内容的不同，可以分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具、镗床夹具、齿轮加工机床夹具、电加工机床夹具、数控机床夹具等。 二、选择题 1．工件在机床上加工时，通常由夹具中的A来保证工件相对于刀具处于一个正确的位置。 A．定位装置 B．夹具体 C．夹紧装置 D．辅助装置 2．机用平口钳是常用的 B。 A．专用夹具 B．通用夹具 C．拼装夹具 D．组合夹具 3．下列夹具中， D不是专用夹具。 A．钻床夹具 B．铣床夹具 C．车床夹具 D．三爪自定心卡盘 4． C 不属于机床夹具的三大组成部分之一。 A．夹具体 B．定位装置 C．对刀装置 D．夹紧装置 5． A 是由预先制造好的各类标准元件和组件拼装而成的一类新型夹具。 A．拼装夹具 B．专用夹具第三章工件的夹紧C．通用夹具 D．数控机床夹具
6．在机床夹具中，V形块通常作为D使用。 A．夹具体 B．夹紧装置 C．辅助装置 D．定位元件 7．下列说法中， C 不正确。 A．一般情况下，机床夹具具有使工件在夹具中定位和夹紧两大作用 B．夹具相对于机床和刀具的位置正确性，要靠夹具与机床、刀具的对定来解决 C．工件被夹紧后，就自然实现了定位 D．定位和夹紧是两回事 三、判断题 1．一般来说，通用夹具是机床夹具中的主要研究对象。 ( × ) 2．一般情况下，机床夹具具有使工件在夹具中定位和夹紧两大作用。 ( √ ) 3．工件安装时，采用找正定位比采用夹具定位效率更高、精度更高。 ( × ) 4．机床夹具只能用于工件的机械加工工序中。 ( × ) 5．机床夹具一般已标准化、系列化，并由专门厂家生产。 ( × ) 6．定位装置一般由各种标准或非标准定位元件组成，它是夹具工作的核心部分。( √ ) 7．自动、高效夹具的实际应用，可以相应地降低对操作工人的装夹技术要求。 ( √ ) 8．在数控机床上加工零件，无须采用专用夹具。 ( × ) 9．所有机床夹具都必须设置夹紧装置。 ( × ) 10．车床夹具中，花盘通常作为定位元件。 ( × ) 四、简答题 1．机床夹具在生产中有什么作用? 答：（1）保证工件加工精度，稳定整批工件的加工质量。 （2）提高劳动生产率。 （3）改善工人的劳动条件。 （4）降低对操作工人的技术等级要求。 2．机床夹具三大组成部分的作用分别是什么? 答：定位装置：能使工件相对于刀具占有一个正确的位置。 夹紧装置：能保证工件在加工过程中其在定位时所获得的定位位置不被破坏。 夹具体：它是夹具的基础和骨架，通过它将夹具上其他各类装置连接成一个有机整体，依靠它完成夹具与机床的连接。
机床夹具设计（实例） 图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。该零件系大批量生 产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。现要求设计加工该零件上尺 寸为28H11的槽口所使用的夹具。 图3-2 CA6140车床上接头的零件图 零件上槽口的加工要求是：保证宽度28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。 零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。槽口的加工采用三面 刃铣刀在卧式铣床上进行。 工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。槽口两侧面之 间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。为此， 考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。 根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。由 于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。此 外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的 两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制 沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共
限制六个不定度，属于完全定位。 工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的 结构及夹紧方案实现的可能性而 予以最后确定。 Z对接头这个零件，铣槽口工序 的夹紧力方向，不外乎是沿径向 或沿轴向两种。如采用如图3.4 （a）所示的沿径向夹紧的方案，X由于ф20H7孔的轴心线是定位基 准，故必须采用定心夹紧机构， X Y 以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。 在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求， 就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时，ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而 上布置，将导致夹具结构复杂化。 考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在 一次装夹下加工的，它们之间有一定的位置 精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故 改为以B或C面为第一定位基准，也能满足 加工要求。为使定位稳定可靠，故宜选取面 积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面（限
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是： 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题：(每题1分，共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。（√） 2、在零件图上，用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。（×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的（×） 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差（×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型（√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制（√） 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具（√） 9、圆偏心轮夹紧机构，夹紧行程大、自锁可靠性强。（×） 10、螺旋夹紧机构，夹紧可靠， 自锁性能好，夹紧力和夹紧行程大。（√） 三、多项选择（每题2分共20分） 1、造成定位误差的原因是：（ac ）。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号
第二章机床夹具设计原理练习题 1:什么是工序、安装、工位、工步? 2:精基准、粗基准的选择原则有哪些?如何处理在选择时出现的矛盾? 3:如图3-49所示零件,若按调整法加工时,试在图中指出: ⑴加工平面2时的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准; ⑵镗孔4时的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准。 4:一小轴,毛坯为热轧棒料,大量生产的工艺路线为粗车-精车-淬火-粗磨-精磨,外 圆设计尺寸为0013.030?φmm ,已知各工序的加工余量和经济精度,试确定各序尺寸及其偏差、毛坯尺寸及粗车余量,并填入下表: 工序名称工序余量 经济精度 工序尺寸 及偏差工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸
及偏差精磨 0.1 0.013(IT6 粗车 6 0.21(IT12 粗磨 0.4 0.033(IT8 毛坯尺寸 ±1.2 精车 1.5 0.084(IT10 5:加工图所示零件,要求保证尺寸6±0.1mm 。但该尺 寸不便测量,要通过测量尺寸L 来间接保证。试求测量尺寸L 及其上、下偏差,并分析有无假废品存在?若有,可采取什么办法来解决假废品的问题? 6:加工套筒零件,其轴向尺寸及有关工序简图如图3-52 所示,试求工序尺寸L 1和L 2及其极限偏差。
7:成组技术的基本原理是什么?实施成组技术的零件分类编码系统常用的有哪 两类? 8:机械加工表面质量包括哪些内容?它们对产品的使用性能有何影响? 9:为何机器上许多静止连接的接触表面往往要求较小的表面粗糙度值,而相对 运动的 表面却不能对表面粗糙度值要求过小? 10:利用极值法和概率法解装配尺寸链的区别在哪?它们各适用于哪些装配方法? 11:图3-54所示为键槽与键的装配结构。其中A 1=20mm ,A 2=20mm ,A Σ=015.005.0++mm 。 1当大批生产时,采用完全互换法装配,试求各组成零件尺寸的上、下偏差。 2 当小批生产时,采用修配法装配,试确定修配的零件并求出各有并零件尺寸的公差。 12:试比较通用夹具、专用夹具、组合夹具,可调夹具和自动线夹具的特点及其 应用 场合。 13:机床夹具通常由哪些部分组成?每个组成部分起何作用? 14:什么叫定位基准?什么叫六点定位规则?举例加以说明。 15:试举例说明什么叫工件在夹具中的“完全定位”、“不完全定位”、“欠定位”和“过 定位”?
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 ．零件本工序的加工要求分析1 11孔。孔及φ①钻、扩、铰φ10H90. ±(8010H9孔与φ28H7孔的距离为②φ 0.3mm。2)mm；平行度为0. ±孔与φ③φ1128H7孔的距离为(15 。25)mm 距离为14mm。11④φ孔与端面K 本工序前已加工的表面如下。孔及两端面。①φ28H7 ②φ10H9两端面。立钻，刀具为通用标准工具。Z5125本工序使用机床为 2．确定夹具类型°的两平面内，孔径不大，工φ本工序所加工两孔(10H9，位于互成11)和φ90 件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。． 3．拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点，其定位方案如下。10H9为定位面，以φK和φ10H9一端面组合而成)(①以φ28H7孔及一组合面端面孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸 2-2-22(a)所示。mm公差大，定位不可靠，
会引起较大的定位误差。如图 5.?0880孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工1128H7孔及端面K定位，以φ②以孔φ2-2-22 (b)的端面增设一辅助支承，如图件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9 所示。比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 2-2-2328H7孔及其端面的定位元件，如图①选择带台阶面的定位销，作为以φH7。所示。定位副配合取?28g6②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图 2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)图形块。考虑结构简单，现选用所示移动V 2-2-24(a)所示结构。定位误差计算(3)±(80孔时孔距尺寸10H9①加工φ． 0.2)mm的定位误差计算。 由于基准重合，故Δ＝0。B0.007?0210.?mm)的最大间隙，故Δφ与定位销(38基准位移误差为定位孔(φ38mm)Y00020.?＝(0.021＋0. 007＋0.013)mm＝ 0.041rnm。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。 由于基准重合，故Δ＝0。B基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K间的垂直度误差。故Δ＝0. 03mm。Y此方案能满足平行度0. 3mm的定位要
98工艺《机床夹具设计》期末考试试卷 A卷 一、名词解释（12分）： 1．调整法加工 2．基准 3．六点定位原则 4．欠定位 二、填空题： 1．夹具主要由、、、及翻转装卸装置等五部分组成，主要完成对工件的、。 2. 限制工件自由度最多的定位元件是，可同时限制工件的个自由度。 3. 定位误差是指 。产生定位误差的两个主要原因是， 。 4. 楔块夹紧机构的夹紧力计算公式为，为满足自锁，楔块的楔角在设计时应满足的条件为。 5.螺旋夹紧机构的工作特点为、、、。 6.偏心夹紧机构的压力角α最大为，最小为，其自锁条件为。 7．快换钻套与衬套见的配合代号一般为、，它们属于配合。 三、分析图示工件在加工时，必须限制的自由度是哪几个？并说明理由。 1．在一长方体上用成型铣刀铣一V形槽。 2．在一轴端铣一键槽。 四、说明题 1、在图示压板上依次钻两φ8的孔，试确定定位方案，并说明理由。 2、图示定位方案中有无过定位、欠定位？若有，试说明之。 3、图示夹紧方案有无错误之处？若有，试改正之。 五、计算题 1、如图所示，在一轴端钻一直径为φ6的孔，已知=φ30，V形块夹角=120，要求保证=10 ， 试计算图示三种定位方案的定位误差，并判定哪些定位方案合理。 2、如图所示，一工件采用一面两孔定位，在其上表面要求加工一φ10 的孔。已知圆柱销与孔之间的配合为φ12，第Ⅱ孔直径为φ20，采用菱形销与之配合，两孔中心距为L =100 试完成如下内容： （1）确定菱形销与孔之间的最小配合间隙及菱形销的尺寸。（已知菱形销宽度为）
（2）确定φ10孔加工时的定位误差，并判断此定位方式是否合理。（3）试提出一些减少定位误差的措施。