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。
(6) 其它机构和组件除上述各部分以外的机构和组件。
如分度装置——在一次装夹中，使工件变更加工位置的分度、对定和锁紧装置。固定夹具的定位和夹紧装置，汽缸，油缸等。
(1) ，（2), (3)，（4)必须有（5)，（6)可有可无，视具体需要定。
2.夹具的
分类按通用程度
1) 通用夹具——如三爪，四爪卡盘，平口虎钳，回转工作台。
特点：通用性强，适用性宽（单，小常用，成批和大量也有用）一般已标准化，有专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。
2) 专用夹具——针对某一工件，某一工序专门设计制造的。
特点：用途专一，结构紧凑，功能齐全，操作方便；费用高，精度高, 适用于大批量生产。
3) 通用可调夹具和成组夹具。
可调夹具——部分组件可调整和更换，加工对象不明确，适用范围更
广。
成组夹具——用于相似零件的成组加工，针对性强，结构紧凑，更方便。
4) 组合夹具——（积木式夹具）用一套完全标准化的组件，根据加工要求拼装而成。
特点：灵活多变，万能性强，制造周期短，组件可重复，一套零件成本很高。（精度，耐磨性，表面质量要求很高）一般不自备，，而到组合夹具站租用。
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按使用特点分类
夹具分类表
铁
床
夹
具
气
动
夹
具
真
空
夹
具
S
它
机
料
机
床
夹
具
齿
轮
加
H
5) 随行夹具一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。按工种
可分为：车床，铣床，钻床夹具等。
按动力来源分：手动，气动，液压，电动，磁力，真空等。
3.夹具的功用
1) 保证加工质量。这时夹具的首要任务，主要保证位置精度。使用夹具后这种精度主要靠夹具机床保证，不再依赖技术水平。
2) 提高生产率，降低成本，节省划线，找正等辅助时间。可实现多件，
多任务位加工，采用自动夹紧装置，可大大提高生产率，降低成本。
3) 扩大机床工艺范围。如可用机，钻床代替镗床。用靠模夹具在车床铣床进行仿形加工。
4) 减轻工人劳动强度，保证生产安全。夹具费用分摊到产品成本中，所以在单件小批生产中，一般不使用专用夹具，在大批量生产中，广泛采用专用夹具。
第二节工件在夹具中的定位
工件在夹具中的定位，就是使同一工序中的所有工件都能在夹具中占据正确的位置。
什么是正确位置？就是能不能满足加工要求。能，正确；不能，错误。当然，正确不是绝对一致，而是控制在一定允许的范围。
一.常用定位方法和定位元件基本要求（定位元件）
f足够的精度，过低不能保证要求，过高增加成本，
耐磨性好，
足够的强度与精度，
工艺性好（便于制造，装配和维修）
便于清除切削，
I基本上都已标准化，规格化，设计时可从手册中查到。
(一）工件的平面定位
是最常用的定位方式之一，根据能否起消除自由度作用分为1)基本支
承（消除，起定位作用）；2)辅助支承（不消除，不起定位作用)
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基本支承根据能否调整分为：
(1) 固定支承（不能调整，不能浮动），有支承钉支承板，
f平头
支承钉、球头Y毛表面，不易清除切削，用于侧面
、齿纹形J
一般和夹具体为过盈配合。
如需更换，加衬套，并做成通孔。
衬套与夹具体一般为过盈配合H7/r6, H7/n6 衬
套内径与支承钉一般为过渡配合H7/js6 支承板
j?开槽
1不开槽一一不易清除切削，用于侧面安装支承板时，可在装配后终磨，否则，对等高性要求要严格规定。
(2) 可调支承，于在同一夹具加工形状相同，尺寸不同的工件，在加工一批工件前调整，锁紧后相当于固定支承。
(3) 自位支承（浮动支承）
如球面三点式，摆动杠杆两点式，滑动杠杆两点式，虽自位支承各支承点可变，但各点连线或连线的中心位置不变，实际仍起一个支承点的作用。由于结构复杂，稳定性差，多与固定支承联合使用。常用于毛坯表面，断续表面，阶梯表面的定位及有角度误差的平面定位。
2)辅助支承，不起定位作用，严格说并不是定位元件主要是为增加工艺系
统的刚度，辅助支承不起定位作用，每次卸下工
件后必须松开装上工件后再调整和锁紧。
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(二）工件的圆孔定位
-心轴
定位元件j定位销I锥销等
1) 心轴，用于盘、套、齿轮等零件，保证与孔的位置精度
f刚性
^液性塑料\ 在夹紧机构中讲
、弹性丄
「过盈配合心轴
刚性心轴j间隙配合心轴
L小锥度心轴K = 1:1000?1:5000
心轴为四点定位，（通常限制了工件除绕自身轴线转动和沿自身轴线移动以外的四个自由度）。
2) 定位销
其结构与尺寸有关参看教材p94\95图讲解。一般现在2个移动自由度。如只需限制1个自由度，采用削边销；
圆锥销限制3个自由度
(三）工件的外圆定位 -
定心定位
两种形式<
、支承定位
可用套筒（圆孔)、半圆孔、支承钉、支承板等定位，也常用三爪卡盘，弹簧夹头等装夹。但广泛采用V形块做定位组件,
特点：a.对中性好
b .既可用于完整圆柱，也用于非完整圆柱。 9 0度
V 形块的典型结构和尺寸均已标准化，可选用，若需设计，应 确
定主要参数N ，H ，T 。
H ——高度，
N ——宽度，
T ——对直径为D 的标准心轴的定位高度（可按T +D /2测量V 形槽的 定
位精度）。如图：
有长短之分： 长一- 四点定位
短
-两点定位（毛表面只用短的） 固定活动之分：
固定
活动一
——单点定位，只消除一个自由度。 夹角有6 0度， 9 0度，
1 2 0 度。
T-H = OE-CE 第二章机床夹具设计原理 9
O E = D 2 sin ^ C E =
_ … if D N 、
2^2sin a/2 2tga/2 )
A =90 度时 T -H =0.0707D -0.5N
N 决定槽的大小，影响工件在V 形块上的高度。
—般取 T -H = (0.14?0.16) D ，
D 已知，可计算出T -H ，由此可计算出N
H 决定工件在夹具中的高度，也影响V 形块的强刚度，一般取H =
(0.5?1.2) D
H ，D ，N 算出后，可求出T ，当a =90度时，T =0.707D ?0.5N +H 。
(四） 工件以其它表面定位
参看教材p 96?97中的例子
注意：小锥度心轴和锥度心轴是有区别的，一个限制四个自由度，一 个限
制五个自由度。
(五） 定位表面的组合
实际生产中经常遇到的不是单一表面定位，而是几个定位表面的组合。 常
见的定位表面组合。有平面与平面的组合，平面与圆孔的组合，平面与 外圆表
面的组合，平面与其它表面的合，锥面与锥面的组合等。
在多个表面同时参与定位的情况下，各面在定位中所起的作用有主次 之分。
一般称定位点数最多的定位表面为第一定位基准面或主要定位面或 支承面，对
于定位点数次多的定位表面称为第二定位基准面或导向面，对
于定位点数为1的定位表面称为第三定位基准面或止动面。
在分析多个表面定位情况下各表面所限制的自由度时，分清主次定位面是很有必要的。如双顶尖定位的轴类零件在机床前后顶尖上定位的情况，应首先确定前顶尖所限制的自由度，它们是无、？和芝，然后再分析后顶尖所限制的自由度。，孤立地看，由于后顶尖在Z方向可移动，因此只限制X 和？两个自由度。但若与前顶尖一起考虑，则后顶尖实际限制的是工件无和f两个自由度。
在加工箱体类零件时经常采用一面两孔组合(一个大平面及与该平面相垂直的两个圆孔组合)定位，夹具上相应的定位元件是一面两销。
一面两孔定位是组合表面定位中最广泛应用的一种。组合表面定位，要特别注意正确处理过定位的问题，以一面两孔为例，定位面为一面两孔，定位组件常用的是支承板和两个销。
由于工件两孔与夹具两销的距离都有误差，虽孔和销属于间隙配合，有一定的间隙Xi，X2但当T lk+T lx> △lmax+ A2max时，在极限状态下就会妨碍部分工件的安装。
解决的方法有两种：
(1) 仍用两个圆柱销，必须减小另一个销的直径，d’max取多大，经计算：
d 2max—D2min_Tlk_Tlx+ 么lmin
缩小一个定位销的直径虽能实现工件的顺利装卸，但增加了工件的转角误差，只能在加工要求不高时使用.用什么方法能实现顺利装卸，又不增加转角误差呢？
最后得:
(2)—圆柱销与一菱形销（销边销)
菱形销的宽度可以通过简单的几何关系计算导出，参看教材p97?98的内容。
孔的最小直径；
A2min—菱形销与配合孔的最小间隙；
T,k——工件上两孔中心距公差；
T lx—夹具上两销中心距公差；
A lmin——圆柱销与配合孔的最小间隙。
定位组件的设计步骤（以例子讲解）
1) 确定两销中心距及公差（取孔心距1/5—1/3)销心距57±0.02mm
2) 确定圆柱销的尺寸及公差
3) 确定削边销的宽度、直径及公差
削边销还可用两面一孔等定位。
教材上有几处错误：
1) b应取4mm;
2) 确定削边销的宽度、直径及公差中的h6和h7，应为IT6和IT7。
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二.定位误差的计算
1. 定位误差是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差）在采用调整法加工时产生的）。产生加工误差的原因很多。其中有一部分与夹具的设
计，制造，安装和使用等有关，一般可用：
^ 尸 A dw+ A jj+ A w+ ^ dy+ ^ jm
Aj与夹具有关的误差。
A dw——定位误差
Ajj——夹紧误差
A w—夹具位置误
差
A dy------ 导引误差
A jm—磨损误差定位
误差产生的原因：
定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。产生的原因有两个：是由于定位基准与工序基准不重合引起的基准不重合误差A jb;二是由于定位基准与定位组件的制造误差而使定位基准在夹具中的位置不准确产生的基准位移误差A jw。
工件在夹具中定位时的定位误差是A jb和八^的合成。
2. 定位误差的计算方法。
-合成法
<极限
法^微
(2)—圆柱销与一菱形销（销边销) 第二章机床夹具设计原理
分法
(1) 合成法由于定位误差为基准不重合误差与基准位移误差组合而
成。计算时，先算出Ajb 和，然后将两者组合而得A
第二章机床夹具设计原理
① ^jb 尹〇，Aj w 古0 时，A dw =Aj b ;
② Aj b =〇，Aj w ：7^〇，时，A dw =Aj w;
③ Aj b 关〇，A jw =〇 时： 如果工序基准不在定位基面上，即A jb 与A jw 无关联时，A dw =A jb +A jw; 如工序基准在定位基面上，即A jb 与A jw 有相关性时，A dw =A jb ±Aj w 。 “ + ” 号的确定方法： ，
① 分析定位基面直径由小变大(或由大变小)时，定位基准的变动方向； ② 当定位基面直径作相同变化时，设定位基准的位置不变动，分析工 序基准的变动方向；
③
两者的变动方向相同时，取“+”号，两者的变动方向相反时，取 号。
^~
以教材pioi 例2-4为例子讲解，但用的是合成法。
加、减号的确定根据上面所述确定，首先基准在定位基面上，是有关 联性的，然后判断+、-号。
(2) 极限位置法（几何方法）
机械加工中，加工尺寸的大小取决于工序基准相对于刀具(或机床)的位
其中
:
置。工序基准相对于刀具的两个极限位置间的距离就是定位误差。因此，计算定位误差时，也可先画出工序基准相对于刀具(或机床)的两个极限位置，再根据几何关系求出这两个极限位置间的距离，就是定位误差；
(3) 微分法参看教材plOl例子上述三种方法各有其优缺点，计算
时可任取一种；
3. 各种定位方式的定位误差
(1)工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时，分析和计算基准不重合误差的要点，关键在于找出联系工序基准和定位基准间的定位尺寸L，其尺寸公差SL上即为基准不重合误差。工件以平面定位时，基准位移误差A jw 是由于工件定位基面的平面度误差，直线度误差及各基面间的角度误差而引起。已加工表面作定位基准时，若是三点定位，A jb之值甚小，一般均可忽略不计；若是三两点或一点定位，则需考虑角度误差引起的误差。
(2) 以圆孔和一面两孔定位时的定位误差自己看教材。(2)以外圆定位，
定位元件为V形块时的定位误差。用微分法求看教材。
第三节工件在夹具中的夹紧
工件在夹具中定位以后，还需要釆用一定的机构将它压紧夹牢，以保证在加工过程中不会由于切削力，离心力，惯性力或重力等外力的作用而产生位置改变或振动：这种将工件压紧夹牢的机构称为夹紧装置。
1.夹紧装置的组成和基本要求(1)
夹紧装置的组成。
(2)设计夹紧装置的基本要求。包括：
1) 夹紧时不应破坏工件在夹具中经定位后所确定的位置。
2) 夹紧力的大小应该可靠、适当。既要保证在加工过程中工件不产生位移和振动，又要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不超过允许的范围。
3) 夹紧动作要迅速，且操作方便省力，使用安全。
4) 结构要简单，制造要容易，体积要小。
5) 应有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙。
为了满足上述基本要求，在考虑夹紧力时，必须遵守下述基本原则：
1) 夹紧力的方向应尽量垂直于主要的定位支承面，以保证定位准确可
2) 夹紧力的方向应该有利于减少夹紧力，即尽量和切削力、工件重力方向
一致，这样即可使操作省力，又有利于简化夹具的结构。
3) 夹紧力的作用点应该落在主要的定位支承面上，或者落在主要定位支承点所围成的范围内。以保证工件夹紧稳定可靠。
4) 夹紧力的作用点应该选择在工件刚度较好的部位，尽量避免使工件产生夹紧变形。
5) 夹紧力的作用点应靠近被加工表面，.以提高定位的稳定性和夹紧的
可靠性。如切削部位刚度不足，可设辅助支承。、
6) 夹紧力(或夹紧力矩)既要大于切削力(或切削力矩)以保证夹紧可靠，同时又不可过大，以免产生夹紧变形，影响加工质量。
夹紧力大小的确定方法如下：要确定夹紧力，必须先知道切削力，切削力是计算夹紧力的主要依据。但目前对切削力的计算还设有成熟的系统计算公式与数据。所以，在实际设计工作中，大都根据同类夹具的使用情况，按类比法进行经验估算，很少用汁算方法来确定夹紧力的大小，对于一些关键性工序的重要夹具，有时就需要通过实验或实测来确定所需夹紧力。但对初学者来说，必须学会能按粗略的计算方法估算切削力的大小。
在按粗略的计算方法计算夹紧力时，通常将工艺系统看成是刚性系统，考虑主要外力的影响，找出在加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理求出夹紧力的数值W’。为了保证夹紧可靠，还需要将此值乘以安全系数K作
为实际所需的夹紧力。
2.典型夹紧机构
在设计夹紧装置时，首先是合理选择夹紧力作用方向、着力点，并要正确确定夹紧力的大小。然后就是要设计出合适的夹紧机构予以保证。
要设计出合适的夹紧机构，，首先必须掌握常见夹紧机构的特点。
(1)斜楔夹紧机构。斜楔主要是利用斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的，即一般所说的楔紧作用。斜楔夹紧机构的特点是，
1) 斜楔能改变作用力的方向，当外加一原始作用力Q时，则斜楔产生
一个与Q力方向相垂直的夹紧力W; ’
2) 斜楔机构具有增力作用。但增力比较小，一般W/Q=2?5;
3) 能实现自锁。其自锁条件为
￥I+￥2^ a
式中心——楔块与夹具体间的摩擦角；、
Uf2——楔块与工件间的摩擦角；
a——斜楔升角
当摩擦系数fN).l?0.15时，心=V2 = 5°43’一8°28’。通常取￥1
与￥
2约等于6°，因此，a=12°。但是考虑到斜楔实际工件条件，如斜楔与工件的受压表面的接触不一定良好，为了自锁更加可靠，手动夹紧斜楔的斜度一般取1: 10;
4) 斜楔夹紧行程32受到限制。当利用斜楔直接夹紧工件时，如图所示，夹
为：
紧行程8
2
S2=tg*Si^S3+S4+S5
式中ASi——斜楔的工作行程；
S3 --- 装卸工件的间隙(一般大于0. 5mm);
s4——工件夹紧表面尺寸公差；
S5一一工件夹紧过程中产生的弹性变形(一般取0.05?
0. 15 mm)
5) 斜楔夹紧机构，其动力源多数采用气动或液压。
(2) 螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，
实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上，因此其作用原理与斜楔是相同的。不过这里是通过螺旋，使相当于绕在圆柱体上的斜模的高度发生变化来夹紧工件的。
螺旋夹紧机构的特点；①多数用在手动夹紧的夹具中；②具有良好的自锁性?，③具^?较大的增力比，夹紧行程不受限制，④结构简单，但夹紧动作较慢。
(3) 圆偏心夹紧机构。圆偏心夹紧实际上也是斜楔夹紧的一种变形，，圆偏心回转时，其回转半径不断增大，相当于曲线楔向前楔紧在转轴与工件之间，因而把工件压紧。
圆偏心夹紧机构的特点：，
1) 利用转动中心与几何中心相偏心的偏心轮或偏心轴作为夹紧元件，因而结构简单，制造容易；
2) 圆偏心上工作面各点的升角是变化的；
3) 自锁性能较差，适令于切削力不大的无振动的切削工序。其自锁条件为2e/D彡f。当戶0.10?0.15时，则D/e彡14一20, D/e的比值称为圆偏心的
特性参数；
4) 夹紧行程较小;
5) 圆偏心的有效工作区域，…般取转角Y=45°?135°的范围。在这个范围内，升角变化较小，夹紧比较稳定。有时，也可取Y=75°?165°的范围作为工作区域。该区域升角数值较小，自锁性能比前者好。
(4) 定心夹紧机构。定心夹紧机构是指能保证工件对称点(或对称线、面) 在夹紧过程中始终处于固定准确位置的夹紧机构。
定心夹紧机构的特点：
1) 定心夹紧机构的定位元件和夹紧元件是合一的，所以定位和夹紧动作是同时进行的；
2) 定心夹紧机构之所以能实现准确的定心，是由于它们利用了定位夹紧元件的等速移动、转动或均匀弹性变形的方式，来消除一批工件定位基面的制造误差对定位基准位置的影响。
定心夹紧机构一般可分为刚性定心夹紧机构和弹性定心夹紧机构两种。刚性定心夹紧机构的定心精度不高(约为0.16?0.02mm)，但夹紧力和夹紧行程较大，常用于粗、.半精加工中。弹性定心夹紧机构定心精度高，但夹紧行程较小，常用于精加工中。
常用的定心夹紧机构有：
1) 螺旋定心夹紧机构。螺旋定心夹紧机构是通过一根具有不同旋向的螺杆，带动其上的螺母反向移动，从而实现对工件的夹紧，由于螺杆和螺母间存在间隙，因而定心精度较差，但夹紧力和夹紧行程较大；
2) 斜面定心夹紧机构。斜面定心夹紧机构是利用楔块与定位夹紧元件的相对运动，使定件夹紧元件同时移近工件而对工件施行夹紧的。这种定心夹紧机构夹紧行程较小，但由于机构元件容易实现较高的制造精度，因此
定心精度比螺纹定心夹紧机构的定心精度高；
3) 弹性套筒定心夹紧机构，这种机构是利用圆锥形薄壁套筒的圆锥面与相
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 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 壹夹具 一、机床夹具概述 1.机床夹具的概念 机床夹具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。 2.机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。 3.机床夹具的组成 (1)定位元件 (2)夹紧装置 (3)对刀、引导元件或装置 (4)连接元件 (5)夹具体 (6)其它元件及装置 二、定位基准
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 ..............................................................
第五章机床夹具设计习题答案 1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？ （1）机床夹具的作用 1）保证加工精度2 ）提高生产率3）扩大机床的使用范围。4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 （2）机床夹具的要求 1）保证加工面的位置精度2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 3）安全、方便、减轻劳动强度4）排屑顺畅5 ）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。 2.机床夹具的组成有那些部分？ 1）定位元件及定位装置2 ）夹紧元件及夹紧装置3 ）导向及对刀元件4）动力装置5 ）夹具体6 ）其它元件及装置 不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。 3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？ （1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。 （2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。 （3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。 过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。一般情况下这是不允许的。但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。 4.试分析图5－7中a、c 方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？ 过定位及其改进 图5.7 a ）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制3 个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2 个自由度，因此共限制了7 个自由度，超出了6个，即y 方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。C）:工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的自由度没有被限制。所以实际上x和z都被重复限制，此方案属于过定位。 5.确定夹具的定位方案时，要考虑那些方面的要求？
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。
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 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
《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。
1.1定位原理及定位误差计算 1. 2. 答： a.不完全定位，限制了x r y u r z r 和)y z ) ,合理 b.完全定位，六个自由度都限制了，合理 c.过定位，x r 重复定位，可将左顶尖去除或者改为自由顶尖 3.在阶梯轴上铣削一平面，该零件在短V 形块、圆头支钉和浮动支点上定位。试分析该定位方案有何不合理之处？如何改进？ 答：欠定位。短V 形块不能限制Z 方向的旋转以保证尺寸L 的加工。 改进：将短V 形块改为长V 形块。 4.题图4为连杆零件在夹具中的平面及两个固定的短V 形块1及2上定位，试问属何种定位？限制了哪些不定度？是否有需要改进之处？提出改进措施。 答：过定位，限制了x r y u r z r x ) )y z ) ,其中x r 重复定位。
改进：将右侧的V 形块改为可左右活动的V 形块。 5. 答：该方案属于六点定位。左边两个短V 形块相当于一个长V 形块，限制了y u r )y z r z )四个自由度，右边短V 形块限制了x r x )两个自由度。 8. 试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。 答：一面两销定位原理。 9．题图9为在杆件上有宽度为b 的开口槽，内孔D 已加工，试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。 答：直径为d 的圆弧端用V 形块定位，半径为D 的内孔用浮动菱形销定位。 11.题图11(a)为在圆盘零件上加工O1、O2及O3三孔的工序简图，题图11（b ）、（c ）、（d ）为用三轴钻床及钻模同时加工三孔的几种定位方案（工件底面的定位元件未表示），试分别计算当α=90°时各定位方案的定位误差。
12. 解：加工面C 以O 1O 2连线为基准，因此=0 不重 即该工序定位合理，定位误差为0.1866 13. 1.2夹紧方案及夹紧力计算 1.试分析图示各种夹紧方案有何错误和不当之处，并提出改进措施。 答： （a ）错误：作用点在支承范围之外，夹紧力与支反力构成力矩，夹紧时工件将发生偏程，使定位面与支承元件脱离，以致破坏原有定位。 措施：使夹紧力作用在稳定区域内，即使夹紧力作用点左移。 （b ）错误：夹紧力作用于工件薄壁处，易产生工件夹具变形。 措施：将夹紧力作用点往中间移，使夹紧变形尽可能小。 （c ）错误：夹紧力作用点远离工件加工表面，加工过程中易产生振动。 措施：在靠近工件加工处采用辅助支承。
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。
机床夹具设计 机自0802 郑顺欣 摘要：零件在工艺规程制定后，要按工艺规程的顺序进行加工。加工中除了需要机床，刀具，量具外，成批生产时还需要机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。夹具在机床应用中占很高的地位.夹具最早出现在18世纪后期。 关键词：机床夹具车床铣床加工零件定位原理： 1．机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。中国国际模具网 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，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（fms）等新加工技术的应用，对机床手轮夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。 2．现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 （1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：gb/t2148~t2259－91以及各类通用夹具、手轮、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 （2）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 （3）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。 （4）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间