第二章机床夹具设计练
习题
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
11 分析以下定位情况，各元件限制哪几个自由度属何种定位若有问题如何改进
题11附图
12 根据六点定位原理分析下列各定位方案中各个定位元件所消除的自由度。
题12附图
13 在下列一面两销定位中区分正确与错误。若为错误，会带来什么不良后果
题13附图
14 采用调整法大批量生产下列零件的指定工序时，
试合理选定其定位基准，并确定采用什么定位元件，
此元件限制零件的哪几个自由度？
（1）在车床上加工中孔d及E面。
（2）在立式组合钻床上加工盘形零件的2-φ15
孔。
15 零件定位情况如图所示，本工序铣平面C，要求保
证尺寸A，且要求C面垂直于B面。试分析：
题14附图
（1）每个定位元件各限制哪几个自由度？
（2）属何种定位定位是否合理若不合理如何修改
题15附图
16 如图所示为连杆及圆盘铸件中孔加工的定位方案。铸件两端面均已加工过，表面未加工。试分析各定位方案中，各个定位元件所消除的自由度。如果属于过定位，请指出可能出现什么不良后果，并提出改进方案。
题16附图
17 根据六点定位原理，试分析图中各定位方案中各个定位元件所消除的自由度。如果属于过定位或欠定位，请指出可能出现不良后果，并提出改进方案。
(e) ( f)
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。
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？
机械制造工艺学(王先逵)习题及答案 第六章机床夹具设计 1、什么就是机床夹具？举例说明夹具在机械加工中的作用。 答:机床夹具就是在机床上用以装夹工件的一种装置,其作用就是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。 机床夹具的功用:①稳定保证工件的加工精度; ②减少辅助工时,提高劳动生产率; ③扩大机床的使用范围,实现一机多能。 举例:用V形块,用三爪卡盘,顶尖可很好的保证工件的定位精度,以及工件相对于刀具与机床的位置精度。如图a、b 2、机床夹具通常由哪几部分组成？ 答:机床夹具的组成部分:1.定位元件, 2.夹紧装置 3.对刀引导元件 4.连接元件 5.夹 具体, 6.其它元件或装置 3、常见的定位方式、定位元件有哪些？ 答:⑴工件以平面定位:圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承 ⑵工件以外圆定位:V形块、定位套、半园套、圆锥套 ⑶工件以圆孔定位:定位销、圆锥销、定位心轴 ⑷工件以组合表面定位:一面两销 4、辅助支承与自位支承有何不同？ 答:辅助支承用来提高支承件零件刚度,不就是用作定位支承点,不起消除自由度作用;自位支承就是支承本身在定位过程中所处的位置,就是随工件定位基准位置的变化而自动与之适应,但一个自位支承只起一个定位支承点的作用。 5、什么就是定位误差?试述产生定位误差的原因。
答:定位误差:就是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差,由于对同一批工件说,刀具调整后位置就是不动的,即被加工表面的位置相对于定位基准就是不变的,因此定位误差就就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 造成定位误差的原因: ⑴定位基准与工序基准不一致所引起的基准不重合误差Δjb ⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差,即基准位移误差Δjw 7、工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求? 答:⑴方向: ①夹紧力的作用方向不破坏工件定位的准确性与可靠性 ②夹紧力方向应使工件变形尽可能小 ③夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小; ⑵夹紧力作用点: ①夹紧力作用点应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支撑面内 ②夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上 ③夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面; ⑶夹紧力的大小: 夹紧力的大小主要确定方法有经验类比与分析计算法。采用分析计算,一般根据切削原理求切削力F,算出惯心力,离心力,列出平衡方程式,算出理论夹紧力Q’,为安全起见,考虑安全系数K,因此实际夹紧力Q=KQ’,K取值范围1、5～3,粗加工2、5～3,精加工1、5～2,由于加工中切削力随刀具的磨钝、工件材料性质与余量的不均匀等因素变化,因而实际生产中常采用类比的方法估算夹紧力。 8、试分析3种基本夹紧机构的优缺点及其应用。 答:基本夹紧机构有: ⑴斜楔夹紧机构:结构简单,工作可靠,机械效率低,很少直接用于手动夹紧,常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中; ⑵螺旋夹紧机构:螺旋升角小于斜楔的楔角,扩力作用远大于斜楔夹紧机构,结构也很简单,易于制造,夹紧行程大,扩力较大,自锁性能好,应用适合手动夹紧机构。但夹紧动作缓慢,效率低,不宜使用在自动化夹紧装置上; ⑶偏心夹紧机构:操作方便,夹紧迅速,结构紧凑;缺点就是夹紧行程小,夹紧力小,自
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
机械制造工艺学（王先逵）习题及答案 第六章机床夹具设计 1、什么是机床夹具？举例说明夹具在机械加工中的作用。 答：机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。 机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度； ②减少辅助工时，提高劳动生产率； ③扩大机床的使用范围，实现一机多能。 举例：用V形块，用三爪卡盘，顶尖可很好的保证工件的定位精度，以及工件相对于刀具和机床的位置精度。如图a.b 2、机床夹具通常由哪几部分组成？ 答：机床夹具的组成部分：1．定位元件, 2．夹紧装置3．对刀引导元件4．连接元件5．夹 具体，6．其它元件或装置 3、常见的定位方式、定位元件有哪些？ 答：⑴工件以平面定位：圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承 ⑵工件以外圆定位：V形块、定位套、半园套、圆锥套 ⑶工件以圆孔定位：定位销、圆锥销、定位心轴 ⑷工件以组合表面定位：一面两销 4、辅助支承与自位支承有何不同？
答：辅助支承用来提高支承件零件刚度，不是用作定位支承点，不起消除自由度作用； 自位支承是支承本身在定位过程中所处的位置，是随工件定位基准位置的变化而自动与之适应，但一个自位支承只起一个定位支承点的作用。 5、什么是定位误差?试述产生定位误差的原因。 答：定位误差：是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差，由于对同一批工件说，刀具调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 造成定位误差的原因： ⑴定位基准和工序基准不一致所引起的基准不重合误差Δjb ⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差，即基准位移误差Δjw 7、工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求? 答：⑴方向： ①夹紧力的作用方向不破坏工件定位的准确性和可靠性 ②夹紧力方向应使工件变形尽可能小 ③夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小； ⑵夹紧力作用点： ①夹紧力作用点应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支撑面内 ②夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上 ③夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面； ⑶夹紧力的大小： 夹紧力的大小主要确定方法有经验类比和分析计算法。采用分析计算，一般根据切削原理求切削力F，算出惯心力，离心力，列出平衡方程式，算出理论夹紧力Q’，为安全起见，考虑安全系数K，因此实际夹紧力Q=KQ’，K取值范围1.5～3，粗加
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”?
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。
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？ 5.7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 t 和z t 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？ 设计某工序加工某表面的定位方案时，需要考虑：1）该加工面在图纸上的位置要求，即该加工面的设计基准，尽可能以设计基准为定位基准2）工件整个工艺过程所选定的工艺精基准是否与该加工面的设计基准一致，一致最好，否则应该转换到工艺精基准上去，做到基准统一，有利于保证各个加工面间有较高的位置精度3）定位方案应满足六点定位原理4）因估算此方案的定位误差是否符合要求5）应根据该面的加工方案，机床，刀具等
机械制造装备设计第五章习题答案关慧贞 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
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
《机械制造技术基础》部分习题参考解答 第六章机床夹具设计 6-1 机床夹具有哪几部分组成？各有何作用？ 6-2 为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明。 6-3 习题6-3图所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2和固定短V形块3。试分析习题6-3图所示定位方案的合理性并提出改进方法。 习题6-3图习题6-6图 6-4 试分析比较可调支承、自位支承和辅助支承的作用和应用范围。 6-5 试分析各典型夹紧机构的特点及应用场合。 6-6 已知切削力F，若不计小轴1、2的摩擦损耗，试计算习题6-6图所示夹紧装置作用在斜楔左端的作用力F Q。 6-7 习题6-7图所示为气动夹紧机构，夹紧工件所需夹紧力F J=2000N，已知：气压p=4×105Pa，α=15°，L1=100mm，L2=200mm，L3=20mm，各相关表面的摩擦系数μ=0.18，铰链φd处摩擦损耗按5%计算。问需选多大缸径的气缸才能将工件夹紧。
习题6-7图 6-8 试分析各类钻床夹具的结构特点及应用范围。 6-9 钻床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？车床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？ 6-10 铣刀相对于铣床夹具的位置是根据什么确定的？试校核习题6-10图所示铣床夹具所标尺寸（15.43±0.06）mm 的正确性。 习题6-10图 6-11 习题6-11图所示为在成批生产中钻螺栓连接孔φ7和φ5的工序简图，定位基面均为已加工面。已知：工件两定位孔的距离为（230±0.06）mm ，大头孔直径为0.04042φ+mm ，小头孔直径为0.021022φ+mm 。试为该工序徒手绘制一钻床夹具草图。要求根 据加工要求绘制定位元件、导向元件、夹紧装置和夹具体，并在装配图上标注装配尺寸及技术要求。
第二章机床夹具设计 一、选择题 1．只有在（b）精度很高时，过定位才允许采用，且有利于增强工件的（d)。 a．设计基准面和定位元件；b．定位基准面和定位元件；c．夹紧机构；d.刚度；e.强度2．定位元件的材料一般选（adf) a.20钢渗碳淬火； b.铸铁；c．中碳钢；d．中碳钢淬火；e．合金钢；f. T>A钢 3．自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（b） a．不起定位作用；b.一般来说只限制一个自由度；c．不管如何浮动必定只能限制一个自由度 4．工件装夹中由于(a)基准和（e）基准不重合而产生的加工误差，称为基准不符误差a．设计（或工序）；b．工艺；c.测量；d.装配；e.定位 5．基准不符误差大小与（b）有关。 a．本道工序要保证的尺寸大小和技术要求；b.只与本道工序设计〔或工序）基准与定 位基准之间位置误差；c.定位元件和定位基准本身的制造误差。 6．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减力；(c) 夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧；(b)夹紧机构行程不受限制。（ade)夹紧 机构能改变夹紧力的方向，(a)夹紧机构夹紧行程与自锁性能有矛盾。（f）夹紧机构动作迅速，操作简便。 a.斜楔； b.螺旋；c．定心；d．杠杆；e.铰链；f.偏心 7．偏心轮的偏心量取决于(c)和(e),偏心轮的直径和(a)密切有关。 a.自锁条件； b.夹紧力大小； c.工作行程； d.销轴直径； e.工作范围； f.手柄长度 8．在多件夹紧中，由于（e），因此一般采用（c），夹紧才能达到各工件同时被夹紧的目的。 a．多点；b多向；c．浮动；d．动作联动；e．各工件在尺寸上有误差；f.连续式或平 行式夹紧。 9．采用连续多件夹紧，工件本身作浮动件，为了防止工件的定位基准位置误差逐个积累， 应使（a）与夹紧力方向相垂直。 a．工件加工尺寸的方向；b．定位基准面；c．加工表面；d．夹压面 10．镗模采用双面导向时，镗杆与机床主轴是(b)连接，机床主轴只起（c）作用，镗杆回 转中心及镗孔精度由 (d、f)保证。 a．刚性；b．柔性（或浮动）；c.传递动力；d. 镗模；e．机床；f.镗杆 11．专用车床夹具的回转轴线与车床主轴轴线的同轴度与(b)有关 a．轴颈精度；b.夹具与主轴联接结构及精度；c.主轴端部与夹具采用螺纹联接的螺纹 精度有关 1
《机床夹具》试题及答案 一、选择题 1．只有在（b）精度很高时，过定位才允许采用，且有利于增强工件的（d)。 a．设计基准面和定位元件；b．定位基准面和定位元件；c．夹紧机构；d.刚度；e.强度2．定位元件的材料一般选（adf) a.20钢渗碳淬火； b.铸铁；c．中碳钢；d．中碳钢淬火；e．合金钢；f. T>A钢 3．自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（b） a．不起定位作用；b.一般来说只限制一个自由度；c．不管如何浮动必定只能限制一个自由度 4．工件装夹中由于(a)基准和（e）基准不重合而产生的加工误差，称为基准不符误差a．设计（或工序）；b．工艺；c.测量；d.装配；e.定位 5．基准不符误差大小与（b）有关。 a．本道工序要保证的尺寸大小和技术要求；b.只与本道工序设计〔或工序）基准与定 位基准之间位置误差；c.定位元件和定位基准本身的制造误差。 6．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减力；(c) 夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧；(b)夹紧机构行程不受限制。（ade)夹紧 机构能改变夹紧力的方向，(a)夹紧机构夹紧行程与自锁性能有矛盾。（f）夹紧机构动作迅速，操作简便。 a.斜楔； b.螺旋；c．定心；d．杠杆；e.铰链；f.偏心 7．偏心轮的偏心量取决于(c)和(e),偏心轮的直径和(a)密切有关。 a.自锁条件； b.夹紧力大小； c.工作行程； d.销轴直径； e.工作范围； f.手柄长度 8．在多件夹紧中，由于（e），因此一般采用（c），夹紧才能达到各工件同时被夹紧的目的。 a．多点；b多向；c．浮动；d．动作联动；e．各工件在尺寸上有误差；f.连续式或平 行式夹紧。 9．采用连续多件夹紧，工件本身作浮动件，为了防止工件的定位基准位置误差逐个积累， 应使（a）与夹紧力方向相垂直。 a．工件加工尺寸的方向；b．定位基准面；c．加工表面；d．夹压面 10．镗模采用双面导向时，镗杆与机床主轴是(b)连接，机床主轴只起（c）作用，镗杆回 转中心及镗孔精度由 (d、f)保证。 a．刚性；b．柔性（或浮动）；c.传递动力；d. 镗模；e．机床；f.镗杆 11．专用车床夹具的回转轴线与车床主轴轴线的同轴度与(b)有关 a．轴颈精度；b.夹具与主轴联接结构及精度；c.主轴端部与夹具采用螺纹联接的螺纹 精度有关。
【课后作业】2 一、填空题 （1）由刚体运动的规律可知，在空间一个自由刚体有且仅有六个自由度。 （2）工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度，称为过定位。 （3）要确定零件上点、线、面的位置，必须以一些指定的点、线、面作为依据，这些作为依据的点、线、面称为基准。 （4）工艺基准是指在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。工艺基准又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 （5）在最初的每一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。经过加工的表面所组成的定位基准称为精基准。 （6）工件以圆孔定位时，心轴用来定位回转体零件。 （7）工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。 （8）根据定位误差分析计算的结果，便可看出影响定位误差的因素，从而找到减小定位误差和提高夹具工作精度的途径。 （9）实际生产中，常用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面，以达到定位要求，这就是组合面定位。 （10）定位基准的选择应尽可能遵循基准重合原则，并尽量选用精基准定位。二、选择题 （1）在机械制造中，工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为【A】定位。 A.完全 B.不完全 C.过定位 D.欠定位
（2）加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为【B 】基准，即确定被加工表面位置的基准。 A.工序 B.定位 C.测量 D.装配 （3）在机械加工中，支承板与支承钉的结构已经标准化，其对工件定位基面的形状通常是【A 】。 A.平面 B.外圆柱面 C.内孔 D.锥面 （4）常见典型定位方式很多，当采用宽V 形块或两个窄V 形块对工件外圆柱面定位时，限制自由度的数目为【D 】个。 A.1 B.2 C.3 D.4 （5）工件在夹具中定位时,由于定位误差由基准不重合误差B ?和基准位移Y ?组成。因此，有以下【ABCD 】种情况。 A.当0,0≠?=?Y B 时，产生定位误差的原因是基准位移，故Y D ?=? B.当0,0=?≠?Y B 时，产生定位误差的原因是基准不重合，故B D ?=? C.当0,0=?≠?Y B 时，如果工序基准不在定位基准面上，则B Y D ?+?=? D.当0,0=?≠?Y B 时，如果工序基准在定位基面上，则B Y D ?-?=? 三、简答题 1.简述六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位及过定位的基本概念，并举例说明。 答：（1）六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。 （2）完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。 举例：在长方体上加工不通孔，属于完全定位。
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。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用 标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互 成90°的两平面，孔径不大，工件质量较小、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。
①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9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885 .00+mm 公差 大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)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。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。
机床夹具设计教学大纲（机械） 课程编号：21200335 课程名称：机床夹具设计 英文名称：Design of Clamp of Machine Tool 学时：56 学分：3.5 适用专业：机械制造与自动化专业 课程性质：职业技能必修 授课对象：机械制造与自动化专业专科学生 执笔人： 先修课程：机械制图、工程材料与热处理、机械设计基础、极限配合与测量技术、机械制造技术 编写日期：2014年3月 修订日期：
机床夹具设计教学大纲（机械） 一、课程教学目标 本课程是机械制造与自动化专业方向的主干专业课，同时也可作为机械类其它专业方向的选修课。机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分，课程主要讲授机床夹具的基本理论、基本知识和设计方法、设计要点。使学生在掌握机械制造的基本理论之后，为分析和解决机械制造过程中的工艺问题，以及根据零件的工艺规程设计专用夹具等方面得到培养，为今后从事本专业工作打下必要的基础。 通过本课程的学习，使学生掌握夹具设计与制造所必须具备的设计理论和工艺知识；提高合理设计夹具的能力；初步建立现代机床夹具CAD/CAM的概念和基本技能；奠定学生适应未来工业发展所必需的分析问题、解决问题、自我学习的科学研究方法与能力。 二、教学内容及基本要求 第一章机床夹具概述 （一）基本要求理解工件装夹的概念、方法； 1、掌握用夹具装夹时保证工件加工精度的条件以及夹具的组成； 2、了解夹具的分类及作用； 3、熟悉机床夹具设计研究的内容。 （二）教学重点工件装夹的概念、方法及夹具的组成； （三）教学难点用夹具装夹时保证工件加工精度的条件； （四）教学内容 1、工件的装夹与夹具 （1）工件装夹的概念； （2）工件装夹的方法； （3）用夹具装夹时保证工件加工精度的条件； （4）夹具的组成。 2、夹具的分类与作用 （1）按夹具的应用范围分类；
11 分析以下定位情况，各元件限制哪几个自由度属何种定位若有问题如何改进 题11附图 12 根据六点定位原理分析下列各定位方案中各个定位元件所消除的自由度。
题12附图 13 在下列一面两销定位中区分正确与错误。若为错误，会带来什么不良后果 题13附图
14 采用调整法大批量生产下列零件的指定工序时，试 合理选定其定位基准，并确定采用什么定位元件，此 元件限制零件的哪几个自由度？ （1）在车床上加工中孔d及E面。 （2）在立式组合钻床上加工盘形零件的2-φ15 孔。 15 零件定位情况如图所示，本工序铣平面C，要求保证尺寸A，且要求C面垂直于B面。试分析： 题14附图 （1）每个定位元件各限制哪几个自由度？ （2）属何种定位定位是否合理若不合理如何修改 题15附图 16 如图所示为连杆及圆盘铸件中孔加工的定位方案。铸件两端面均已加工过，表面未加工。试分析各定位方案中，各个定位元件所消除的自由度。如果属于过定位，请指出可能出现什么不良后果，并提出改进方案。
题16附图 17 根据六点定位原理，试分析图中各定位方案中各个定位元件所消除的自由度。如果属于过定位或欠定位，请指出可能出现不良后果，并提出改进方案。
(e) ( f)
题17附图 18 加工连杆大头孔的定位如下，试根据六点定位原理分析各定位元件限制的自由度。 题18附图题19附图 19 有一批直径为d±δd/2的轴类毛坯件，欲在两面同时打中心孔，其定位方案如图试计算加工后中心孔与外圆可能出现的最大同轴度误差。并确定最佳定位方案。 20 有一批套类工件铣键槽，定位方案如图。计算各定位方案中尺寸H1、H2、H3的定位误差。（1）在可涨心轴上定位。 （2）在处于垂直位置的刚性心轴上间隙定位（心轴直径d 公差Td1～Td2 ） （3）在处于水平位置的刚性心轴上具有间隙定位。