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课后作业】4一、填空题(1)保证加工精度的关键，首先在于确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式以及正确地选定定位基准等，必要时还需进行定位误差分析。
(2)与一般机械零件的结构工艺相同，机床夹具设计首先要尽量选用标准件和通用件，以降低设计和制造费用。
(3)夹具总图上标注尺寸及技术要求的目的主要是为了便于拆零件图，便于夹具装配和检验。
为此应有选择地标注尺寸及技术要求。
(4)夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度，使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有三个方面:定位误差、夹具制造与装夹误差及加工过程误差。
(5)夹具体形状和尺寸主要取决于夹具上各组成件分布情况、工件形状尺寸及加工特性等。
(6)铣床夹具在铣床工作台上的安装位置，直接影响被加工零件表面的位置精度，所以在设计时就必须考虑其安装方法。
(7)夹具与机床回转主轴的安装的夹具，加工时夹具随机床主轴一起旋转切削刀具作进给运动。
夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。
(8)模锻毛坯具有轮廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料逍耗均大量减少；制造周期短，生产率高，产品质量高等特点。
二、简答题1.在机床夹具设计过程中，需要掌握哪些设计资料？(1)收集与夹具设计相关的被加工件图纸和技术资料，分析被加工件的结构特点、材料、毛坯图及其技术条件。
（2）工件的生产纲领、投产批量、夹具需要量以及生产组织等有关信息。
（3）工件的工艺规程和每道工序的具体技术要求。
（4）工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择以及前后工序的联系。
（4）相关量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。
（5）本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状,工人的技术水平等情况（6）所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。
（7）设计夹具零部件用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。
（8）国内外同类工件的加工方法和所使用夹具,借鉴其中先进而适合本企业实际情况的合理方案。
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
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。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：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，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
1．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。
2．工件在夹具中位置的确定是通过工件表面(定位基准面)与夹具中定位元件的表面的接触或配合来实现的。
3．用来描述工件在某一预先设定的空间直角坐标系中的定位时，其空间位置不确定程度的六个位置参量，称为不定度。
4．任何一个未在夹具中定位的工件，其空间位置具有六个不定度，即沿三个坐标轴的移动不定度、绕三个坐标轴的转动不定度。
5．对于箱类工件的定位，夹具上常设置三个不同方向上的定位基准来形成一个空间定位体系，称为三基面基准体系。
6．在夹具中，采用长V形块作为工件上圆柱表面的定位元件时，可消除工件的四个不定度，其中，包括二个移动不定度和二个转动不定度。
7．工件在夹具中定位时，被夹具的定位元件消除了三个不定度的工件上的那个面，称为主要定位基准面。
8．对于轴类工件的定位，夹具一般以轴向尺寸较大的V形块的两个斜面与工件支承轴颈相接触，形成不共面的四点约束。
9．任何条件下对工件的定位，所消除的不定度数不得少于三个，否则工件就不会得到稳定的位置。
10．工件在夹具中，六个不定度全部被消除的定位，称为完全定位。
11．工件实际定位所消除的不定度数目少于按其加工要求所必须消除的不定度数目，称为欠定位。
12．基本支承是具有独立定位作用的支承，包括支承钉、支承板、自位支承和可调支承。
13．夹紧装置的结构形式多种多样，一般由三部分组成，即力源装置、中间递力机构和夹紧元件。
14．工件在夹紧力作用下，应首先保证工件主要定位基准面与定位元件可靠接触。
15．确定夹紧力的大小时，估算法和类比法是通常采用的方法。
16．夹具的对定包括三个方面：夹具的定位、夹具的对刀和刀具的导向、分度定位。
二、填空题1．长圆柱工件在长套筒中定位，可消除 C 不定度。
A．两个移动 B．两个转动C．两个移动和两个转动 D．一个转动和三个移动2．当工件以加工过的平面与定位平面接触时，可消除工件的 B 不定度。
夹具设计步骤要点一、机床夹具设计要求1．保证工件加工的各项技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算。
2．具有较高的生产效率和较低的制造成本为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。
3．尽量选用标准化零部件尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。
4．夹具操作方便安全、省力为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。
5．夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。
二、机床夹具设计的内容及步骤1．明确设计要求，收集和研究有关资料在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
2．确定夹具的结构方案1）确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。
2）确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。
3）确定夹紧方案，选择夹紧机构。
4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。
5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。
在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。
3．绘制夹具的装配草图和装配图夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。
总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。
绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。
《机床夹具设计》课程标准课程名称：机床夹具设计参考学时：56适用专业：机械制造与自动化一、课程定位《机床夹具设计》服务于机械加工职业工作中“机床夹具设计”这一典型工作任务。
掌握机床的操作、刀具的选择与使用、机械制造工艺的编制、机床专用夹具的设计、量具的使用是从事机械加工生产所必须具备的技能，机床专用夹具设计是非规则零件成批加工生产时需要设计制造的工艺装备，工装的设计制造最终影响机械零件的加工精度、生产效率及生产成本，为此，机械加工工作人员要具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力。
通过本课程的学习，学生可以从事机械加工操作中机床专用夹具设计制造工作及与机床夹具相关的工作，经过1—2年的努力可以胜任机床夹具设计现场技术员工作。
《机床夹具设计》的前修课程为《机械制图及CAD》、《机械制造基础》、《机械设计》、《公差配合与技术测量》、《金属切削原理及刀具》、《机械加工设备》、《机械制造工艺学》，后续课程为《机械维修技术》、《先进制造技术》。
二、学习目标学生在教师引导下，根据给定的零件工序加工要求、工厂生产条件和企业需求，并借助机床夹具设计手册等技术资料，进行零件定位方案与夹紧方案的设计，计算定位误差和夹紧力，根据机械加工设备类型设计夹具体和其它对刀导向装置、连接元件及夹具体，分析归纳影响机械零件加工质量的相关因素，进行设计方案对比和评价，最终绘制出机床夹具总图。
学习完本课程后，学生应当能够从事机床夹具设计的工作。
具体包括：1.根据被加工零件的结构特点和加工工序要求，能应用六点定位原理及夹紧原则，合理提出被加工工件某道工序的定位、夹紧方案；2.能根据机械加工设备情况设计机床夹具的对刀导向装置、分度装置、连接元件及夹具体；3.会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料；4.具有常用机床夹具的使用能力；5.了解现代夹具设计的一般知识；6.具备分析解决与夹具有关的技术问题的能力；7.对机械零件加工的工艺方案提出合理化建议。
刀具的工艺夹具课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解刀具工艺夹具的基本概念，掌握其在机械加工中的应用和重要性。
2. 学生能够描述常用刀具工艺夹具的类型、结构及其工作原理。
3. 学生能够解释影响刀具工艺夹具加工精度和效率的主要因素。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析特定加工任务所需的刀具工艺夹具选型及参数设置。
2. 学生能够设计简单的刀具工艺夹具，并进行正确的安装和调整。
3. 学生能够运用刀具工艺夹具进行基本的机械加工操作，并处理简单的工艺问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械加工领域的好奇心和探索精神，激发他们学习刀具工艺夹具的兴趣。
2. 培养学生严谨、细致的工作态度，使他们认识到刀具工艺夹具在保证加工质量中的关键作用。
3. 培养学生的团队合作意识，使他们在讨论、分析、设计过程中学会相互尊重、协作共赢。
课程性质：本课程为专业技术实践课程，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生为具有一定机械基础知识和技能的高年级中学生，具备一定的认知能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，采用讲授、实践、讨论等多种教学方法，引导学生主动参与，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够达到上述具体的学习成果，为后续相关专业课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 刀具工艺夹具基础知识：- 刀具工艺夹具的定义、作用和分类；- 常用刀具工艺夹具的结构特点和工作原理；- 影响刀具工艺夹具加工精度和效率的因素。
2. 刀具工艺夹具的选择与设计：- 刀具工艺夹具选型的原则和方法；- 刀具工艺夹具设计的基本要求；- 刀具工艺夹具设计实例分析。
3. 刀具工艺夹具的应用与实践：- 刀具工艺夹具的正确安装与调整；- 刀具工艺夹具在机械加工中的应用案例；- 常见加工问题的分析与处理。
教学大纲安排如下：第一周：刀具工艺夹具基础知识学习；第二周：刀具工艺夹具选型原则及方法；第三周：刀具工艺夹具设计基本要求及实例分析；第四周：刀具工艺夹具的正确安装与调整；第五周：刀具工艺夹具在机械加工中的应用与实践。
1、举例说明生产纲领在生产活动中的作用,说明划分生产类型的规律。
答：产品的年生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划.在计算出零件的生产纲领以后，即可根据生产纲领的大小，确定相应的生产类型。
2、何谓机床夹具?夹具有哪些作用?答：在机械加工中，为了保证工件加工精度,使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。
作用:1）保证产品加工精度,稳定产品质量。
2）提高生产效率，降低加工成本.3）改善工人的劳动条件。
4) 扩大机床的工艺范围.3、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？答:机床夹具大致可以分为6部分。
1）定位部分：用以确定工件在夹具中的正确位置。
2）夹紧元件：用以夹紧工件，确保工件在加工过程中不因外力作用而破坏其定位精度。
3）导向、对刀元件：用以引导刀具或确定刀具与被加工工件加工表面间正确位置。
4）连接元件:用以确定并固定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置.5）夹具体：用以连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体.6）其他装置和元件。
4、工件夹紧的基本要求是什么？答：1）夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生振动和损伤工件表面。
2）夹紧动作迅速，操作方便、安全省力.3）手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力.4）结构应尽量简单紧凑，工艺性要好。
5、什么叫“六点定位原则”？什么是欠定位？过定位?答：夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法,使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。
根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位.同一个自由度被几个支承点重复限制的情况,称为过定位（也称为重复定位、超定位）6、什么是粗基准?如何选择粗基准？答：采用毛坯上未经加工的表面来定位,这种定位基准称为粗基准。
选择粗基准时，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。
对刀及导向装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握对刀及导向装置的基本概念、分类和功能。
2. 学生能描述对刀及导向装置在机械加工中的应用和重要性。
3. 学生了解对刀及导向装置的安装、调整和保养方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确选择和使用对刀及导向装置。
2. 学生能够独立完成对刀及导向装置的简单故障排查和处理。
3. 学生通过实践操作，提高动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工行业的兴趣和热情，增强职业认同感。
2. 学生树立安全意识，养成良好的操作习惯，注重生产质量。
3. 学生在学习过程中，培养耐心、细心和责任心，提高自我管理和沟通协作能力。
课程性质：本课程为机械加工专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为中职二年级学生，已具备一定的机械基础知识和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论联系实际，提高学生的操作技能和问题解决能力，培养学生良好的职业素养。
通过本课程的学习，使学生能够更好地适应未来工作岗位的需求。
二、教学内容1. 理论教学：a. 对刀及导向装置的基本概念、分类和功能。
b. 对刀及导向装置在机械加工中的应用及其重要性。
c. 对刀及导向装置的安装、调整和保养方法。
d. 对刀及导向装置的常见故障及其排除方法。
2. 实践操作：a. 对刀及导向装置的选用与安装操作。
b. 对刀及导向装置的调整与检查方法。
c. 对刀及导向装置的实操练习，包括简单故障排查与处理。
3. 教学大纲：第一周：对刀及导向装置基本概念的学习。
第二周：对刀及导向装置的分类、功能及在机械加工中的应用。
第三周：对刀及导向装置的安装、调整与保养方法。
第四周：对刀及导向装置的实操练习及故障排查。
4. 教材章节及内容：教材第三章“机床夹具与刀具”：第一节 对刀及导向装置基本概念第二节 对刀及导向装置的分类与功能第三节 对刀及导向装置的安装与调整第四节 对刀及导向装置的故障与保养教学内容注重科学性和系统性，结合理论与实践，使学生全面掌握对刀及导向装置的相关知识，为实际工作打下坚实基础。
确定刀具与工件的相对位置对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，这一相对位置是通过确认对刀点来实现的。
对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。
对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置，对刀点往往就选择在零件的加工原点。
对刀点的选择原则如下：（1）所选的对刀点应使程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。
图2.7 对刀点例如，加工图2.7所示零件时，当按照图示路线来编制数控加工程序时，选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面A的交点作为加工的对刀点。
显然，这里的对刀点也恰好是加工原点。
在使用对刀点确定加工原点时，就需要进行“对刀”。
所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。
每把刀具的半径与长度尺寸都是不同的，刀具装在机床上后，应在控制系统中设置刀具的基本位置。
“刀位点”是指刀具的定位基准点。
如图2.8所示，圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点；车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点。
各类数控机床的对刀方法是不完全一样的，这一内容将结合各类机床分别讨论。
换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的，因为这些机床在加工过程中要自动换刀。
对于手动换刀的数控铣床，也应确定相应的换刀位置。
为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量。
a)钻头的刀位点 b)车刀的刀位点 c)圆柱铣刀的刀位点d)球头铣刀的刀位点 图2.8 刀位点。
