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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．根据机械工艺规程要求，在加工中，用来正确地确定工件及刀具的相对位置，并且合适而迅速地将它们夹紧的一种机床附加装置称为机床夹具。
2.通常，习惯于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。
3．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。
4．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。
5．按夹具适用的机床及其工序内容的不同，可以把夹具分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、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.．（ A ）是夹具的核心部分。
A.定位装置B.夹紧装置C.夹具体D.V型块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C．通用夹具 C．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，机床夹具担负着工件在夹具中的定位和夹紧两大功能。
B．夹具相对机床和刀具的位置正确性，则要靠夹具与机床、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.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。
（×）3.机床夹具只能用于工件的机械加工工序中。
（×）4.夹具体是整个夹具的基础和骨架。
【课后作业】2、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。
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。
、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(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)(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.1B.2C.3D.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也B和基准位移纠组成。
因此，有以下【ABCD】种情况。
A.当人B =0卫丫工0时，产生定位误差的原因是基准位移，故B.当 A B H 0严丫 = 0时，产生定位误差的原因是基准不重合,C.当也B 工0,也丫=0时，如果工序基准不在定位基准面上，则D.当人B 工0严丫 = 0时，如果工序基准在定位基面上，则 A D = A 丫 -也B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。
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．根据机械工艺规程要求，在加工中，用来正确地确定工件及刀具的相对位置，并且合适而迅速地将它们夹紧的一种机床附加装置称为机床夹具。
2.通常，习惯于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。
3．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。
4．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。
5．按夹具适用的机床及其工序内容的不同，可以把夹具分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、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.．（A）是夹具的核心部分。
A.定位装置B.夹紧装置C.夹具体D.V型块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C．通用夹具C．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，机床夹具担负着工件在夹具中的定位和夹紧两大功能。
B．夹具相对机床和刀具的位置正确性，则要靠夹具与机床、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.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。
（×）3.机床夹具只能用于工件的机械加工工序中。
（×）4.夹具体是整个夹具的基础和骨架。
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（B ）出卷人 校对人： 考试时间：100分钟一、 选择题（每题2分，共30分）1A 检测装备B 工艺设备C 安全设施D 机床本体 2．（ ）为工件定位后提供了安全、可靠的加工条件。
A 夹紧 B 定位 C 辅助 D 导向 3．下列哪种夹紧机构的自锁性最好( )A 螺旋夹紧机构B 斜楔夹紧C 偏心轮夹紧D 不确定4．长方体大表面由的三个支承点（在同一直线）定位可限制（ ）个自由度 A 一个 B 三个 C 两个 D 四个 5．工件在夹具中定位的任务是（ ）A 在切削力作用下保持既定的位置B 对刀导向便于加工C 不能确定D 使同一批工件在夹具中占据正确的位置6．．定位方式是根据加工要求确定的,下列定位方法中属于正确定位方式的是（ ） A 过定位 B 欠定位 C 不完全定位 D 不定位 7．下列属于铣床夹具的特殊元件有( )。
A 快换钻套B 定位销C 对刀块D T 型螺栓 8．一个较窄的支承板支承工件精基准面可限制工件（ ）自由度 A 两个 B 三个 C 四个 D 五个姓名：______________ 班级：________________ 学号：_____________________…………………………………………………………密……封……线……内……不……要……答……题…………………………………………………………9．关于辅助支承的说法正确的是（）A根据元件结构不同限制不同自由度。
B对工件既起到支承作用又限制工件运动自由度。
C采用辅助支承会产生过定位。
D不限制工件自由度，只起支承作用，以提高工件定位刚度减小工件变形。
10．工件以两孔一面定位中圆柱销和菱形销组合限制工件一个（）自由度。
A旋转B移动C空间平动D不确定11．液压夹紧装置与气压夹紧装置对比下列说法正确的是（）A液压油的不可压缩性使液压夹紧装置夹紧刚度高，工作平稳、可靠。
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。
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。
试分析该定位案有不合理之处？如改进？答：欠定位。
短V 形块不能限制Z 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 )yz 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.试确定合理的定位案并绘制定位案草图。
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，D已加工，试确定合理的定位案并绘制定位案草图。
答：直径为d的圆弧端用V形块定位，半径为D的用浮动菱形销定位。
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的几种定位案（工件底面的定位元件未表示），试分别计算当α=90°时各定位案的定位误差。
12.解：加工面C 以O 1O 2连线为基准，因此=0δ不重1=0.08662sin2O Td δα=位置2=0.12O Tdδ=位置 120.1866=arctanarctan2160O OLδδδ+=位置位置角度 121=0.18663L O O Td δδδδ++=<定位不重位置位置即该工序定位合理，定位误差为0.186613.1.2夹紧案及夹紧力计算1.试分析图示各种夹紧案有错误和不当之处，并提出改进措施。
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.b2、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Δjb⑵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Δjw7、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。
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。
（d）错误：左右夹紧力作用不在同一直线上，会产生力矩，不利于工件保持稳定。
措施：应使夹紧力和左边支承钉处于同一直线上。
（e）错误：夹紧机构与工件表面接触对夹紧元件和工件表面的精度要求高，定位不稳定。
措施：采用支承钉夹紧。
（f）错误：该夹紧为平行夹紧，由于工件尺寸误差，采用刚性元件会使不同表面受夹紧力不一致，甚至夹不住。
措施：将夹紧元件换成浮动的或能自动调节的。
2.
问题：①右边Φ6的孔定位稳定性不高，可靠性低，加工过程中易产生振动。
②左边导孔太长③右端导孔与工件表面距离太长。
改进：①在其下加装浮动支承或辅助支承。
②减小导孔长度。
③适当缩小导孔与工件表面距离。
3.
答：（c）方案更为合理。
4.
解：1）螺旋机构
原始力矩 112502
L M Q N m =⋅=⋅ 夹紧力 ()121221tan tan 2
Q M W d r αϕϕ=++ ，标准螺旋角40α︒≤，取30α︒= 1arctan 0.1 5.71ϕ︒==，代入数据得114686.7W N =，1114686.7Q W N ==
2）斜楔机构
12tan 2tan Q W αϕ
=+，其中30α︒=， 5.71ϕ︒=，带入数据得218893.3W N = 9.套类零件在题图24所示的自动定心车床夹具上安装车外圆，现已知切削力矩M 切=50N ·m ，D=80mm ，α=15°，各处摩擦系数均为0.15，安全系数K=1.5，试
求拉杆所需之拉力Q 。
解：
由M 切=3F 1r 1 r=d/2 求得F 1=833.3 N
总切削力F=3F 1=2500 N
取d=40mm r=20mm
每个卡爪夹紧力8329W N =
= 对于斜楔机构1tan 2tan Q W αϕ
=+ tan 0.15ϕ= 可得1(tan 2tan )4730Q W N αϕ=+=
Q 0=3Q
1
=14191 N Q=1.5Q
=21287 N
1.3对定误差计算
2.
3.。
