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分析限制的自由度

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4 工件定位与夹紧方案的确定

4 工件定位与夹紧方案的确定
（3）改善工人的劳动条件,降低生产成本
（4）扩大机床使用范围和改变机床用途
如：铣床加分度头，就可以加工有等分要求的工件。 利用镗模，可以用车床或摇臂钻床镗削箱体的孔系。
12
§4.1.2 机床夹具的分类
按夹具应用范围划分
➢（1）通用夹具 三爪、四爪卡盘、平口钳等，一般由专业 厂生产，常作为机床附件提供给用户。
防转菱形销限制: Z 方向转动自由度
63
4.3 任务3 选择夹具定位元件
➢工件定位时，首先要根据加 工要求，确定工件需要限制 的自由度，选择合适的表面 作为定位基准面。 ➢工件的定位基准面有多种形 式，如平面、外圆柱面、内 孔等。 ➢根据定位基准面的不同，采 用不同的夹具定位元件，使 定位元件的定位面和工件的 定位基准面相接触或配合， 从而实现工件的定位。
顶尖限制: Y、Z 方向转动自 由度
61
过定位问题分析 ➢ 图示工件要在端面加工螺孔时，如何进行定位？
62
➢使用长圆柱销时，X、Y方 向的转动自由度重复限制， 当夹紧时，连杆会产生变形。
短长圆柱销限制: X、 Y 方向的移动自由度 X、 Y 方向的转动自由度
大端面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度
图4-1 轴套零件图
9
4.1 任务1 认识机床夹具
本节要点
机床夹具的功能 机床夹具在机械加工中的作用 夹具的分类 机床夹具的组成
10
§4.1.1 机床夹具的功能与作用
1.机床夹具的功能
机床夹具的主要功能: ➢定位——工件在夹具中相对于刀具和机床占有正确的加 工位置。 ➢夹紧——把工件压紧夹牢，并保持这个确定的位置在加 工过程中稳定不变。
2）夹紧元件及装置
3）对刀及导向 元件

工件组合定位和自由度分析详解

工件组合定位和自由度分析详解

单个定位时：
V1 限制了： x z
V2 限制了：
V3 限制了：
x
y
z z
x 两次重复限制，z 叁次重复限制，
按上准则分析，实际V1、V2较V3先
参与，V1、V2参与分不出先后，假
z 设Ｖ１为首参限制了 x ，V2次 参 xz 限制了 ；V3最后限制了 y y 。
图2.29 三个V形块 组合定位分析
2、判断准则 （1）定位元件单个定位时，限制转动自由度的作用在组合 定位中不变； （2）组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度 ，相互间若无重复，则在组合定位中该元件限制该移动自 由度的作用不变；若有重复，其限制自由度的作用要重新 分析判断，方法如下：
1)在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定 位的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可 假设；
x z 固定顶尖1限制了：
y
活动顶尖2限制了：
yz
x z y 固定顶尖为首参，限制了：
活动顶尖 y z
例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位，分析各元 件限制的自由度。
图2.32 V形块组合定位分析右－V1、左－V2
单个定位时：
V1 限制了：x y
｝
V2 限制了： y
y 两次重复限制，V1 首参限制了
例3：如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支承平面上 定位，分析各元件限制的自由
单个定位时：
平销面 限限制制了了 ：：xxxyy
z
y
｝
综且合x 限y 重制复了限x制 x
y
y
z
例4：如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位，分析各元件限制 自由度。
图2.31 两顶尖组合定位分析

机械制造技术基础课后答案 周宏甫

机械制造技术基础课后答案 周宏甫

L0=0.5
L .5 0 0
0 .3 0
T 0 .3 0 T 0 .075 av ,l m 4
⑤按加工难易，设T1=0.12，T2=0.04，T3=0.1，T4=0.04 T1+ T2+ T3+T4=0.12+0.04+0.1+0.04=0.3 = T0 ⑥选L1为协调环，按单向入体，令
25 0 .2
0.2=0+ EsB-（-0.1） -0.2=-0.15+ EIB -0
EIB =-0.05
0 . 1 35 35 . 025 0 . 075 B= 0 . 05
B ④验算： 0.4=0.15+0.15+0.1
60 0 0 .1
3.18
现A，B，C面均加工，欲铣一缺口。试分 别计算以A，B，C面定位，铣槽的工序尺 寸及公差。
工序、安装、工位 、工步、工步划分示意表
序号 10 工序名 下料 1 20 车 2 30 40 50 车 车 车 1 2 3 安装 工位 工步 内 容 走刀次数 切断 车端面 钻中心孔 车另一端面
4
1 2
钻另一中心孔
车φ 30mm 外圆 车φ 20mm 外圆 车φ 18mm 外圆
1
2 1 2 1 2
1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件， 这些定位元件实际上限制了哪些自由度？
图c）在轴上铣横槽
,Z ,X ,Z 理论上应限制 Y
长V形块及支承钉定位
,Z ,X ,Z 实际上长V形块限制 X
支承钉限制 Y
1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件， 这些定位元件实际上限制了哪些自由度？

夹紧机构

夹紧机构
32
机床夹具设计
二、螺旋夹紧机构
FQ L
F2r '
FRX
d0 2
得
FW
d0 2
tg
FQ L
1 r 'tg2
式中 FW 一一夹紧力(N)；FQ 一一作用力(N)； Lo一一作用力臂(mm)； d 0 一一螺纹中径(mm)； 一一螺纹升角( )； 一一螺纹处
摩擦角( o )； 2一一螺杆端部与工件间的摩擦角( o )；
2
机床夹具设计
一、夹紧概述
目
保证工件定位时确定的正确位置,防止工
的
件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用 下产生位移和振动。
（1）力源装置：手动装置 气压装置、液压装置气、 液增压装置、电动装置、磁力装置、真空装置
组 （2）中间传力机构
成
1）改变作用力的方向；
2）改变作用力的大小； 3）使夹紧实现自锁。
大 小
一般精加工K =1.5~2，粗加工K = 2.5~3。
(2)经验对比法。
7
机床夹具设计
表4-3常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式
8
机床夹具设计
9
机床夹具设计
三、减小夹紧变形的方法 (1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
10
机床夹具设计
(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
11
机床夹具设计
56
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
57
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
58
机床夹具设计 四、联动夹紧机构 (2)多件连续夹紧机构
59
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
(3)对称式多件联动夹紧机构
60
机床夹具设计 四、联动夹紧机构

机械制造技术基础习题分析

机械制造技术基础习题分析

名词解释1.刀具耐用度 2.内联系传动链3。

夹紧4。

精基准5.机械加工工艺过程6.变值系统误差7.强迫振动 8。

简单成形运动9.（液压系统的）压力 10.设计基准11.六点定位原理 12.封闭环13.复合成形运动 14.原理误差15。

磨削烧伤 16.完全定位填充题1.金属切削过程中切削力的来源主要有两个，即和.2.夹具的基本组成有元件、装置、元件、和其它元件。

3.根据产品零件的大小和生产纲领，机械制造生产一般可以分为、和三种不同的生产类型。

4.机床精度中对加工精度影响较大的包括机床主轴误差和机床导轨误差。

其中机床主轴回转误差包括、和三种基本形式。

5.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的主运动是，主偏角是，刀具前角是 ,加工(过渡)表面是 .6. 数控机床是由以下三个基本部分组成：____________、____________和机床本体。

7. 大规格的换向阀一般采用电液换向阀结构,它是由大规格带阻尼器的液动换向阀和小规格的____________换向阀两部分组合而成。

8. 工艺尺寸链中最终由其它尺寸所间接保证的环,称为____________环。

9. 正态分布曲线中，分布曲线与横坐标所围成的面积包括了全部零件数，故其面积等于____________，其中±3σ范围内的面积为____________。

5。

根据力的三要素,工件夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、____________和作用点。

10. 工件表面粗糙度越小，在交变载荷的作用下，工件的疲劳强度就____________。

11. 在夹紧装置中，基本的夹紧机构类型有：____________、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构.12. 对于在高转速、重载荷条件下工作的轴，其毛坯的制造方法是____________.13。

切削用量三要素是指 ________ 、 ________ 和 __________.14。

基准平面确定后，前刀面由_______和______两个角确定；后刀面由-—和——两个角确定.15. 切削层公称横截面参数有_________、___________。

机械制造工艺学习题参考解答(部分)

机械制造工艺学习题参考解答(部分)

机械制造工艺学习题参考解答（部分）第一章1－8何谓六点定位原理？何谓“欠定位”？何谓“过定位”？举例说明之。

答:P.16,采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度,实现完全定位，称为六点定位原理。

（P.17图1－12b））；根据工件加工面的位置、尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，称为欠定位，欠定位是不允许的。

（P。

21,图1－16）同一个自由度被两个或两个以上约束点约束，称为过定位（或称定位干涉）。

在一定条件下过定位是允许的。

(P。

21，图1－17，P。

22，图1－18）1—9在图示的加工工件中,试分别确定应限制的自由度。

答：a）应限制、、、、5个自由度。

底面1限制了、、，（用支承钉或平板）外圆2限制了、，（用扁V形铁，自动定心）(b) 应限制全部6个自由度槽1（用短圆销）限制,平面2（用支承钉）限制，外圆面3（用厚V形铁）限制、、、（c) 限制所有6个自由度平面1限制(三个支承钉或平板）、、平面2限制（用支承条）、,平面3限制（一个支承钉）。

（d) 应限制全部6个自由度。

底面1限制（用支承板）、、，孔2限制(用短圆销）、,外圆弧3限制（用扁V形铁,可移动的）。

1-10 根据六点定位原理，分析各图示定位方案，并判断各定位元件分别限制了哪些自由度？答：（a)左端卡盘限制、，右端尾顶尖限制、、，共限制5个自由度；（b）左端顶尖限制、、,右端滑动顶尖限制、，共限制5个自由度；(c)心轴+开口弹性套限制、、、4个自由度；(d)左端圆锥销限制、、，右端滑动圆锥销限制、，共限制5个自由度;（e）左侧两个短V形块限制、、、4个自由度，右侧一个短V形块限制、2个自由度，共限制6个自由度，完全定位；（f) 底面两块长支撑板限制、、，侧面下端两个支撑钉限制、,侧面上端菱形销限制，共限制6个自由度，完全定位。

第四章4－3简述机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容.答：P。

12。

优质、高生产率、低成本、利用现有生产条件和减轻工人劳动强度；步骤与内容（10项标题,简写）。

11.3 工件的定位、安装与基准_配机械制造基础(第2版)


图
示
限 制 自由度
第11章
定位套
定位情况
1个短定位套
2个短定位套
1个长定位套
图
示
限 制 自由度
第11章
• 3．欠定位与过定位 • 根据工件加工要求必须限制的自由度没有得到限制的定位，称为欠 定位。欠定位是不允许的。 • 如果工件的某一自由度同时被两个或两个以上的支承点限制的定位， 称为过定位或重复定位。过定位是否允许，应根据具体情况分析。
定位情况
定位销
短圆柱销
长圆柱销
菱形销
图
示
限制自由度
第11章
圆锥销
定位情况 固定锥销 浮动锥销 固定与浮动组合
图
示
限 制 自由度
第11章
工件以锥孔定位
定位情况 固定顶尖 浮动顶尖 锥度心轴
图
示
限 制 自由度
3.工件以外圆柱面定位 第11章
定位元件
V 形块
定位情况 1个短V形块 2个短V形块 1个长V形块
直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正
第11章
• • • 2．划线找正法 划线找正法是指工件安装时依据事先在工件上划好的找正线进行找正的方 法。 这种找正方法需要事先在工件上划线，即增加了划线工序，安装精度不高， 且受工人技术熟练程度影响；另外，由于线条具有一定宽度，一般安装精 度仅在0.3～lmm左右，所以划线找正只适用单件小批生产。在成批生产中， 对形状复杂或尺寸较大的工件，也常采用划线法找正。
正确处理过定位
提高工件定位表面与定位元件之间 的位置精度； 改变定位元件（或定位装置）的结 构；
第11章
分析讨论：
下列定位方案 中各定位元件 限制了那些自 由度？

《机床夹具设计》工件的定位

第1章工件的定位●理解六点定位原理。

●常用定位元件限制的自由度。

●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。

●常用定位元件的设计。

●定位误差的分析和计算。

●根据零件工序加工要求，确定定位方式。

●根据零件工序加工要求，确定定位方案。

●掌握定位元件的设计方法。

●掌握定位误差的分析和计算。

1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。

钢套零件三维图如图1.2所示。

【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。

(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。

本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。

图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。

①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。

1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。

夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。

显然，工件的定位是极为重要的一个环节。

本章就要讨论工件的定位问题。

机械制造装备设计期末考试分析及应用题

分析题1、图示为加工示意图中的工作循环图，试分析如何确定图中的工进距离？解：工作进给长度应按加工长度最大的孔来确定。

工作进给长度等于刀具的切入值加工孔深及切出值之和2、看图分析滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法？答：松开螺钉，调整垫片的厚度，旋转螺母产生轴向移动，旋紧螺钉。

3、看图分析滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法？松开右螺母，旋转左螺母产生轴向移动调整间隙，旋转右螺母将左螺母锁紧。

4、试分析图中的夹紧方案并回答下列问题：①该夹紧方案会发生什么问题？②如何改进？解：①会使工件变形②将夹紧力作用点分散移至工件的立筋上。

或画图示意5下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。

试分析图中所示定位方案的合理性并提出改进方法。

1-支承平面 2-短圆柱销3-固定短V形块答：底面限制，短销限制，左侧V型块由于是固定的，很难保证和工件接触，因而实现不了定位功能，属于欠定位。

改进：把左侧V型块变成可移动的。

6、分析图中零件的定位情况，回答下列问题：（（1）各定位元件所限制的自由度？（2）判断定位是否合理？（3）若定位不合理，提出改进意见？解：（1）三爪卡盘：；双顶尖：（2）不合理（3）三爪卡盘改成拨盘7、试分析图中的定位方案并回答下列问题：①指出定位元件限制哪些自由度？②该定位方案是否合理；解：①定位销：卡盘：浮动顶尖：Y、Z得转动②合理8、试分析图中的定位方案并回答下列问题：①指出定位元件限制哪些自由度？②该定位方案是否合理；解：①V型铁：Y、Z的转动和移动定位销：②合理9、试分析图中的定位方案并回答下列问题：①指出定位元件限制哪些自由度？②如果在中心O处钻孔；判断定位方案是否合理；解：定，，，，，；定位方案合理。

10、试分析图中的定位方案并回答下列问题：①指出定位元件限制哪些自由度？②如果加工零件外圆；定位方案是否合理；解：图b，定，，，，；定位方案合理。

11、试分析图中的定位方案并回答下列问题：①指出定位元件限制哪些自由度？②如果加工零件外圆；判断定位方案是否合理；解：定，，，，，，，；或定，，，，，，，；定位方案不合理。

机械制造工艺学4,6章习题答案


关于同轴度误差引起的定位误差: 如下图,工艺基准为孔的下母线,而定位基准为轴的中心线,若外圆及孔的 尺寸无误差,则引起工序基准位置变化的原因为孔轴的同轴度误差,工序基 准位置最大的变动量=T(同轴度公差值),即Δdw =Δjb =T; 若考虑外圆
和孔的尺寸的公差Td和TD,则Δjw = Δdw =Δjb+ Δjw
+0.0895 0
习题4-18 某零件的轴向尺寸如图a),轴向尺寸加工工序如图b),c),d，试校核工序图
上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）
解：先校核 b)图上的工序 尺寸：计算由a),b),c)图有 关尺寸组成的尺寸链， L1=40.30-0.1 L2=10.40-0.2 L3=100-0.1 L4=40
L3 L2
20 = 60 + L 4 − 70 L 4 = 30 mm ES L 4 = + 0 . 1mm
L1
+ 0 . 15 = ES L 4 + 0 − (− 0 . 05 )
0 = EI L 4 − 0 . 025 − ( − 0 . 025 _ EI L 4 = 0 mm
+ ∴ L 3 = 30 0 0 .1 mm
解尺寸链得： L=130±0.04mm， 50±0.04mm
第六章习题 6-1：选择粗、精加工基准分析定位方案：1）指出限制的自由度
数；2）判断有无欠定位或过定位；3）对不合理的定位方案提出改进意见
在O处钻孔
形块共限制六个自由度；为 保证孔轴线过中心O应该限制六个 自由度，因此无过定位和欠定位
Td 2 sin
α
2
; Δjb =T+ Td/2;
第六章习题 6-4：定位误差计算
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