第一篇：機械制造技術基礎 第4章 機床夾具設計原理 課后答案

機械制造技術基礎

第4章 機床夾具設計原理

1.何謂機床夾具？試舉例說明機床夾具的作用及其分類？

答：所謂機床夾具，就是將工件進行定位、加緊，將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對位置關系的附加裝置。

機床夾具的功用：①穩(wěn)定保證工件的加工精度；

②減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率； ③擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。

夾具的分類：1）通用夾具； 2）專用夾具； 3）成組夾具； 4）組合夾具； 5）隨行夾具。

2.工件在機床上的安裝方法有哪些？其原理是什么？

答：工件在機床上的安裝方法分為劃線安裝和夾具安裝。劃線安裝是按圖紙要求，在加工表面是上劃出加工表面的尺寸及位置線，然后利用劃針盤等工具在機床上對工件找正然后夾緊；夾具安裝是靠夾具來保證工件在機床上所需的位置，并使其夾緊。

3.夾具由哪些元件和裝置組成？各元件有什么作用？

答：1）定位元件及定位裝置：用來確定工件在夾具上位置的元件或裝置；

2）夾緊元件及夾緊裝置：用來夾緊工件，使其位置固定下來的元件或裝置； 3）對刀元件：用來確定刀具與工件相互位置的元件；

4）動力裝置：為減輕工人體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率，所采用的各種機動夾緊的動力源；

5）夾具體：將夾具的各種元件、裝置等連接起來的基礎件； 6）其他元件及其他裝置。

4.機床夾具有哪幾種？機床附件是夾具嗎？

答：機床夾具有通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具。

5.何謂定位和夾緊？為什么說夾緊不等于定位？

答：工件在夾具中占有正確的位置稱為定位，固定工件的位置稱為夾緊。工件在夾具中，沒有安放在正確的位置，即沒有定位，但夾緊機構仍能將其夾緊，而使其位置固定下來，此時工件沒有定位但卻被夾緊，所以說夾緊不等于定位。

6.什么叫做六點定位原理？

答：采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，即可實現(xiàn)完全定位，這稱為六點定位原理。

7.工件裝夾在夾具中，凡是有六個定位支承點，即為完全定位，凡是超過六個定位支承點就是過定位，不超過六個定位支承點就不

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會出現(xiàn)過定位，這種說法對嗎，為什么？

答：不對；過定位是指定位元件過多，而使工件的一個自由度同時被兩個以上的定位元件限制。

8.定位、欠定位和過定位是否均不允許存在？為什么？根據(jù)加工要求應予以限制的自由度或工件六個自由度都被限制了就不會出現(xiàn)欠定位或過定位嗎？試舉例說明。

答：1）加工要求限制自由度而沒有限制，是欠定位，是不允許的；所限制的自由度小于六個時，不一定是欠定位；2）一個自由度由一個以上定位元件限制時，產(chǎn)生超定位，超定位一般是不允許的，它可能產(chǎn)生破壞；所限制自由度小于六個時，也可能產(chǎn)生過定位；3）如果工件定位而精度較高，夾具定位元件精度也很高時，過定位是可以允許的，它可以提高加工剛度；4）工件定位應根據(jù)加工要求而定，不必完全定位；5）過定位和欠定位也可能同時存在。

9.常見的定位元件有哪些，分別限制的自由度的情況如何？

答：常見的定位元件：1）平面定位：支撐釘及支撐板、可調(diào)支撐與自位支撐、輔助支撐；2）孔定位：定位銷、錐銷、心軸；3）外圓面定位：三爪卡盤、V型鐵定位

10.可調(diào)支承、自位支承和輔助支承的不同之處？

答：可調(diào)支撐：當工件的定位基面形狀復雜時或者各毛坯的尺寸、形狀變化較大時，多采用這類支撐，它的頂端位置在一個范圍內(nèi)調(diào)整，并可用螺母鎖緊；自位支撐：為了避免超定位，需要減少某個定位元件所限制的自由度數(shù)目時，常把支撐做成浮動或聯(lián)動結(jié)構，使之自為；輔助支撐：當工件定位基面較小，致使其一部分懸伸較長時，為增加工件的剛性，減少切削時的變形，常采用輔助支撐。

11．根據(jù)六點定位原理，是分析圖4.74中各零件的定位方案中各個定位元件所限制的自由度。

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z1心軸1軸銷2軸銷2平面

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z小平面V型塊XY圓柱銷

圖4.74 零件的定位方案

答：在（a）圖中，三扎卡盤限制四個自由度：工件繞y軸、z軸的轉(zhuǎn)動和延y、z軸的移動；擋塊限制延x軸方向的移動。共限制五個自由度，屬于不完全定位。

在(b)圖中，三扎卡盤限制兩個自由度：延y、z軸的移動；若頂尖為死定尖，則頂尖配合三扎卡盤限制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動，同時，頂尖限制延x方向的移動。共限制五個自由度，屬于不完全定位。若頂尖為活定尖，則頂尖只配合三扎卡盤限制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動。共限制四個自由度，屬于不完全定位。

在(c)圖中，兩頂尖限制工件繞y、z軸轉(zhuǎn)動，x、y、z移動。共五個自由度，屬于不完全定位。

在（d）圖中，小錐度心軸限制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動和y、z的移動；頂尖限制心軸延x方向的移動。共限制四個自由度，屬于不完全定定位。

在（e）圖中，若三扎卡盤為相對夾持長三扎卡盤，則三扎卡盤限制四個自由度：y、z軸的旋轉(zhuǎn)以及x、y軸的移動，中心架起輔助作用，增加工件的強度。共限制四個自由度，輸油不完全定位。若三扎卡盤為相對夾持短三扎卡盤，則三扎卡盤限制兩個自由度：x、y軸的移動，中心架配合三抓卡盤，限制Y、Z軸的轉(zhuǎn)動。共限制四個自由度，屬于不完全定位。

在（f）圖中，心軸限制Y,Z軸的轉(zhuǎn)動與移動，小平面限制X軸移動，共限制五個自由度，為不完全定位。

在（g）圖中,雙頂尖限制Y,Z軸的轉(zhuǎn)動與移動，小平面限制X軸的移動，總共限制五個自由度，為不完全定位。

在（h）圖中,心軸1控制X,Y軸的移動，平面2控制Z軸的移動X,Y的轉(zhuǎn)動，總共限制五個自由度，為過定位。

在（i）圖中心軸控制Y,Z的轉(zhuǎn)動與移動，平面2控制X軸的移動Y,Z的轉(zhuǎn)動，總共限制七個自由度，為過定位。

在(j)圖中，左端固定錐銷，限制X、Y、Z的移動自由度；右端浮動錐銷與固定錐銷組合后限制Y、Z的轉(zhuǎn)動自由度。

在（k）圖,中當為長V型塊限制X,Z移動，為不完全定位；當為短V型塊時限制X,Z的移動,為不完全定位。

在（l）圖中,圓柱銷控制X,Y的移動，圓柱銷和小平面配合限制X,Z的轉(zhuǎn)動，共限制五個自由度，為不完全定位。

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12.何謂定位誤差?定位誤差有哪些因素引起的?定位誤差的數(shù)值一般應控制在零件公差的什么范圍之內(nèi)? 答：指工件在夾具中定位不準確而帶來的誤差。引起定位誤差的因素：1）定位基準與設計基準不重合，2）定位基面與定位元件之間的間隙，3）定位基面本身的形狀誤差。

13.圖4.75(a)所示零件，底面3和側(cè)面4已加工好，現(xiàn)需加工臺階面1和頂面2，定位方案如圖4.75(b)所示，求各工序的定位誤差。1.2A±△AA±△AH±△H1CH±△HCH-△HH±△H3（a）（b）圖4.75 各零件和定位方案

答：在加工頂面2時，設計基準與定位基準重合，所以定位誤差即為本工序的加工誤差，即δC=δH=2ΔH.在加工臺階面1時，由于設計基準與定位基準不重合，所以定位誤差為本道工序的加工誤差與基準轉(zhuǎn)換誤差之和，即δC=δA+δH=2ΔA+2ΔH=2（ΔA+ΔH）。

14.圖4.76所示為套筒零件銑平面，以內(nèi)孔（D0）中心Ｏ為定位基準，套在心軸

上，則

為調(diào)刀基準，配合間隙為Δ，工序

+ΔD 尺寸為，求心軸水平和垂直放置時工序尺寸的定位誤差。

答：①當心軸垂直放置時，由于基準位移而產(chǎn)生基準位移誤差，則有孔：Dmax=D+ΔD Dmin=D

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軸：dmax=d dmin=d-Δd所以O1Omax=(D+ΔD)/2-(d-Δd)/2 O1Omin= D/2-d/2又因為間隙配合為Δ基準位移誤差所造成的加工誤差為：Δ1=（ΔD+Δd）/2+Δ所以水平放置時定位誤差為:ΔH=Δ1+ΔH=(ΔD+Δd)/2+Δ+ΔH②當心軸垂直放置時：加工誤差等于間隙配合誤差Δ所以，垂直放置時的定位誤差為：Δv=Δ+ΔH 15.圖4.77所示圓柱體零件的直徑為,均放在V型塊上定位銑平面，其加工表面的設計尺寸的基準分別為上母線Ｂ、下母線Ｃ和零件中心線Ｏ，試分別計算其定位誤差。

答：δ=90o,則有：①當設計尺寸基準為上母線B時，定位誤差為： ΔB=δ21sinα2+1=Δd21sinπ4+1=1.207Δd

②當設計尺寸基準為下母線C時，定位誤差為：ΔC=δ2(1sinα2-1)=Δd2（1sinπ4-1）=0.207Δd ③當設計尺寸基準為零件中心線O時，定位誤差為： Δo=δ2sinα2=Δd2sinπ4=0.707Δd

16.為什么會出現(xiàn)基準位移誤差？以工件的孔和外圓在心軸和V型塊上定位為例。

答：由于定位副的制造誤差而造成定位基準位置的變動，對工件加工尺寸造成的誤差 , 稱為基準位移誤差.6 / 9

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工件以圓柱孔定位

1）工件以圓柱孔在過盈配合心軸上定位

由于過盈配合，定位基準不會發(fā)生移動：

故ΔY =0

因此定位誤差因基準不重合情況不同而不同。

（1）工序基準與定位基準重合，均為圓柱孔軸線時

ΔB=0 ΔY =0 ΔD=ΔB +ΔY =0

（2）工序基準在工件定位孔的母線上時

①工序基準在工件定位孔的上母線上時

?B?12?D

?Y?0

?D??B??Y?12?D

式中：δD——工件定位內(nèi)孔的尺寸公差。

②工序基準在工件定位孔的下母線上時

1ΔB= 2?D

ΔY =0

1ΔD=ΔB +ΔY =2?D

（3）工序基準在工件外圓上、下母線上時

?B?12?d

?Y?0

1ΔD=ΔB +ΔY =2?d

式中：δd——工件外圓尺寸的公差

2）工件以圓柱孔在間隙配合的圓柱心軸（圓柱銷）上定位，單邊接觸時

（1）若工序基準與定位基準重合，則

ΔB=0

1ΔY=

2Xmax?12(Dmax?dmin)?12?D?12?d0

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ΔD=ΔB +ΔY?12?D?12?d0

式中δd0——定位心軸的尺寸公差。

為了安裝方便，有時還增加一最小間隙Xmin ,由于最小間隙Xmin是一個常量，這個數(shù)值可以在調(diào)整必具預先加以考慮，則使Xmin的影響消除掉。因此在計算基準位移量時可不計Xmin的影響。

（2）若工序基準在工件的外圓上、下母線上，則

1ΔB=2?d

?12ΔD=ΔB +ΔY?d?12?D?12?d0

（3）若工序基準在工件定位孔的母線上

①工序基準在工件定位孔的上母線上時

?Df?OA1?OA2?112d0max?12d0min?12?d0

又

ΔB= 2?12?D

12ΔY?D??d0

12即：

ΔD f=ΔB +ΔY

?12?D??d01-2?D?12?d0=ΔB-ΔY

②工序基準在工件定位孔的下母線上時

?DK?OB?(OO122?OB1?(OO2?O2B2)?(OO1?O1B1)?OO1)?(O2B2?O1B1)??Y??B

ΔB= 2?D

ΔY?12?D?12?d0

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ΔD=ΔB +ΔY ?12?D?12?d01+2?D??D?12?d0

17.夾緊力的確定原則是什么？

答：（1）夾緊力作用方向應有助于工件定位的準確性。（2）夾緊力方向應盡可能使所需夾緊力減小。（3）夾緊力方向應盡可能使工件變形減小

18.鉆套的種類有哪些？分別適用于什么場合？

答：根據(jù)鉆套的結(jié)構和使用特點，主要有四種類型。

①固定鉆套

該類鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底孔內(nèi)。在使用過程中若不需要更換鉆套（據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，鉆套一般可使用1000~12000次），則用固定鉆套較為經(jīng)濟，鉆孔的位置精度也較高。

②可換鉆套

當生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時，則用可換鉆套較為方便?？蓳Q鉆套裝在襯套中，襯套是以H7/n6或H7/r6的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用F7/m6或F7/k6配合。當鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘還能防止加工時鉆套轉(zhuǎn)動或退刀時鉆套隨刀具拔出。

③快換鉆套

當被加工孔需依次進行鉆、擴、鉸時，由于刀具直徑逐漸增大，應使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來引導刀具，這時使用快換鉆套可減少更換鉆套的時間，如圖7-58所示?？鞊Q鉆套的有關配合與可換鉆套的相同。更換鉆套時，將鉆套的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。鉆套的削邊方向應考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。以上三類鉆套已標準化，其結(jié)構參數(shù)、材料和熱處理方法等，可查閱有關手冊。

④特殊鉆套

由于工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時需要設計特殊結(jié)構的鉆套。如在斜面上鉆孔時，應采用特殊鉆套，鉆套應盡量接近加工表面，并使之與加工表面的形狀相吻合。如果鉆套較長，可將鉆套孔上部的直徑加大（一般取0.1mm），以減少導向長度。又如在凹坑內(nèi)鉆孔時，常用加長鉆套。

19.夾具的動力裝置有幾種？各有什么特點? 答（1）氣動夾緊裝置 氣壓夾緊是夾具中使用最廣泛的一種動力裝置

（2）液壓夾緊裝置 液壓夾緊裝置特別適用于大型工件的加工及切削時有較大沖擊的場合。（3）氣—液壓夾緊裝置

（4）氣動夾緊裝置的擴力機構 常用的擴力機構有楔塊式、杠桿式、鉸鏈連桿式和氣一液壓增力裝置等

（5）電磁夾緊裝置一般都是作為機床附件的通用夾具。

（6）真空夾緊裝置 真空夾緊特別適用于夾緊由鋁、銅及其合金、塑料等非導磁材料制成的薄板形工件，或剛度較差的大型薄殼零件。

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第二篇：機械制造技術基礎(第三版)第五章課后題答案

本文只解答了簡答題部分，計算題部分因需作圖和一些公式，書寫較慢，故省略，請見諒！

5-1什么叫主軸回轉(zhuǎn)誤差？它包括哪些方面?

（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差——在主軸運轉(zhuǎn)的情況下，軸心線位置的變動量叫主軸回轉(zhuǎn)誤差。

（2）包括：1純軸向竄動△x。2純徑向移動△r。3純角度擺動△Y

5-2在臥式鏜床上采用工件送進方式加工直徑200mm的通孔時，若刀桿與送進方向…

35-4什么是誤差復映？誤差復映系數(shù)的大小與那些因素有關？

毛坯的誤差部分或全部復映到工件上的現(xiàn)象為誤差復映。

誤差復映系數(shù)E=△I/△毛=C/K系統(tǒng)，K系統(tǒng)越大，E就越小，毛坯誤差復映到工件上的部分就越小。5-8中間深度較兩端淺是因為機床剛度有限，工件變形在中間嚴重造成。比調(diào)整深度小時因為刀架剛度有限，加工時刀架變形收縮。

5-13原因：墊圈、螺母壓緊過大，夾緊后使工件在軸線上變形膨脹，加工完成后，卸下夾緊力，工件變形消失，故導致加工不精確，產(chǎn)生壁厚不均勻的誤差。

5-15（1）服從偏態(tài)分布的誤差：有隨機誤差和突出變值誤差的系統(tǒng)服從偏態(tài)誤差。如端面圓跳動，徑向圓跳動等。（2）服從正態(tài)分布的誤差：大批大量生產(chǎn)，工件的尺寸誤差是由很多相互獨立的隨機誤差綜合作用的結(jié)果，且沒有一個隨機誤差是起決定作用的。如調(diào)整好的機床加工好的一批零件。

5-19工藝系統(tǒng)不穩(wěn)定。

5-20為什么機器零件一般都是從表面層開始破壞？

零件表面和表面層經(jīng)過常規(guī)機械加工或特種加工后總是存在一定程度是微觀不平度、冷作硬化、殘余應力以及金相組織變化等問題，零件在高應力、高速度、高溫等條件下工作時，由于表面作用著最大的應力并直接受外界介質(zhì)的腐蝕，表面層的任何缺陷都可能引起應力集中，應力腐蝕等現(xiàn)象，從而機器零件一般是從表面層開始破壞。

5-21試述表面粗糙度，表面物理機械性能對機器使用性能的影響。

（1）表面粗糙度對機器使用性能的影響：a對耐磨性，一般表面粗糙度越大，耐磨性越差，但表面粗糙度太小耐磨性也差；b對疲勞強度，表面粗糙度越小，使疲勞強度升高；c對配合質(zhì)量：表面粗糙度太大，影響配合穩(wěn)定性；d對抗腐蝕性，表面粗糙度越小，抗腐蝕性越好。

（2）表面層物理機械性能對機器使用性能的影響：a金相組織變化使耐磨性改變；b殘余壓應力可以提高零件的疲勞強度，而殘余拉應力會降低疲勞強度；c在應力狀態(tài)下會有應力腐蝕；d殘余應力會降低零件精度。

5-22為什么在切削加工中一般都會產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象？

機械加工過程中，因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲，畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長和纖維化，甚至破碎，這些都會使表面金屬的硬度和強度提高，故切削加工中易產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象。5-23什么是回火燒傷？什么是淬火燒傷？什么是退火燒傷？為什么切削加工中易產(chǎn)生燒傷？

（1）回火燒傷是指對淬火鋼，磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，工件表面原來的馬氏體組織將轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹎象w索氏體等與回火組織相近的組織，使表面層硬度低于磨削前的硬度。（2）淬火燒傷：磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，再冷卻液的急冷作用，表層金屬發(fā)生二次淬火，使表面層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，其硬度比原來的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了比原來的回火馬氏體硬度低的回火組織。（3）退火燒傷：磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削區(qū)域又無冷卻液進入，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表層硬度將急劇下降。（4）磨削加工易產(chǎn)生燒傷——因為磨削加工的特點：1磨削過程復雜，單位磨削力大，切深抗力較大，磨削速度高，磨削溫度高。2因氣流問題，切血液不能充分冷卻工件。

5-24試述機械加工中表面層產(chǎn)生殘余應力的原因。

表面層產(chǎn)生殘余應力的原因：1切削時在加工表面金屬層內(nèi)有塑性變形發(fā)生，使金屬層的比體積增大。由于塑性變形只在表層金屬中產(chǎn)生，而表層金屬比體積增大，體積膨脹，不可避免地要受到與它相連的里層金屬的阻止，因此就在表面金屬層產(chǎn)生殘余壓應力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應力。（3）不同的金相組

織有不同的密度，亦有不同的比體積，從而金相組織變化后產(chǎn)生殘余應力。

5-25試述機械加工中產(chǎn)生自激振動的條件。并用以解釋再生型顫振、耦合型顫振的激振原理。

（1）機械加工產(chǎn)生自激振動的條件：E吸收>E消耗。（2）再生型顫振——由于切削厚度變化效應而引起的自激振動。（3）耦合型顫振——多自由度系統(tǒng)，在切削過程中因偶然干擾使刀架系統(tǒng)產(chǎn)生一定角頻率的振動。

5-26 a）強烈振動原因——工藝系統(tǒng)剛度差。

b）升高刀具位置和改變工件轉(zhuǎn)向，削弱自激振動。

c)采用兩力加工，平衡切削力，提高工藝系統(tǒng)剛度。

d）增大事跡工作前角，使切削剛度下降，從而減小振動。

第三篇：《機床夾具設計》課程標準

《機床夾具設計》課程標準

課程代碼：適用專業(yè)：課程類別： 先修課程：

學時：考試方式： 制訂人：審核人：

一、教學大綱說明

（一）課程的性質(zhì)、任務

本課程是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，具有較強的實踐應用性，本課程主要研究機床夾具的設計和制造的基本知識。學生學完本課程后應達到下列要求：

1、掌握機床夾具的基本理論知識和設計計算方法，能對機床夾具進行結(jié)構設計和精度分析。

2、會查閱有關夾具設計的標準、手冊、圖冊等技術資料。

3、掌握機床夾具設計的一般方法，具有設計一般復雜程度夾具的基本能力。

4、了解現(xiàn)代夾具設計的一般知識。

（二）課程的基本要求

通過本課程的學習，應使學生了解機床夾具的基本組成及作用，理解機床夾具的工作原理，熟練掌握機床夾具設計的專業(yè)技能。

（三）本課程與相關課程的關系 本課程是一門重要的專業(yè)課程，夾具是為滿足機械加工工藝要求而進行的一種工裝設計，同時它又是一項較為獨立的生產(chǎn)實用技能。本課程的學習需要有機床、刀具、公差與技術測量、機械制圖、工程材料及熱處理、機械設計基礎等機械專業(yè)多門專業(yè)基礎課程做支撐。

（四）課程教學方法與手段

本課程教學主要采用老師講授和課堂討論相結(jié)合的方法，注重理論聯(lián)系實際；注重現(xiàn)代化教學手段的應用，全課程采用PPT多媒體教學工具，幫助學生最大限度地實現(xiàn)學習的目標。

（五）教材與參考書 建議使用教材：《機床夾具設計》哈爾濱工業(yè)大學主編上?？茖W技術出版社 參考書：《機械制造工程》，鄖建國主編，機械工業(yè)出版社，2004

二、課程的教學內(nèi)容、重點、難點、要求 第一章 夾具設計概論

1、內(nèi)容：機床夾具的分類；工件的裝夾與找正；機床夾具的組成；加工誤差的組成；課程教學內(nèi)容、目的、安排及要求。第二章 工件的在夾具中的定位

1、內(nèi)容：定位基準的概念；定位的基本原理；定位單個典型表面的定位元件；組合定位中各定位元件限制自由度分析；定位誤差的分析計算。

2、重點：工件的在夾具中的定位 第三章 工件的夾緊

1、內(nèi)容：夾緊裝置的組成和基本要求；設計夾緊裝置的基本準則；典型夾緊機構；聯(lián)動夾緊機構；定心夾緊機構。

2、重點：工件的夾緊 第四章 夾具的定位

內(nèi)容：夾具對切削成形運動的定位；夾具的對刀；分度裝置。重點：夾具對切削成形運動的定位。第五章 典型機床夾具 內(nèi)容：床夾具；銑床夾具；鉆床夾具；鏜床夾具 重點：床夾具；銑床夾具。第六章 專用夾具的設計方法

1、內(nèi)容：夾具設計的要求，方法和設計步驟；夾具總裝配圖上尺寸、公差配合與技術要求的標注；夾具的制造特點。

2、重點：夾具設計的方法和設計步驟；公差配合與技術要求的標注。第七章 現(xiàn)在機床夾具

內(nèi)容：隨行夾具；通用可調(diào)夾具；成組夾具；組合夾具；數(shù)控機床夾具。重點：通用可調(diào)夾具；組合夾具。

三、教學時數(shù)分配： 序號

教學內(nèi)容

總學時

講授課時

實驗

習題課討論課

l

夾具設計概論 2

工件的在夾具中的定位 8

工件的夾緊 6

夾具的定位 4

典型機床夾具 8

專用夾具的設計方法 4

現(xiàn)在機床夾具 2

合計

四、教學方法建議

１、第二章 工件的在夾具中的定位、第三章 工件的夾緊、第四章 夾具的對定、第六章 專用夾具的設計方法，是本課程的重點章節(jié)。

2、自由度分析及常見定位方式的定位誤差計算，應作詳細講解；組合定位的分析和計算要掌握基本方法；一面兩孔定位掌握設計方法。

3、夾緊力的推導和計算不作要求，了解典型夾緊機構的特點和工作原理，學會分析和選用各種夾緊機構。

4、夾具的對刀誤差、夾具位置誤差的計算應該掌握。

5、夾具設計方法、裝配圖的繪制及尺寸、技術條件等的標注必須掌握。

第四篇：機床夾具設計名詞解釋

1、切削運動：在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。

2、主運動：主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層。

3、進給運動：進給運動又稱走刀運動，是由機床提供的使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，即進給運動是切削過程中使金屬層不斷地投入切削，加上主運動從而加工出完整表面所需的運動。

4、切削速度：切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。切削速度vc單位為m/min。

5、進給量：刀具在進給方向上相對于工件的位移量稱為進給量。

6、背吃刀量：背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為mm。

7、積屑瘤：在中速或較低切削速度范圍內(nèi)，切削一般鋼料或其它塑性金屬材料而，又能形成帶狀切屑時，常在切削刃口附近粘結(jié)一硬度很高的楔形金屬塊，它包圍著切削刃覆蓋部分前刀面，這種楔形金屬塊稱為積屑瘤。

8、磨鈍標準：刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個磨損限度稱為刀具的磨鈍標準。

9、刀具耐：刀具耐用度（又稱刀具壽命）是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切削時間，以T表示，單位為分鐘。

10、刀具總壽命：一把新刀從開始投入切削到報廢為止總的實際切削時間，稱為刀具總壽命。因此刀具總壽命等于這把刀的刃磨次數(shù)（包括新刀開刃）乘以刀具耐用度。

11、材料的切削加工性：金屬材料切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。

12、負倒棱：在粗加工鋼和鑄鐵的硬質(zhì)合金刀具上，常在主切削刃上磨出一個前角為負值的倒棱面，稱為負倒棱。

13、過渡刃：連接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圓弧或直線刃，他們統(tǒng)稱為過渡刃。

1.裝夾：機床上加工零件，為保證加工精度，必須現(xiàn)使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位，然后將其夾緊。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。

2、夾具：用于裝夾工件的工藝裝備就是機床夾具。

3、六點定位原理：要完全正確定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六個支撐點(既定位元件)來限制工件的六個自由度。其中每個支撐點限制相應的一個自由度。這就是工件定位的“六點定位原理”

4、工件完全定位：工件的六個自由度被完全限制了的定位。

5、不完全定位：滿足加工要求的前提下，工件的六個自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象。

6、欠定位：根據(jù)加工要求應該限制的自由度而沒有限制的現(xiàn)象。

7、過定位：工件的某個自由度被重復限制的現(xiàn)象稱為過定位。

8、基準: 工件圖、實際零件或工藝文件上用來確定某個點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面，稱為基準。

9、設計基準：設計圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。

10、工藝基準：在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。

11、裝配基準：裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。

12、測量基準：測量時所采用的基準。

13、工序基準：在工序圖上用來確定本工序所加工表面后的尺寸、形狀、位置的基準。

14、定位基準：在加工中確定工件的位置所采用的基準。

15、粗基準：用未機加工過的毛坯表面作為定位基準的稱為粗基準。

16、精基準：用已機加工過的表面作為定位基準的稱為精基準。

17、基準不重合誤差：定位基準與設計基準不重合時所產(chǎn)生的加工誤差，稱為基準不重合誤差。

18、基準位移誤差：一批工件定位基準相對于定位元件的位置最大變動量稱為基準位移誤差。

19、夾緊裝置：保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置，稱為夾緊裝置。

1、生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。

2、工藝過程：生產(chǎn)過程中為改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等。使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。

3、工序：一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。

4、.工步：在加工表面或加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容，稱為工步。

5、進給：在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，可分幾次切削，每次切削稱為一次進給。

6、安裝：工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一道工序，稱為安裝。

7、工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配元件）與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。

8、生產(chǎn)綱領：企業(yè)在計劃內(nèi)應生產(chǎn)的產(chǎn)品量（年產(chǎn)量）和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領。

9、生產(chǎn)類型：生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類

10、工藝規(guī)程：規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。

11、工步順序：工步順序是指同一道工序中，各個表面的先后順序。

12、時間定額：時間定額是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。

13、基本時間：基本時間是直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時間。

14、工序余量：工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金屬層厚度。

15、工序尺寸：每道工序加工應達到的尺寸。

16、尺寸鏈：在機器裝配或零件加工過程中，互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。

17、工藝尺寸鏈：由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。

18、封閉環(huán) ：工藝尺寸鏈中間接得到、最后保證的尺寸，稱為封閉環(huán)。

19、組成環(huán) ：工藝尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，稱為組成環(huán)。

20、增環(huán)：增環(huán)是當其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的組成環(huán)。

21、減環(huán)：減環(huán)是當其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)，使封閉環(huán)隨之減小(或增大)的組成環(huán)。

22、加工精度：加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的偏離程度則為加工誤差。

23、工藝系統(tǒng)：機床、夾具、工件和刀具所組成的一個完整的系統(tǒng)稱之為工藝系統(tǒng)。

24、內(nèi)應力：內(nèi)應力就是當外界載荷去掉后，仍殘留在工件內(nèi)部的應力。

第五篇：機床夾具設計課程設計

設計題目：鉆床夾具設計

機床夾具設計課程設計

說明書

系 別：機械與電子工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化

前 言

夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、智能、復合、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。

本次的設計任務是加工零件（板件）上的兩個孔。零件屬于大批量生產(chǎn)，鉆孔要求精度高，所以需要設計一個專用夾具，保證零件加工質(zhì)量。由于夾具的利用率高，經(jīng)濟性好，使用元件的功能強而且數(shù)量少，配套費用低，降低生產(chǎn)成本；采用夾緊裝置，縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率。

設計鉆床夾具，首先要分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；完成草圖后考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理結(jié)構實現(xiàn)零部件間的相對運動，根據(jù)零件要求選擇材料。

完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二維圖的繪制，首先畫好零件圖，最后進行裝配，標注相關尺寸及技術要求，并用Pro/ENGINEER繪制最終三維效果圖，最終進行說明書，任務書的撰寫、整理、修改完成設計任務。

目錄

第一章 對加工零件的工藝分析.......................................................錯誤！未定義書簽。

1.1 夾具設計...........................................................................錯誤！未定義書簽。1.2 零件分析...........................................................................錯誤！未定義書簽。1.2.1 零件圖.............................................................................................................1 1.2.2 加工零件圖分析.............................................................................................2 第二章 定位方案及誤差分析...........................................................錯誤！未定義書簽。

2.1 擬定定位方案.....................................................................錯誤！未定義書簽。2.1.1定位方案擬定....................................................................................................2 2.1.2 定位方案選定...................................................................................................2 2.2 定位誤差分析.....................................................................錯誤！未定義書簽。2.2.1 相關概念...................................................................................................................3 2.2.2 定位誤差分析...........................................................................................................4 第三章 對刀導向方案.......................................................................錯誤！未定義書簽。

3.1 對刀導向方案.....................................................................錯誤！未定義書簽。3.2 對刀導向元件詳細參數(shù).....................................................錯誤！未定義書簽。第四章 夾緊方案及夾緊力分析.....................................................................................5 4.1 夾緊方案分析.............................................................................錯誤！未定義書簽。

4.2 夾緊力分析.........................................................................錯誤！未定義書簽。4.2.1 夾緊力估算.....................................................................錯誤！未定義書簽。第五章 夾具體設計及連接元件選型...............................................錯誤！未定義書簽。

5.1夾具體設計..........................................................................錯誤！未定義書簽。5.2連接元件選型......................................................................錯誤！未定義書簽。5.2.1 標準件.............................................................................錯誤！未定義書簽。5.2.2 非標準件.........................................................................錯誤！未定義書簽。第六章 夾具零件圖和裝配圖及標注...............................................錯誤！未定義書簽。

6.1零件圖....................................................................................................................8 6.2鉆模板零件圖......................................................................................................11 6.3裝配圖..................................................................................................................12 第七章 三維效果圖...........................................................................錯誤！未定義書簽?？偨Y(jié)..................................................................14 參考文獻..............................................................14

第一章 對加工零件的工藝分析

1.1 夾具設計

本次設計為夾具設計，通過設計鉆床夾具，學習機床夾具的基本設計過程、步驟，規(guī)范、學習和掌握設計方法，以學習的各種機械設計、材料、運動、力學知識及三維建模為基礎。以《機械制造工藝學》、《機械原理》、《機械制圖》、《制造技術基礎》、《機床夾具設計》以及各種國家標準為依據(jù)，獨立自主的完成鉆床夾具的設計、計算全過程，親身了解設計過程中遇到的種種問題及解決辦法，思考、分析最優(yōu)方案，這是一次獨立自主的設計過程，為畢業(yè)設計及就業(yè)打下堅實基礎。1.2 零件分析 1.2.1 零件圖 1.2.2 加工零件圖分析

該工序為加工兩個Ф4孔，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用機床夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證，不再依賴工人的技術水平。所設計的夾具應有以下基本要求：

1)夾具結(jié)構方案應與生產(chǎn)綱領相適應

在大批量生產(chǎn)時應盡量采用快速、高效 夾具結(jié)構，如多件夾緊、聯(lián)動結(jié)構等，以縮短輔助時間；對于中、小批量生產(chǎn)，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構簡單、制造方便，以降低夾具制造成本。

2)保證工件精度要求

這是夾具設計的最基本要求，其關鍵是正確地定位方 案、夾緊方案、刀具導向方式及合理確定夾具刀具技術要求。必要時應進行誤差分析與計算。

3)便于排屑

切屑積集在夾具中，會破壞工件的正確定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形；切屑的清理又會增加輔助時間。切屑積集嚴重時，還會損傷刀具甚至引發(fā)工傷事故。故排屑問題在夾具設計中必須給以充分注意，在設計高效機床和自動線夾具是尤為重要。

4)操作方便、安全、省力

如采用氣動、液壓等夾緊裝置，以降低工人強度，并可好地控制夾緊力。夾具操作位置應符合工人操作習慣，必要時應有安全防護裝置，以確保使用安全。

5)有良好的結(jié)構工藝性

設計的夾具要便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整、維修 等。

6)此次設計的是鉆床專用夾具，要求裝卸方便，生產(chǎn)效率高等特點。

7）夾具元件應滿足通用化標、準準化、系列化的“三化”原則，并具有一定的 使用壽命和較低的夾具設計制造成本

第二章 定位方案及誤差分析

2.1 擬定定位方案 2.1.1定位方案擬定

工件定位的目的是為了保證工件加工面與加工面的設計基準之間的位置公差（如同軸度、平行度、垂直度等）和距離尺寸精度。工件加工面的設計基準與機床的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間位置公差的保證；工件加工面的設計基準與刀具的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間距離尺寸精度的保證。所以工件定位時有以下兩點要求：

一是使工件加工面的設計基準與機床保持一正確的位置； 二是使工件加工面的 設計基準與刀具保持一正確的位置。工件定位的方法有三種：

（一）直接找正法定位

直接找正法定位是利用百分表、劃針或目測等方法在機床上直接找正工件加工面的設計基準使其獲得正確位置的定位方法。這種方法的定位精度和找正的快慢取決于找正工人的水平，一般來說，此法比較費時，多用于單件小批生產(chǎn)或要求位置精度特別高的工件。

（二）劃線找正法定位

劃線找正法定位是在機床上使用劃針按毛坯或半成品上待加工處預先劃出的線段找正工件，使其獲得正確的位置的定位方法，此法受劃線精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夾具進行加工的粗加工。

（三）使用夾具定位

夾具定位即是直接利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的定位方法。由于夾具的定位元件與機床和刀具的相對位置均已預先調(diào)整好，故工件定位時不必再逐個調(diào)整。此法定位迅速、可靠，定位精度較高，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。

2.1.2 定位方案選定

在考慮到以上問題的基礎上，根據(jù)零件的具體情況提出以下定位方案：

方案：三 工件采用六點定位，即用底面四個點和側(cè)面兩個點定位，這種定位方式，夾具結(jié)構簡單，裝卸工件方便，定位穩(wěn)定可靠，并且在一次安裝中，可以從加工除定位面以外的剩余各個平面和孔系，也可以作為從粗加到精加工大部分工序的定位基準，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”。因此，顯然此方案滿足“六點定位原理”的要求。工件的六個自由度被完全限制，并且產(chǎn)生過定位，但只需嚴格保證φ6H8孔軸線的垂直度要求就能較小的產(chǎn)生過定位帶來的加工誤差，顧采用上述定位方案可行。

2.2 定位誤差分析 2.2.1 相關概念

造成定位誤差的原因有兩個：

一是定位基準與工序基準不重合誤差，記作?B。

二是定位基準與限位基準不重合誤差，記作?Y。

采用六點定位，定位基面為工件底面，其側(cè)面即為定位基準，與之對側(cè)面為限位基準，3平板的底面稱為限位基準。用來確定本工序加工表面位置的基準，稱為工序基準。2.2.2 定位誤差分析

此工件用六點定位，對于20?0.1尺寸定位基準與工序基準重合，所以?B=0。且定位基準與限位基準也重合不存在定位基準與限位基準連線方向上的尺寸要求，故?Y=0。用合成法計算定位誤差?D，因為工序基準與定位基準為同一個表面，?B與?Y為無相關公共變量，故：?D??Y??B?0

?0.07 對于400尺寸，定位基準與工序基準不重合所以?B=0.02，定位基準與限位基準重合?Y=0，故：?D??Y??B?0.2

第三章 對刀導向方案

3.1 對刀導向方案

在鉆床夾具中，通常用鉆套實現(xiàn)刀具的對準導向，鉆套有四種形式，固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套、特殊鉆套。依據(jù)加工批量，安裝方便和使用場景選用固定鉆套。H7鉆套與鉆模板采用配合制，防轉(zhuǎn)螺釘選用M8（JB/T 8045.5）

n63.2 對刀導向元件詳細參數(shù)

0.0220.019鉆套 基本尺寸d?4? 基本尺寸D?8? ?0.020（極限偏差F7）?0.010（極限偏差選用D6）D1?8H?12t?0.008

0.200-0.050防轉(zhuǎn)螺釘 基本尺寸d?M8 基本尺寸L1?5.5??0.050 基本尺寸d1?12-0.160D?20L?22L0?11.5n?2t?2.5

第四章 夾緊方案及夾緊力分析

4.1 夾緊方案分析

在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位后，必須采用一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上。從而使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動,以保證加工精度,避免機床、刀具的損壞和發(fā)生人身安全事故。工件采用的是六點定位，所以工件的六個自由度被限制?？梢杂寐菪龏A緊機構配合壓板進行夾緊，且具有較好的自鎖性。4.2 夾緊力分析 4.2.1 夾緊力估算

由于螺旋夾緊機構可看做是繞在圓柱體上的斜楔，因此，螺釘加緊力的計算與斜楔相似。下圖是夾緊狀態(tài)下螺桿受力情況。圖中，F(xiàn)2為工件對螺桿的摩擦力，分布在整個接觸面上，計算時可視為集中在半斤r'的圓周上。r'成為當量摩擦半徑，他與接觸形式有關。F1位螺孔對螺桿的摩擦力，也分布在整個接觸面上，計算時可視為集中在中徑d0處。根據(jù)力矩平衡條件：

dFQL?F2r??FRX0

2FJ?FQLd02tg（???1）?r?tg?2

式中

FJ-夾緊力（N）

FQ-作用力（N）

L-作用力臂）（mm）L=8

d0-螺紋中徑（mm）d0=3.675

t-螺紋螺距（mm）t=0.5 ?-螺紋升角（°）tg??2?t?r

?1-螺紋處摩擦角（°）實際計算可取8.5° ?2-螺桿端部與工件間的摩擦角（°）tg?2?0.15

r?-螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）與接觸的形狀有關

計算得：

FJ=90FQ

第五章 夾具體設計及連接元件選型

5.1夾具體設計

夾具體是整個夾具的基體和骨架，組成夾具的各個零件、機構等都要安裝在上面。夾具體的類型分為鑄造夾具體（a）、焊接夾具體（b）、鍛造夾具體（c）和裝配夾具體(d)。如下圖所示：

通過對夾具上各組成件的分布情況、零件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)的考慮，以及加工零件的方便性，我選擇裝配式夾具體，裝配式夾具體優(yōu)點裝拆方便、安裝靈活、縮短生產(chǎn)準備周期等?；谝陨戏治?，設計出本夾具的夾具體如下圖所示：

5.2連接元件選型 5.2.1 標準件

連接元件選型包括定位元件選取，夾緊元件選取，其他專用元件選取。

一、定位元件：支撐釘，支撐板，可調(diào)支撐螺釘。

二、夾緊元件：壓緊螺釘，螺母，滑動壓塊，壓板。

三、其他專用元件：鉆套。

以上所用元件都為標準件，相關的尺寸大小查表可得。5.2.2 非標準件

夾具體設計，鉆模板設計，底座設計。

第六章 夾具零件圖和裝配圖及標注

6.1零件圖 8 9 10

6.2鉆模板零件圖

6.3裝配圖

第七章 三維效果圖

設計總結(jié)

機床夾具設計課程設計已經(jīng)接近尾聲，回首兩周的設計過程，感慨萬千。通過設 13 計夾具學習新知識已經(jīng)溫習以前學習的理論，對我們大有裨益。

通過這次設計我們學習到不足，充分感受到一個產(chǎn)品從無到有的設計、從理論到實踐的艱辛。讓我們感受到作為一名機械設計制造及自動化的學生，理論知識和對設計工作的嚴謹認真對我們的重要性。

通過這次設計我們綜合運用了機床夾具設計、互換性與技術測量、機械制造工藝學、機械設計、金屬切削原理與刀具、工程材料以及熱處理工藝等知識，起到穿針引線，承上啟下的作用，鞏固已經(jīng)學習的知識的同時不用運用磨煉基本功。

在機械制造技術基礎課程設計過程中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，制定工件選用的機床，刀具，以及怎么樣加工的過程。因此，工藝規(guī)程至關重要。在機械制造工藝學習中還學習到用AutoCAD進行制圖和一些三維軟件進行仿真（比如proE）。這是對以前學的制圖的知識的一個回顧，CAD制圖不管是現(xiàn)在還是將來的工作都有很大的幫助，因此，這次是真正的將以前所學聯(lián)系到了一起。

參考文獻

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