夾具設(shè)計(jì)習(xí)題及答案

1、第一單元 夾具設(shè)計(jì)概論課后習(xí)題： 1何為機(jī)床夾具？2機(jī)床夾具有哪些部分組成？3機(jī)床夾的分哪幾類(lèi)，各種類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床適用場(chǎng)合？4. 機(jī)械加工中夾具的地位？5.了解幾中典型機(jī)床夾具，說(shuō)明其工作原理？6. 機(jī)床夾具有哪些功能和作用？7. 機(jī)床夾具的應(yīng)用特點(diǎn)：8. 機(jī)床夾具發(fā)展方向？第一單元 習(xí)題參考答案1. 答：機(jī)床夾具是在機(jī)床上所使用的一種輔助裝置，用它來(lái)準(zhǔn)確、迅速地確定工件與機(jī)床、刀具間的相對(duì)位置，即將工件定位及夾緊，以完成加工所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2. 答：機(jī)床夾具的組成部分有：1)定位元件定位元件是夾具的主要功能元件之一。通常，當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就基本確定了。2)夾緊

2、裝置通常，夾緊裝置的結(jié)構(gòu)會(huì)影響夾具的復(fù)雜程度和性能。它的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意選擇。3)夾具體夾具體是夾具的基體骨架，通過(guò)它將夾具所有元件構(gòu)成一個(gè)整體。4)連接元件根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。5)對(duì)刀與導(dǎo)向裝置對(duì)刀與導(dǎo)向裝置的功能是確定刀具的位置。6)其它元件或裝置3. 答: 1)按夾具的應(yīng)用范圍分類(lèi)通用夾具專(zhuān)用夾具可調(diào)夾具組合夾具自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具2)按夾具使用的機(jī)床分類(lèi)由于使用夾具的各類(lèi)機(jī)床，其工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式不同，對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地提出不同要求。因此可按所適用的機(jī)床把夾具分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜

3、床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等類(lèi)型。3)按夾具的夾緊動(dòng)力源分類(lèi)根據(jù)驅(qū)動(dòng)夾具夾緊的動(dòng)力源不同，可把夾具分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具等其他類(lèi)型。4. 答:（1）保證加工精度用夾具裝夾工件時(shí)，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對(duì)其它生產(chǎn)條件的依賴(lài)性，故在精密加工中廣泛地使用夾具并且它還是全面質(zhì)量管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。（2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時(shí)間和基本時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（3）改善工人的勞動(dòng)條件用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣壓、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。（4

4、）降低生產(chǎn)成本在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。（5）保證工藝紀(jì)律在生產(chǎn)過(guò)程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。（6）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施。如在車(chē)床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復(fù)雜的成形面。5. 答:( 1 ) 三爪卡盤(pán)-自動(dòng)定心夾緊原理( 2 ) 平口鉗-大平面定位夾緊( 4 ) 手動(dòng)分度頭-分度定位原理6. 答:準(zhǔn)確定位 牢固夾緊 實(shí)現(xiàn)分度 保證加工7. 答:機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其它裝備設(shè)計(jì)比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在下列方面：（1）要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期

5、。一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性試驗(yàn)和復(fù)雜的計(jì)算工作。（2）夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。（3）夾具在一般情況下是單件制造的，沒(méi)有重復(fù)制造的機(jī)會(huì)。通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。（4）夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的工藝要求。8. 答:標(biāo)準(zhǔn)化 自動(dòng)化 精密化 數(shù)字化第二單元 工件的定位課后習(xí)題：1定位與夾緊有何區(qū)別？2什么叫六點(diǎn)定位規(guī)則？3什么叫欠定位、過(guò)定位？欠定位與過(guò)定位對(duì)加工有何影響？4. 試分析下圖工件定位限制了哪些自由度，有無(wú)需要修改？5分析下圖工件定位屬于何種定們？都限制了哪些自由度？ 6

6、根據(jù)六點(diǎn)定位原理，分析題圖所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？7. 工件用如下圖的定位方式加工a面，要求加工尺寸為，試計(jì)算定位誤差。第二單元 習(xí)題參考答案1.答：定位與夾緊是裝夾工件的兩個(gè)有聯(lián)系的過(guò)程。在工件定位以后，為了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不 變，通常還需再夾緊工件，將工件緊固，因此它們之間是不相同的。2.答：工件在直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，夾具用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，即用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度的方法，使工件在夾具中的位置完全確定。3.答：完全定位： 完全限制工件六個(gè)自由度不完全定位：滿(mǎn)足使用要求的前提下，自由度限制數(shù)目少于六個(gè)欠定位是一

7、種定位不足而影響加工的現(xiàn)象（不允許）。過(guò)定位是指定位時(shí)工件的同一自由度被數(shù)個(gè)定位元件重復(fù)限制。4.答： a 圖不完全定位限制5個(gè)自由度b 圖不完全定位限制4個(gè)自由度c 圖過(guò)定位自由度重復(fù)限制限制5. 答：a 定心定位限制4個(gè)自由度b 短心軸限制2個(gè)自有度c 長(zhǎng)錐心軸限制5個(gè)自由度d 兩錐軸定位限制5個(gè)自由度6. 答：a 一夾雙頂限制五個(gè)自由度b 雙短錐組合定位限制五個(gè)自由度c定位銷(xiāo)與短心軸組合定位限制六個(gè)自由度d長(zhǎng)v型鐵與定位釘組合支撐限制六個(gè)自由度e三個(gè)v型鐵組合定位限制6個(gè)自由度f(wàn)短圓柱定位釘、大平面及浮動(dòng)v型鐵限制六個(gè)自由度7. 答：以定位點(diǎn)為基準(zhǔn)考慮垂直角度引起的誤差為1=2（70-5

8、0） x tan(10/60 ）2= 0.1+0.1 = 1+2第三單元 工件的夾緊課后習(xí)題：1“工件在夾具中被夾緊后，工件的定位即得到保證”，這句話(huà)是否正確？為什么？2什么是夾具的夾緊裝置？對(duì)夾具的夾緊裝置有哪些要求？3對(duì)夾緊力確定的基本原則是什么？對(duì)夾緊力的大小如何確定？4什么叫偏心率？如何選擇偏心率？5設(shè)計(jì)聯(lián)運(yùn)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)主要應(yīng)注意哪些問(wèn)題？6舉例說(shuō)明定心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理。7試述各類(lèi)典型定心夾緊機(jī)械的特點(diǎn)及主要適用范圍。8試述液壓裝置裝置的特點(diǎn)。9試述氣液增壓裝置的特點(diǎn)。10.夾緊力計(jì)算：1）偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心率推算 2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力推算第三單元 習(xí)題參考答案1. 答：錯(cuò)誤，夾緊不是

9、定位，夾緊的目的在于工件在加工過(guò)程中處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2. 答：在機(jī)械加工過(guò)程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確加工位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動(dòng)，一般機(jī)床夾具都應(yīng)有一個(gè)夾緊裝置，以將工件夾緊。夾緊裝置分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩類(lèi)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功用，典型夾緊裝置由三部分組成。3. 答：確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小時(shí)，應(yīng)依據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求，并結(jié)合工件加工中的受力狀況及定位元件的結(jié)構(gòu)和布置方式等綜合考慮。1）夾緊力的方向夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。2）

10、夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力的方向確定后，應(yīng)根據(jù)下述原則確定作用點(diǎn)的位置。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。3）夾緊力應(yīng)適當(dāng)既要滿(mǎn)足加緊要求又不能將工件夾變形。4. 答：回轉(zhuǎn)中心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的質(zhì)心之間的距離稱(chēng)為偏心率。用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為偏心夾緊機(jī)構(gòu)。偏心件的偏心率大小應(yīng)根據(jù)工件被夾緊的程度所決定。5. 答： 設(shè)計(jì)要點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1. 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)在兩個(gè)夾緊點(diǎn)之間必須設(shè)置必要的浮動(dòng)環(huán)節(jié)，并具有足夠的浮動(dòng)量，動(dòng)作靈活，符合機(jī)械傳動(dòng)原理。2. 適當(dāng)限制被加工工件數(shù)量。3. 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的中間傳

11、力杠桿應(yīng)力求增力，以免使驅(qū)動(dòng)力過(guò)大；并要避免采用過(guò)多的杠桿，力求機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，提高工作效率，保證機(jī)構(gòu)可靠的工作。4. 設(shè)置必要的復(fù)位環(huán)節(jié)，保證復(fù)位準(zhǔn)確，松夾裝卸方便。5. 要保證聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)剛度。6. 正確處理夾緊力方向和工件加工面之間的關(guān)系，避免工件在定位、夾緊時(shí)的逐個(gè)積累誤差對(duì)加工精度的影響。6. 答：以三爪定心夾緊機(jī)構(gòu)為例，三爪夾緊機(jī)構(gòu)采用端面螺旋線(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)螺旋盤(pán)時(shí)，工作卡爪同時(shí)向回轉(zhuǎn)中心運(yùn)行實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)定心定位與夾緊。7. 答：定心夾緊機(jī)構(gòu)按其定心作用原理有兩種類(lèi)型，一種是依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使定心夾緊元件同時(shí)作等速移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊，如螺旋式、杠桿式、楔式機(jī)構(gòu)等；另一種是

12、依靠定心夾緊元件本身作均勻地彈性變形（收縮或脹力），從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊，如彈簧筒夾、膜片卡盤(pán)、波紋套、液性塑料心軸等。8. 答：液壓裝置的特點(diǎn)：（1）液壓油油壓高、傳動(dòng)力大，產(chǎn)生同樣原始作用力的情況下，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓的小許多倍。（2）油液的不可壓縮性使夾緊剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。（3）液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比氣壓的好。9. 答：不需要增加機(jī)械增力機(jī)構(gòu)就能產(chǎn)生很大的夾緊力，使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，傳動(dòng)效率提高和制造成本降低。氣液增壓裝置已被制成通用部件，可以各種方式靈活、方便地與夾具組合使用。10. 1) 答：偏心機(jī)構(gòu)偏心率計(jì)算式： 2） 答：夾緊力計(jì)算式：第四單元 分度裝置課后習(xí)題：1試分析分

13、度裝置的功用、類(lèi)型？2 徑向分度與軸向分度各有何優(yōu)缺點(diǎn)？3 控制和提高分度精度的措施？4.分度裝置中決定分度精度的核心元件有哪些？5. 對(duì)定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式？6. 分度盤(pán)鎖緊機(jī)構(gòu)？7.端齒分度盤(pán)的特點(diǎn)？第四單元 習(xí)題參考答案1. 答：功用：在機(jī)械加工中經(jīng)常會(huì)有工件的多工位加工，如刻度尺的刻線(xiàn)，葉片液壓泵轉(zhuǎn)子葉片槽的銑削、齒輪和齒條的加工、多線(xiàn)螺紋的車(chē)削以及其它等分孔或等分槽的加工等。類(lèi)型：回轉(zhuǎn)分度裝置，它是一種對(duì)圓周角分度的裝置，又稱(chēng)圓分度裝置，用于工件表面圓周分度孔或槽的加工。直線(xiàn)分度裝置，它是指對(duì)直線(xiàn)方向上的尺寸進(jìn)行分度的裝置，其分度原理與回轉(zhuǎn)分度裝置相同。2. 答：軸向分度機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便

14、，分度精度易受到制造精度的影響。徑向分度機(jī)構(gòu)可減小分度盤(pán)的制作誤差對(duì)分度裝置精度的影響，提高分度質(zhì)量。3. 答：1）增大分度盤(pán)的計(jì)算直徑d。2）減小對(duì)定銷(xiāo)與分度孔、導(dǎo)向孔間的配合問(wèn)隙。3）提高分度對(duì)定元件的制造精度。4）采用消除配合間眩的結(jié)構(gòu)措施。5）采用高精度分度對(duì)定結(jié)構(gòu)。4. 答：決定分度裝置精度的元件有：重要元件有對(duì)定機(jī)構(gòu)與分度盤(pán)5. 答：分度對(duì)定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式1）鋼球?qū)Χ?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但定位不可靠，僅適用于切削力較小而分度精度要求不高的場(chǎng)合；2）圓柱銷(xiāo)對(duì)定 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，無(wú)法補(bǔ)償配合間隙對(duì)分度精度的影響。3）菱形銷(xiāo)對(duì)定 對(duì)圓柱銷(xiāo)的改進(jìn)，減少了孔銷(xiāo)間的配合間隙。4）圓錐銷(xiāo)對(duì)

15、定 能消除銷(xiāo)與孔間的配合間隙。但圓錐面上有污物，將影響配合間隙。5）雙斜面對(duì)定 同圓錐銷(xiāo)，但結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮防塵裝置。6）單斜面對(duì)定 分度槽的直邊始終與鍥的直邊保持接觸，且分度的轉(zhuǎn)角誤差始終在斜面一側(cè)多用于分度精度較高的場(chǎng)合。7）正多面體對(duì)定 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但分度精度不高，且分度數(shù)目不宜過(guò)多。6. 答：分度盤(pán)鎖緊機(jī)構(gòu)1）螺母軸向鎖緊機(jī)構(gòu)2）卡箍軸向鎖緊機(jī)構(gòu)3）偏心軸軸向鎖緊機(jī)構(gòu)4）圓錐軸向鎖緊機(jī)構(gòu)5）徑向鎖緊機(jī)構(gòu)7. 答：1)分度精度高，分度精度的重復(fù)性和持久性好。2)分度范圍大。3)剛度好。4)結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。5)端齒盤(pán)的加工工藝較復(fù)雜，制造成本較高，端齒盤(pán)對(duì)防塵和鎖緊性能也有較好。第

16、五單元 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)方法課后習(xí)題：1.夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的主要要求？2.焊接結(jié)構(gòu)夾具體減小變形的措施？3.夾具的設(shè)計(jì)方法？4.夾具方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容？5.夾具制造特點(diǎn)？第五單元 習(xí)題參考答案參考答案：1. 答:1)夾具體的結(jié)構(gòu)形式一般由機(jī)床的有關(guān)參數(shù)和加工方式而定。2)有一定的精度和良好的結(jié)構(gòu)工藝性。3)足夠的強(qiáng)度和剛度。4)在機(jī)床工作臺(tái)上安裝的夾具，應(yīng)使其重心盡量低，夾具體的高度尺寸要小。5)夾具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，尺寸要穩(wěn)定，殘余應(yīng)力要小。6)要有適當(dāng)?shù)娜菪伎臻g和良好的排屑性能。7)要有較好的外觀。8)在夾具體適當(dāng)部位用鋼印打出夾具編號(hào)，以便于工裝的管理。2. 答:1)合理布置焊縫位置。2

17、)縮小焊縫尺寸。3)合理安排焊接工藝。3. 答:4. 答: (1)確定夾具的類(lèi)型。(2)定位設(shè)計(jì)。(3)確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。(4)確定刀具的對(duì)刀導(dǎo)向方案，選擇合適的對(duì)刀元件或?qū)蛟?5)確定夾具與機(jī)床的連接方式。(6)確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置等。(7)確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式。并處理好定位元件在夾具體上的位置。(8)繪制夾具方案設(shè)計(jì)圖。(9)進(jìn)行工序精度分析。(10)對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力驗(yàn)算5. 答: 夾具通常是單件制造，且制造周期很短。為了保證工件的加工要求，很多夾具要有較高的制造精度。企業(yè)的工具車(chē)間有多種加工設(shè)備，例如加工孔系

18、的坐標(biāo)鏜床，加工復(fù)雜形面的萬(wàn)能銑床、精密車(chē)床和各種磨床等，都具有較好的加工性和加工精度。夾具制造中，除了生產(chǎn)方式與一般產(chǎn)品不同外，在應(yīng)用互換性原則方面也有一定的限制，以保證夾具的制造精度。第六單元 典型機(jī)床夾具與現(xiàn)代機(jī)床夾具課后習(xí)題：1成組夾具由哪幾部分組成？2通用可調(diào)夾具有何特點(diǎn)？3組合夾具有何特點(diǎn)？4. 車(chē)床夾具的分類(lèi)？5拼裝夾具有何特點(diǎn)？6. t型槽組合夾具的結(jié)構(gòu)組成？第六單元 習(xí)題參考答案1. 答：成組夾具的結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)部分和可調(diào)部分1）基礎(chǔ)部分：包括夾具體、動(dòng)力裝置和控制機(jī)構(gòu)等。2）可調(diào)部分：可調(diào)整的定位元件、夾緊元件和導(dǎo)向、分度裝置等2. 答:通用可調(diào)夾具的特點(diǎn)：1）通用可調(diào)夾具適應(yīng)的加工范圍更廣。2）通用可調(diào)夾具可用于不同的生產(chǎn)類(lèi)型中。3）調(diào)整的環(huán)節(jié)較多，調(diào)整較費(fèi)時(shí)間