機(jī)械制造工藝學(xué)(王先逵)第六章夾具設(shè)計(jì)習(xí)題及答案

1、機(jī)械制造工藝學(xué)（王先逵）習(xí)題及答案第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)1、什么是機(jī)床夾具？舉例說明夾具在機(jī)械加工中的作用。答：機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，具作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。機(jī)床夾具的功用：穩(wěn)定保證工件的加工精度；減少輔助工時(shí)，提高勞動生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。舉例：用V形塊，用三爪卡盤，頂尖可很好的保證工件的定位精度，以及工件相對于刀具和機(jī)床的位置精度。如圖a.b(a)(t)2、機(jī)床夾具通常由哪幾部分組成？答：機(jī)床夾具白組成部分：1.定位元件，2.夾緊裝置3.對刀引導(dǎo)元件4.連接元件5.夾具體，6.其它元件或裝置3、常見的

2、定位方式、定位元件有哪些？答：工件以平面定位：圓柱支承、可調(diào)支承、自位支承、輔助支承工件以外圓定位：V形塊、定位套、半園套、圓錐套工件以圓孔定位：定位銷、圓錐銷、定位心軸工件以組合表面定位：一面兩銷4、輔助支承與自位支承有何不同？答：輔助支承用來提高支承件零件剛度，不是用作定位支承點(diǎn)，不起消除自由度作用；自位支承是支承本身在定位過程中所處的位置，是隨工件定位基準(zhǔn)位置的變化而自動與之適應(yīng)，但一個(gè)自位支承只起一個(gè)定位支承點(diǎn)的作用。5、什么是定位誤差？U述產(chǎn)生定位誤差的原因。答：定位誤差：是由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差，由于對同一批工件說，刀具調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置

3、相對于定位基準(zhǔn)是不變的，因此定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因：定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不一致所引起的基準(zhǔn)不重合誤差jb由于定位副制造誤差及配合間隙所引起的定位誤差，即基準(zhǔn)位移誤差A(yù)jw7、工件在夾具中夾緊時(shí)對夾緊力有何要求?答：方向：夾緊力的作用方向不破壞工件定位的準(zhǔn)確性和可靠性夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小；夾緊力作用點(diǎn)：夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近支承元件的幾何中心或幾個(gè)支承元件所形成的支撐面內(nèi)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度較好的部位上夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面；夾緊力的大?。簥A緊力的大小主要確定方法有經(jīng)驗(yàn)類比和分析計(jì)算法。采用分析計(jì)

4、算，一般根據(jù)切削原理求切削力F,算出慣心力，離心力，列出平衡方程式，算出理論夾緊力Q,為安全起見，考慮安全系數(shù)K,因此實(shí)際夾緊力Q=KQ,K取值范圍1.53,粗加工2.53,精加工1.52,由于加工中切削力隨刀具的磨鈍、工件材料性質(zhì)和余量的不均勻等因素變化，因而實(shí)際生產(chǎn)中常采用類比的方法估算夾緊力。8、試分析3種基本夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用。答：基本夾緊機(jī)構(gòu)有：斜楔夾緊機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，機(jī)械效率低，很少直接用于手動夾緊，常用在工件尺寸公差較小的機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)中；螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：螺旋升角小于斜楔的楔角，擴(kuò)力作用遠(yuǎn)大于斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)也很簡單，易于制造，夾緊行程大，擴(kuò)力較大，自鎖性能好，應(yīng)用

5、適合手動夾緊機(jī)構(gòu)。但夾緊動作緩慢，效率低，不宜使用在自動化夾緊裝置上；偏心夾緊機(jī)構(gòu)：操作方便，夾緊迅速，結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)是夾緊行程小，夾緊力小，自鎖性能差，因此常用于切削力不大，夾緊行程較小，振動較小的場合。9、鉆模板的形式有幾種？哪種的工作精度最高？答：鉆模板的形式：1固定式2 鉸鏈?zhǔn)? 可卸式；其中固定式的工作精度最高。10、試分析分度裝置的功用、類型及其應(yīng)用范圍？答：分度裝置功用：當(dāng)工件一次裝夾后，需要按一定角度或一定距離加工一組平面。類型：回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置應(yīng)用范圍：回轉(zhuǎn)分度裝置：主要加工有一定回轉(zhuǎn)角度要求的孔系，槽或多面體。直線移動分度裝置：主要加工有一定距離要求的平等孔系

6、和槽。11、影響分度精度的因素有哪些?如何提高分度精度？答：影響分度精度的因素有：分度對定機(jī)構(gòu)的選擇，防塵措施。12、用雙鏜套引導(dǎo)鏜桿的鏜模工作時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸應(yīng)如何聯(lián)接？機(jī)床主軸的工作精度是否影響加工精度？答：用雙鏜套引導(dǎo)鏜桿的鏜模工作時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸用浮動接頭聯(lián)接，由于鏜桿與接頭體之間留有間隙以便浮動，接頭體的錐柄安裝在機(jī)床主軸的錐孔中，能自動補(bǔ)償鏜桿與機(jī)床主軸之間的偏差，因此，機(jī)床主軸的工作精度不影響加工精度。13、鏜床夾具可分為幾類？各有何特點(diǎn)？其應(yīng)用場合是什么？答：鏜床夾具的引向支架可分為：1單面前導(dǎo)向：單個(gè)導(dǎo)向支架布置在刀具前方，適于加工孔徑D>60mm，加工長度L<

7、;D的通孔。2單面后導(dǎo)向：單個(gè)導(dǎo)向支架布置在刀具后方，適于加工盲孔或D<60mm的通孔，裝卸更換刀方便。3單面雙導(dǎo)向：刀具后方兩個(gè)導(dǎo)向鏜套，鏜桿與機(jī)床主軸浮動聯(lián)接。4雙面單導(dǎo)向：導(dǎo)向支架分別在工件的兩側(cè)，適用于加工孔徑較大，工件孔的長徑比大于1。5的通孔。14、鏜套有幾種?怎么使用？答：鏜套有：1固定式鏜套：開有油槽，設(shè)有壓配式油杯，外形小，結(jié)構(gòu)簡單，適于低速鏜孔。2回轉(zhuǎn)式鏜套：在鏜孔過程中，隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動，只有相對移動無相對轉(zhuǎn)動，從而減少了鏜套的磨損，適用于高速鏜削，當(dāng)加工孔徑大于鏜套孔徑，需要在回轉(zhuǎn)鏜套上開引刀槽，同時(shí)必須在鏜桿和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)套間設(shè)置定向鍵。15、決定銑床夾具U型耳座尺寸的

8、原始依據(jù)是什么？答：決定銑床夾具U型耳座的尺寸的原始依據(jù)是先銑床工件臺的形狀結(jié)構(gòu)以及T型槽的距離。16、銑床夾具與銑床工作臺的聯(lián)接方式有哪幾種？答：銑床夾具與銑床工作臺的聯(lián)接方式：1定位健與銑床工作臺的T型槽配合2在夾具體的側(cè)面加工一窄長平面作為夾具安裝時(shí)的找正基面。17、在銑床夾具中，對刀塊和塞尺起什么作用？這種情況下，對刀尺寸如何計(jì)算？答：銑床夾具中，對刀塊和塞尺是對刀裝置，更迅速準(zhǔn)確地確定銑刀和夾具中的相對位置。其尺寸塞尺厚度或直徑一般為35mm,公差為h6,設(shè)計(jì)時(shí)夾具圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺的厚度及對刀塊工作表面與定位元件之間的尺寸和公差。18、車床夾具分為幾類？各有何特點(diǎn)？答：車床夾具分類：1

9、心軸類車床夾具：適用于工孔定位，加工套類，盤類等回轉(zhuǎn)體零件。2角鐵類車床夾具：結(jié)構(gòu)不對稱，用于加工殼體，支座，杠桿接頭等零件的回轉(zhuǎn)面和端面。3卡盤類車床夾具：加工的零件大多以外圓及端面定位的對稱零件，多采用定心夾緊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)基本對稱，回轉(zhuǎn)時(shí)的平衡影響較小。4花盤類車床夾具：夾具體一般為圓盤形零件，裝夾工件一般形狀較復(fù)雜。19、 車床夾具和車床主軸的聯(lián)接方式有哪幾種？各有何特點(diǎn)?答：車床夾具與主軸的聯(lián)接方式：最新可編輯word 文檔1 .夾具通過錐柄安裝車床主軸錐孔中，優(yōu)點(diǎn)：定心精度較高，適于徑向尺寸D<140mm或D<(23)d小型夾具2 .夾具通過過度盤與機(jī)床主軸聯(lián)接，適用于徑向

10、尺寸較大的夾具，使用過渡盤，增強(qiáng)夾具的通用性。3 .沒有過渡盤多采用過渡盤與夾具體合成一個(gè)零件設(shè)計(jì)。20、車床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從哪些方面考慮夾具使用的安全問題？答：設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)以下幾方面考慮安全問題：車床夾具的夾具體，應(yīng)設(shè)計(jì)成圓形機(jī)構(gòu)，夾具上各元件不應(yīng)突出夾具體的輪廓外，當(dāng)夾具上有不規(guī)則的突出部分，或有切削液飛濺及切屑纏繞，應(yīng)設(shè)計(jì)防護(hù)罩。9、如圖所示零件以平面3和兩個(gè)短V形塊1、2進(jìn)行定位，試分析該定位方案是否合理？各定位元件應(yīng)分別限制哪些自由度？如何改進(jìn)？答:第一定位基準(zhǔn)平面工第二定位基準(zhǔn)V形塊ux, y, z> > x, y,八一一第三定位基準(zhǔn)v形塊21zx,y該方案出現(xiàn)過定位

11、，改進(jìn)方案如圖所示:6-1、分析6-83圖所示的定位方案，指出各定位元件分別限制了哪些自由度，判斷有無欠定位與過定位，對不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。最新可編輯word文檔J該方案出現(xiàn)過定位，改進(jìn)措施；口）去掉三爪卡盤；口）將前頂尖換為一支承。D、該方案出現(xiàn)過定位，右邊V形塊改為可浮動，使工件與丫形塊得兩邊都肓噓觸口該方案出現(xiàn)過定位，海右邊,.形塊改為X可移動2-2分析圖2-95所列加工中零件必須限制的自由度，選擇定位甚準(zhǔn)和定位元件，并在圖中示意畫出；確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和作用方向，并用規(guī)定的符號在圖中標(biāo)出圖a）過球心打一孔；圖b）加工齒輪壞兩端面，要求保證尺寸A及兩端面與內(nèi)孔的垂直度；圖c

12、）在小軸上銃槽，保旺尺寸H和L圖d）過軸心打通孔，保旺尺寸L圖e）在支座零件上加工兩通孔，保證尺寸A和HbJ圖6-綱題6-2最新可編輯word文檔6-3在圖2-96a所示套簡零件上銃鍵槽，要求保證尺寸小540.14mm,及對稱度?，F(xiàn)有種定位方案，分別如圖b、c、d所示。計(jì)算三種不同定位方案的定位誤差，并從中選擇最優(yōu)方案（已知內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差不大于0.02mm）圖6-85題6-3解：（1）V形塊定位情況，（只計(jì)算槽深方向誤差）T(54 0.1432以外圓定位（圓心為定位基準(zhǔn)），有基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差-1) =0.0211(CL2sin-2（2）心軸定位情況以圓心為定位基準(zhǔn)，無基準(zhǔn)不

13、重合誤差，但有基準(zhǔn)位置誤差d.w=Dmax-dmin、=320.03-(32-0.03)0.02=0.08T(60°t1)dw=Dmax-dmin與"、.=32.03-31.970.050.02=0.132(3)平面定位情況無基準(zhǔn)不重合誤差，但有基準(zhǔn)位置誤差T(60,i)2= 0.05%。，4、如右圖所示齒輪坯、內(nèi)孔和外圓均已加工合格（d=801.1mm,D-BS：025mm）,現(xiàn)在插床上用調(diào)整法加工鍵槽，要求保證尺寸h=38.5010.2,定位方法如圖，試求尺寸h的定位誤差；并分析能否滿足加工要求（要求定位誤差不大于工件尺寸公差的1/3）。（忽略內(nèi)外圓同軸度誤差）。解：以

14、外圓定位有基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差T(d)0.1基準(zhǔn)位置誤差：J.w0=0.0712sin-2sin452基準(zhǔn)不重合誤差：U=T（2嘰O；25、。.。125d.w=j.w+“=0.071+0.0125=0.083211T(H)=0.20.06733不能否滿足加工要求6-5圖2-98所示零件，錐孔和各平面均已加工好，現(xiàn)在銃床上銃鍵寬為b-w的鍵槽，要求保證槽的對稱線與錐孔軸線相交，且與A面平行，還要求保證尺寸h-Ah0圖示定位方案是否合理？如不合理，應(yīng)如何改進(jìn)？ffi-87題6-56-6圖6-88所示工件，用一面兩孔定位加工A面，要求彳證尺寸18±0.05mm若兩銷直徑為例6第2m

15、m,兩銷中心距為80±0.02mm試分析該設(shè)計(jì)能否滿足要求？（要求工件安裝無干涉現(xiàn)象，且定位誤差不大于加工尺寸公差的二分之一），若滿足不了，提出過改進(jìn)辦法。圖6-88 題6-66-7指出圖2-100所示各定位、夾緊方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不正確的地方，并提出改進(jìn)意見。4 i圖6-29 題6-7: arctg (-)1=arctg(0.2) = 11.30.750(HB )= 214 N02.436-8用雞心夾頭夾持工件切削外圓，已知工件直徑d=60mm（裝夾部分與車削部分直徑相同），工件材料為45鋼，切削用量為：ap=2mm,f=0.5mm/r,摩擦系數(shù)u=0.2,安全系數(shù)k=1.8,a=9

16、0。，試計(jì)算雞心夾卡上，夾緊螺栓所需作用的力矩為多少？解：查表：高速鋼車刀車削45鋼，Cfp=180,xfp=1.0,Yfp=0.75,nFP=0,tttXfpyFpnFp切削力：Fp=CFpapf(HB)P=180M2M0.5a2Fnco-s=FJ.（i）查表：當(dāng)量摩擦半徑r，=0,螺紋中徑d0=15mm,螺距為p=2mm,p2、arctg()=arctg()=螺紋開角二d15二0,d,dd2FF一二F一(2)N2J2p2c0s2cos450214F二2F二二443N由(1)(2)式得：JN(1+cosp0.2(1+cos450)2由:Fj二Jdntg（.二:：；）tg2M =k F Jtg

17、（|.：.:）=1.84430.015tg（2.4311.3）=1.46N.m12UIK向局旗柳田6-10圖2-103所示鉆模用于加工圖a所示工件的兩孔，試指出該鉆模設(shè)計(jì)不當(dāng)之處。圖6-92題6-10例題：19,有一批直徑為15()15幡的軸類工件，詵工件摩槽的定位方案如圖5-463,-Vib,C所示中試計(jì)算各種定位方案下新物寸A.B的定位誤差各為多少？解；方案(a)i1,加工方向：豎直2 .工序基準(zhǔn):尺寸A為下母線，尺寸B為中心線 dw /，= A jb + jwA dv /B = jh方案(b).L加工方向，豎直工工序基準(zhǔn)；尺寸A為下母線，尺寸B為中心線3.工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向的最大變動

18、量,b)W dw，A = jb + jiff dw / B = A jb 4 i中= 0 + 0=03 .工序基淮在加工尺寸方向的最大變動量，由合成法得二方案(c):1 .加工方向；豎直2 .工序基準(zhǔn)：尺寸A為下母線，尺寸B為中心線3 .工序基港在加工尺寸方向的最大變動堂，a /* A Id 凸 dw /= jb + A j< =(1)2 sin 號c) dw，B = jb12.斜楔夾緊裝置如圖所示。已知：水平推力Q=8206N,斜角a=6°,d=10mm,A、B處的摩擦系數(shù)u=0.12,切削力F切=720N,安全系數(shù)K=1.5,小軸d處的摩擦損耗接力的傳遞效率4=95%#算，試計(jì)算夾緊是否可靠。解:(1)計(jì)算摩擦角：N=tan+1=tan+2,$=42=arctan=