模块6现代机床夹具设计
【知识目标】
现代机床夹具设计思路及方法；
现代机床夹具典型的夹具类型；
现代机床夹具的发展方向。
【技能目标】
掌握随行夹具、组合夹具、成组夹具以及数控机床夹具的基本组成及其应用场合；
培养学生现代机床夹具的设计能力，能利用计算机系统来辅助完成一部分或大部分夹具设计工作。
随着科学技术的迅猛发展，市场需求的变化多端及商品竞争的日益激烈，使机械产品更新换代的周期越来越短，多品种、小批量生产的比例越来越高。为了适用这种形势的需要，出现了各种新型夹具。
【任务描述】
如图6-1所示为生产一线常见内燃机曲轴零件的示意图，现对曲轴的连杆颈部和主轴颈部进行磨削加工,要求为其设计一套现代机床夹具。
图6-1内燃机曲轴零件的示意图
【任务分析】
普通夹具的设计思想就是在加工连杆颈时,改变其回转中心的位置.从而实现连杆颈部的加工。而现代夹具的设计思想就是曲轴的主轴颈部和连杆颈部同时加工。既设计一套随动夹具可以采用两个磨削主轴箱同时加工一个曲轴的主轴颈和连杆轴颈。如图6-2所示。
图6-2采用现代夹具同时加工曲轴的主轴颈和连杆轴颈
【任务引导】
（1）作为现代机床夹具，在生产中有什么优势？
（2）作为现代机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用现代机床夹具，如何对其进行分类？
（4）生产一线对现代机床夹具还有什么新的要求？
（5）在认识实习、生产实习时，应对现代机床夹具的基本结构及其分析有所认识。
学习情境6.1随行夹具设计
随行夹具是在自动线上或柔性制造系统中使用的一种移动式夹具。它既要完成工件的定位和夹紧，又要作为运载工具将工件在机床间进行传递。传送到下一道工序的机床后，随行夹具应能在机床上准确的定位和夹紧。一条生产线上有许多随行夹具，每个随行夹具随着工件经历生产线的全过程，然后卸下已加工的工件，装上新的待加工工件，循环使用。
如图6-3所示为随行夹具在自动线机床上工作的简图。随行夹具1由自动线上的输送带(一般常用带棘爪的和摆杆的输送带)运送到自动线上的各台机床上。带棘爪的步伐式输送带3支承在支承滚5上。自动线各台机床上都有一个相同的机床夹具，它除了要对随行夹具进行定位和夹紧外，还要提供一个输送支承面4。随行夹具在机床上的定位采用一面两销的定位方法。夹紧是用四个钩形压板压住随行夹具的下部底板，钩形压板由油缸8通过杠杆9带动。
图6-3随行夹具在自动线机床上的工作图
1—随行夹具；2—机床夹具；3—带棘爪的步伐式输送带；4—输送支承；5—支承滚；
6—定位机构；7—钩形压板；8—油缸；9—杠杆
随行夹具主要用于形状复杂而不规则、又无良好输送基面的工件，以便将工件装夹于输送基面规整的随行夹具上，然后再通过自动线各台机床进行加工。对一些有色金属的工件，虽然具有良好的输送基面，有时为了保护基面避免划伤，也采用随行夹具。
【小提示】有时为了在自动线上尽可能加工完所有被加工表面，不得不选用毛坯面作安装基准，而毛坯面不能作多次安装，这就需要使用随行夹具，以便一次安装完成全部加工。
6.1.1随行夹具板设计
随行夹具的底板是随行夹具的一个重要部件，它的底平面是用于定位和输送的。随行夹具定位和输送基面一般都设计在底板底平面上，因此，它直接影响着随行夹具的定位精度和工作效率，设计时必须给以足够的注意。由于底板是根据自动线的专门需要设计的，因而可以设计得更为合理和完善。关于随行夹具底板设计的有关问题分述如下。
1.随行夹具在机床夹具上的定位
1）随行夹具定位
随行夹具在机床夹具上的定位大多采用"一面两销"的定位方法，这种定位方法有如下特点：
（1）有利于达到随行夹具敞开性的要求，对于安装在随行夹具上的工件，在一次定位中有可能同时加工五个面，这样既能高度集中加工工序，又能提高各加工面的位置精度。
（2）有利于达到随行夹具在工位上定位时的基准统一的要求，使整个工艺过程实现基准统一。
（3）有利于实现随行夹具在机床夹具上定位和夹紧的自动化要求，容易使夹紧力的着力点对准定位支承，消除夹紧力引起的夹具变形对加工精度的影响。
（4）有利于防止切屑落入随行夹具的定位基面。
【小提示】采用这种定位方法时，要在随行夹具的底板上设计一个定位平面和两个定位销孔。
2）随行夹具定位底板设计
设计底板定位基面要注意到以下三点：
（1）当被加工工件的加工精度要求不高时，可以考虑定位基面和输送基面合一，因为随行夹具在自动线机床间的运送及返回的过程中，定位基面的磨损对加工精度影响不大。所以可以在底板的底面上装两块支承板，用作定位基面和输送基面。
（2）当被加工工件的加工精度要求很高时，尤其是工序尺寸在高度方向上有严格要求时，必须考虑随行夹具由于运送和多次定位造成的定位基面的磨损对加工精度影响。因此设计底板时，要采用定位基面和输送基面分开的原则，粗、精定位销孔分开的原则。
如图6-4所示为一个随行夹具底板的底平面图。当随行夹具送到机床夹具上时，略低于输送支承板2(一般低于0.1～0.2mm)的机床夹具上的定位块，以便支承住随行夹具上的定位支承板1，并且机床夹具上的定位机构向随行夹具插入两个定位销，使随行夹具完成定位，实现了定位基面与输送基面分开的原则。随行夹具在粗加工机床上加工时用粗加工定位销
图6-4随行夹具底板的底平面
1—定位支承板；2—输送支承板；3—粗加工定位销孔；4—精加工定位销孔孔3进行定位，在精加工机床上加工时则换用精加工定位销孔4进行定位，从而实现了粗、精销孔分开的原则，保证了精加工时提高定位精度的要求。
（3）为进一步提高随行夹具在机床夹具上的定位精度，除采用上述粗、精加工定位销孔分开的措施外，还可根据被加工工件的具体要求，采取提高定位销孔与定位销配合精度和适当增大两个定位销之间的距离，以减小定位系统间隙，还可以在半精加工和精加工工序的机床夹具上增设附加装置，将工件推靠在定位销的同一侧，以减小因定位间隙而造成的误差。
2.随行夹具的输送基面
输送基面有两种结构形式，即采用带滑动输送基面的结构和采用带滚动输送基面的结构。
1）采用带滑动输送基面的结构
图6-4中为采用带滑动输送基面的结构。在底板上装有四块输送支承板，构成了随行夹具底板上的输送基面。采用这种滑动面输送的方法，输送阻力较大，一般多用在中、小型随行夹具上。
2）采用带滚动输送基面的结构
如图6-5所示为随行夹具的底平面。为了减少运送阻力，在随行夹具底板上设有两排各四个纵向输送滚子和另外两排各四个横向输送滚子，用作纵向和横向输送基面。在设计这种结构时，要使滚子高出底板上的定位基面l～3mm。
图6-5随行夹具的底平面
1—定位销孔；2—定位块；3—纵向输送牵引块；
4—横向输送滚子；
5—纵向输送滚子；6—横向输送导向块；7—横向输送牵引块
随行夹具在机床夹具上的定位时，随行夹具运动方向上的滚子应落入到
机床夹具支承板上的相应槽中，使定位基面相接触。为了减少随行夹具在运
送过程中滚子落入槽中的次数，设计时应使同向的四个滚子前后两组间距不等。这种结构形式一般用在200kg以上的随行夹具上。
【小提示】滚子一般不宜采用滚动轴承，而应采用滑动轴承。这是因为随行夹具较重，输送速度较大，在随行夹具输送支承板的接头处产生冲击，致使轴承破碎。
3.随行夹具在输送中的引导
为了使随行夹具定向输送，并能较准确的接通机床夹具的定位机构，在随行夹具上还必须有输送的导向机构。目前常用的有侧限位板导向随行夹具、带导向块的随行夹具及采用下方夹压的随行夹具等三种。
1）侧限位板导向随行夹具
如图6-6所示为利用侧限位板导向的随行夹具。侧限位板4固定在机床夹具的侧面，与随行夹具3之间留有1mm的间隙。当随行夹具3被输送装置6送到机床夹具1时，由于侧限位
板4的导向，保证了其定位时所要求的位置。这种导向机构结构简单，但对机床排屑不利。
图6-6利用侧限位板导向的随行夹具
1—机床夹具；2—锺套；3—随行夹具；4—侧限位板；
5—支承板；6—输送装置
2）带导向块的随行夹具
如图6-7所示为带导向块的随行夹具。导向块3安装在随行夹具2的底面上，导向块3与机床夹具支承板5之间留有1mm的间隙。这种方法不妨碍机床排屑也不会因侧限位板变形夹住工件而增加运送阻力，但在自动线组装时必须将各机床及中间支承板调整在一条直线上。
图6-7带导向块的随行夹具
1—机床夹具；2—随行夹具；3—导向块；4—随行夹具支承板；
5—机床夹具支承板；6—输送带3）采用下方夹压的随行夹具
当随行夹具在机床夹具上采用下方夹压的方案时，如图6-8所示，就不必另外再专门设计导向机构，机床夹具的支承导向板的两个侧面即可起着导向的作用。
图
6-8
采用
下方
夹压
的随
性夹
具
1—
机床
夹
具；2
—定位机构；3—随行夹具；4—中间支承板；
5—机床夹具支承导向板；6—夹紧油缸；7—模铁夹紧机构。
6.2组合夹具设计
组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，如图6-9所示。我国从60年代初开始推广使用，目前已基本普及，各城市及各大工厂均有自己的组合夹具站。
从组合夹具的使用角度考虑,组合夹具具有以下性质:
图6-9组合夹具实体图
（1）组合夹具由一套预先制造好的不同形状、不同规格、不同尺寸的标准元件及合件组装而成。组合夹具一般是为某一工件的某一工序组装的专用夹具，也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。
（2）组合夹具适用于各类机床。
（3）组合夹具把专用夹具的设计、制造、使用、报废的单向过程变为组装、扩散、清洗入库、再组装的循环过程。可用几小时的组装代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料，降低了生产成本；还可减少夹具库房面积，有利管理。
（4）组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了完全互换，元件精度一般为IT7～IT6级。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT9～IT8级，若精心调整可达IT7级。
（5）组合夹具的主要缺点是体积大、刚度较差、一次性投资大、成本高。这使组合夹具的推广应用受到一定限制。
6.2.1组合夹具的组成及类型
1.组合夹具的基本组成
组合夹具是由八大类零件组成，即基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件、辅助件及组合件，见表6-1。
1）基础件
基础件主要是作夹具体，如图6-10所示，可以分为方形基础板、长方形基础板、圆形基础板和角尺形基础板等。基础板的各个面上都有T形槽、螺钉孔，通过定位键、螺栓来安装其他元件。圆形基础板工作面上的T形槽可成45°或60°径向分布，中央还有IT6级精度定位孔，底面还有定位止口，可与机床主轴上的过渡盘相连。
图6-10槽系组合夹具基础板
2）支承件
支承件主要用作不同高度的支承和各种定位交承平面，分为垫片、垫板、支承等。垫片又有方垫片、长方垫片等；垫板又有方垫板、长方垫板、紧固支承垫板、角铁垫板、菱形垫板、V形垫板等；支承又有方支承、长方支承、紧固支承、角铁支承、V形支承等。
【小提示】支承件有时可以和基础件一起构成夹具体，也可以在小型组合夹具中作夹具体。
3）定位件
定位件主要作定位元件，有定位键、定位销、定位盘、定位支承、定位板、定位支座，定位轴和顶尖等。
4）导向件
导向件主要用来确定孔加工刀具的位置，并起引导刀具作用，有时也可起定位件作用。导向件有钻模板、钻套和导向支承等。
5）夹紧件
夹紧件用来夹紧工件，有各种压板，如平压板、伸长压板、叉形压板等。
6）紧固件
紧固件有各种螺钉、螺母、螺栓、垫圈等，而螺栓又有双头螺栓、T形螺栓等；垫圈又有球面垫圈、开口垫圈等。
7）辅助件
凡是难以列入上述6类元件的元件，都称为辅助件，它包括连接板、浮柄、浮动块、接头、弹簧、支承环等。
8）组合件
组合件是由若干个元件所组成的独立部件，在组装过程中作为一个独立单元使用。组合件有定位组合件、导向组合件、夹紧组合件和分度组合件等。如顶尖座、回转顶尖、可调V 形块都是定位组合件，端面齿分度盘是分度组合件。
2.组合夹具的类型
组合夹具可分为两种基本类型，即槽系组合夹具和孔系组合夹具。组合件是由若干元件组成的独立部件，完成一定的功能要求，组装时不能拆散。
1）槽系组合夹具
槽系组合夹具是各元件间依靠键槽和T形槽，由定位键定位和由T形槽螺钉来固定的。如图6-11所示为一套组装好的槽系组合钻模及其元件分解图，图中标号表示了组合夹具的八大类元件。
图6-11槽系组合钻模元件分解图1—基础件；2—支承件；3—定位件；4—导向件；5—夹紧件；6—紧固件；7—其他件；8—合件
2）孔系组合夹具
孔系组合夹具是各元件间依靠孔、销配合来定位，由螺钉来固定的，如图6-12所示。
图6-12孔系组合夹具
1—定位件；2—辅助支承件；3—支承件；4—螺栓；5—压板；6—辅助件；7—方形基础件
【小提示】孔系组合夹具的元件类别与槽系组合夹具相仿，也分为八大类元件，但没有导向件，而是增加了辅助件。
如图6-13所示为部分孔系组合夹具及其元件分解图。
图6-13孔系组合钻模元件分解图
1—基础件；2—支承件；3—定位件；4—辅助件；5—压紧件；6—紧固件；7—其他件；8—合件由图6-13可以看出孔系组合夹具元件间孔、销定位和螺纹连接的方法。孔系组合夹具元件上定位孔的精度为H6，定位销的精度为k5，而定位孔的中心距误差为±0.01mm。与槽系组合夹具相比，它具有精度高，刚性好，易组装，且可以方便地提供某孔的坐标作为数控编程的基准，即编程原点。因此在数控机床、加工中心上得到广泛的应用。
6.2.2组合夹具的特点
组合夹具具有以下特点:
(1)组合夹具可缩短设计和制造专用夹具的周期和工作量，缩短生产准备周期，提高了效率。组合夹具又能重复多次使用，节省了人力、物力。因此无论是对成批、单件生产或新产品试制，其应用都很广泛。
(2)组合夹具由于是由元件组装的，并且又是多次重复使用，因此元件的制造精度和耐磨性对组合夹具的精度有很大的影响。组合夹具各类元件一般多用优质钢渗碳淬火，精度较高，重要元件常用的材料多为合金钢，如12CrNi3A、18CrMnTi及18CrMnMo等。组合夹具的各类元件还要求耐腐蚀性。
(3)组合夹具是由许多元件组装而成，故刚度和接触刚度较差，组合夹具的动刚度研究是一个迫待解决的问题。
(4)组合夹具的组装是体力劳动和脑力劳动的结合，现在已在研究用计算机辅助进行设计组装的工作。
(5)组合夹具需要一定数量的元件才能组装，一般应有2000～20000个元件比较合适，大约平均100个元件可组装一套较复杂的组合夹具。
【小提示】元件的数量比例大致为:
(1)基础0.5%～1.5%；
(2)支承件13%～18%；
(3)定位件13%～17%；
(4)导向件2%～8%；
(5)夹紧件3%～5%；
(6)紧固件56%～60%；
(7)辅助件2%～6%；
(8)组合件1%～2.5%。
6.2.3组合元件的精度与刚度
组合夹具的最终精度大都通过调整和选择来达到，因而可避免误差累计的问题。经过精心组装的与调整，其精度完全可以达到专用夹具所能达到的精度。
经验表明，使用组合夹具在各类加工机床进行加工所能保证的工件位置精度为
（1）钻、饺孔中心距的尺寸精度达±0.05rnm，位置精度达0.05/100mm。
（2）镗孔中心距的尺寸精度达士0.02mm，位置精度达0.01/100mm。
（3）铣夹具上加工面与定位面的尺寸精度达到士0.03mm，位置精度0.03/100mm。
（4）刨床夹具上加工面与定位面的位置精度0.04/100mm，倾斜度精度士0.02mm。
组合夹具所能达到的位置精度见表6-2
件的数量关系不大;若考虑组合夹具元件本身的刚度不足，则与同样体积的专用夹具相比，组合夹具的刚度要差一些。在需要保证其刚度时，可在组装上采取措施，以提高其刚度。
6.2.4组合夹具的设计与组装
1.组合夹具的设计
组合夹具的设计，图样工作量很少，只有在特殊情况下需要设计专用件。其实质是与专用夹具的设计与装配过程是一样的。一般过程如下：
1)熟悉原始资料
重点是在熟悉工件的工序图、工序内容和技术要求等。
2)构思夹具结构方案
选择定位元件、夹紧元件、导向元件及基础件等(包括在特殊情况下设计专用件)，构思夹具总体方案和结构，拟定组装方案。
3)进行必要的组装计算
由于夹具是组装的，各元件间的位置尺寸、位置精度是通过调整来获得的。因此在构思夹具方案时应进行相应的计算，如角度计算、坐标尺寸计算、结构尺寸计算等，同时拟定位置检测方法。
4)试装
将构思、好的夹具结构用选用的元件先搭一个大致"样子"，检查构思方案是否合理、正确和可行，不当之处进行修改。
5)组装
要按确定方案以一定的顺序(一般由下而上，由里到外)将各元件连接起来。此时要注意各功能合件、元件间的定位和固定，保证有足够的刚度和精度。
6)检验
夹具定位元件之间，定位元件与导向元件间，导向元件间，定位元件与对刀元件间的位置精度，需经仔细的检测，达到精度要求才行。否则应再调整，直至合格。组合夹具组装合格后，一般应试加工工件，试件加工合格才算全部完成。如图6-14所示为移动式组合钻模夹具的装配图。
该钻模用于加工连通轴工件上4×8mm的孔。先钻孔2和4，移位16mm后再钻孔1和3。采用移位机构的原因是工件上相邻两孔的中心距只有16mm，很难并排采用两个钻套。移位结构由两块伸长板1和一个方形支承19构成。在方形支承19两侧的T形槽内装有T 形键13。方形支承19则可在两块伸长板组成的"导轨"中移动d其位置由两个可调定位螺钉8确定，并由槽用螺栓17和螺母18锁紧。工件安装在两个V形块9上，并用回转压板16和平压板15组成的夹紧装置夹紧。V形块及夹紧装置均安装在方形支承19上。
图6-14移动式组合钻模
1—伸长板；2、4、5、6、19方形支承；3—加胁脚铁；7、15—平压板；8—定位螺钉；9—V形块；
10、11—长方形支承；12—钻模板；13-T形键；14—钻套；16—回转压板；17—槽用螺栓；18—螺母
2.组合夹具的组装
组合夹具的组装一般可分为下列几个阶段：
（1）了解工件的形状、尺寸和技术要求，熟悉零件的加工工艺和本工序所要进行的加工和技术要求，确定定位、夹紧方案。
（2）根据零件加工工艺和本工序的定位夹紧方案，构思组合夹具的组装方案，并根据现有的组合夹具各类元件，试选各种元件。
（3）按组装方案及试选元件进行试组装，检查是否能满足工艺要求，并进行修改，直至达到要求为止。
6.2.5组合夹具的应用
1.组合夹具的适用范围
组合夹具的适用范围包括：
（1）从产品的批量来看，组合夹具最适于新产品研制、试制、单件和小批量生产。因此，对于产品变化频繁、该型周期短、产品类型多的企业选用组合夹具最为适宜，能收到最显著的经济效果。
（2）从加工工序来看，组合夹具应用极为广泛，它可以方便的组成各类机床使用的夹具，如钻、铣、车、镗、磨等夹具，也可以组装出装配、检验与焊接夹具。
（3）从加工工件的几何形状和尺寸看，组合夹具一般不受工件形状的限制。组合夹具元件有大、中、小和微型四个系列，各系列间备有过渡元件，可供组装选用。
2.组合夹具在数控机床上的应用
组合夹具适用于各机械制造部门，如图6-15所示为组合夹具在数控机床上的应用，根据数控机床的加工特点及对夹具的要求，设计的数控机床高精度柔性夹具。它是一种具有较高柔性的先进工艺装备，主要适用于数控机床、加工中心以及柔性加工单元和柔性制造系统，不仅保持了组合夹具的传统优势，而且更符合现代加工理念。
图6-15组合夹具的应用
由图6-15可知，组合夹具是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件组装而成。这些元件具有很好的互换性和较高的精度及耐磨性，可以根据机床工作台的尺寸和不同零件的加工要求，选用所需要的元件组装成数控机床、加工中心等使用的各种夹具，组装简单灵活。这种夹具可以保证在规定的坐标位置上准确定位，并且具有较高的刚度和精度，能够保证在粗加工时使用大切削量，在精加工时更好地保证工件定位面和加工表面之间的位置精度。这种夹具还能保证工件在一次定位装夹中加工多个表面，甚至是加工全部表面，也可以一套夹具同时装夹多个工件进行加工，减少机床的停机时间，以充分发挥数控机床、加工中心等的高效性能。
数控机床高精度柔性夹具通过组装-分解-再组装，周而复始循环使用。与专用夹具相比较，具有明显的技术经济效果；可以节约夹具制造工时90%；缩短生产准备周期85%；节约金属材料95%；降低成本80%。使用这种夹具在短时间内可收回全部投资。
【小提示】组合夹具其应用广泛性在机械加工中已无所不在，在机床工具、纺织、石油、化工、矿山、冶金、农业、医疗、食品、造纸等机械及汽车、铁路机车、船舶等制造行业中特别是在军工航空产品加工中应用组合夹具均取得明显的技术经济效果。
6.3成组夹具设计
专用夹具是根据某一零件的结构加工中心特点专门设计的夹具，具有结构合理，刚性强，机床电器装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。选用这种夹具，一批工件加工后尺寸比较稳定，互换性也较好，可大大提高生产率。但是，专用夹具所固有的只能为一种零件的加工所专用的狭隘性和产品品种不断变型更新的形势不相适应，特别是专用夹具的设计和制造周期长，花费的劳动量较大，加工简单零件显然不太经济。
成组技术是一门生产技术科学，研究如何识别和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它。即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。
使用成组夹具的基础是对零件的分类。通过工艺分析，把形状相似、尺寸相近的各种零件进行分组编制成组工艺，然后把定位、加工中心夹紧和加工方法相同的或相似的零件集中起来，统筹考虑夹具的机床电器设计方案。对结构外形相似的零件，采用成组夹具，具有经济、夹压精度高等特点。成组夹具的设计原则：
（1）具有良好的调整性，调整迅速、可靠、准确；
（2）夹具结构经凑；
（3）应保证同组零件的加工技术要求，以组内零件的最高加工要求或最不利的加工条件为依据。
（4）应与零件组的成组生产量相适应，在符合经济条件下，尽可能采用检验好的结构和高效装置。
（5）夹具设计标准化，尽可能采用标准化的夹具元部件，标准化的结构和装置，如回转工作台。
（6）应具有继承性，主要是基础件。
6.4数控机床夹具设计
数控机床夹具具有精度高、效率高、可数字程序控制和多方向同时实现工件加工等特点。由于数控机床夹具大多用于单件小批生产，因此主要采用可调夹具、组合夹具、拼装夹具等型式。
在现代自动化生产中，数控机床的应用已愈来愈广泛。数控机床加工时，刀具或工作台
的运动是由程序控制，按一定坐标位置进行的。
6.3.1数控机床夹具的设计原则
数控机床夹具的主要作用是把工件精确地载入机床坐标系中，保证工件在机床坐标系中位置的已知性，也就是说工件、夹具在数控机床上的安装，其定位、夹紧的基本原则与在普通机床上的安装是一致的，所不同的是整个数控系统和加工工艺系统都要求在数控机床工作台上确定一个坐标系统。
数控机床夹具设计时应注意以下几点：
（1）数控机床夹具上应设置原点（对刀点）。
（2）数控机床夹具无需设置刀具导向装置。这是因为数控机床加工时，机床、夹具、刀具和工件始终保持严格的坐标关系，刀具与工件间无需导向元件来确定位置。
（3）数控机床上常需在几个方向上对工件进行加工，因此数控机床夹具应是敞开式的。
（4）数控机床上应尽量选用可调夹具、拼装夹具和组合夹具。因为数控机床上加工的工件，常是单件、小批量生产，必须采用柔性好、准备时间短的夹具。
（5）数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便。夹紧元件的位置应固定不变，防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。
6.3.2数控机床夹具设计示例
如图6-14所示，选夹具基础平台上的定位孔2作为夹具坐标原点(即夹具零点)，它与数控机床工作台上的定位孔1的距离分别为X O，Yo。
工件上三个加工孔的坐标尺寸可选用机床工作台上的定位孔1作为机床零点(即机床坐标系的原点)进行计算编程;也可根据实际方便的情况选夹具上某一定位孔作为零点进行计算编程。
为编程计算方便，夹具图上必须分别标注:
（1）从夹具零点到夹具定位元件上的零点之间的坐标值(α、b)。
（2）从夹具定位元件上的零点到工件上加工点的坐标值，孔A(c、e、f)。
图6-14数控机床夹具
1—机床零点；2—夹具零点；3—定位销；4—数控机床工作台；5—夹具体；6—工件；7—油孔；
8—液压缸；9—活塞；10—定位键；11、12—压板；13—拉杆
6.5计算机辅助夹具设计
随着夹具制造技术的发展，夹具设计周期的缩短,夹具更新换代速度加快，传统的大批量生产已被小批量多品种的夹具设计思想所替代,于是出现了计算机辅助夹具设计。应用组合夹具设计的一项关键技术就是ComputerAidedFixtureDesign(CAFD)，我国从20世纪80年代已开始研究这项技术。
6.5.1CAF D概述
CAFD就是在设计者设计思想的指导下，利用计算机系统来辅助完成一部分或大部分夹具设计工作。早在20世纪70年代初，前苏联就开始CAFD的研究工作。20世纪80年代，美国、欧洲和我国也相继着手研究，但因计算机软硬件落后，其发展受到很大限制。由于夹具对制造成本和研制周期的影响非常大，缩短加工准备周期就成了第一代CAFD的目标，交互式设计界面可以完成比较复杂的夹具设计任务。
20世纪80年代中期发展起来的第二代CAFD，根据变异式和生成式两种方法产生了基
于成组技术和基于知识的两类CAFD系统。20世纪90年代后出现了第三代CAFD系统，
转向了以产品夹具结构为目的，实际生产应用为导向的夹具的软件设计上。
【小提示】目前，CAFD的发展大大降低了夹具制造研制周期，优化了制造加工过程，验证了制造工艺流程，在CIMS中正发挥着越来越重要的作用。
6.5.2CAFD系统发展趋势
CAFD系统发展趋势主要表现在以下几个方面:
(1)集成化CAFD已逐步发展成为计算机集成制造系统的一个重要组成部分，和CAPP 共同构成CAD和CAM之间的接口与桥梁。集成化是CAFD系统发展的必然方向，是企业信息集成的必然要求。
(2)标准化标准化是提高CAFD系统适应性和促进集成的基础，功能模块标准化将有利于实现CAFD系统与CAPP的集成。
(3)并行化以往的CAFD总是在CAPP制定完所有工序之后才开始进行，并行化则强调CAFD与CAPP并行实现。CAFD并行化的发展将更加提高夹具设计效率，缩短生产准备周期。
(4)智能化人工智能技术在CAFD系统中的最初主要应用是专家系统。各种技术的综合应用，如模糊数学与神经网络的结合，将进一步推进CAFD不断向智能化方向发展。
6.5.3CAF D基本原理
CAFD系统总体框图如图6-15所示，首先根据夹具设计任务要求，输入与被加工零件、工序有关的原始信息，然后计算机通过对程序库和数据库中的有关信息进行检索，调用有关的程序和数据协助技术人员来完成夹具的定位方案、导向方案、夹紧方案的设计，然后进行夹具总体结构设计及非标准夹具零件设计，最后输出设计结果。
随着ClMS、并行工程和敏捷制造技术的发展，企业对CAFD的需求也越来越迫切。采用CAFD不仅可以大大提高夹具的设计效率，缩短夹具设计周期，而且可以提高设计质量，进一步促进CAD的集成。
6.5.4CAF D典型系统
1.交互式CAFD系统
交互式CAFD系统的设计步骤与传统夹具设计步骤类似，主要通过人机交互的方式完成夹具设计。最初的交互式CAFD系统是由设计人员简单应用CAD软件的二维图形功能，建立一个标准夹具元件数据库，设计者根据经验选择元件，并装配成夹具。随后开发的CAFD系统建立了定位方法选择、工件信息检索等模块，大大提高了CAFD系统的实用性。随着计算机技术的发展，又提供了更好的三维绘图平台。
交互式CAFD系统适用于新产品开发和无夹具信息可以利用的情况。
2.检索式CAFD系统
检索式CAFD系统基于成组技术原理，针对某一类工件的某一工序，事先设计好相应的标准化夹具。系统运行时先根据工序内容，检索出相应的夹具结构形式，然后计算出夹具的具体尺寸和元件规格等数据。
图6-15CAFD系统总体框图
3.知识推理式CAFD系统
知识推理式CAFD系统将人工智能(知识库、知识规则、逻辑推理)应用于夹具设计，将夹具设计的有关知识用事实和规则表示，存贮于知识库中，通过对知识库中知识的推理，引导操作者完成夹具设计。
在CAFD系统中，典型部件包括以下几个部分：
(1)程序库用于完成夹具的设计
计算工作，主要包括:
①定位设计程序库完成定位元
件选择、尺寸设计计算及定位精度分析。
②导向、对刀设计程序库完成导向和对刀元件选择、计算及导向精度分析。
③夹紧设计程序库完成夹紧装置选择、夹紧力计算及夹紧元件设计计算。
④夹具结构设计程序库完成夹具体及夹具结构设计计算。
⑤其他夹具零件设计计算程序库完成非标准零件设计计算。
⑥空间坐标转换计算程序库完成夹具设计中元件的坐标转换。
(2)数据库提供夹具设计所用的各种表格数据、公式及线图数据等。
(3)图形库提供夹具元件及典型夹具样例，主要包括：
①夹具元件库包括标准夹具元件及组件图形，如定位元件、导向元件、辅助支承、典型夹紧机构等。
②典型夹具库提供车床、铣床、钻床、镗床、磨床及齿轮机床等的典型夹具示例。
③通用件库夹具设计时用到的通用件，如螺钉、螺母、垫圈、销、弹簧等。
④工艺符号库存放夹具设计时用到的各种标准符号，如定位夹紧符号等。
⑤企业常用件库存放企业自行扩充的常用夹具零、部件，如夹具体、夹具元件组等。
6.5.4CAF D有限元在夹具设计中的应用
随着计算机技术的发展，计算机辅助工程CAE(ComputerAidedEngineering)的发展越来越迅速，应用也越来越广泛。CAE的技术种类很多，如有限元法、边界元法、有限差分法等。其中有限元法应用领域最为广泛，如结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等领域。在夹具设计中，可以应用有限元进行夹具受力变形的精度分析。
1.有限元法的基本思想
先把一个原来是连续的物体划分(离散)成有限个单元，并且将它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析;然后根据变形协调条件把这些单
元重新组合起来成为一个组合体再综合求解。由于单元的个数是有限的，节点的数目也是
有限的，所以称为"有限元法"。
有限元法的分析过程主要是两个:一是把连续的物体或整个结构划分(离散)为一个个的单元;二是再把这些单元组合成原来的整体结构。因此，有限元法包括三个主要步骤:离散化、单元分析和整体分析。
对于结构分析而言，通过有限元的计算，可以提供夹具组成构件在受载荷以后的应力、应变、位移、反力等结果数据。构件在载荷的作用下，内部都会产生一定的应力和应变。应力应变的大小，决定了构件的强度和刚度能否满足工程需要。另外，对于重要的构件，还应综合考虑振动、断裂、疲劳等要求。
机械加工过程中，需要有适当的作用力把毛坯固定在夹具上。装夹作用力太小或太大，都会对加工的完成和精度造成影响。对于特别重要的或具有特殊结构的零件加工，要保证恰当的装夹作用力，可以预先通过有限元法进行分析，为加工过程的控制提供依据。
2.计算机辅助有限元法分析软件简介
国际上较大型的面向工程的有限元分析通用软件有很多，其中著名的有:ANSYS、NASTRAN、ASKA、ADINA和SAP等。由于有限元通用程序使用方便、计算精度高，其计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。
以ANSYS为代表的工程数值模拟软件即有限元分析软件，不断吸取计算方法和计算机技术的最新进展，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。
ANSYS软件由美国ANSYS公司开发，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如AutoCAD、PralEngineer、NASTR州、Alagar、1DEAS等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
ANSYS分析包括以下3个阶段:
(1)前处理用于定义求解所需的数据。在前处理阶段用户可以根据实际情况选择坐标系统和单元类型、定义实常数和材料类型、建立实体模型，并对其进行网格剖分、控制结点和单元以及定义精合和约束方程等。
(2)求解前处理阶段完成后，就可以进入求解阶段获得分析结果。在求解阶段中用户可以定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项，然后进行求解。求解过程具有灵敏度分析及优化分析能力。
(3)后处理完成前处理和求解过程之后，在后处理阶段通过友好的用户界面，可以很容易地将求解过程的计算结果如位移、应力和应变等进行通过多种方式进行显示，输出形式可以有图形显示和数据列表等两种。
【情景模拟】
如图6-16所示为加工中心上使用的孔系组合夹具的实例。请同学们应用本章模块所学过的现代机床夹具结构的基本思路，从机床夹具应用的角度出发，分析其工作原理与优缺点。
图6-16孔系组合夹具
1—工件；2—组合压板；3—调节螺钉；4—方形基础板；5—方形定位连接板；
6—切边圆柱支承；7—台阶支承
【小提示】可以从机床夹具的类型、孔类夹具的基本组成、组合机床夹具的找正方法等
方面考虑。
机床夹具设计 机自0802 郑顺欣 摘要：零件在工艺规程制定后，要按工艺规程的顺序进行加工。加工中除了需要机床，刀具，量具外，成批生产时还需要机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。夹具在机床应用中占很高的地位.夹具最早出现在18世纪后期。 关键词：机床夹具车床铣床加工零件定位原理： 1．机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。中国国际模具网 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（fms）等新加工技术的应用，对机床手轮夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。 2．现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 （1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：gb/t2148~t2259－91以及各类通用夹具、手轮、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 （2）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 （3）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。 （4）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间
机床夹具设计期末考试试卷A,B卷答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷 A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共计 30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有 斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的 定位 和 夹紧。 5、斜楔自锁条件是：21Φ+Φ<α 手动夹紧机构一般取α=6度~8 度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、 传力机构、夹紧元件 三部分组 成。 二、 判断题：(每题1分，共计 10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。 （√） 2、在零件图上，用以表达相关尺寸的基准称为设计基准。 （×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的 （×） 4、辅助支撑可以提高工件的装夹 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差 （×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型 （√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制 （√） 8、专用夹具是专为某一工件的某 道工序的加工而设计制造的夹具 （√） 姓名-----------------------------班级--------- --------------学号-----------------
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 y z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 y z x y z ,其中x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 y z z四个自由度，右边短V形块限制了x 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。
解：加工面C 以O 1O 2连线为基准，因此=0δ不重 1=0.08662sin 2O Td δα =位置 2=0.12 O Td δ=位置 12 0.1866=arctan arctan 2160O O L δδδ+=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0.1866 13.
ZQ350减速器传动轴键槽铣夹具设计文献综述机械电子工程专业机械A1321班李雪指导老师：张玉英 前言 夹具最早出现在18世纪后期，随着人们生活水平的提高，科学的不断发展进步，从辅助工具慢慢发展为门类齐全的加工装备的夹具，在机械加工焊接，热处理，装配中有着不可取代的地位，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占在正确位置以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。其组成包括定位元件、夹紧装置、夹具与机床之间的连接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体。使用机床夹具可以保证工件的加工精度，减少辅助工时，大幅提高生产效率，还能扩大机床使用范围，实现“一机多能”。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。夹具不仅用于金属切削加工，还可以应用在检验、装配、焊接零件、生产线制造等过程中，是机械加工过程中必不可少的工艺装备。机床夹具设计的效率和质量对产品的上市时间和质量的影响很大，在产品生产制造中具有重要的意义，各个企业都在不断地增加人力和物力来加快其设计和生产速度。 机床夹具的功能 （1）保证加工精度工件加工过程通过机床夹具进行定位、加紧，以保证加工表面稳定的位置精度。 （2）缩短辅助时间，提高生产率夹具的使用，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，多件，多工位的夹具及气动、液动的夹紧装置能进一步减少辅助时间，提高生产率。 （3）扩大了机床的使用范围有的机床夹具实质上对机床进行了局部改造，扩大了原来机床的功能和使用范围。 （4）降低了对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。夹具的发展历程,大约可以分为三个阶段: 第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善.这一阶段使用夹具旨在提高生产率。 第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。 第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备，夹具是实现工艺的手段之一。 夹具分类 随着机械制造业的不断发展，机床夹具的种类日趋繁多，常可按照应用范围、使用机床、夹具动力源来分类。 （1）按夹具的应用范围分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调整夹具和组合夹具等。
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（A ） 出卷人： 校对人： 考试时间：100分钟 一、 选择题（每题2分，共30分） 1．在金属切削机床上使用的夹具统称为（ ） A 机床装备 B 机床夹具 C 安全设施 D 机床本体 2．（ ）是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 A 定位 B 夹紧 C 辅助 D 导向 3．用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为（ ）。 A 自由原则 B 夹紧原则 C 六点定位规则 D 不确定 4．长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制（ ）个自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 四个 5．一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有（ ）自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 六个 6．下列定位方法中属于不正确的定位方式是（ ） A 不完全定位 B 完全定位 C 欠定位 D 自动定心定位 7．在各种类型的固定支承钉中（ ）适合于较大型的机体的粗基准面定位。 A B 型钉 B C 型钉 C A 型钉 D E 型钉 8．支承板比较适合于工件以（ ）平面定位。 姓名：______________ 班级：________________ 学号：_____________________ …………………………………………………………密……封……线……内……不……要……答……
A精基准B粗基准C铸造基准D不确定 9．关于浮动支承的说法正确的是（） A容易出现欠定位。 B对工件既起到支承作用又限制工件运动自由度。 C采用浮动支承会产生过定位。 D与工件的接触点虽然是两点或三点，但仍只限制工件的一个自由度。 10．工件以两孔一面组合定位时可限制工件（）个自由度。 A六个B两个C三个D四个 11．关于磁力夹紧装置说法正确的是（） A主要适用于铁磁性薄件加工和高精度的磨削。 B 适用于各种材质的工件夹紧。 C夹紧动作很慢，但稳定性好。 D结构复杂，安全性低。 12．关于径向分度说法正确的是（） A径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线平行。 B径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线垂直。 C径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线相交。 D不能确定。 13．下列对定机构中对定精度最低的结构型式是（） A双斜面楔形槽对定B单斜面楔形槽对定C钢球对定结构D正多面体对定 14．斜楔夹紧装置的自锁条件是（） A．斜楔的升角大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 B．斜楔的升角等于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 C．斜楔的升角略大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 D．斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 15．成组夹具中不属于可调部分的机构是（） A定位元件B动力装置C夹紧元件D分度装置 二、判断题（每题1分，共10分，正确用“√”错误用“Χ”）
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
机床夹具设计课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：13机械一班 姓名：阮吴祥 学号： 指导老师：张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1.对加工件进行工艺分析 (2) 2.定位方案设计 (2) 3.导引方案设计 (4) 4.夹紧方案设计 (5) 5.夹具体设计 (6) 6.其它装置设计 (6) 7.技术条件制定 (6) 8.夹具工作原理(操作)简介 (6) 9.设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书
二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析： 零件名称为通孔套,为铸件，本工序铣削加工直径22mm的孔，设计手动钻绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm，厚度为50mm。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度； 加工槽的深度为30±。 2、定位方案设计： 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工孔宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装 夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产 品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
《机床夹具设计》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题（共20分，每空1分） 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。 3、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成） 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是：在满足加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题（共20分，每小题2分） 1、机床上的卡盘，中心架等属于（ A ）夹具。 A．通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A．两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（ B ）。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（ A ）基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件，相对夹持较长，它的定位是：（ C ） A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下，夹紧行程最大的基本夹紧机构是（ B ） A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位，被限制的自由度是（ A ）自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用（ A）的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时，即说明工件（ C ）完全定位
【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.1 B.2 C.3 D.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。 答：(1)六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位 基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。 (2)完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。 举例：在长方体上加工不通孔，属于完全定位。
课程名称 机床夹具设计期末考试题 试卷卷别 A 卷 3、 定位元件的材料一般选（A D F ） A 、20钢渗碳淬火； B 、铸铁； D 合金钢； E 、T7A 钢； 4、 工件在夹具中安装时，绝对不允许采 用， A 、完全定位 B 、不完全定位 （多选，3分） 、中碳钢； 、中碳钢淬火; C ） 、欠定位 D 、判断题（对的画0,错的画X ）（共10分，每小题1分）。 1、长的V 形块可限制四个自由度。短的 V 形块可限制二个自由度。 2、为了防止工件变形，夹紧部位要与支承对应，不能在工件悬空处夹 紧。 3、组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工 要求拼装成的不同结构和用途的夹具。 4、如右图所示定位方式是合理的。 5、浮动支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性，并不 限制工件的自由度。 V ) V ) ) ) f 2 _ ，斗 6在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时，三爪 定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度 7、采用欠定位的定位方式，既可保证加工质量，又可简化夹具结 构。 8、为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求，夹具上的定位基准应与工件上设计 基准、测量基准尽可能重合。 9、固定式普通钻模主要用于加工直径小于 10mm 勺孔。 10、成组夹具是成组工艺中为一组零件的某一工序而专门设计的夹 具。 分 得 、选择题（共24分，除注明分数外，每小题2分）。 1、 在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A 、两个 B 、三个 C 、四个 2、 三爪自定心卡盘夹住一端，另一端搭中心架钻中心孔时，如果夹住部分较短, 属于（A ）。 A 、部分定位 B 、完全定位 C 、重复定位 P1 5、 下列工件定位面与定位元件一般限制两个自由度的是：（ A 、外圆柱面与长支承平板 C 圆柱孔与固定锥销 D 6、 决定某种定位方法属几点定位， A 、有几个支承点与工件接触 C 工件需要消除几个自由度 、过定位 A 、C 、E ）（多选、3 B 、外圆柱面与一短V 型铁 、圆柱 孔与短圆柱销 E 、 主要根据（ B ）。 、工件被消除了几个自由 度 、夹具采用几个定位元件 C ）个自由度。 D 长轴与两个半圆孔定位座 B D 7、轴类零件用双中心孔定位，能消除（ A 、三 B 、四 C 8在简单夹紧机构中，（E ）夹紧机构一般不考虑自锁；（ D ）夹紧机构既可增力 又可（ C ）夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧； （A ）夹紧机构 夹紧行程与自锁性能有矛盾。（4分） A 、斜楔； B 、螺旋； C 、定心； D 杠杆； E 、铰链； F 、偏心 9、 基准不重合误差的大小主要与哪种因素有关： A 、本工序要保证的尺寸大小 B C 工序基准与定位基准间的位置误差 D 10、 铣床上用的平口钳属于（ A 、通用夹具 、四 、五 、六 （C ） 、本工序要保证的尺寸精度 、定位元件和定位基准本身的制造精度 A ）。 专用夹具C 、成组夹具 三、填空题（共20分，每小题2分） 1、夹具按夹紧的动力源可分为 手动夹具 、气动夹具、一液压夹具 具、 电磁夹具 以及 真空夹具 等。 、气液增 2、机床夹具设计主要研究的是 P2 专用 夹具的设计。
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是： 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题：(每题1分，共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。（√） 2、在零件图上，用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。（×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的（×） 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差（×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型（√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制（√） 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具（√） 9、圆偏心轮夹紧机构，夹紧行程大、自锁可靠性强。（×） 10、螺旋夹紧机构，夹紧可靠， 自锁性能好，夹紧力和夹紧行程大。（√） 三、多项选择（每题2分共20分） 1、造成定位误差的原因是：（ac ）。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号
一、车床夹具的主要类型 在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。 1.定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 2．角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 二、车床夹具设计要点 1．车床夹具与主轴的连接方式 由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种： （1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接 （2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2。对定位及夹紧装置的要求 （1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。
（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 （3）车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。 2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。 图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。 3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法： （ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
98工艺《机床夹具设计》期末考试试卷 A卷 一、名词解释（12分）： 1．调整法加工 2．基准 3．六点定位原则 4．欠定位 二、填空题： 1．夹具主要由、、、及翻转装卸装置等五部分组成，主要完成对工件的、。 2. 限制工件自由度最多的定位元件是，可同时限制工件的个自由度。 3. 定位误差是指 。产生定位误差的两个主要原因是， 。 4. 楔块夹紧机构的夹紧力计算公式为，为满足自锁，楔块的楔角在设计时应满足的条件为。 5.螺旋夹紧机构的工作特点为、、、。 6.偏心夹紧机构的压力角α最大为，最小为，其自锁条件为。 7．快换钻套与衬套见的配合代号一般为、，它们属于配合。 三、分析图示工件在加工时，必须限制的自由度是哪几个？并说明理由。 1．在一长方体上用成型铣刀铣一V形槽。 2．在一轴端铣一键槽。 四、说明题 1、在图示压板上依次钻两φ8的孔，试确定定位方案，并说明理由。 2、图示定位方案中有无过定位、欠定位？若有，试说明之。 3、图示夹紧方案有无错误之处？若有，试改正之。 五、计算题 1、如图所示，在一轴端钻一直径为φ6的孔，已知=φ30，V形块夹角=120，要求保证=10 ， 试计算图示三种定位方案的定位误差，并判定哪些定位方案合理。 2、如图所示，一工件采用一面两孔定位，在其上表面要求加工一φ10 的孔。已知圆柱销与孔之间的配合为φ12，第Ⅱ孔直径为φ20，采用菱形销与之配合，两孔中心距为L =100 试完成如下内容： （1）确定菱形销与孔之间的最小配合间隙及菱形销的尺寸。（已知菱形销宽度为）
（2）确定φ10孔加工时的定位误差，并判断此定位方式是否合理。（3）试提出一些减少定位误差的措施。
机床夹具试题及答案 一、填空题 1、机床夹具的基本组成是________、________和________。 2.设计夹具夹紧机构时，必须首先合理确定夹紧力的三要素：__、_______、 _______。 3. 4. 5. 6. 7.和8. 9.个自由度。菱形销可限制_个 V 10.____________ 二、选择题 1.机床上的卡盘，中心架等属于（___）夹具。 A．通用B.专用C.组合 2.重复限制自由度的定位现象称之为(____)。 A.完全定位 B.欠定位 C.不完全定位 D.过定位
3.夹紧中确定夹紧力大小时，最好状况是力（____）。 A．尽可能的大B.尽可能的小C.大小应适当 4、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（_____）自由度。 A．两个B.三个C.四个 5、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（____）。 ?A、有几个支承点与工件接触B、工件被消除了几个自由度 C、工件需要消除几个自由 D、夹具采用几个定位元件 6.确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（__）基准面。 A、主要定位 B、辅助定位 C、止推定位 7、用三个不在一条直线上的支承点对工件的平面进行定位，能消除其（____） A C 8 9 10 三、 1.（）三爪自定心卡盘是通用夹具。 2、（）工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位 称不完全定位。 3、（）工件以其经过加工的平面，在夹具的四个支承块上定位，属于四点定位。 4、（）辅助装置是夹具中的一些可有可无的附属装置。
5、（）组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工要求拼装成的不 同结构和用途的夹具。 6、（）一般在没有加工尺寸要求及位置精度要求的方向上，允许工件存在自由 度，所以在此方向上可以不进行定位。 7、（）采用一夹一顶加工轴类零件，只限制六个自由度，这种定位属于完全定 8 9、（）工件定位时，若定位基准与工序基准重合，就10 四、 1、 2 3 1 2、台阶端面B限制哪几个自由度？ 3、该工件的定位方法属于哪种定位？ 4、该工件的定位方法有什么缺陷？如何解决？ 答案： 1.定位装置夹紧装置夹具体
. 《机床夹具设计》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题（共20分，每空1分） 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。 3、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成） 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是：在满足加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题（共20分，每小题2分） 1、机床上的卡盘，中心架等属于（ A ）夹具。 A．通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A．两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（ B ）。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（ A ）基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件，相对夹持较长，它的定位是：（ C ） A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下，夹紧行程最大的基本夹紧机构是（ B ） A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位，被限制的自由度是（ A ）自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用（ A）的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时，即说明工件（ C ）完全定位