机床夹具设计(第2版)
《机床夹具设计》课后作业2
【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.1B.2C.3D.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。
机床夹具的课程设计
机床夹具的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机床夹具的基本概念、分类及作用；2. 掌握机床夹具的组成、结构及其工作原理；3. 了解机床夹具在机械加工过程中的应用及选用原则。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析机床夹具的适用范围及优缺点；2. 提高学生运用机床夹具进行工件加工的操作能力；3. 培养学生通过查阅资料、开展讨论等方式，解决机床夹具使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床夹具在制造业中重要性的认识，激发学生学习兴趣；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的操作习惯；3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为机械制造及自动化专业的一门专业课程，旨在使学生掌握机床夹具的相关知识，提高操作技能。
学生处于本科阶段，具有一定的机械基础知识和动手能力。
教学要求注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力为主。
课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲授、自主学习等方式，使学生掌握机床夹具的基本知识；2. 技能目标：通过实验、实训等环节，提高学生的实际操作能力；3. 情感态度价值观目标：通过小组讨论、案例分析等教学方法，培养学生的专业兴趣和团队协作能力。
二、教学内容1. 机床夹具概述- 机床夹具的定义、分类及作用- 机床夹具的发展历程及趋势2. 机床夹具的组成与结构- 夹具的主体结构及其功能- 常用夹具元件的类型及作用- 夹具的连接与调整方式3. 机床夹具的工作原理- 夹紧力产生及传递机制- 工件在夹具中的定位与导向- 夹具对加工精度的影响4. 机床夹具的应用与选用- 夹具在各类机床上的应用实例- 夹具选用的原则与方法- 夹具使用中的注意事项5. 机床夹具实训- 实训项目一：认识常见机床夹具及元件- 实训项目二：机床夹具的拆装与调整- 实训项目三：机床夹具的使用操作教学大纲安排：第一周：机床夹具概述第二周：机床夹具的组成与结构第三周：机床夹具的工作原理第四周：机床夹具的应用与选用第五周：机床夹具实训（含三个实训项目）教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《机械制造工艺与设备》中关于机床夹具的章节内容密切相关，涵盖了机床夹具的基本概念、结构、工作原理、应用及实训等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
第4章定位原理和机床夹具设计2
H7 g 6( f 7)
Z
△Z≠ 0 △Y≠ 0
Y
圆柱心轴
X
y
4.2 工件的定位原理及定位元件
3.工件以外圆柱面定位
V形块 定位套 半圆套 支承定位
3.工件以外圆柱面定位
V形块
固定V形块 活动V形块 长V形块 短V形块
3.工件以外圆柱表面定位
3.工件以外圆柱表面定位
定位套
工件以外圆定位的定位套
yz
销2
x y
销1
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例4 一面两销定位方案
B 削边销
(3) 过定位
z
案例4 一面两销定位方案
z x y
销1 削边销
y 0
x
支承平面
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
x y x y
待加工 的齿轮
z x y
(3) 过定位
案例5
滚齿加工的定位方案
（1）正确的定位 工件定位面与夹具定位元件的定位工 作面相接触或配合来限制工件的自由度， 二者一旦脱离接触或配合，则定位元件就 丧失了工件自由度的作用。
2.应用六点定位原理应注意的问题
（2）一个定位支撑点仅限制一个自由度：原 则上不超过六个。 （3）分析定位支撑点的定位作用时，不考虑 力的影响
2.应用六点定位原理应注意的问题
常用的定位元件
1.工件以平面定位
主要支承
固定支承 可调支承 自位支承
支承钉 支承板
辅助支承
1.工件以平面定位
固定支承
支承钉和支承板
钻套
支承板
支承板
第2章 机床夹具设计4
对刀误差： 对刀误差：刀具相对夹具上定位面的准确位置产 生的变动， 生的变动，在工序尺寸方向上位置的最大变动量 影响因素： 影响因素：⑴夹具定位面到对刀表面的位置误差 ⑵工人用塞尺调整刀具位置存在误差
（三）各类铣床夹具
按进给方式分三类：直线进给式，圆周进给式， 按进给方式分三类：直线进给式，圆周进给式， 靠模铣床夹具。 靠模铣床夹具。 1.直线式进给式铣床夹具 1.直线式进给式铣床夹具
图2-91 料仓式铣床夹具
2.圆周进给式铣床夹具 2.圆周进给式铣床夹具
图2-93
圆周进给铣削原理示意图
3.靠模铣床夹具 3.靠模铣床夹具
图2-94 靠模铣床夹具
三、钻床夹具
在钻床上用于工件定位并夹紧的工艺装置称钻床 在钻床上用于工件定位并夹紧的工艺装置称钻床 工件定位并夹紧的工艺装置 夹具， 夹具，又钻模 （一）钻套 作用：用于确定和 作用： 引导钻头 扩孔钻、 钻头、 引导钻头、扩孔钻、 铰刀，增加刚性。 铰刀，增加刚性。
3.钻套材料 3.钻套材料
D≤10 CrMn钢 58～62HRC ； D=10～21时 T12 CrMn钢 58～ =10～21时
60～ 21时 20钢渗碳淬火 60～ 钢渗碳淬火， 60～62HRC ；D＞21时，20钢渗碳淬火，60～ 64HRC。 64HRC。 （二）对刀引导误差 刀具相对于定位 表面位置在工序 尺寸方向上的最 大变动量， 大变动量，用
⑶完成标题拦、明细表 完成标题拦、 ⑷绘制专用零件图 二、夹具设计举例 分析联杆钻孔工序图 1.定位方案 1.定位方案 工件应限制五个自由度。 工件应限制五个自由度。C 孔轴线为第一定位基准， 孔轴线为第一定位基准， 端面为第二定位基准， 端面为第二定位基准，B为 第三定位基准。 第三定位基准。
《机床夹具设计》课后作业习题含答案(大学期末复习资料).docx
(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。
二、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。
般机械制造装备的柔性化有两重含义，即产品结构柔性化和功能柔性化。
【课后作业】
一、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左个自由度。
(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。
对同一批工件说，刀具调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准 是不变的，因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
造成定位误差的原因: ⑴定位基准和工序基准不一致所引起的基准不重合误差ABC⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差，即基准位移误差AJW
1・如图题2・1所示，钻、扩、餃殄H7孔，其余表面均已加工，试确定工件限制
(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。
(7)工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。
(8)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畫，从而找到
举例：在长方体上加工不通孔，属于完全定位。
机床夹具设计
机床夹具设计夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。
夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。
一、机床夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具，必须满足下列基本要求：1、保证工件的加工精度保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。
同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2、工艺性能好专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。
当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。
3、达到加工的生产效率要求专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。
4、使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。
专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。
5、经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
以上基本要求中保证工件的加工精度是最重要的。
在此前提下，要处理好其他要求的辩证统一关系。
二、机床夹具设计的一般步骤1、明确设计要求，收集和研究有关资料工艺人员在编制零件的工艺规程时，提出了相应的夹具设计任务书，对其中的定位基准、夹紧方案及有关要求作出说明。
夹具设计人员则应根据夹具设计任务书进行夹具的结构设计。
为了使所设计的夹具能够满足上述要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料。
《机床夹具设计》课程标准模板
《机床夹具设计》课程标准课程代码：适用专业：课程类别：先修课程：学时：考试方式：制订人：审核人：一、教学大纲说明（一）课程的性质、任务本课程是机械类专业的一门重要专业课程，具有较强的实践应用性，本课程主要研究机床夹具的设计和制造的基本知识。
学生学完本课程后应达到下列要求：1、掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。
2、会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。
3、掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。
4、了解现代夹具设计的一般知识。
（二）课程的基本要求通过本课程的学习，应使学生了解机床夹具的基本组成及作用，理解机床夹具的工作原理，熟练掌握机床夹具设计的专业技能。
（三）本课程与相关课程的关系本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。
本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械设计基础等机械专业多门专业基础课程做支撑。
（四）课程教学方法与手段本课程教学主要采用老师讲授和课堂讨论相结合的方法，注重理论联系实际；注重现代化教学手段的应用，全课程采用PPT多媒体教学工具，帮助学生最大限度地实现学习的目标。
（五）教材与参考书建议使用教材：《机床夹具设计》哈尔滨工业大学主编上海科学技术出版社参考书：《机械制造工程》，郧建国主编，机械工业出版社，2004二、课程的教学内容、重点、难点、要求第一章夹具设计概论1、内容：机床夹具的分类；工件的装夹与找正；机床夹具的组成；加工误差的组成；课程教学内容、目的、安排及要求。
第二章工件的在夹具中的定位1、内容：定位基准的概念；定位的基本原理；定位单个典型表面的定位元件；组合定位中各定位元件限制自由度分析；定位误差的分析计算。
2、重点：工件的在夹具中的定位第三章工件的夹紧1、内容：夹紧装置的组成和基本要求；设计夹紧装置的基本准则；典型夹紧机构；联动夹紧机构；定心夹紧机构。
机床夹具设计
机床夹具设计第三章机床夹具设计教学时数：计划14学时教学目的：1、掌握定位误差计算2、掌握夹紧力计算3、掌握专用夹具设计要点，灵活运用定位元件和夹紧机构，根据生产实际和可能设计专用夹具。
教学重点： 1、工件的定位及定位误差计算2、工件的夹紧及夹紧力计算3、夹具的设计及装置合理选择。
教学难点： 1、定位误差计算中基准不重合误差和基准位移误差的计算和分析2、工件的受力分析及夹紧力的计算。
第一节概述一、夹具的功能和分类1.机床夹具的功用：实现工件定位和夹紧；使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置；以保证工件的加工精度。
图3-1：异形杠杆简图图3-2：车床夹具异形杠杆加工需限制的自由度？工件用何定位元件限制了哪些自由度？为何V型块2固定，V形块6可调？且V型块2和V型块6开口方向不同？图3-3：盖板简图图3-4：钻床夹具盖板钻孔（通，盲孔）应限制自由度？夹具用何定位元件来限制各自由度？这里圆柱销，挡销，菱形销，各起什么作用？这里用左侧面和后侧面定位，是否用右侧面和前侧面定位？为什么？机床夹具在加工中的作用：保证加工精度；提高劳动生产率；改善工人劳动条件；降低生产成本；扩大工艺范围。
2、机床夹具的分类和发展(1)分类图3-5: 机床夹具的分类按使用范围和特点分：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具按使用的机床分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。
(2) 发展应适用于产品品种和更新换代快的要求，其方向为柔性化、精密化、高效、自动化。
二、夹具的组成1.定位元件定位：使工件在夹具中占据正确的位置。
2.夹紧装置压紧夹牢：使工件不应受力而脱离已占据的正确位置。
3.夹具体基础件4.其它装置分度装置、对刀装置、导向元件、连接元件。
第二节工件在夹具中的定位夹具设计的任务：首先是选择和设计相应的定位元件来实现工序图上（工艺文件）所要求的定位方案。
主要定位面：主要限位面：一、工件以平面定位1.主要支承：限制工件自由度，起定位作用。
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书名：机床夹具设计（第２版） ISBN： 7-111-05722-8 作者：肖继德 陈宁平 江南学院 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
机床夹具设计（第２版） ppt 课件
机床夹具设计
第三章 钻床夹具
第一节 普通钻模 第二节 分度式钻模 第三节 其他钻模 第四节 斜孔钻模设计示例
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三、钻套
⒈钻套类型： 标准钻套
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特殊钻套
⒉钻套的尺寸、公差及材料
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四、钻模板
1.固定式钻模板
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⒉分度对定机构
⒊锁紧机构
二、分度误差
分度装置分度时，最大分度值与最小分度值之差称为分度误差。 1.直线分度误差 影响分度误差的主要因素如下： X1——对定销与分度套的最大间隙； X2——对定销与固定套的最大间隙； e——分度套内外圆的同轴度； 2δ ——分度盘两相邻孔距的公差值。 直线分度误差为：
F Smax Smin 2( X1 X 2 e)
F 2 2 X 12 X 22 e 2
由于影响分度误差的各项因素都是独立随机变量，按概率法叠加
2.回转分度误差
回转分度误差△a=amax –amin
F / 4 X 3 / 2 a / 4 arctg R F 2 X 3 a 4arctg 4R
2 F 2 2 X 12 X 2 e 2
式中
△a ——回转分度误差； amax——相邻两孔最大分度角 amin——相邻两孔最小分度角； △F——菱形销在分度套中的对定误差； 2δ a 分度盘相邻两孔的角度公差； 2δ—— 2δa 在分度套中心处所对应的弧长，2δa = 2δa πR/180o X3——分度盘回转轴与轴承间的最大间隙； R——回转中心到分度套中心的距离。
二、托架斜孔分度钻模结构设计
⒈定位方案和定位装置的设计
⒉导向方案
⒊夹紧方案
⒋分度方案
⒌夹具体
三、斜孔钻模上工艺孔的设置与计算
设置工艺孔应注意以下几点：
1)工艺孔的位置必须便于加工和测量， 一般设置在夹具体的暴露面上。 2)工艺孔的位置必须便于计算，一般 设置在定位元件轴线上或钻套轴线 上，在两者交点上更好。 3)工艺孔尺寸应选用标准心棒的尺寸。
第二节 分度式钻模
一、分度装置
工件一次装夹后，能按一定规律依次改变工件加工的位置，称为分 度装置。 分度装置分为两类：一类为直线分度装置；另一类为回转分度装置 回转分度装置又分为：立式分度、卧式分度及斜式分度三种
⒈分度装置的组成 1)转动（或移动）部分。 2)固定部分。 3)对定部分。 4)锁紧机构。
三、端齿盘分度装置简介
端齿盘分度装置的主要优点为：
1）分度精度高 2）精度保持好 3）刚性好 4）分度范围大
第三节 其它钻模
一、盖板式钻模
二、翻转式钻模
三、滑柱式钻模
第四节 斜孔钻模设计示例
一、托架斜孔分度钻模结构设计
⒈工件加工要求 1)φ10.1mm孔轴线与φ33H7孔轴线的夹角为25°±20’。 2)φ10.1mm孔到φ33H7孔轴线的距离为88.5±0.15mm。 3)两加工孔对两个R18mm轴线组成的中心面对称（未注公差）。 ⒉工序基准 根据以上要求，工序基准φ33H7孔、A面及两个R18mm的中间平面。 ⒊其它一些需要考虑的问题 为保证钻套及加工孔轴线垂直于钻床工作台面，主要限位基准心须倾 斜，主要限位基准相对钻套轴线倾斜的钻模称为斜孔钻模；设计斜孔钻模 时，需设置工艺孔；两个孔应在一次装夹中加工，因此钻模应设置分度装 置；工件加工部位刚度较差，设计时应考虑加强。
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第一节 普通钻模
一、非固定式普通钻模
在立式钻床上加工直径小于10mm的小孔或孔系，钻模重量小于 15kg时，由于钻削扭矩较小，加工时人力可以扶得住它，因此钻模不 需要固定在钻床上。这类可以自由移动的钻模，称非固定式钻模。
二、固定式普通钻模
在立式钻床上加工直径大于10mm的单孔或摇臂钻床上加工较大的 平行孔系，或钻模重量超过15kg时，由于钻削扭矩较大或人力移动费 力，因此钻模需要固定在钻床上。这类位置固定不动的钻模，称非固 定式钻模。若在结构上五独特的特点，则称为固定式普通钻模。
四、夹具总图上尺寸、公差及技术要求的标注
1)最大轮廓尺寸SL； 2)影响工件定位精度的尺寸、公差SD； 3)影响导向精度的尺寸、公差ST； 4)影响夹具精度的尺寸、公差SJ； 5)其它重要尺寸； 6)需标注的技术要求。
五、工件的加工精度分析
⑴定位误差△D ⑵对刀误差△T ⑶安装误差△A ⑷夹具误差△J ⑸加工方法误差△G
2.铰链式钻模板
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3.可卸式钻模板
五、钻模对刀误差△T的计算
如图所示，刀具与钻套的最大配合间隙Xmax的存在会引起刀具的 偏斜，将导致加工孔的偏移量X2。
BhH /2 X2 X max H
式中 B——工件厚度 H——钻套高度 h——排屑空间的高度 工件厚度大时，按X2计算对刀误差：△T=X2； 工件薄时，按 Xmax计算对刀误差：△T= Xmax