机械制造工艺学(王先逵)第六章夹具设计习题与答案
机械制造工艺学(第二版)王先逵_课后答案
第一章 1-12题
a)
总体分析法：三爪卡盘+固定后顶尖——限制 X Y Z ；固定后顶尖—— 分件分析法：三爪卡盘—— YZ X 两者一起限制五个自由度 X YZ YZ
无过定位，欠定位
Y Y
Z Z
d)
Y ZY Z 总体分析法：前后圆锥销—— 分件分析法：前圆锥销——限制 X Y Z ； 浮动后圆锥销——限制 X Y 两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z 无过定位，欠定位
第二章习题：2-3, 2-4
2-3 试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因：
1)在车床上镗孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。
2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔时，引起内孔与外圆同轴度误差； 端面与外圆的垂直度误差。 2-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图3-80a,b,c 所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除
• 精基准——以与导轨两侧接触的两
平面为精基准，加工I孔和其它孔以 及上顶面，遵循基准统一原则和基
准重合原则
第四章习题 4-6：选择粗、精加工基 准
• A)图：以外圆面和左端面为粗基准 加工A面和内孔，一次装夹完成，
用机床精度保证垂直度公差；以内
孔和A面为精基准加工外圆和另一 端面
• B)图：液压缸希望壁厚均匀，以不
第二章补充题：
• 外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架 刚度K头>K尾，试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被 加工轴颈在轴向和径向将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕 加工后的形状精度？ • 1）轴向：下列三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形； K头 >K尾而使靠近尾架处直径>靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过 大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形； • 2）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷
机械制造工艺学(王先逵)-第六章-夹具设计习题及答案
机械制造工艺学（王先逵）习题及答案第六章机床夹具设计1、什么是机床夹具?举例说明夹具在机械加工中的作用。
答：机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
举例：用V形块，用三爪卡盘，顶尖可很好的保证工件的定位精度，以及工件相对于刀具和机床的位置精度.如图a.b2、机床夹具通常由哪几部分组成?答：机床夹具的组成部分：1．定位元件, 2．夹紧装置 3．对刀引导元件 4．连接元件5．夹具体， 6．其它元件或装置3、常见的定位方式、定位元件有哪些?答:⑴工件以平面定位：圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承⑵工件以外圆定位：V形块、定位套、半园套、圆锥套⑶工件以圆孔定位：定位销、圆锥销、定位心轴⑷工件以组合表面定位:一面两销4、辅助支承与自位支承有何不同？答：辅助支承用来提高支承件零件刚度,不是用作定位支承点，不起消除自由度作用；自位支承是支承本身在定位过程中所处的位置，是随工件定位基准位置的变化而自动与之适应，但一个自位支承只起一个定位支承点的作用.5、什么是定位误差?试述产生定位误差的原因。
答：定位误差：是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差,由于对同一批工件说，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Δjb⑵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Δjw7、工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求？答：⑴方向：①夹紧力的作用方向不破坏工件定位的准确性和可靠性②夹紧力方向应使工件变形尽可能小③夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小；⑵夹紧力作用点：①夹紧力作用点应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支撑面内②夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上③夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面；⑶夹紧力的大小：夹紧力的大小主要确定方法有经验类比和分析计算法。
机械制造工艺学第三版王先逵第六章习题解答
机械制造工艺学第三版王先逵第六章习题解答机械制造工艺学部分习题解答第六章机器装配工艺过程设计(第3版教材P309)6-1何谓零件、套件、组件和部件何谓机器的总装(P270)答：零件——组成机器的最小单元，它是由整块金属或者其他材料制成的。
套件——在一个零件的基础上，装上一个或若干零件构成的，它是装配的最小单元。
组件——在一个零件的基础上，装上若干套件及零件而构成的。
部件——在一个零件的基础上，装上若干组件、套件和零件构成的。
部件在机器中能完成一定的、完整的功用。
总装——把零件和部件装配成最终产品的过程成为总装。
6-2装配工艺规程包括哪些主要内容经过哪些步骤制定的(P271-272)答：装配工艺规程的主要内容：1)分析产品图样，划分装配单元，确定装配方法；2)拟定装配顺序，划分装配工序；3)计算装配时间定额；4)确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检验工具；5)确定装配时零、部件的输送方法及所需的设备和工具；6)选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。
制定装配工艺规程的步骤：(1)研究产品的装配图及验收技术条件；(2)确定装配方法与组织形式；(3)划分装配单元，确定装配顺序；(4)划分装配工序；(5)编制装配工艺文件。
6-3装配精度一般包括哪些内容装配精度与零件的加工精度有何区别它们之间又有何关系试举例说明。
(P277-278)答：装配精度一般包括：相互位置精度、相对运动精度和相互配合精度。
零件加工精度是指一个零件的尺寸精度和形状位置精度，而装配精度是装配以后零件之间的位置或者运动精度。
装配精度与零件精度之间的关系是：第一种情况是关键零件的精度直接影响装配精度(单件自保)，如P278的图6-17；第二种情况是装配精度与相关零件的加工精度等有关，如P278的图6-18.6-4装配尺寸链是如何构成的装配尺寸链封闭环是如何确定的它与工艺尺寸链的封闭环有何区别(P278-279)答：(在机器的装配关系中)，装配尺寸链由相关零件的尺寸或相互位置关系构成。
机械制造工艺学王先逵课后答案
（前后顶尖限制弹性夹头五个自由度：
无过定位，欠定位
机械制造工艺学王先逵课后答案
• F) 总体分析：共限制六个自由度
分体分析：底面三个支承钉，限制三个自由度：
后面两个支承钉，限制：
棱形销限制：
共限制六个自由度，无过定位，无欠定位
• E) 三个短V形块共限制六个自由度
• 分体分析：前后两块组合限制：
•
问题：定位方案1、2哪个较好？
定位方案2：用A面为主要定位基准；用棱形销给Φ30定位，限制左右 移动；用两支承钉给B或C面定位，限制前后机移械制动造工和艺学一王先个逵课转后答动案
第四章习题 4-5 I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准
• 粗基准——以孔I为粗基准，加工与 导轨两侧接触的两平面———遵循 保证加工余量合理分配的原则
L4
L3
L2
L1
机械制造工艺学王先逵课后答案
第四章习题4-14：尺寸链计 算
L3
L
L1
L2
L4
解答提示：——可测量L或者L’；
L1=45
0 -0.05
L2=30
+0.025 0
L3=5+0.30
L4=0±0.25
L3
1) 测量L，则L1，L2，L3 ， L4和L 组成尺寸链；
L'
L3为封闭环，L1为增环，L，L2 ， L4为减环
d) 总体分析法：前后圆锥销——
分件分析法：前圆锥销——限制
；
浮动后圆锥销——限制
两者一起限制五个自由度
机械制无造工过艺学定王先位逵课，后欠答案定位
b) 前后顶尖——总体分析法：前后顶尖——
分件分析法：前顶尖限制——
机械制造工艺学(第三版)王先逵-课后答案_图文
第四章习题 4-6：选择粗、精加工基准
• C)图：以右孔和右端面（或内 底面）为粗基准加工左端外圆 （或者各外圆）、内孔和各端 面（保证各表面相互位置要求 的原则）；以已加工的左端外 圆和端面为精基准加工右端面
第四章习题 4-9：选择粗、精加工基准
• 1）加工中心上加工：原工艺安 排没有遵循先加工平面，后加工 孔的原则
L3
1) 测量L，则L1，L2，L3 ， L4和L 组成尺寸链
L'
；L3为封闭环，L1为增环，L，L2 ， L4为减环
2L1
2) 若测量L′，则2L1，L3和L′组成尺寸链；L3为 封闭环，2L1为增环，L′为减环
第四章习题4-15：尺寸链计算,
解答提示：——这是个公差15， L4=10 组成尺寸链，工序2，3分别保证尺寸L2 L3 ，工序1保证尺寸L1，因此L4为封闭环（间接保证的尺寸）
• 2-15如图所示床身零件，当导轨面在龙门刨床上粗刨之后便立即 进行精刨。试分析若床身刚度较低，精刨后导轨面将会产生什么 样的误差？
第二章补充题：
• 假设工件的刚度极大，且车床头、尾架刚度K头>K尾，试分析下列 三种加工情况下，加工表面会产生何种形状误差？
• A) 加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差 • B）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对
增环：L2，H；减环L1；L3既可看成增环也 可是减环（因其基本尺寸=0）
解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675
+0.0895 0
第四章习题4-18：尺寸链计算 某零件的轴向尺寸如图a),轴向尺寸加工工序如图b),c),d，试校核工序图 上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）
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机械制造工艺学（王先逵）习题及答案第六章机床夹具设计1、什么是机床夹具？举例说明夹具在机械加工中的作用。
答：机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
举例：用V形块，用三爪卡盘，顶尖可很好的保证工件的定位精度，以及工件相对于刀具和机床的位置精度。
如图a.b2、机床夹具通常由哪几部分组成？答：机床夹具的组成部分：1．定位元件, 2．夹紧装置3．对刀引导元件4．连接元件5．夹具体，6．其它元件或装置3、常见的定位方式、定位元件有哪些？答：⑴工件以平面定位：圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承⑵工件以外圆定位：V形块、定位套、半园套、圆锥套⑶工件以圆孔定位：定位销、圆锥销、定位心轴⑷工件以组合表面定位：一面两销4、辅助支承与自位支承有何不同？答：辅助支承用来提高支承件零件刚度，不是用作定位支承点，不起消除自由度作用；自位支承是支承本身在定位过程中所处的位置，是随工件定位基准位置的变化而自动与之适应，但一个自位支承只起一个定位支承点的作用。
5、什么是定位误差?试述产生定位误差的原因。
答：定位误差：是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差，由于对同一批工件说，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Δjb⑵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Δjw7、工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求?答：⑴方向：①夹紧力的作用方向不破坏工件定位的准确性和可靠性②夹紧力方向应使工件变形尽可能小③夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小；⑵夹紧力作用点：①夹紧力作用点应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支撑面内②夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上③夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面；⑶夹紧力的大小：夹紧力的大小主要确定方法有经验类比和分析计算法。
采用分析计算，一般根据切削原理求切削力F，算出惯心力，离心力，列出平衡方程式，算出理论夹紧力Q’，为安全起见，考虑安全系数K，因此实际夹紧力Q=KQ’，K取值范围1.5～3，粗加工2.5～3，精加工1.5～2，由于加工中切削力随刀具的磨钝、工件材料性质和余量的不均匀等因素变化，因而实际生产中常采用类比的方法估算夹紧力。
8、试分析3种基本夹紧机构的优缺点及其应用。
答：基本夹紧机构有：⑴斜楔夹紧机构：结构简单，工作可靠，机械效率低，很少直接用于手动夹紧，常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中；⑵螺旋夹紧机构：螺旋升角小于斜楔的楔角，扩力作用远大于斜楔夹紧机构，结构也很简单，易于制造，夹紧行程大，扩力较大，自锁性能好，应用适合手动夹紧机构。
但夹紧动作缓慢，效率低，不宜使用在自动化夹紧装置上；⑶偏心夹紧机构：操作方便，夹紧迅速，结构紧凑；缺点是夹紧行程小，夹紧力小，自锁性能差，因此常用于切削力不大，夹紧行程较小，振动较小的场合。
9、钻模板的形式有几种？哪种的工作精度最高？答：钻模板的形式：1 固定式2 铰链式3可卸式；其中固定式的工作精度最高。
10、试分析分度装置的功用、类型及其应用范围？答：分度装置功用：当工件一次装夹后，需要按一定角度或一定距离加工一组平面。
类型：回转分度装置和直线移动分度装置应用范围：回转分度装置：主要加工有一定回转角度要求的孔系，槽或多面体。
直线移动分度装置：主要加工有一定距离要求的平等孔系和槽。
11、影响分度精度的因素有哪些?如何提高分度精度？答：影响分度精度的因素有：分度对定机构的选择，防尘措施。
12、用双镗套引导镗杆的镗模工作时，镗杆与机床主轴应如何联接？机床主轴的工作精度是否影响加工精度？答：用双镗套引导镗杆的镗模工作时，镗杆与机床主轴用浮动接头联接，由于镗杆与接头体之间留有间隙以便浮动，接头体的锥柄安装在机床主轴的锥孔中，能自动补偿镗杆与机床主轴之间的偏差，因此，机床主轴的工作精度不影响加工精度。
13、镗床夹具可分为几类？各有何特点？其应用场合是什么？答：镗床夹具的引向支架可分为：1．单面前导向：单个导向支架布置在刀具前方，适于加工孔径D>60mm，加工长度L<D的通孔。
2．单面后导向：单个导向支架布置在刀具后方，适于加工盲孔或D<60mm的通孔，装卸更换刀方便。
3．单面双导向：刀具后方两个导向镗套，镗杆与机床主轴浮动联接。
4．双面单导向：导向支架分别在工件的两侧，适用于加工孔径较大，工件孔的长径比大于1。
5的通孔。
14、镗套有几种?怎么使用？答：镗套有：1．固定式镗套：开有油槽，设有压配式油杯，外形小，结构简单，适于低速镗孔。
2．回转式镗套：在镗孔过程中，随镗杆一起转动，只有相对移动无相对转动，从而减少了镗套的磨损，适用于高速镗削，当加工孔径大于镗套孔径，需要在回转镗套上开引刀槽，同时必须在镗杆和旋转导套间设置定向键。
15、决定铣床夹具U型耳座尺寸的原始依据是什么？答：决定铣床夹具U型耳座的尺寸的原始依据是先铣床工件台的形状结构以及T型槽的距离。
16、铣床夹具与铣床工作台的联接方式有哪几种？答：铣床夹具与铣床工作台的联接方式：1．定位健与铣床工作台的T型槽配合2．在夹具体的侧面加工一窄长平面作为夹具安装时的找正基面。
17、在铣床夹具中，对刀块和塞尺起什么作用？这种情况下，对刀尺寸如何计算？答：铣床夹具中，对刀块和塞尺是对刀装置，更迅速准确地确定铣刀和夹具中的相对位置。
其尺寸塞尺厚度或直径一般为3—5mm，公差为h6，设计时夹具图上应标明塞尺的厚度及对刀块工作表面与定位元件之间的尺寸和公差。
18、车床夹具分为几类？各有何特点？答：车床夹具分类：1．心轴类车床夹具：适用于工孔定位，加工套类，盘类等回转体零件。
2．角铁类车床夹具：结构不对称，用于加工壳体，支座，杠杆接头等零件的回转面和端面。
3．卡盘类车床夹具：加工的零件大多以外圆及端面定位的对称零件，多采用定心夹紧机构，结构基本对称，回转时的平衡影响较小。
4．花盘类车床夹具：夹具体一般为圆盘形零件，装夹工件一般形状较复杂。
19、车床夹具和车床主轴的联接方式有哪几种？各有何特点?答：车床夹具与主轴的联接方式：1．夹具通过锥柄安装车床主轴锥孔中，优点：定心精度较高，适于径向尺寸D<140mm或D<(2~3)d小型夹具2．夹具通过过度盘与机床主轴联接，适用于径向尺寸较大的夹具，使用过渡盘，增强夹具的通用性。
3．没有过渡盘多采用过渡盘与夹具体合成一个零件设计。
20、车床夹具设计时，应从哪些方面考虑夹具使用的安全问题？答：设计夹具时，应以下几方面考虑安全问题：车床夹具的夹具体，应设计成圆形机构，夹具上各元件不应突出夹具体的轮廓外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕，应设计防护罩。
9、如图所示零件以平面3和两个短V形块1、2进行定位，试分析该定位方案是否合理?各定位元件应分别限制哪些自由度？如何改进？6-1、分析6-83图所示的定位方案，①指出各定位元件分别限制了哪些自由度，②判断有无欠定位与过定位，③对不合理的定位方案提出改进意见。
2-2 分析图2-95所列加工中零件必须限制的自由度，选择定位甚准和定位元件，并在图中示意画出；确定夹紧力作用点的位置和作用方向，并用规定的符号在图中标出。
图a) 过球心打一孔；图b) 加工齿轮坏两端面，要求保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度；图c) 在小轴上铣槽，保旺尺寸H和L图d) 过轴心打通孔，保旺尺寸L图e) 在支座零件上加工两通孔，保证尺寸A和H。
6-3 在图2-96a所示套简零件上铣键槽，要求保证尺寸φ54-0.14mm，及对称度。
现有三种定位方案，分别如图b、c、d所示。
计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度误差不大于0.02mm）解：（1）V 形块定位情况，（只计算槽深方向误差）以外圆定位（圆心为定位基准），有基准不重合误差和基准位置误差021.0)12s in 21(254(3014.0.=-=∆-αT w d（2）心轴定位情况以圆心为定位基准，无基准不重合误差，但有基准位置误差.max min 320.03(320.03)0.020.08d w D d δ∆=-+=+--+=13.002.005.097.3103.322)60(01.0min max .=++-=++-=∆-δT d D w d （3）平面定位情况无基准不重合误差，但有基准位置误差05.02)60(01.0.==∆-T w d4、如右图所示齿轮坯、内孔和外圆均已加工合格(d=Φ8001.0-mm, D=35025.00+mm)，现在插床上用调整法加工键槽，要求保证尺寸h=38.52.00+，定位方法如图，试求尺寸h 的定位误差；并分析能否满足加工要求（要求定位误差不大于工件尺寸公差的1/3）。
（忽略内外圆同轴度误差）。
解：基准位置误差：.=∆w J 基准不重合误差：.∆B J ...=∆+∆=∆b j w j w d 312.0)(31=⨯=H T 不能否满足加工要求6-5 图2-98所示零件，锥孔和各平面均已加工好，现在铣床上铣键宽为b -△b 的键槽，要求保证槽的对称线与锥孔轴线相交，且与A 面平行，还要求保证尺寸h -△h 。
图示定位方案是否合理？如不合理，应如何改进？6-6 图6-88所示工件，用一面两孔定位加工A 面，要求保证尺寸18±0.05 mm。
若两销直径为mm 01.002.016--φ，两销中心距为80±0.02mm。
试分析该设计能否满足要求？(要求工件安装无干涉现象，且定位误差不大于加工尺寸公差的二分之一)，若满足不了，提出过改进办法。
6-7 指出图2-100所示各定位、夹紧方案及结构设计中不正确的地方，并提出改进意见。
6-8 用鸡心夹头夹持工件切削外圆，已知工件直径 d=60mm （装夹部分与车削部分直径相同），工件材料为45钢，切削用量为：a p =2mm ，f=0.5mm/r ，摩擦系数u=0.2，安全系数k=1.8，α=90°，试计算鸡心夹卡上，夹紧螺栓所需作用的力矩为多少？ 解：查表：高速钢车刀车削45钢，C FP =180，x FP =1.0，Y FP =0.75，n FP =0 切削力：NHB n y f x a C p F p F p F p F pF p 2140)(75.05.02180HB =⨯⨯⨯==）（)1(.2c o s 2J F N F =α查表：当量摩擦半径 r ’=0，螺纹中径 d 0=15mm ，螺距为p=2mm ，螺纹升角43.2)152()0(===ππβarctg dparctg3.11)2.0()(1===arctg arctg μφ)2(2222dp F d J F d N F =+μμ由（1）（2）式得：NpF JF 443)045cos 1(2.0214045cos )2cos1(2cos=+⨯=+=αμα由： 2''10)(2φγφαtg tg d MF J++=m N tg d JFk M tg .46.12015.04438.1)1(2)3.1143.2(=⨯=+⋅=+⨯⨯φβ6-10图2-103所示钻模用于加工图a 所示工件的两孔，试指出该钻模设计不当之处。