7.5 夹具的连接元件、对刀装置和引导元件
机械制造技术基础课后答案(1)
第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。
第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。
夹具认识与拆装实验指导书
夹具认识与拆装实验指导书实验目的"机床专用夹具拆装"是《机械制造技术》课程中的一个重要实验.学生通过该实验,在夹具的拆装过程中对工件的结构和待加工表面的形状、机床夹具的组成、特点及各部分的作用有一个全面的了解.该实验对提高学生综合运用知识分析问题、解决问题和实际动手能力有很大帮助.1）机床夹具拆装通过对机床夹具的拆装，使学生实际了解夹具的结构及组成，增强感性认识，为今后的设计方案更加合理，奠定坚实的基础。
2）夹具精度检测通过实验使学生充分体会精度对夹具的重要意义。
掌握夹具精度的检测方法，以及调整提高夹具精度的有效措施。
预习要求预习本实验指导书及教科书《机械制造技术》中关于专用夹具的基本组成及定位基本原理；定位误差的组成分析；夹紧力的布置原理分析等基础知识进行透彻的分析。
对定位元件限制自由度的分析；定位误差的分析计算；对定误差的分析等基本能力通过各种例题强化训练。
对夹具定位方案设计能力，夹具整体设计能力等应用能力重点培养。
切实体现课程对学生的培养要求。
实验器材实验设备：一般复杂程度的铣床夹具、钻模。
检测器具：百分表、杠杆式百分表、磁性表座、高度游标卡尺、塞尺、直角尺及平尺、方箱、测量平板、检验棒及其他常用工具。
实验原理专用钻床夹具的一般特点:专用性强,一般不经调整就可直接对工件进行加工.结构简单、紧凑,使用、维修方便,但设计、制造周期较长,而且当加工对象改变时,往往因无法重复使用而闲置.专用钻床夹具适用于工件较固定、批量较大的成批大量生产.回转式钻模(1)工件简图图a) 回转式钻模1.分度盘2.拔销3.等分定位套4.圆支承板5.开口垫圈6.螺7.定位销轴8.键11.钻套14.套筒15.锁紧手柄17.手柄20.底座回转式钻模用于加工分布在同一圆周上的平行孔系或径向孔系。
图a是用来加工扇形工件上三个等分径向孔的回转式钻模。
工件以内径、键槽和侧平面为定位基面，分别在夹具上的定位销轴7、键8和圆支承板4上定位,限制6个自由度。
机械制造技术基础第3版 部分答案
第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：金属切削是会产生很大的力和切削热量。
一般以刀具为准，刀具的几个重要参数：主倾角，刃倾角，前角，后角，副倾角，副后角2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。
第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
机械制造技术基础(贾振元)第2章 课后答案
第四章机床夹具设计原理1、何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：机床夹具，就是将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置，简称夹具。
机床夹具的分类：按使用范围分：1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，拨盘；平口虎钳、分度头、转台；电磁吸盘等。
这些夹具的通用性强，使用时无需调整或稍加调整，就可以适应多种工件的安装，因而被广泛用于单间小批生产中。
2）专用夹具：用于某一特定工件的特定工序。
结构紧凑、针对性强、使用方便，但设计制造这类夹具的周期较长，成本也较高，产品变更时无法使用，因而被广泛应用于成批及大量生产中。
3）成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。
兼顾了夹具的专用性与通用性。
4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。
根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。
使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。
组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。
5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
按机床种类分：车床夹具、磨床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。
按工艺过程分：机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具。
按夹紧动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
机床夹具的作用:（1）保证加工精度；零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互位置精度。
夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。
（2）缩短辅助时间；（3）扩大机床的加工范围；（4）减轻工人劳动强度；（5）降低生产成本；（6）可由降低技术等级的工人进行加工。
2、工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：划线安装：按图纸要求，在工件表面上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧。
方法简单，不需要专门设备而且通用性好，但生产效率低、精度不高。
工件在夹具中的定位与夹紧
（3）精基准的选择
主要应保证加工精度和装夹方便
选择精基准一般应遵循以下原则：
1）基准重合原则
设计(工序)与定位
2）基准统一原则
各工序的基准相同
3）互为基准原则
两表面位置精度高
4）自为基准原则
加工余量小而均匀
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度， 再以相应定位点去限制。
(3)欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位， 在实际生产中是绝对不允许的。
工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的 定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合 理的。
过定位造成的后果： （1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差； （2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）
六点定位原理。
实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点， 视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定
定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正 确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。
(2)完全定位与不完全定位 工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位， 允许少于六点的定位称为不完全定位。 都是合理的定位方式。
(２)夹紧力作用点的确定 1）夹紧力应作用在刚度较好部位
2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件
形成的支承面内
3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
(３)夹紧力大小的估算
夹紧力的大小根据切削力、工件重力的 大小、方向和相互位置关系具体计算，并 乘以安全系数K ，一般精加工K =1.5～2， 粗加工K = 2.5～3。
向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差 以及两者之间的间隙所引起。
机床夹具复习题
一、名词解释：定位元件：夹具中确定工件位置的元件通用夹具：指在各类机床上广泛应用的各种夹具专用夹具：指仅仅适用于某一工件的某一道或数道工序的加工而专门设计的夹具组合夹具：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。
多品种小批量可调夹具：通过调整或更换个别零部件，能适用多种工件加工的夹具。
多品种，小批量；少品种、大批量成组夹具：是针对一组零件的某个工序而专门设计的夹具。
小批量，满足精度和生产率定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的操作过程夹紧机构：接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分夹紧：工件在夹具中定位后，使工件在加工过程中，始终保持定位时所取得的正确加工位置装夹：将工件安放在机床上或夹具上进行定位和夹紧的操作过程。
六点定位原理：任一刚体在空间都有六个自由度，要使它在机床上（或夹具中）完全定位就必须限制它在空间的六个自由度完全定位：工件在夹具中相对于刀具的六个自由度全部被限制的定位方法部分定位：限制了影响工件加工精度的自由度，且又少于六点的定位方法欠定位：工件在夹具中定位时，应该消除的自由度而没有被消除的定位重复定位：具有重复限制工件自由度的定位称为重复定位固定支承：夹具体上，支承点的位置固定不变的定位元件可调支承：夹具体上，支承点的位置可以调节的定位元件辅助支承：只起提高工件支承刚性或起辅助作用的定位元件定位误差：由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差基准位置误差：由于定位副存在误差引起的定位基准在加工方向上的最大位置变动范围基准不重合误差由于工件的定位基准和工序基准不重合而产生的误差称为基准不重合误差。
夹具自锁性：指当工件被夹紧之后，在不再施加力的情况下工件依然被夹紧偏心圆的特性参数：偏心圆的直径d与偏心距e的比值 d/e分度装置：工件在一次装夹中，每加工完一个表面，通过夹具上可动部分连同工件一起转过一定的角度或移动一定距离，以改变加工表面的位置的装置误差平均效应分度原理：指在分度盘精度相同的条件下,由于采用了两圆柱销, 同时均匀对定, 所产生的分度误差是分度盘上两相邻分度孔位置误差的平均值,从而使转角误差因均分而减少。
机械制造装备设计第6章习题解答
《机械制造装备设计》第6章习题解答6-1 机床夹具的组成有哪些部分？⑴定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。
⑵夹紧元件及夹紧装置 用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置。
⑶导向元件 确定刀具（一般指钻头、镗刀）的位置并引导刀具的元件，称为导向元件。
⑷对刀元件及定向元件 确定刀具（一般指铣刀）相对夹具的定位元件的位置的元件，称为对刀元件。
⑸夹具体 夹具体也称夹具本体。
用于将各种元件、装置连接于一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。
夹具体一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。
⑹其他元件及装置 根据加工需要设置的元件或装置，如分度装置、驱动定位销的传动装置、气缸及管路附件、液压缸及油路，电动装置等。
6-2 举例说明机床夹具在机械加工中的作用。
成批、大量生产常采用机床夹具安装。
夹具是机床工件之间的联接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。
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的一项重要工作，是加工过程中最活跃的因素之一。
图6-1铣键槽夹具中的V 形块5和圆柱销6是定位元件，限制5个自由度；液压缸2、压板3等组成夹紧机构，工件定位之后将其夹紧，使其在加工时，在切削力等的作用下不破坏已获得的定位；对刀块4为对刀元件，确定铣刀相对夹具的定位元件的位置；通过塞尺调整铣刀的位置，也简称对刀块。
对铣床夹具来说，只有对刀元件不能完全保证加工过程中铣刀对工件的正确位置。
为了保证铣刀的走刀方向沿着调整好的位置不致偏离，在铣床夹具的安装基面上沿走刀方向安装着两个定向键（见图6-1件7）。
使定向键与机床工作台中央的一个T 形槽配合，即保证了夹具在机床上有一个正确的方向，从而保证了铣刀对工件的正确位置及走刀方向。
6-3 举例说明工件在机床夹具中定位的概念，定位和夹紧有何区别？图6-1铣键槽夹具中的V 形块5和圆柱销6是定位元件，限制5个自由度；液压缸2、压板3等组成夹紧机构，工件定位之后将其夹紧，使其在加工时，在切削力等的作用下不破坏已获得的定位。
工装夹具设计图解及实例
效率低,找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件.
通用性好,但效率 低,精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件.
操作简单,效率高, 容易保证加工精度, 适用于各种生产类型 .
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1直接找正装夹
将工件装在机床上,然后按工件的某个或某些 表面,用划针或用百分表等量具进行找正,以获 得工件在机床上的正确位置.
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3 对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置. 用于确定刀具在加工前正确位置的元件,称为对刀元
件,如对刀块. 用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件,称为
导引元件. 如图中的快换钻套1.
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4 连接元件
使夹具与机床相连接的元件,保证机床与夹具之间的 相互位置关系.
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二、基准及其分类
基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面.
设计图样上所采 用的基准就是设 计基准.图
在加工时用于工件 定位的基准,称为
定位基准.图
设计基准 工艺基准
定位基准 测量基准
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准
在加工中或加工
如果工件的定位面经过了机械加工,并且定位面 和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确,比 较光整,则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响 不大,反而可以增强加工时的刚性,这时过定位是允
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2专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具.
其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保 证较高的加工精度和生产效率,但设计制造周期较长、 制造费用也较高.
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1. 夹具在机床工作台面上的连接定位
(2)镗床夹具
镗床夹具体定位找正表面
2.车床夹具在机床主轴上的定位和连接
H7/h6或H7/js6
a)莫氏锥度定位
b)圆柱面和端面定位
c)锥面和端面定位
常用对刀块的结构
标准对刀塞尺
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
(1)固定钻套
1. 夹具在机床工作台面上的连接定位
(1)铣床夹具
铣床夹具是如何实现它在机床上的定位的呢?
1. 夹具在机床工作台面上的连接定位
(1)铣床夹具
定向键
1. 夹具在机床工作台面上的连接定位
(1)铣床夹具
H7/h6、H8/h8
定向键的结构
1. 夹具在机床工作台面上的连接定位
(1)铣床夹具
U型槽耳座结构形式
镗套引刀槽
引刀槽
尖头 定向键 双螺旋面
a）带导向结构的镗杆 b）带引刀槽的镗套 镗杆的螺旋导向
2.镗床夹具的刀具引导元件—镗套
(1)回转式镗套
适用于镗杆速度高 于20m/min时的镗孔。
a-内滚式镗套 1、6-导向支架 2、5-镗套
b-外滚式镗套 3-导向滑套 4-镗杆
2.镗床夹具的刀具引导元件—镗套
(2)固定式镗套
适用于镗杆速度低 于20m/min时的镗孔。
镗杆的结构
d<50mm
D>50mm
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
设计钻套时，应注意以下几个方面的问题： 3)钻套的高度 H 通常取 H=1～2.5d (d为被加工孔径); 当加工精度较高或加工的孔径较小时，可以 H=2.5～3.5d。
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
设计钻套时，应注意以下几个方面的问题： 4) 钻套与工件间的排屑空间 h ① 加工铸铁时、黄铜时： h=(0.3～0.7)d； ② 加工钢件时：h=(0.7～1.5)d。 特殊情况： 斜面钻孔，h=0.3d； 位置精度较高，h=0； 钻深孔,h=1.5d。
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
(2)可换钻套
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
(3)快换钻套
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
(4)特殊钻套
1.钻床夹具的刀具引导元件—钻套
设计钻套时，应注意以下几个方面的问题：元件—钻套
设计钻套时，应注意以下几个方面的问题： 2)标准的定尺寸刀具（麻花钻、扩孔钻、铰刀）设 计时： ①钻套导向孔与刀具的配合应按基轴制选取； ②钻套导向孔与刀具之间，应保证一定的配合 间隙。 如:钻孔和扩孔时，钻套导向孔公差可选F7或F8； 铰孔时，粗铰可选G7,精铰可选G6；