机械制造技术2-4任务四 读固定式钻模的夹具图
机械制造技术基础课后部分习题及答案
2-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。
它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？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。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。
（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。
2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一定律知道生产实践？答：不一样。
机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章 PPT课件
4-9定位误差产生的原因有哪些？其实质是什么？
答：定位误差产生的原因：（1）定位基准与设计 基准不重合产生的定位误差——基准不重合误差△jb （2）定位副制造不准确产生的基准位移误差——基准 位移误差△jw。
实质：一批工件某加工参数（尺寸，位置）的设计 基准相对夹具的调刀基准在该加工参数方向上的最大位 置变化量△dw，为加工参数的定位误差。
4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点
（2）铣床夹具：1铣床加工中切削力较大，振动也较 大，故需要较大的夹紧力，夹具刚性也要好。2借助 对刀装置确定刀具相对夹具定位元件的位置，此装置 一般固定在夹具体上。3借助定位键确定夹具在工作 台上的位置4由于铣削加工中切削时间一般较短，因 而单件加工时辅助时间相对较长，故在铣床夹具设计 中，需特别注意降低辅助时间。
某一组零件的加工而设计的，应用对象十分明确。
4-19.数控机床夹具有什么特点?
答:数控机床夹具在机床上应对相对数控机床的坐标原 点有严格的坐标位置,以保证所装夹的工件处于规定的 坐标位置上.为此数控机床夹具常采用网格状的固定基 础板,它长期固定在数控机床工作台上,板上加工出准 确孔仅距位置的一组定位孔和一组紧固螺孔,它们成网 格分布,利用基础板上的定位孔列装各种夹具.结构要 求简单紧凑,体积小,采用机动夹紧方式,以满足数控加 工的要求.
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理 是什么？（2）
（2）用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确加 工位置，而且夹具相对于机床保证有准确的相对位置，而夹 具结构保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表 面之间的相对位置准确，使刀具相对有关定位元件和定位工 作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表 面对工件定位基准的位置尺寸。
钻模设计说明书
目录第一章工件的工艺分析 (1)第二章定位方案设计 (2)第三章对刀---导引方案设计 (4)第四章夹紧方案设计 (5)第五章夹具体设计 (6)第六章其它装置设计 (7)第七章技术条件的制定 (8)第八章夹具精度分析 (10)第九章夹具的工作原理简介 (11)第十章参考文献 (11)第一章工件的工艺分析工件的结构和特点由图知，其材料是45钢。
该材料综合力学性能好，机械加工性较好，适用于各类受力较大、具有必然耐磨性的零件。
该零件符合轴的结构设计即中间大，俩头小。
该零件上的主要加工面为A面、C面和ø12H9的孔，ø12H9的孔的尺寸精度和形位精度要求较高，与ø40的圆柱的垂直度为，孔的对称度为，与ø40圆柱左端面的公差为,由于各表面是不同的它们之间有误差的公差是很难达到的,但在孔的右边有一个ø12N7的工艺孔,这个工艺孔的中心与ø40圆柱的左端面的公差是按照尺寸链可知只要保证了公差则的公差则必然能保证。
因此加工的时候在工艺孔内插入定位销来保证的公差。
Ø12H9的孔的表面粗糙度Ra为，这意味着该孔的加工不可能一次完成，它必需通过钻-扩-铰来完成。
由有关资料，有关面和孔上午加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
图1-1第二章定位方案的设计因本次设计的夹具为——钻扩铰ø12H9的孔。
该夹具适用于Z3025摇臂钻。
一、基准选择分析从对工件的结构形状分析，该零件属于轴类零件俩端都有螺纹，左端还有键槽，这些都有利于工件的定位与夹紧。
由于钻的是通孔所以Z方向的移动可以没必要限制，又该零件是在圆柱上钻孔所以Y方向的转动没必要限制。
因此该零件只需限制住四个自由度。
但零件与ø40圆柱左端的位置精度要求较高，这给定位带来了必然的难度，因此得在左端的工艺孔内插定位销来实现准肯定位。
机械制造技术基础第5章-3
（2）钻模板
作用：用于安装钻套。 类型：固定式、铰链式、分离式和悬挂式等。
固定式钻模板：钻模板直接固定在夹具体上，结构简单， 分离式钻模板：装卸工件方便，精度比铰链式高。
精度较高，但装卸工件困难。
1—钻模板；2—钻套；3—夹紧元件；4—工件
图5-62 分离式钻模板
铰链式钻模板：装卸工件方便，但铰链处存在间隙，故精
1—线圈；2—吸盘；3—隔磁体；4—铁芯；5—导磁体；6—工件；7—夹具体；8—过渡盘 图5-78 电磁卡盘
2．车床夹具设计要点
（1）车床夹具总体结构
夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽
量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸 不大于夹具轮廓外径。对于弯板式
车床夹具和偏重的车床夹具，应很
好地进行平衡。通常可采用加平衡 块（配重）的方法进行平衡。
当工件定位面较复杂或有其他特殊要求时（例如为了获 得高的定位精度或在大批量生产时要求有较高的生产率）， 应设计专用车床夹具。
如图所示为一弯板式车床夹具，用于加工壳体零件的孔和端面。
1—平衡块；2—防护罩；3—钩形压板
图5-76 弯板式车床夹具
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如图所示为一种利用夹紧元件均匀变形实现自动定心夹紧 的心轴——液塑心轴。这种心轴有较好的定心精度，但由于 薄壁套扩张量有限，故要求工件定位孔精度在8级以上。
定位键与夹具体配合多采用H7/h6，为了提高夹具的安装精度，定 位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或在 安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以消除间隙的影响。
夹具体
定位键
定位键
（2）对刀装置
对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀 装置主要由对刀块和塞尺构成。
机械加工工艺定位、夹紧和装置符号
3)选 作 粗基准 的表 面 ,应 平 整 ,没 有 浇 口、 冒
口或飞边等缺 陷 ,以 便定位 可靠 。 4)粗 基 准 (主 要 定 位 基 淮 )一 般 只 能 使 用 次 ,以 免 产生较 大 的位置误差 。
5)夹
一致 。
6)当
明。
(2)精 基 准 的选择 原刖 ” 1)用 工 序基 准作 为精基 准 ,实 现 “ 基 准 重合 ,
序 号
(续
定位 、夹紧符号标注示意图
)
说 明
定位 、夹 紧符号标注示意 图
说 明
号
1
装夹在 装夹在 一 圆柱 销 和一 菱 形
4
V形 铁 上
的轴 类 工 件 〈铣 键 槽)
销夹 具 上 的 箱 体
(箱 体 镗
孔)
(三 件同加工)
装夹在 铣齿 机底
2
装夹在 三面定位
5
座上 的齿 轮 (齿 形 加工 )
(加 工 垲
面)
装夹在 联动定位 装丑上带 双孔 的工 件 (仅 表 示工 件两 孔定位 ) 装夹在 液压杠杆 夹紧夹具 上的垫块
(加 工 恻
面)
5-16
第 5章
机 械 加 工 工 艺规程 制 定
(续 )
夹紧符号标注示意 图
术要求 。这些技术要求 还包括 由于基准不 重合而提 高 对某些表面 的加 工要求 ,由 于被作 为精基准而 可 能对 其提 出更 高 的加 工 要 求 。根 据 各 加 工 表 面 的技 术 要 求 ,首 先选择能保 证该要求 的最终加 工 方法 ,然 后 确 定各 工 序 、工步 的加工方法 。 (1)加 工 方 法的选 择原 划
,
拨杆 夹 紧 (筒 类 零
机械制造工艺学课程设计-夹具设计
目录第一章产品概述 (1)1.1 产品介绍 (1)1.2 零件介绍 (1)1.2.1 作用 (1)1.2.2 结构特点 (1)1.2.3 零件装配 (1)第二章图纸技术要求分析 (2)第三章生产纲领 (4)第四章材料、毛坯制造方法选择及毛坯图 (5)4.1 材料的选择 (5)4.2 毛坯的制造方法 (5)4.3 毛坯主要尺寸及毛坯图 (8)第五章定位基面的选择和分析 (10)5.1粗基准的选择 (10)5.2 精基准的选择 (10)5.3 各加工工序基准： (11)第六章加工工作量及工艺手段结合 (12)第七章机械加工工艺过程 (14)7.1 机盖加工工艺 (14)7.2 机座加工功能工艺 (15)7.3 机盖与机座合箱 (17)第八章粗铣箱盖窥视孔面夹具设计 (20)8.1 夹具设计应遵循的原则 (20)8.2 切削力的计算 (20)8.2.1 机床选择 (20)8.2.2 刀具选择 (21)8.2.3 粗铣时切削量的选择及切削力和切削功率的计算 (22)查机械制造工艺课程第十五章切削力的确定 (22)8.2.4 机动时间的计算及工序时间 (23)8.2.5 切削液的选择 (24)8.3 夹具机构设计以及计算 (24)8.3.1 夹具机构简图： (24)8.3.2 夹紧力的计算 (24)8.4 夹紧组件的设计 (26)8.4.1 杠杆部分示意图 (26)8.4.2 斜楔夹紧装置计算公式及数据 (27)8.5 液压缸的选择 (29)8.5.1 液压缸内径D 活塞杆直径d (29)8.5.2 液压缸的工作行程 (29)8.5.3 液压缸壁厚 及外径1D计算 (29)8.5.4 液压系统 (30)8.6 定位组件的选择 (31)8.6.1 定位方式 (31)8.6.2 定位误差的计算： (33)第九章实习心得体会 (34)第十章参考文献 (37)第十一章三维建模简图 (38)第十二章机械加工工艺卡片 (41)第十三章附图 (42)第一章产品概述1.1 产品介绍齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。
夹紧原理与典型的夹
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间隙配合刚性心轴
夹紧力的方向
夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力 。 图:夹紧力的方向对夹紧力大小的影响
夹紧力的方向
动画
夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形 。由于工件在不同方向上刚性不同，因此对工件在不同方向施加夹紧力时所产生的变形也不同。
夹紧力的作用点
螺旋夹紧装置
螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。 标准浮动压块 1--夹紧手柄；2--螺纹衬套；3--防转螺钉 4--夹具体；5--浮动压块；6--工件
螺旋夹紧装置
a.移动压板 b.转动压板 c.翻转压板
螺杆夹紧力计算
夹紧力的大小
式中： ――理论计算的夹紧力；
――安全系数，一般取 1.5～3.0
（粗加工时，K =2.5~3.0 ; 精加工时，K＝1.5～2.0）
机械制造与自动化《机床夹具设计--试卷4》
机床夹具设计——试卷4一、填空题:10分1.在常用的三种根本夹紧机构中，手动夹紧中用得最多的是〔〕机构，动作最快的是〔〕机构。
2.工件装夹的实质是在机床上对工件进行〔〕和〔〕。
3.铣床夹具一般用〔〕来确定其在机床上的位置。
4.固定长V形块定位时能限制工件〔〕个自由度。
5.径向尺寸较大的车床夹具，一般通过〔〕与车床主轴连接。
6.夹具精度分析的误差不等式为〔〕。
7.一个自位支承与工件有三点接触，它限制工件的〔〕自由度。
8.绘制总装图时，最好按〔〕的位置布置主视图。
二、选择填空题：〔25分〕1 夹具设计中夹紧装置夹紧力的作用点应尽量工件要加工的部位。
A 远离B 靠近C 远、近皆可2．由一套预先制造好的，具有各种不同结构形状、不同规格尺寸的标准元件和合件所组成的夹具是。
A．组合夹具 B．随行夹具 C．通用夹具3．活动窄V形块限制工件的自由度数为。
A．0个 B．1个 C．2个个4．确定工件在夹具中的位置是。
A．定位元件 B 夹紧元件 C对刀-导向元件5．在外加工作用力一定时，欲增大斜楔产生的作用力，可采用。
A．增大楔角 B．减小楔角 C．零楔角 D．楔角不变6．加工小型工件分布在不同外表上的孔宜采用〔〕。
A．固定式钻模 B．回转式钻模 C翻转式钻模 D滑柱式钻模7 只有在〔〕精度很高时，重复定位才允许采用，且有利于增加工件的刚度。
A 设计基准和定位元件B 定位基准和定位元件C 工序基准和定位元件8 能满足加工要求，限制的自由度数少于6个的定位方式称为_____。
A．完全定位 B．不完全定位 C．欠定位9．工艺性好，能容易成形，刚性和抗振性好的夹具体毛坯是。
A．铸件 B．锻件 C焊接件10．夹紧力的作用方向应朝向_________。
A．主要限位面 B．切削力方向 C进给力方向11．万能分度头属于。
A通用夹具 B 专用夹具 C可调夹具12．定向精度要求高的铣床夹具，宜采用____的方法来确定夹具在机床上的安装位置。
常用夹紧机构及各类机床夹具
夹具带动工件旋转，不允许工件相对主轴位移 为使夹具使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，
必要时要加防护罩
6.4.1 车床与磨床夹具
磨床夹具
➢ 磨床夹具同车床夹具相类似，车床夹具的设计要点同样 适合于外圆磨床和内圆磨床夹具
节圆卡盘
6.4.2 钻床与镗床夹具
机械制造工艺学
第6章 机床夹具设计 Fixture Design
6.4 各类机床夹具 Different Kind of Jig and
Fixture
6.4.1 车床与磨床夹具
车床夹具典型结构
以工件外圆表面定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头 以工件内圆表面定位的车床夹具，如各种心轴 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等 加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具
弹簧夹头
1－夹具体 2－螺母 3－弹簧套筒 4－工件
6.3.3 常用夹紧机构
➢ 以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构
液塑心轴
1－柱塞 2－螺钉 3－液体塑料 4－薄壁套
6.3.3 常用夹紧机构
联动夹紧机构
➢ 特点——从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件 进行夹紧
联动夹紧机构
1—压板 2—螺母 3—工件
在机床上的位置一般固 定不动，主要用于在立式钻床 上加工直径较大的单孔及同轴 线上的孔，或在摇臂钻床上加 工轴线平行的孔系。为了提高 加工精度，在立式钻床上安装 钻模时，要先将装在主轴上的 钻头伸入钻套中，以确定钻模 的位置后再将夹具夹紧。
特点：加工精度高，应用广 泛，操作效率低。
固定式钻模
6.4.2 钻床与镗床夹具
两种快撤机构（螺旋夹紧）
钻床夹具说明书
序言机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课，其任务是通过该课程的学习，掌握主要机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用方法、原则，并具备一定的机械制造装备的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识和主要工艺装备的设计能力。
而课程设计是机械制造装备设计课程的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。
其目的在于：〔1〕通过课程设计，使学生能综合运用夹具设计课程及其他相关专业课程的知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。
〔2〕通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高其走上工作岗位所需的专业技能。
〔3〕通过课程设计，使学生学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等。
零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。
在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。
机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度、形状精度和尺寸精度。
通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。
当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。
使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。
将工件定位、夹紧的过程称为装夹。
工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量生产效率、制造成本和操作安全。
在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
机床夹具在生产中应用十分广泛，夹具按使用范围分为通用夹具专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具，按使用机床分为车床夹具、铣床夹具钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具自动线随行夹具以及其他机床夹具等，按夹紧的动力源分为手动夹具、气动夹具液压夹具、气-液增力夹具、电磁夹具及真空夹具等。
第1章专用夹具设计1.1 设计前的准备工作1.1.1 明确工件的生产纲领生产纲领是夹具总体方案确定的依据之一，决定了夹具的复杂程度和自动化程度。