机床夹具设计 思考题与习题 参考答案 - 图文

《机床夹具设计》思考题与习题 参考答案

（仅说明解答要点，供使用者参考）

第1章

1-1 在机械加工中，机床夹具能起到哪些作用？有哪些局限性？ （参见第1章之1.2.1）

机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在以下几方面： ⑴ 缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。 ⑵ 保证加工精度，稳定加工质量。

⑶ 降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。

⑷ 扩大机床的工艺范围，实现“一机多能”。 ⑸ 在自动化生产和流水线生产中，便于平衡生产节拍。

不过，机床夹具的作用也存在一定的局限性： ⑴ 专用机床夹具的设计制造周期长。 ⑵ 对毛坯质量要求较高。

⑶ 专用机床夹具主要适用于生产批量较大、产品品种相对稳定的场合。 1-2 机床夹具通常由哪些部分组成？各组成部分功能如何？ （参见第1章之1.2.3）

虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。

⑴ 定位支承元件。定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。

⑵ 夹紧装置。夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。

⑶ 连接定向元件。这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。

⑷ 对刀元件或导向元件。这些元件的作用是保证工件加工表面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；用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。

⑸ 其它装置或元件。根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。

⑹ 夹具体。夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。 上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。

1-3 举例说明正确的工件装夹与机床夹具的关系。 （参见第1章之1.2.1、1.2.2、1.2.3、1.2.4）

工件装夹是指将工件置于机床夹具上（内），进行定位和夹紧的过程。它是实现机床夹具工作目标的重要过程之一。正确的工件装夹：⑴保证机床夹具所要实现的加工精度。例如安装时定位不准确，则加工出来的工件就达不到应有的加工精度甚至造成废品。⑵提高机床夹具的工作效率。⑶保持机床夹具的精度不被破坏。如果装夹不正确，例如夹紧力过大，就可能引起夹具变形或工作面精度受损。

反过来，机床夹具使用过程中出现的受力、受热变形，以及机床夹具的设计是否合理和优良，又直接影响工件装夹的效率和正确性。例如，如果夹紧传动机构不合理，就可能影响操作者的夹紧用力，造成夹紧力过大而使工件变形，或者夹紧力过小，工件未能夹紧而移动。勿用置疑，合理的夹紧传动机构必能提高装夹的工作效率。

1-4 试述机床夹具设计的基本要求。 （参见第1章之1.2.6）

一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求： ⑴保证工件的加工精度 ⑵提高生产效率 ⑶工艺性能好 ⑷使用性能好 ⑸经济性好

1-5 现代机床夹具的发展方向如何？ （参见第1章之1.2.5）

为了适应现代机械工业向高、精、尖方向发展的需要和多品种、小批量生产的特点，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。

⑴ 标准化。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。

⑵ 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。 ⑶ 高效化。高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

⑷ 柔性化。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。

第2章

2-1 何谓定位基准？何谓六点定位规则？试举例说明之。 （参见第2章之2.2.1）

夹具设计最主要的任务就是在一定精度范围内将工件定位。工件的定位就是使一批工件每次放置到夹具中都能占据同一位置。

如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别约束刚体的六个运动自由度。如果工件的六个自由度都加以约束了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此，定位实质上就是约束工件的自由度。

分析工件定位时，通常是用一个支承点约束工件的一个自由度。用合理设置的六个支承点，约束工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。

例如在如图（a）所示的矩形工件上铣削半封闭式矩形槽时，为保证加工尺寸A，可在

x、y、z；其底面设置三个不共线的支承点1、2、3，如图（b）所示，约束工件的三个自由度：

为了保证B尺寸，侧面设置两个支承点4、5，约束y、z两个自由度；为了保证C 尺寸，端面设置一个支承点6，约束x自由度。于是工件的六个自由度全部被约束了，实现了六点定位。在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。如图（c）所示，为了将矩形工件定位，设置了六个支承钉。

??????

(a) 零件 (b) 定位分析 (c) 支承点布置

2-2 一批工件在夹具中定位与单件在机床上加工时的定位有何区别？ （参见第2章之2.2.1、2.2.5）

六点定位原理解决了约束工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。单个工件在机床上加工时，只需要解决“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差。

一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为两种情况：一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。

2-3 定位副包括什么？试说明工件定位基面和定位基准以及夹具定位元件上限位基面和限位基准的概念。

（参见第2章之2.2.3、2.2.4）

工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次则是选择合适的定位元件。工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副。

定位基准就是在加工中用作定位的基准。工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。例如用两顶尖装夹车轴时，轴的两中心孔就是定位基面。但它体现的定位基准则是轴的轴线。

2-4 试举例说明什么叫工件在夹具中的“完全定位”、“不完全定位”、“欠定位”和“过定位”？

（参见第2章之2.2.2）

根据工件自由度被约束的情况，工件定位可分为以下几种类型：

⑴ 完全定位。指工件的六个自由度不重复地被全部约束的定位。 ⑵ 不完全定位。根据工件的加工要求，有时并不需要约束工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。如右图所 …… 此处隐藏：2140字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……