机械制造技术基础第四章贾振元王福吉版课后答案

机械制造技术基础11.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？机床夹具，就是将工件进行定位，加紧，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。机床夹具的分类：按使用特点分：1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。（2）专用夹具（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。（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。按使用机床分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。按动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、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）提高生产率，降低生产成本；快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短辅助时间，提高了成品率，降低了成本。（3）扩大机床的加工范围；如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。（4）减轻工人劳动强度2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？直接装夹:精度高，效率低，对工人技术水平高；划线找正装夹:精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件。3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？（1）定位元件，定位装置。用来确定工件在夹具上位置；（2）夹紧元件，夹紧装置。用来夹紧工件，使其位置固定下来（3）导向元件（钻套、对刀块），用来确定刀具与工件相互位置（4）连接元件（5）夹具体，将夹具的各种元件，装置连接起来。（6）动力装置，减轻工人体力劳动，提高劳动生产率。此外有分度机构、操作元件等。4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？机床夹具有车床夹具，磨床夹具，钻床夹具，铣床夹具和镗床夹具等。机械制造技术基础25.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？定位:使工件在机床或夹具上占有正确位置。夹紧:对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。6.什么叫六点定位原理?合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理。7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个支承点就不会过定位，这种说法对吗？为什么？不对，因为有六个定位支承点不一定就限制了六个自由度，即不一定为完全定位;超过六个支承点不一定是过定位，有可能是欠定位，也有可能是过定位和欠定位同时存在；不超过六个支承点时，某个支承点可能会被重复限制出现过定位。8.定位、欠定位和过定位是否都不允许存在？为什么？根据加工要求应予以限制的自由度或工件六个自由度都被限制了就不会出现欠定位或过定位吗？试举例说明。完全定位与不完全定位都是合理的定位方式，是允许存在的；而欠定位是不允许的，它可能产生破坏定位，可能使工件不能装入、工件变形或夹具变形等危害，但当工件定位面精度较高，夹具定位元件精度也较高时，过定位是允许存在的。根据加工要求应予以限制的自由度或工件六个自由度都被限制了不会出现欠定位，但可能出现过定位，例如：四条腿的桌子，需要限制的自由度都被定位但出现了过定位。9.常见的定位元件有哪些，分别限制的自由度的情况如何？1）定位销定位：短销限制两个自由度，长销限制四个自由度。2）V型块定位:短型的限制两个自由度，长型的限制四个自由度。3）锥销定位：固定锥销可限制三个自由度，浮动锥销限制两个自由度。4）顶尖定位：两个顶尖配合限制五个自由度。10.可调支承，自位支承和辅助支承的不同之处？答:可调支承：多用于毛面定位，每批调整一次；机械制造技术基础3自位支承：一般只限制一个自由度，即一点定位;辅助支承：在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。11.根据六点定位原理，试分析图4.74中各零件的定位方案中各个定位元件所限制的自由度。1三爪卡盘：Z平动，Y平动,Y旋转,Z旋转1三爪卡盘：Z平动，Y平动2挡块：X平动2顶尖：X平动，Y旋转，Z旋转1顶尖：X平动，Z平动，Y平动小锥度心轴：Z平动，Y平动2顶尖：Y旋转，Z旋转机械制造技术基础41三爪卡盘：Z平动，Y平动1小平面：X平动2中心架：Y旋转，Z旋转2心轴：Z平动，Y平动,Y旋转,Z旋转1小平面：X平动1心轴：X平动,Y平动2顶尖：Z平动，Y平动2平面：Z平动，X旋转，Y旋转3顶尖：Y旋转，Z旋转1心轴：Z平动，Y平动1锥销：Z平动，Y平动，X平动2平面：X平动，Y旋转，Z旋转2锥销：Y旋转，Z旋转机械制造技术基础5V块：Z平动，X平动，Z旋转，X旋转V块：Z平动，X平动，Z旋转，旋转2圆柱销：Y旋转小平面：Y平动圆柱销：X旋转12.何谓定位误差？定位误差由哪些因素引起？定位误差数值一般应控制在零件公差的什么范围之内？答：定位误差是指因工件在夹具中定位不准确而带来的误差。（1）定位基准与设计基准不重合（2）定位基面与定位元件间的间隙（3）定位基面本身的形状误差。制订夹具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差的总和不超过零件公差的1/3～1/5。13.图4.75（a)所示零件，底面3和侧面4已加工好，现需加工台阶面1和顶面2，定位方案如图4.75（b)所示，求各工序的定位误差。答：工序一：加工顶面2，以底面和侧面定位，调刀基准是与底面3相接触的定位平面，定位基准和设计基准都是底面3，二者与调刀基准重合，加工时，使刀机械制造技术基础6具调整尺寸与工序尺寸一致，即C=H±△H,则定位误差△dw=0.工序二：加工台阶面1，定位同工序一，定位基准为底面3，与调刀基准重合，设计基准为顶面2，定位基准与设计基准不重合，导致加工尺寸A±△A变为A±△A±△H，其误差为2△H。即△jb=2△H.14.图4.76所示为套筒零件铣平面，以内孔（D0+△D）中心O为定位基准，套在心轴d0-△dO1上，则O1为调刀基准，配合间隙为△，工序尺寸为H+△H0求心轴水平放置和垂直放置是工序尺寸H+△H0的定位误差。答：当心轴水平放置时，定位基准与调刀基准间最大和最小距离分别为：OO1max=OA-01A=(D+△D)/2-(d-△d)/2OO1min=D/2-d/2￣则由于基准发生位移而造成的加工误差为△jw=OO1max–OO1min=△D/2+△d/2=1/2(△D+△d).若心轴垂直放置，此时定位误差为△jw=△D+△d+△(△=D-d)15.图4.77所示圆柱体零件的直径为d0-△d，均放在V型块上定位铣平面，其加工表面的设计尺寸的基准分别为上母线B，下母线C和零件中心线O，试分别计算其定位误差。答：尺寸H1的定位误差：这时设计基准的最大位置变动量为B1B2，即定位误机械制造技术基础7差：△dw1=B1B2=AB2-AB1=△R(1/sin/2+1)尺寸H2的定位误差，这时设计基准的最大位置变动量为C1C2，即定位误差：△dw2=C1C2=AC2-AC1=△R(1/sin/2-1)尺寸H3的定位误差，这时设计基准的最大位置变动量为O1O2，即定位误差：△dw3=O1O2=AO2-AO1=△R/sin/2.16.为什么会出现基准位移误差？以工件的孔和外圆在心轴和V型块上定位为例。答：将工件定位工作面与夹具定位元件的定位工作面合称为定位副，由于定位副制造不准确，使定位基准相对夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差，称为基准位移误差。例详见上两题。17.夹紧力的确定原则是什么？答：夹紧力方向（1）一般垂直于主要定位基准面（2）应使所需夹紧力尽可能小（3）应使工件变形尽可能小。夹紧力作用点应在定位元件上或几个定位元件形成的稳定受力区域内，应使工件的夹紧变形尽可能小，不影响精度，应尽可能靠近工件被加工表面，提高加工部位的夹紧刚性。夹紧力大小的确定：（1）类比法（2）计算分析法18.钻套的种类有哪些？分别适用于什么场合？答:固定钻套：主要在中小批生产中用来加工小孔或孔间距较小，需要结构紧凑的地方。（过盈配合）可换钻套：多用在打批量生产中。快换钻套：它广泛用于需要连续更换刀具的场合。19.夹具的动力装置有几种？各有什么特点？答：手动夹紧机构优点：结构简单，制造容易，成本低。缺点：动作慢，劳动强度大，夹紧力变动较大。机动夹紧优点：夹紧力小，变形小，劳动强度较小，动作较快，对工人操作经验的要求可以降低，便于较远距离操纵。缺点：成本较高。气动夹紧：压缩空气黏度小，管路损失小；管道不易堵塞，维护简便；不污染环境，输送分配方便。缺点是与液压系统相比，工作压力较低。液动夹紧：夹具结构简单紧凑；液压夹紧刚性大，工作平稳，夹紧可靠；噪音小。气-液动联合夹紧：成本比液压夹紧低。电磁夹紧：操作方便，响应快。