机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章

第四章机床夹具原理与设计课后习题答案机械制造技术基础制作：陈喜编辑：杜奕4-1机床夹具有那几部分组成？各部分起什么作用？答：（1）定位元件——使工件在夹具中有准确的位置，起到定位作用。（2）夹紧装置——提供夹紧力，使工件保持在正确的位置保持不动。（3）对刀元件——为刀具相位于夹具的调整提供根据。（4）引导元件——决定刀具相对于夹具的位置（5）其他装置——分度等。（6）连接原件和连接表面——将夹具连接在工作台上。（7）夹具体——将各夹具元件装配成一个整体。4-1机床夹具有那几部分组成？各部分起什么作用？4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理是什么？（1）答：（1）用找正法装夹工件——原理：根据关键的一个或几个用划针或指示表找正工件准确位置再夹紧，有先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。（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。4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理是什么？（2）4-3何为基准？试分析下列零件的有关基准。答：基准——零件上用来确定点、线、面位置时作为参考的其他点、线、面。（1）设计基准——内孔轴线，装配基准——内孔轴线，定位基准——下端面和内孔，测量基准——内孔轴线。（2）设计基准——断面1，定位基准——大头轴线，测量基准——端面1。4-4什么是“六点定位原理”？答：用六个支撑点，去分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方法，称为工件的六点定位原理。4-5什么是完全定位，不完全定位，过定位以及欠定位？答：完全定位——工件的六个自由度完全被限制的定位。不完全定位——按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位。欠定位——按工序的加工要求，工件应该限制自由度而未予限制的定位。过定位——工件的一个自由度被两个或两个以上的支撑点重复限制的定位。4-6组合定位分析的要点是什么？（1）答：（1）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件能限制工件的自由度总数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面时所能限制的自由度数目之和，不会因组合后而发生数量上的变化。（2）组合定位中定位元件在单独定位某定位面时原来起限制工件移动自由度的作用可能会转化成限制工件转动自由度的作用，但一旦转化后，该定位元件就不能再起原来限制工件移动自由度的作用了。（3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元。4-6组合定位分析的要点是什么？（2）4-7根据六点定位原理，分析题图4-72所示定位方案中，各定位元件所限制的自由度（1）答：a.左顶点右顶点b.左圆锥销右圆锥销c.下两支撑板侧支撑板削边销xyzxyzxyzxzxyxy4-7根据六点定位原理，分析题图4-72所示定位方案中，各定位元件所限制的自由度（2）答：d.长V铁支撑钉e.两平行V铁另一个V铁f.底面支承短销浮动V铁xzyxyzzyzyxzxyxyz4-8什么是固定支承，可调支承，自位支承和辅助支承？答：（1）固定支承——高度尺寸固定，不能调整的支承。（2）可调支承——顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。（3）自位支承——支承本身的位置在定位过程中能自动适应工件定位基准面位置变化的一类支承。（4）辅助支承——为提高工件刚度和定位稳定性而采用的不起定位作用的支承。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。4-11：解：（1）加工B面时，设计基准为D面，定位基准为D面∴Δjb=0又∵D面采用双支撑板定位，B方向上Δju=0∴B向加工误差Δdu=0∴满足要求（2）加工A面时设计基准为孔轴定位基准为CΔjb=0.04调刀基准与定位基准的误差为Δjw=0.02×2=0.04∴A的加工误差Δjw=0.04+0.04=0.08＞0.01/3∴不满足要求4-12解：有分析可知，这种情况下，两个孔心距的定位误差：即为钻模心轴心线的最大位移变动。任意边接触：△jw=△D+△d+△=（0.052-0）+（0.072-0.020）+0=0.104设计基准为工件孔轴心，定位基准为工件孔轴心。所以△jb=0,所以两个孔心距的定位误差△dw=△jb+△jw=0.104.满足要求。4-13简述夹具夹紧力的确定原则答：⑴夹紧力方向的确定——①应垂直于主要定位基准面②应使所需夹紧力最小③应使工件变形尽可能小。⑵夹紧力作用点的确定——①应落在支撑元件形成的稳定受力区域内②应落在工件刚性好的部位③应尽可能靠近加工面⑶夹紧力大小的确定——根据切削力.工件重力大小方向和相互位置具体计算并乘以安全系数k4-14气动夹紧与液压夹紧各有那些优缺点？（1）共同优点：操作简单，动作迅速，辅助时间短。（2）气动夹紧典型的活塞式气缸工作形成较长，且作用力的大小不受工作行程长度的影响，但结构尺寸较大，制造维修困难，寿命短，且易漏气。（3）液压夹紧优于启动夹紧优点——1工作压力高，比气压高出十余倍，故液压缸尺寸比气缸小的多，因传动力大，通常不需增力机构，使夹具结构简单，紧凑2油液不可压缩，因此夹紧刚性的，工作平稳，夹紧可靠。3噪声小，劳动条件好。缺点：成本高。4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点。（1）车床夹具的特点：1整个车床夹具随机床主轴一起旋转，要求它结构紧凑，轮廓尺寸尽可能小，质量小，而且重心尽可能靠近回转轴线，以减少惯性力和回转力矩。2应有平衡措施消除回转中不平衡现象，以减少震动等不利影响。平衡块的位置应根据需要可以调整。3与主轴端联接部分是夹具的应定位基准，所以应有较准确的圆柱孔（或锥孔），其结构和尺寸，依据其使用的机床主轴端部结构而定。4高速回转的夹具，应特别注意使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，夹紧力要足够大，且自锁可靠等，必要时回转部分外面可加罩壳，以保证操作安全。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。4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点3）钻床夹具——钻套高度要适中，过低导引性能差，过高会增加磨损。钻套装在钻模板上后，与工件表面应有适当间隙，以利于排屑，一般可取所钻孔径的0.3-1.5倍。钻套材料一般为T10A或20钢，渗碳淬火后硬度为58-64HRC。必要时可采取合金钢4-16钻套种类有哪些？分别适用哪些场合？⑴固定钻套——用于小批生产量条件下单纯用钻头钻孔。⑵可换钻套——用于生产批量较大时，仅供钻孔工序。⑶快换钻套——用于同一个孔，须多种加工工步，而在加工过程中必须依次更换或取出钻套以适应不同加工刀具的需要时。⑷特殊钻套——用在特殊情况下加工孔4-17何谓随行夹具？适用什么场合？设计随行夹具主要考虑那学问题？⑴随行夹具——在自动线上使用的随工件一起输送的夹具为随行夹具。⑵设计随行夹具考虑的内容——①工件在随行夹具中的夹紧方法；②随行夹具在机床夹具中的夹紧方法；③随行夹具的定位基面和输送基面的选择；④随行夹具的精度问题；⑤排屑与清洗；⑥随行夹具结构通用化。⑶适用场合：用于工件间接输送的自动线中，主要适用于工件形状复杂，没有合适的输送基面，或者虽有合适输送基面，但属于易磨损的有色金属工件，使用随行夹具可避免表面划伤与磨损。4-18何谓组合夹具，成组夹具和通用夹具？三种夹具之间有什么关系？（1）组合夹具——有一套预先制造好的，具有各种形状、功能、规格和系列尺寸的标准元件和组件组（2）成组夹具——根据成组工艺的原则，针对一组相似零件而设计的由通用底座和可调节或可更换元件成的夹具。4-18何谓组合夹具，成组夹具和通用夹具？三种夹具之间有什么关系？（3）通用可调夹具——通过调节或更换装在通用底座上的某些可调节或可更换元件，以装夹不同类夹具工件。（4）三者的关系：1通用可调夹具结合了专用夹具和组合夹具的特点。2通用可调夹具和成组夹具在结上十分相似，但二者的设计指导思想不同。在设计时，通用可调夹具的应用对象不明确，只提出一个大的加工规模和范围;而成组夹具是根据成组工艺，针对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.