第一篇：机床夹具设计习题答案
1.1定位原理及定位误差计算
1.2.答：
a.不完全定位，限制了x y z 和y z ,合理 b.完全定位，六个自由度都限制了，合理
c.过定位，x重复定位，可将左顶尖去除或者改为自由顶尖
3.在阶梯轴上铣削一平面，该零件在短V形块、圆头支钉和浮动支点上定位。试分析该定位方案有何不合理之处？如何改进？
答：欠定位。短V形块不能限制Z方向的旋转以保证尺寸L的加工。
改进：将短V形块改为长V形块。
4.题图4为连杆零件在夹具中的平面及两个固定的短V形块1及2上定位，试问属何种定位？限制了哪些不定度？是否有需要改进之处？提出改进措施。
答：过定位，限制了x y z
x y z ,其中x重复定位。
改进：将右侧的V形块改为可左右活动的V形块。
5.答：该方案属于六点定位。左边两个短V形块相当于一个长V形块，限制了y y
z z四个自由度，右边短V形块限制了x x两个自由度。
8.试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。
答：一面两销定位原理。
9．题图9为在杆件上有宽度为b的开口槽，内孔D已加工，试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。
答：直径为d的圆弧端用V形块定位，半径为D的内孔用浮动菱形销定位。
11.题图11(a)为在圆盘零件上加工O1、O2及O3三孔的工序简图，题图11（b）、（c）、（d）为用三轴钻床及钻模同时加工三孔的几种定位方案（工件底面的定位元件未表示），试分别计算当α=90°时各定位方案的定位误差。
12.解：加工面C以O1O2连线为基准，因此不重=0
位置O=1Td2sin20.0866
位置O=2Td0.1 2角度=arctan位置O位置O122L12arctan0.1866 16013定位=不重位置O位置O0.1866TdL
即该工序定位合理，定位误差为0.1866
13.1.2夹紧方案及夹紧力计算
1.试分析图示各种夹紧方案有何错误和不当之处，并提出改进措施。
答：
（a）错误：作用点在支承范围之外，夹紧力与支反力构成力矩，夹紧时工件将发生偏程，使定位面与支承元件脱离，以致破坏原有定位。
措施：使夹紧力作用在稳定区域内，即使夹紧力作用点左移。
（b）错误：夹紧力作用于工件薄壁处，易产生工件夹具变形。
措施：将夹紧力作用点往中间移，使夹紧变形尽可能小。
（c）错误：夹紧力作用点远离工件加工表面，加工过程中易产生振动。
措施：在靠近工件加工处采用辅助支承。
（d）错误：左右夹紧力作用不在同一直线上，会产生力矩，不利于工件保持稳定。
措施：应使夹紧力和左边支承钉处于同一直线上。
（e）错误：夹紧机构与工件表面接触对夹紧元件和工件表面的精度要求高，定位不稳定。
措施：采用支承钉夹紧。
（f）错误：该夹紧为平行夹紧，由于工件尺寸误差，采用刚性元件会使不同表面受夹紧力不一致，甚至夹不住。
措施：将夹紧元件换成浮动的或能自动调节的。
2.问题：①右边Φ6的孔定位稳定性不高，可靠性低，加工过程中易产生振动。②左边导孔太长③右端导孔与工件表面距离太长。
改进：①在其下加装浮动支承或辅助支承。②减小导孔长度。③适当缩小导孔与工件表面距离。
3.答：（c）方案更为合理。
4.解：1）螺旋机构
原始力矩 MQL11250Nm
夹紧力
W1MQ1tann21d2r2ta2，标准螺旋角40，取30
1arctan0.1，代入数据得W114686.7N，Q1W114686.7N
5.71
2）斜楔机构
W2Q1，其中30，5.71，带入数据得W218893.3N
tan2tan
Q2W218893.3N
Q2L111965.75N L9.套类零件在题图24所示的自动定心车床夹具上安装车外圆，现已知切削力矩M切=50N·m，D=80mm，α=15°，各处摩擦系数均为0.15，安全系数K=1.5，试求拉杆所需之拉力Q。
W
解：
由M切=3F1r1 r=d/2 求得F1=833.3 N 总切削力F=3F1=2500 N 取d=40mm r=20mm
2F1F6r32
每个卡爪夹紧力W对于斜楔机构W8329N
Q1
tan 50.1tan2tan可得Q1W(tan2tan)4730N
Q0=3Q1=14191 N Q=1.5Q0=21287 N
1.3对定误差计算
2.3.
第二篇：夹具设计习题及答案
第一单元 夹具设计概论
课后习题： 1．何为机床夹具？
2．机床夹具有哪些部分组成？
3．机床夹的分哪几类，各种类型的数控机床适用场合？ 4.机械加工中夹具的地位？
5.了解几中典型机床夹具，说明其工作原理？ 6.机床夹具有哪些功能和作用？ 7.机床夹具的应用特点： 8.机床夹具发展方向？
第一单元习题参考答案
1.答：机床夹具是在机床上所使用的一种辅助装置，用它来准确、迅速地确定工件与机床、刀具间的相对位置，即将工件定位 及夹紧，以完成加工所需要的相对运动。2.答：机床夹具的组成部分有： 1)定位元件
定位元件是夹具的主要功能元件之一。通常，当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就基本确定了。2)夹紧装置
通常，夹紧装置的结构会影响夹具的复杂程度和性能。它的结构类型很多设计时应注意选择。3)夹具体
夹具体是夹具的基体骨架，通过它将夹具所有元件构成一个整体。4)连接元件
根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。5)对刀与导向装置
对刀与导向装置的功能是确定刀具的位置。6)其它元件或装置 3.答: 1)按夹具的应用范围分类
通用夹具 专用夹具 可调夹具 组合夹具 自动化生产用夹具 2)按夹具使用的机床分类
由于使用夹具的各类机床，其工作特点和结构形式不同，对夹具的结构相应地提出不同要求。因此可按所适用的机床把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等类型。
3)按夹具的夹紧动力源分类
根据驱动夹具夹紧的动力源不同，可把夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具等其他类型。4.答:（1）保证加工精度
用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使 1 用夹具并且它还是全面质量管理的一个重要环节。（2）提高劳动生产率
使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。（3）改善工人的劳动条件
用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。
（4）降低生产成本
在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。
（5）保证工艺纪律
在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。（6）扩大机床工艺范围
这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。5.答:(1)三爪卡盘---------自动定心夹紧原理(2)平口钳------------大平面定位夹紧(4)手动分度头------分度定位原理
6.答:准确定位 牢固夹紧 实现分度 保证加工
7.答:机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，主要表现在下列方面：（1）要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复杂的计算工作。（2）夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。
（3）夹具在一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。（4）夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。8.答: 标准化 自动化 精密化 数字化
第二单元 工件的定位
课后习题：
1．定位与夹紧有何区别？ 2．什么叫六点定位规则？
3．什么叫欠定位、过定位？欠定位与过定位对加工有何影响？ 4.试分析下图工件定位限制了哪些自由度，有无需要修改？ 5．分析下图工件定位属于何种定们？都限制了哪些自由度？
6．根据六点定位原理，分析题图所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？
7.工件用如下图的定位方式加工A面，要求加工尺寸为，试计算定位误差。第二单元习题参考答案
1.答：定位与夹紧是装夹工件的两个有联系的过程。在工件定位以后，为了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不 变，通常还需再夹紧工件，将工件紧固，因此它们之间是不相同的。
2.答：工件在直角坐标系中有六个自由度，夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全确定。3.答：完全定位： 完全限制工件六个自由度
不完全定位：满足使用要求的前提下，自由度限制数目少于六个欠定位是一种定位不足而影响加工的现象（不允许）。过定位是指定位时工件的同一自由度被数个定位元件重复限制。4.答：
a 图不完全定位限制5个自由度 b 图不完全定位限制4个自由度 c 图过定位自由度重复限制限制 5.答：
a 定心定位限制4个自由度 b 短心轴限制2个自有度 c 长锥心轴限制5个自由度 d 两锥轴定位限制5个自由度 6.答：
a 一夹双顶限制五个自由度 b 双短锥组合定位限制五个自由度 c定位销与短心轴组合定位限制六个自由度 d长V型铁与定位钉组合支撑限制六个自由度 e三个V型铁组合定位限制6个自由度
f短圆柱定位钉、大平面及浮动V型铁限制六个自由度 7.答：
以定位点为基准考虑垂直角度引起的误差为 Δ1=2（（70-50）x Tan(10/60））Δ2= 0.1+0.1 Δ = Δ1+Δ2 第三单元 工件的夹紧
课后习题：
1．“工件在夹具中被夹紧后，工件的定位即得到保证”，这句话是否正确？为什么？ 2．什么是夹具的夹紧装置？对夹具的夹紧装置有哪些要求？ 3．对夹紧力确定的基本原则是什么？对夹紧力的大小如何确定？ 4．什么叫偏心率？如何选择偏心率？
5．设计联运夹紧机构时主要应注意哪些问题？ 6．举例说明定心夹紧机构的工作原理。
7．试述各类典型定心夹紧机械的特点及主要适用范围。8．试述液压装置装置的特点。9．试述气液增压装置的特点。10.夹紧力计算：
1）偏心夹紧机构偏心率推算
2）螺旋夹紧机构夹紧力推算
第三单元习题参考答案
1.答：错误，夹紧不是定位，夹紧的目的在于工件在加工过程中处于相对稳定的状态。
2.答：在机械加工过程中，为保持工件定位时所确定的正确加工位置，防止工件在切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移和振动，一般机床夹具都应有一个夹紧装置，以将工件夹紧。夹紧装置分为手动夹紧和机动夹紧两类。根据结构特点和功用，典型夹紧装置由三部分组成。3.答：
确定夹紧力的方向、作用点和大小时，应依据工件的结构特点、加工要求，并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等综合考虑。1）夹紧力的方向
夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。
夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。
夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向。
2）夹紧力的作用点
夹紧力的方向确定后，应根据下述原则确定作用点的位置。
夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。
夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位。
夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。
3）夹紧力应适当既要满足加紧要求又不能将工件夹变形。4.答：回转中心与回转机构的质心之间的距离称为偏心率。用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。偏心件的偏心率大小应根据工件被夹紧的程度所决定。5.答： 设计要点 联动夹紧机构设计要点
1.联动夹紧机构在两个夹紧点之间必须设置必要的浮动环节，并具有足够的浮动量，动作灵活，符合机械传动原理。
2.适当限制被加工工件数量。
3.联动夹紧机构的中间传力杠杆应力求增力，以免使驱动力过大；并要避免采用过多的杠杆，力求机构简单紧凑，提高工作效率，保证机构可靠的工作。
4.设置必要的复位环节，保证复位准确，松夹装卸方便。5.要保证联动夹紧机构的系统刚度。
6.正确处理夹紧力方向和工件加工面之间的关系，避免工件在定位、夹紧时的逐个积累误差对加工精度的影响。
6.答：以三爪定心夹紧机构为例，三爪夹紧机构采用端面螺旋线同步运动机构实现，当螺旋盘时，工作卡爪同时向回转中心运行实现，自动定心定位与夹紧。
7.答：定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型，一种是依靠传动机构使定心夹紧元件同时作等速移动，从而实现定心夹紧，如螺旋式、杠杆式、楔式机构等；另一种是依靠定心夹紧元件本身作均匀地弹性变形（收缩或胀力），从而实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料心轴等。8.答：液压装置的特点：
（1）液压油油压高、传动力大，产生同样原始作用力的情况下，液压缸的结构尺寸比气压的小许多倍。（2）油液的不可压缩性使夹紧刚度高，工作平稳、可靠。（3）液压传动噪声小，劳动条件比气压的好。
9.答：不需要增加机械增力机构就能产生很大的夹紧力，使夹具结构简化，传动效率提高和制造成本降低。气液增压装置已被制成通用部件，可以各种方式灵活、方便地与夹具组合使用。
10.1)答：偏心机构偏心率计算式：
2）答：夹紧力计算式：
第四单元 分度装置
课后习题：
1．试分析分度装置的功用、类型？ 2． 径向分度与轴向分度各有何优缺点？ 3． 控制和提高分度精度的措施？
4.分度装置中决定分度精度的核心元件有哪些？ 5.对定机构的结构形式？ 6.分度盘锁紧机构？ 7.端齿分度盘的特点？
第四单元习题参考答案
1.答： 功用：
在机械加工中经常会有工件的多工位加工，如刻度尺的刻线，叶片液压泵转子叶片槽的铣削、齿轮和齿条的加工、多线螺纹的车削以及其它等分孔或等分槽的加工等。类型：
回转分度装置，它是一种对圆周角分度的装置，又称圆分度装置，用于工件表面圆周分度孔或槽的加工。直线分度装置，它是指对直线方向上的尺寸进行分度的装置，其分度原理与回转分度装置相同。2.答： 轴向分度机构简单使用方便，分度精度易受到制造精度的影响。
径向分度机构可减小分度盘的制作误差对分度装置精度的影响，提高分度质量。3.答：
1）增大分度盘的计算直径d。
2）减小对定销与分度孔、导向孔间的配合问隙。3）提高分度对定元件的制造精度。4）采用消除配合间眩的结构措施。5）采用高精度分度对定结构。4.答：决定分度装置精度的元件有： 重要元件有对定机构与分度盘 5.答：分度对定机构的结构形式
1）钢球对定 结构简单，操作方便，但定位不可靠，仅适用于切削力较小而分度精度要求不高的场合； 2）圆柱销对定 结构简单，制造容易，无法补偿配合间隙对分度精度的影响。3）菱形销对定 对圆柱销的改进，减少了孔销间的配合间隙。
4）圆锥销对定 能消除销与孔间的配合间隙。但圆锥面上有污物，将影响配合间隙。5）双斜面对定 同圆锥销，但结构上应考虑防尘装置。
6）单斜面对定 分度槽的直边始终与锲的直边保持接触，且分度的转角误差始终在斜面一侧多用于分度精度较高的场合。
7）正多面体对定 结构简单，制造容易，但分度精度不高，且分度数目不宜过多。6.答：分度盘锁紧机构 1）螺母轴向锁紧机构 2）卡箍轴向锁紧机构 3）偏心轴轴向锁紧机构 4）圆锥轴向锁紧机构 5）径向锁紧机构 7.答：
1)分度精度高，分度精度的重复性和持久性好。2)分度范围大。3)刚度好。
4)结构紧凑，使用方便。
5)端齿盘的加工工艺较复杂，制造成本较高，端齿盘对防尘和锁紧性能也有较好。
第五单元 专用夹具的设计方法
课后习题：
1.夹具体的设计应满足的主要要求？ 2.焊接结构夹具体减小变形的措施？ 3.夹具的设计方法？ 4.夹具方案的设计内容？ 5.夹具制造特点？
第五单元习题参考答案
参考答案：
1.答: 1)夹具体的结构形式一般由机床的有关参数和加工方式而定。2)有一定的精度和良好的结构工艺性。3)足够的强度和刚度。
4)在机床工作台上安装的夹具，应使其重心尽量低，夹具体的高度尺寸要小。5)夹具体的结构应简单、紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。6)要有适当的容屑空间和良好的排屑性能。7)要有较好的外观。
8)在夹具体适当部位用钢印打出夹具编号，以便于工装的管理。2.答: 1)合理布置焊缝位置。2)缩小焊缝尺寸。3)合理安排焊接工艺。3.答:
4.答:(1)确定夹具的类型。(2)定位设计。
(3)确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。
(4)确定刀具的对刀导向方案，选择合适的对刀元件或导向元件。(5)确定夹具与机床的连接方式。
(6)确定其它元件和装置的结构形式，如分度装置、靠模装置等。
(7)确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。并处理好定位元件在夹具体上的位置。(8)绘制夹具方案设计图。
9(9)进行工序精度分析。
(10)对动力夹紧装置进行夹紧力验算 5.答: 夹具通常是单件制造，且制造周期很短。为了保证工件的加工要求，很多夹具要有较高的制造精度。企业的工具车间有多种加工设备，例如加工孔系的坐标镗床，加工复杂形面的万能铣床、精密车床和各种磨床等，都具有较好的加工性和加工精度。夹具制造中，除了生产方式与一般产品不同外，在应用互换性原则方面也有一定的限制，以保证夹具的制造精度。
第六单元 典型机床夹具与现代机床夹具
课后习题：
1．成组夹具由哪几部分组成？ 2．通用可调夹具有何特点？ 3．组合夹具有何特点？ 4.车床夹具的分类？ 5．拼装夹具有何特点？ 6.T型槽组合夹具的结构组成？
第六单元习题参考答案
1.答：
成组夹具的结构：基础部分和可调部分
1）基础部分：包括夹具体、动力装置和控制机构等。
2）可调部分：可调整的定位元件、夹紧元件和导向、分度装置等 2.答:通用可调夹具的特点： 1）通用可调夹具适应的加工范围更广。2）通用可调夹具可用于不同的生产类型中。3）调整的环节较多，调整较费时间。3.答:组合夹具特点： 1）万能性好，适用范围广。2）可大幅度缩短生产准备周期。
3）使用组合夹具后．减少了专用夹具的成本，从而降低产品的制造成本。4）减小了夹具的库存面积。
5）组合夹具的外形尺寸较大，结构较笨重、刚度较低。
4.答:车床夹具一般都安装在车床主轴端部，加工时夹具随机床主轴一起旋转，装在刀架上的切削刀具作进给运动。常用夹具：
1）.心轴类夹具 2）.盘类车床夹具 5.答： 拼装夹具的特点 1）模块化
2）构成：方形、六面体形、板式，与组合夹具相比，拼装夹具是非标准的。6.答：组成： 1）基础件：
基础件是组合夹具中尺寸最大的元件，它包括圆形、方形、矩形基础板和基础角铁等四种结构。2）支承件：
支承件的规格较多，主要包括各种方形支承、长方形支承、长扳、角铁、角度支承和角度垫板等。3）定位件：
定位件主要用于工件的定位和确定元件与元件之间的相对位置。如各种定位销、定位盘、定位支承、v形支承、定位键等。4）导向件：
导向件是用来确定刀具与工件间相对位置的元件，包括各种尺寸规格的钻套、钻模板、导向支承、锤孔支承等。5）夹紧件：
夹紧件专指各种形式的压板，用于夹紧工件。6）紧固件：
其作用是用来连接组合夹具元件和紧固工件。它包括各种螺钉、螺母、垫圈等。其中紧因用螺栓所用材料40Cr，它有较高的抗拉强度。7）其他件：
这类元件为一些辅助元件。如连接板、摇板、滚花手柄、各种支承帽、弹簧、平衡块等。
第三篇：《机床夹具设计》课程标准
《机床夹具设计》课程标准
课程代码：适用专业：课程类别： 先修课程：
学时：考试方式： 制订人：审核人：
一、教学大纲说明
（一）课程的性质、任务
本课程是机械类专业的一门重要专业课程，具有较强的实践应用性，本课程主要研究机床夹具的设计和制造的基本知识。学生学完本课程后应达到下列要求：
1、掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。
2、会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。
3、掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。
4、了解现代夹具设计的一般知识。
（二）课程的基本要求
通过本课程的学习，应使学生了解机床夹具的基本组成及作用，理解机床夹具的工作原理，熟练掌握机床夹具设计的专业技能。
（三）本课程与相关课程的关系 本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械设计基础等机械专业多门专业基础课程做支撑。
（四）课程教学方法与手段
本课程教学主要采用老师讲授和课堂讨论相结合的方法，注重理论联系实际；注重现代化教学手段的应用，全课程采用PPT多媒体教学工具，帮助学生最大限度地实现学习的目标。
（五）教材与参考书 建议使用教材：《机床夹具设计》哈尔滨工业大学主编上海科学技术出版社 参考书：《机械制造工程》，郧建国主编，机械工业出版社，2004
二、课程的教学内容、重点、难点、要求 第一章 夹具设计概论
1、内容：机床夹具的分类；工件的装夹与找正；机床夹具的组成；加工误差的组成；课程教学内容、目的、安排及要求。第二章 工件的在夹具中的定位
1、内容：定位基准的概念；定位的基本原理；定位单个典型表面的定位元件；组合定位中各定位元件限制自由度分析；定位误差的分析计算。
2、重点：工件的在夹具中的定位 第三章 工件的夹紧
1、内容：夹紧装置的组成和基本要求；设计夹紧装置的基本准则；典型夹紧机构；联动夹紧机构；定心夹紧机构。
2、重点：工件的夹紧 第四章 夹具的定位
内容：夹具对切削成形运动的定位；夹具的对刀；分度装置。重点：夹具对切削成形运动的定位。第五章 典型机床夹具 内容：床夹具；铣床夹具；钻床夹具；镗床夹具 重点：床夹具；铣床夹具。第六章 专用夹具的设计方法
1、内容：夹具设计的要求，方法和设计步骤；夹具总装配图上尺寸、公差配合与技术要求的标注；夹具的制造特点。
2、重点：夹具设计的方法和设计步骤；公差配合与技术要求的标注。第七章 现在机床夹具
内容：随行夹具；通用可调夹具；成组夹具；组合夹具；数控机床夹具。重点：通用可调夹具；组合夹具。
三、教学时数分配： 序号
教学内容
总学时
讲授课时
实验
习题课讨论课
l
夹具设计概论 2
工件的在夹具中的定位 8
工件的夹紧 6
夹具的定位 4
典型机床夹具 8
专用夹具的设计方法 4
现在机床夹具 2
合计
四、教学方法建议
１、第二章 工件的在夹具中的定位、第三章 工件的夹紧、第四章 夹具的对定、第六章 专用夹具的设计方法，是本课程的重点章节。
2、自由度分析及常见定位方式的定位误差计算，应作详细讲解；组合定位的分析和计算要掌握基本方法；一面两孔定位掌握设计方法。
3、夹紧力的推导和计算不作要求，了解典型夹紧机构的特点和工作原理，学会分析和选用各种夹紧机构。
4、夹具的对刀误差、夹具位置误差的计算应该掌握。
5、夹具设计方法、装配图的绘制及尺寸、技术条件等的标注必须掌握。
第四篇：机床夹具设计名词解释
1、切削运动：在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。
2、主运动：主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前刀面接近工件并切除切削层。
3、进给运动：进给运动又称走刀运动，是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，即进给运动是切削过程中使金属层不断地投入切削，加上主运动从而加工出完整表面所需的运动。
4、切削速度：切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。切削速度vc单位为m/min。
5、进给量：刀具在进给方向上相对于工件的位移量称为进给量。
6、背吃刀量：背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，其单位为mm。
7、积屑瘤：在中速或较低切削速度范围内，切削一般钢料或其它塑性金属材料而，又能形成带状切屑时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高的楔形金属块，它包围着切削刃覆盖部分前刀面，这种楔形金属块称为积屑瘤。
8、磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度称为刀具的磨钝标准。
9、刀具耐：刀具耐用度（又称刀具寿命）是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，以T表示，单位为分钟。
10、刀具总寿命：一把新刀从开始投入切削到报废为止总的实际切削时间，称为刀具总寿命。因此刀具总寿命等于这把刀的刃磨次数（包括新刀开刃）乘以刀具耐用度。
11、材料的切削加工性：金属材料切削加工的难易程度称为材料的切削加工性。
12、负倒棱：在粗加工钢和铸铁的硬质合金刀具上，常在主切削刃上磨出一个前角为负值的倒棱面，称为负倒棱。
13、过渡刃：连接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圆弧或直线刃，他们统称为过渡刃。
1.装夹：机床上加工零件，为保证加工精度，必须现使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。
2、夹具：用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。
3、六点定位原理：要完全正确定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六个支撑点(既定位元件)来限制工件的六个自由度。其中每个支撑点限制相应的一个自由度。这就是工件定位的“六点定位原理”
4、工件完全定位：工件的六个自由度被完全限制了的定位。
5、不完全定位：满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限制的现象。
6、欠定位：根据加工要求应该限制的自由度而没有限制的现象。
7、过定位：工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位。
8、基准: 工件图、实际零件或工艺文件上用来确定某个点、线、面的位置所依据的点、线、面，称为基准。
9、设计基准：设计图样上所采用的基准，称为设计基准。
10、工艺基准：在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。
11、装配基准：装配时用以确定零件在部件或产品中的相对位置所采用的基准。
12、测量基准：测量时所采用的基准。
13、工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面后的尺寸、形状、位置的基准。
14、定位基准：在加工中确定工件的位置所采用的基准。
15、粗基准：用未机加工过的毛坯表面作为定位基准的称为粗基准。
16、精基准：用已机加工过的表面作为定位基准的称为精基准。
17、基准不重合误差：定位基准与设计基准不重合时所产生的加工误差，称为基准不重合误差。
18、基准位移误差：一批工件定位基准相对于定位元件的位置最大变动量称为基准位移误差。
19、夹紧装置：保证加工精度和安全生产的装置，称为夹紧装置。
1、生产过程：将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。
2、工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。
3、工序：一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。
4、.工步：在加工表面或加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容，称为工步。
5、进给：在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削称为一次进给。
6、安装：工件经一次装夹后所完成的那一道工序，称为安装。
7、工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配元件）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。
8、生产纲领：企业在计划内应生产的产品量（年产量）和进度计划称为生产纲领。
9、生产类型：生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类
10、工艺规程：规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程。
11、工步顺序：工步顺序是指同一道工序中，各个表面的先后顺序。
12、时间定额：时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。
13、基本时间：基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。
14、工序余量：工序余量相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。
15、工序尺寸：每道工序加工应达到的尺寸。
16、尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。
17、工艺尺寸链：由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。
18、封闭环 ：工艺尺寸链中间接得到、最后保证的尺寸，称为封闭环。
19、组成环 ：工艺尺寸链中除封闭环以外的其它环，称为组成环。
20、增环：增环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环随之增大(或减小)的组成环。
21、减环：减环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)，使封闭环随之减小(或增大)的组成环。
22、加工精度：加工精度是指零件加工后的几何参数与理想零件几何参数相符合的程度，它们之间的偏离程度则为加工误差。
23、工艺系统：机床、夹具、工件和刀具所组成的一个完整的系统称之为工艺系统。
24、内应力：内应力就是当外界载荷去掉后，仍残留在工件内部的应力。
第五篇：机床夹具设计课程设计
设计题目：钻床夹具设计
机床夹具设计课程设计
说明书
系 别：机械与电子工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化
前 言
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高，经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装置，缩短停机时间，提高生产效率。
设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。
完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录
第一章 对加工零件的工艺分析.......................................................错误！未定义书签。
1.1 夹具设计...........................................................................错误！未定义书签。1.2 零件分析...........................................................................错误！未定义书签。1.2.1 零件图.............................................................................................................1 1.2.2 加工零件图分析.............................................................................................2 第二章 定位方案及误差分析...........................................................错误！未定义书签。
2.1 拟定定位方案.....................................................................错误！未定义书签。2.1.1定位方案拟定....................................................................................................2 2.1.2 定位方案选定...................................................................................................2 2.2 定位误差分析.....................................................................错误！未定义书签。2.2.1 相关概念...................................................................................................................3 2.2.2 定位误差分析...........................................................................................................4 第三章 对刀导向方案.......................................................................错误！未定义书签。
3.1 对刀导向方案.....................................................................错误！未定义书签。3.2 对刀导向元件详细参数.....................................................错误！未定义书签。第四章 夹紧方案及夹紧力分析.....................................................................................5 4.1 夹紧方案分析.............................................................................错误！未定义书签。
4.2 夹紧力分析.........................................................................错误！未定义书签。4.2.1 夹紧力估算.....................................................................错误！未定义书签。第五章 夹具体设计及连接元件选型...............................................错误！未定义书签。
5.1夹具体设计..........................................................................错误！未定义书签。5.2连接元件选型......................................................................错误！未定义书签。5.2.1 标准件.............................................................................错误！未定义书签。5.2.2 非标准件.........................................................................错误！未定义书签。第六章 夹具零件图和装配图及标注...............................................错误！未定义书签。
6.1零件图....................................................................................................................8 6.2钻模板零件图......................................................................................................11 6.3装配图..................................................................................................................12 第七章 三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。总结..................................................................14 参考文献..............................................................14
第一章 对加工零件的工艺分析
1.1 夹具设计
本次设计为夹具设计，通过设计钻床夹具，学习机床夹具的基本设计过程、步骤，规范、学习和掌握设计方法，以学习的各种机械设计、材料、运动、力学知识及三维建模为基础。以《机械制造工艺学》、《机械原理》、《机械制图》、《制造技术基础》、《机床夹具设计》以及各种国家标准为依据，独立自主的完成钻床夹具的设计、计算全过程，亲身了解设计过程中遇到的种种问题及解决办法，思考、分析最优方案，这是一次独立自主的设计过程，为毕业设计及就业打下坚实基础。1.2 零件分析 1.2.1 零件图 1.2.2 加工零件图分析
该工序为加工两个Ф4孔，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求：
1)夹具结构方案应与生产纲领相适应
在大批量生产时应尽量采用快速、高效 夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以降低夹具制造成本。
2)保证工件精度要求
这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方 案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进行误差分析与计算。
3)便于排屑
切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。故排屑问题在夹具设计中必须给以充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。
4)操作方便、安全、省力
如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度，并可好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全防护装置，以确保使用安全。
5)有良好的结构工艺性
设计的夹具要便于制造、检验、装配、调整、维修 等。
6)此次设计的是钻床专用夹具，要求装卸方便，生产效率高等特点。
7）夹具元件应满足通用化标、准准化、系列化的“三化”原则，并具有一定的 使用寿命和较低的夹具设计制造成本
第二章 定位方案及误差分析
2.1 拟定定位方案 2.1.1定位方案拟定
工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差（如同轴度、平行度、垂直度等）和距离尺寸精度。工件加工面的设计基准与机床的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间位置公差的保证；工件加工面的设计基准与刀具的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间距离尺寸精度的保证。所以工件定位时有以下两点要求：
一是使工件加工面的设计基准与机床保持一正确的位置； 二是使工件加工面的 设计基准与刀具保持一正确的位置。工件定位的方法有三种：
（一）直接找正法定位
直接找正法定位是利用百分表、划针或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。这种方法的定位精度和找正的快慢取决于找正工人的水平，一般来说，此法比较费时，多用于单件小批生产或要求位置精度特别高的工件。
（二）划线找正法定位
划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先划出的线段找正工件，使其获得正确的位置的定位方法，此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。
（三）使用夹具定位
夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。
2.1.2 定位方案选定
在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下定位方案：
方案：三 工件采用六点定位，即用底面四个点和侧面两个点定位，这种定位方式，夹具结构简单，装卸工件方便，定位稳定可靠，并且在一次安装中，可以从加工除定位面以外的剩余各个平面和孔系，也可以作为从粗加到精加工大部分工序的定位基准，实现“基准统一”。因此，显然此方案满足“六点定位原理”的要求。工件的六个自由度被完全限制，并且产生过定位，但只需严格保证φ6H8孔轴线的垂直度要求就能较小的产生过定位带来的加工误差，顾采用上述定位方案可行。
2.2 定位误差分析 2.2.1 相关概念
造成定位误差的原因有两个：
一是定位基准与工序基准不重合误差，记作B。
二是定位基准与限位基准不重合误差，记作Y。
采用六点定位，定位基面为工件底面，其侧面即为定位基准，与之对侧面为限位基准，3平板的底面称为限位基准。用来确定本工序加工表面位置的基准，称为工序基准。2.2.2 定位误差分析
此工件用六点定位，对于200.1尺寸定位基准与工序基准重合，所以B=0。且定位基准与限位基准也重合不存在定位基准与限位基准连线方向上的尺寸要求，故Y=0。用合成法计算定位误差D，因为工序基准与定位基准为同一个表面，B与Y为无相关公共变量，故：DYB0
0.07 对于400尺寸，定位基准与工序基准不重合所以B=0.02，定位基准与限位基准重合Y=0，故：DYB0.2
第三章 对刀导向方案
3.1 对刀导向方案
在钻床夹具中，通常用钻套实现刀具的对准导向，钻套有四种形式，固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套。依据加工批量，安装方便和使用场景选用固定钻套。H7钻套与钻模板采用配合制，防转螺钉选用M8（JB/T 8045.5）
n63.2 对刀导向元件详细参数
0.0220.019钻套 基本尺寸d4 基本尺寸D8 0.020（极限偏差F7）0.010（极限偏差选用D6）D18H12t0.008
0.200-0.050防转螺钉 基本尺寸dM8 基本尺寸L15.50.050 基本尺寸d112-0.160D20L22L011.5n2t2.5
第四章 夹紧方案及夹紧力分析
4.1 夹紧方案分析
在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位后，必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上。从而使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动,以保证加工精度,避免机床、刀具的损坏和发生人身安全事故。工件采用的是六点定位，所以工件的六个自由度被限制。可以用螺旋夹紧机构配合压板进行夹紧，且具有较好的自锁性。4.2 夹紧力分析 4.2.1 夹紧力估算
由于螺旋夹紧机构可看做是绕在圆柱体上的斜楔，因此，螺钉加紧力的计算与斜楔相似。下图是夹紧状态下螺杆受力情况。图中，F2为工件对螺杆的摩擦力，分布在整个接触面上，计算时可视为集中在半斤r'的圆周上。r'成为当量摩擦半径，他与接触形式有关。F1位螺孔对螺杆的摩擦力，也分布在整个接触面上，计算时可视为集中在中径d0处。根据力矩平衡条件：
dFQLF2rFRX0
2FJFQLd02tg（1）rtg2
式中
FJ-夹紧力（N）
FQ-作用力（N）
L-作用力臂）（mm）L=8
d0-螺纹中径（mm）d0=3.675
t-螺纹螺距（mm）t=0.5 -螺纹升角（°）tg2tr
1-螺纹处摩擦角（°）实际计算可取8.5° 2-螺杆端部与工件间的摩擦角（°）tg20.15
r-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）与接触的形状有关
计算得：
FJ=90FQ
第五章 夹具体设计及连接元件选型
5.1夹具体设计
夹具体是整个夹具的基体和骨架，组成夹具的各个零件、机构等都要安装在上面。夹具体的类型分为铸造夹具体（a）、焊接夹具体（b）、锻造夹具体（c）和装配夹具体(d)。如下图所示：
通过对夹具上各组成件的分布情况、零件的形状、尺寸以及加工性质的考虑，以及加工零件的方便性，我选择装配式夹具体，装配式夹具体优点装拆方便、安装灵活、缩短生产准备周期等。基于以上分析，设计出本夹具的夹具体如下图所示：
5.2连接元件选型 5.2.1 标准件
连接元件选型包括定位元件选取，夹紧元件选取，其他专用元件选取。
一、定位元件：支撑钉，支撑板，可调支撑螺钉。
二、夹紧元件：压紧螺钉，螺母，滑动压块，压板。
三、其他专用元件：钻套。
以上所用元件都为标准件，相关的尺寸大小查表可得。5.2.2 非标准件
夹具体设计，钻模板设计，底座设计。
第六章 夹具零件图和装配图及标注
6.1零件图 8 9 10
6.2钻模板零件图
6.3装配图
第七章 三维效果图
设计总结
机床夹具设计课程设计已经接近尾声，回首两周的设计过程，感慨万千。通过设 13 计夹具学习新知识已经温习以前学习的理论，对我们大有裨益。
通过这次设计我们学习到不足，充分感受到一个产品从无到有的设计、从理论到实践的艰辛。让我们感受到作为一名机械设计制造及自动化的学生，理论知识和对设计工作的严谨认真对我们的重要性。
通过这次设计我们综合运用了机床夹具设计、互换性与技术测量、机械制造工艺学、机械设计、金属切削原理与刀具、工程材料以及热处理工艺等知识，起到穿针引线，承上启下的作用，巩固已经学习的知识的同时不用运用磨炼基本功。
在机械制造技术基础课程设计过程中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，制定工件选用的机床，刀具，以及怎么样加工的过程。因此，工艺规程至关重要。在机械制造工艺学习中还学习到用AutoCAD进行制图和一些三维软件进行仿真（比如proE）。这是对以前学的制图的知识的一个回顾，CAD制图不管是现在还是将来的工作都有很大的帮助，因此，这次是真正的将以前所学联系到了一起。
参考文献
[1] 肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.[2] 陆 玉.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2006.[3] 陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业出版社，2011.[4] 常同立，杨家武，佟志忠.机械制造工艺学[M].北京：清华大学出版社，2010.[5] 张福霞.互换性与技术测量[M].西安：西北工业大学出版社，2015.[6] 王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.
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