单元综合复习(六)第二章 机械制造装备 2.3 机床夹具

单元综合复习（六）
2.3 机床夹具
一、单向选择题：
1、欠定位是（A）。

A、不允许的；
B、允许的；
C、不一定。

2、工件在安装定位时，根据加工技术要求实际限制的自由度数少于六个即能满足加工要求，
这种情况称为（B）。

A、欠定位；
B、不完全定位；
C、完全定位。

3、过定位是（C）。

A、不允许的；
B、允许的；
C、不一定。

4、锥度心轴限制（D）个自由度。

A、2；
B、3；
C、4；
D、5。

5、在球体上铣平面，要求保证尺寸H（如左下图所示），必须限制（A）个自由度。

A、1；
B、2；
C、3；
D、4。

6、在球体上铣平面，若采用如右上图所示的方法定位，则实际限制了（C）个自由度。

A、1；
B、2；
C、3；
D、4。

7、过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（D）个自由度。

A、2；
B、3；
C、4；
D、5
8、在车床上安装工件时，能自动定心并夹紧工件的夹具是（A）
A、三爪卡盘；
B、四爪卡盘；
C、中心架。

二、多向选择题：
1、以下属于工艺基准的有：（A、C、D）。

A、定位基准；
B、设计基准；
C、工序基准；
D、装配基准。

2、定位结果不会使工件定位精度受到影响的定位现象是：（A、D）
A、不完全定位；
B、过定位；
C、欠定位；
D、完全定位。

3、机床夹具必不可少的组成部分有（A、B、D）
A、定位元件；
B、夹紧机构；
C、对刀及导向元件；
D、夹具体。

三、判断题：
1、夹具装夹广泛应用于各种生产类型。

（T）
2、工件夹紧后，位置不会再变化，因而也就定位了。

（F）
3、在工件的定位安装中，限制的自由度越多越稳定。

（F）
4、欠定位是不允许的。

（T）
5、过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。

（F）
6、工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位。

（F）
7、工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，就不会出现欠定位。

（F）
8、工件装夹在夹具中，凡是超过六个定位支承点，就是过定位。

（F）
9、工件装夹在夹具中，凡是不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。

（F）
10、长定位心轴给孔定位，孔轴的接触长度与直径之比大于1时，可以消除工件的2个自由度。

（F）11、长定位心轴给孔定位，孔轴的接触长度与直径之比大于1时，可以消除工件的4个自由度。

（T）12、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。

（F）﹡13、组合夹具特别适用于新产品试制。

（T）
四、填空题：
1、工艺基准可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

2、工件的定位现象可分为完全定位、不完全定位、欠定位和过定位。

3、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。

4、夹具由定位元件、夹紧装置、夹具体和其他元件及装置组成。

5、工件典型的定位方式有以平面定位、以圆孔定位、以外圆柱面定位和组合定位。

6、夹紧力三要素设计原则为：方向、作用点、大小。

7、夹紧装置主要由力源装置、中间传动机构和夹紧元件组成。

8、常见回转分度装置的基本形式有轴向分度和径向分度。

五、问答题：
1、作图表示工件在空间直角坐标系中的六个自由度。

2、使用六点定位原理时，什么是六个支撑点的合理分布？试举例说明。

3、加工中工件的定位需限制的自由度由什么决定？
4、试问如图所示各零件加工所必须限制的自由度：
a）在球上打盲孔φB，保证尺寸H；
b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸L；c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；
d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。

答：a）必须限制、、 3个自由度；
b）必须限制、、、 4个自由度；
c）必须限制、、、 4个自由度；
d）必须限制、、、、 5个自由度
5、试问如下图所示各定位方案中：
a、各定位元件限制的自由度；
b、判断有无欠定位或过定位；
c、对不合理的定位方案提出改进
意见。

1）车阶梯轴小外圆及台阶端面；
2）车外圆，保证外圆与内孔同轴；
3）钻、铰连杆小头孔，要求保证
与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；
4）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。

答：1）a、三爪卡盘限制、、、4个自由度；前后顶尖限制、、、、 5个自由度。

b、、、、4个自由度被重复限制，属过定位。

c、去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。

2）a、圆柱面限制、、、4个自由度；端面限制、、3个自由度。

b、、 2个自由度被重复限制，属过定位。

c、在端面处加球面垫圈。

3）a、大平面限制、、3个自由度；长圆柱销限制、、、 4个自由度；
V形块限制、、 3个自由度。

b、、、、自由度被重复限制，属过定位。

c、将长圆柱销改为短圆柱销、V形块改为在方向浮动的形式。

4）a、大平面限制、、 3个自由度；固定V形块限制、2个自由度；活动V 形块限制自由度。

b、自由度被重复限制，属过定位。

c、将两V形块之一改为平板形式。

6、定心夹紧机构有何特点？主要用于什么场合？
答：定心夹紧机构具有在实现定心定位作用的同时将工件夹紧的特点。

主要用于要求准确定心和对中的场合。

7、钻套有几种类型？※钻模板有几种类型？
答：钻套的类型有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。

钻模板有固定式、铰链式和可卸式三种。

8、镗套有几种类型？怎样选用？
答：镗套有固定式和回转式两种，低速镗孔时，应选用固定式镗套，高速镗孔时，应选用回转式镗套。

※9、某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的工序，试从定位角度分析其原因。

答：齿轮零件在加工齿部时通常采用心轴安装，齿轮
坯需要以基准孔及大端面定位，属于过定位（参见右图）。

在过定位的情况下，为保证定位准确，要求齿轮坯的基
准孔与大端面垂直。

采用小锥度心轴安装齿轮坯精车齿
轮坯两大端面的目的，就是为了保证齿轮坯的基准孔与
大端面垂直。

※10、齿轮毛坯在端面心轴上定位（心轴与孔为间隙配合）车削大端面，如下图所示。

车削后发现大端面与孔同轴度超差，试分析其原因，并提出解决办法。

答：齿轮以孔及小端面定位，由于小端面与心轴端面成环形接触，是3点定位；而心轴与孔配合，是4点定位，其中和（心轴轴向方向为Z方向）被重复限制，属过定位。

又夹紧力垂直于端面，若孔与小端面存在垂直度误差，则夹紧后会使孔轴线与心轴轴线不同轴。

在这种情况下加工大端面，将会使大端面与孔轴线不垂直。

解决办法是采用可胀心轴或在端面处加球面垫圈（见答案图）。

教材：
2-28、根据六点定位原理，分析图示各定位方案中，各定位元件分别限制了哪些自由度。

2-31、何为定位误差？造成定位误差的原因是什么？
答：基准不重合误差和基准位移误差。

2-35、试写出三种基本夹紧机构的名称、优缺点。

答：1、斜楔夹紧机构：夹紧力小，操作费时，实际生产中常与其他机构联合起来使用。

2、螺旋夹紧机构：机构简单，夹紧力大，自锁性能好，有较大的夹紧行程，广泛使用。

3、偏心夹紧机构：操作方便，夹紧迅速，但夹紧力和夹紧行程较小，用于切削力不大、振动小的场合。

※17、对专用夹具的基本要求是什么？
※18、车床夹具与车床主轴的连接方式有哪几种？
答：车床夹具与车床主轴的连接方式有：短锥法兰式、长锥带键式、螺纹圆柱式和长锥柄式。

※19、定位键在夹具中起何作用？它有几种结构形式？
答：定位键不仅可以确定夹具在机床上的位置，还可以承受切削扭矩，减轻螺栓的负担，增加夹具的稳定性。

定位键有矩形定位键和圆形定位键两种。

六、分析计算题：
1、工件以外圆表面在V型块上定位铣键槽，若工序尺寸标注如图所示，其定位误差为多少？
答：1）若工件的工序基准为外圆的下
母线（工序尺寸为H1，参考题图a）时
的定位误差为：
2）若工件的工序基准为外圆的上母线（工序尺寸为H2，参考题图b）时的定位误差为：2、在如图所示的工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。

现有3种定位方案，
分别如图b）、c）、d）所示。

试分别计算
3种方案的定位误差，并选择最佳方案
（忽略外圆与内孔的同轴度误差）。

答：（1）图b定位方案：
①对于对称度0.03mm，
Δ定=0，
能满足工序要求；
②对于尺寸，
Δ定=Δy-ΔB
=0.021mm
而Δ定=0.021mm﹤0.14/3=0.047mm，
也能满足工序要求。

∵所有工序要求都能满足，
∴图b定位方案合理，可以采用。

（2A）图c定位方案A（心轴垂直放置）：
①对于对称度0.03mm，ΔB=0，
Δ定=Δy=Dmax-dmin=+0.03-(-0.03)=0.06mm﹥0.03/3=0.01mm；
不能满足工序要求；
②对于尺寸，ΔB=TD/2=0.05mm，Δy=0.06mm，
Δ定=Δy+ΔB=0.06+0.05=0.11mm﹥0.14/3=0.047mm,
也不能满足工序要求。

∵工序要求都不能满足，
∴图c定位方案A不合理，不能采用。

（2B）图c定位方案B（心轴水平放置）：
①对于对称度0.03mm，Δ定=0，能满足工序要求；
②对于尺寸，ΔB=0，
Δ定=Δy=(D max-d min)/2+ T d/2 =[+0.03-(-0.03)]/2+0.05
=0.08mm﹥0.14/3=0.047mm, 不能满足工序要求。

∵不能满足所有工序要求，
∴图c定位方案B不合理，不能采用。

（3）图d定位方案：
①对于对称度0.03mm，Δ定=Δy=0.5Td=0.05mm＞0.01mm ，
不能满足工序要求；
②对于尺寸，Δ定=0，能满足工序要求；
∵不能满足所有工序要求，
∴图d定位方案不合理，不能采用。

* * * * * * *
（4）通过比较，最佳方案应该是图b定位方案和图c定位方案B。

3、如图所示零件，外圆
及两端面已加工好（外
圆直径D=）。

现
加工槽 B ，要求保证位
置尺寸 L 和 H 。

试问：
1）定加工时必须限制的自由度；
2）选择定位方法和定位元件，并在图中示意画出；
3）计算所选定位方法的定位误差。

答：a 、必须限制4个自由度： 、 、
、 。

b 、定位方法如下图所示。

c 、定位误差：对于尺寸H ： ；对于尺寸L ：。

4、现有一批小轴，直径为φ50012.0-mm ，需在工件的外圆上铣一小平面，要求此平面距工件轴心为20020.0-mm ，工件在α=90°的V 形块上定位，若不考虑其它误差的影响，试作图并计算定位误差△dw 同时判断定位方案行否？若要求此平面距工件下母线为45020.0-mm ，试作图并计算定位误差△dw 同时判断定位方案行否？
答：（1）1）因为工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，所以没有基准不重合误差；
但因为工件外圆柱面直径有制造误差，所以有基准位移误差Δy 。

2）此时，定位误差等于基准位移误差，即
△dw=Δy=)
2/sin(2αδd ； 根据已知条件，d δ=0.12mm ，α=90°，所以△dw =0.12/1.414=0.085mm 。

3）因为△dw=0.085mm0.20/3=0.067mm ，所以此加工方法不能满足加工要求。

（2）1）因为工序基准是圆柱下母线，定位基准是圆柱轴线，所以有基准不重合误差
ΔB =d δ/2，又工件外圆柱面直径有制造误差，所以还有基准位移误差
Δy=)
2/sin(2αδd ；当定位基面直径由大变小时定位基准朝下变动，当定位基准位 置不动，定位基面直径由大变小时，工序基准朝上变动，两者的变动方向相反，取
“－”号。

2）根据上述分析，得：△dw=Δy －ΔB =)2/sin(2αδd －d δ/2 =)1)2/sin(1(2-αδd
因为d δ=0.12mm ，α=90°，所以△dw =0.06×0.4144=0.025mm 。

3）因为△dw =0.025mm ＜0.20/3=0.067mm ，所以此加工方法能满足加工要求。

教材：
2-32、图示齿坯在V 型块上定位插键槽，已知
mm ，要求保证工序尺寸 mm 。

若忽略外圆与内孔同轴度误差，试计算此工序的定位误差。

答：定位误差：
提示：工序基准为孔D 下母线A ，求A 点在尺寸H 方向上的最大变动量，即为定位误差。

2-33、如图a 所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸mm 01.080-=φφ，试分别计算图b 、c 两种定位方案的定位误差，并说明能否满足加工要求。

760
0.1
-0.5T d
答：（1）方案b ：（参看下面图示）
对于对称度0.2mm ，
∵Δ定=Δy=0.5Td=0.05mm ＜δ/3=0.0067mm ， 而对于尺寸
， ∵ΔB=0，Δy=0，Δ定=0， ∴方案b 能满足加工要求。

（2）方案c ：
对于对称度0.2mm ，
∵ΔB=0，Δy=0，Δ定=0，
而对于尺寸 ， ∵Δ定=Δy-ΔB=0.021mm ＜0.033mm ，∴方案c 也能满足加工要求。

2-34、试分析下图所示各夹紧方案是否合理？若有不合理之处，应如何改进？
2-36、已知切削力F ，若不计小轴1、2的摩擦损耗，试计算下图所示夹紧装置作用在斜楔左端所需的作用力Q F 。

答： F Q =F[tan Φ1+tan （Φ2+α）]/（1.5f ），式中：
Φ1和Φ2≈5°45′～8°32′；
f 是一般钢铁表面的摩擦系数，f=0.1～0.15，Φ1
和Φ2取大值时取大，反之亦然。

00.1-7600.1-76。