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。

解：加工面C 以O 1O 2连线为基准，因此=0δ不重
1
=
0.08662sin
2
O Td δα
=位置
2
=
0.12
O Td
δ=位置 1
2
0.1866
=arctan
arctan
2160O O
L
δδδ+=位置位置角度 1
2
1=0.18663
L O O Td δδδδ++=<定位不重位置位置
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 112502
L
M Q N m =⋅
=⋅ 夹紧力 ()121221
tan tan 2
Q
M W d r αϕϕ=
++ ，标准螺旋角40α︒≤，取30α︒
=
1arctan0.1 5.71ϕ︒==，代入数据得114686.7W N =，1114686.7Q W N ==
2）斜楔机构 12tan 2tan Q W αϕ
=
+，其中30α︒
=， 5.71ϕ︒=，带入数据得218893.3W N =
2218893.3Q W N ==
21
11965.75Q L W N L
=
= 9.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 。

解：
由M 切=3F 1r 1 r=d/2 求得F 1=833.3 N 总切削力F=3F 1=2500 N 取d=40mm r=20mm
每个卡爪夹紧力8329W N =
=
对于斜楔机构1
tan 2tan Q W αϕ
=
+ t a n 0.1
5ϕ= 可得1(tan 2tan )4730Q W N αϕ=+=
Q 0=3Q 1=14191 N Q=1.5Q 0=21287 N
1.3对定误差计算
2. 3.
选择是难，更何况是心灵选择。

高渐离为了荆轲，他选择了死；马本斋母亲为了革命，她选择了牺牲；祝英台为了真挚爱情，她选择了化蝶。

在这友情、亲情与爱情之间选择，他们是这样做。