机床夹具设计 思考题与习题 参考答案
夹具设计习题及答案
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。
夹具设计习题及答案
夹具设计习题及答案夹具设计是机械设计领域中的一个重要分支，它涉及到对工件进行固定、定位和支撑，以确保加工过程的准确性和效率。
以下是一些夹具设计的习题及答案。
# 习题一：工件定位方法分析问题：某工件需要在数控机床上进行加工，工件的尺寸为100mm x 50mm x20mm。
请分析并设计合适的定位方法。
答案：对于该工件，可以采用以下定位方法：1. 使用两个定位销固定工件的两个对角，确保工件平面的稳定性。
2. 在工件的长边和短边各放置一个定位块，以限制工件的移动。
3. 考虑到工件的加工精度要求，可以在工件的另一端使用一个定位面，与机床工作台接触，确保工件的垂直度。
# 习题二：夹具的夹紧力计算问题：若工件材料为45号钢，夹紧力需要保证工件在加工过程中不发生位移。
工件的夹紧面积为200mm²，工件与夹具之间的摩擦系数为0.15。
请计算所需的最小夹紧力。
答案：根据摩擦力公式 \( F_{friction} = \mu \times N \)，其中 \( \mu \) 是摩擦系数，\( N \) 是正压力。
为了保证工件不发生位移，夹紧力 \( F_{clamp} \) 需要大于或等于摩擦力。
因此，我们有：\[ F_{clamp} \geq \mu \times N \]\[ F_{clamp} \geq 0.15 \times 200 \times 9.8 \text{ N} \]\[ F_{clamp} \geq 294 \text{ N} \]# 习题三：夹具的刚性分析问题：在设计夹具时，如何确保夹具的刚性，以避免在加工过程中发生变形？答案：：为了确保夹具的刚性，可以采取以下措施：1. 选择高强度材料，如合金钢或铝合金，以提高夹具的承载能力。
2. 增加夹具的截面尺寸，特别是关键受力区域，以提高其抗弯和抗扭能力。
3. 采用合理的结构设计，如使用加强筋或肋板，以提高局部刚性。
4. 确保夹具与机床的连接牢固，避免因连接不良导致的变形。
机床夹具设计复习题和答案
机床夹具设计复习题和答案一、填空题1. 机床夹具的主要功能是保证工件在加工过程中的_________、_________和_________。
答案：定位、夹紧、加工精度2. 机床夹具按照使用特点可分为_________、_________和_________。
答案：通用夹具、专用夹具、可调夹具3. 工件在夹具上的定位方式主要有_________、_________和_________。
答案：完全定位、不完全定位、过定位二、选择题1. 机床夹具设计时，应优先考虑以下哪项因素？A. 工件的加工精度B. 工件的加工效率C. 工件的加工成本D. 工件的加工安全性答案：A2. 以下哪个不是机床夹具设计的基本要求？A. 保证工件的加工精度B. 简化操作，减轻劳动强度C. 增加工件的加工成本D. 缩短工件的加工时间答案：C三、判断题1. 机床夹具的设计必须保证工件的加工精度，但不需要考虑操作的方便性。
（）答案：错误2. 机床夹具的定位元件应根据工件的形状和加工要求来选择。
（）答案：正确四、简答题1. 简述机床夹具设计的基本步骤。
答案：机床夹具设计的基本步骤包括：确定工件的加工要求，选择合适的定位方式和夹紧方式，设计夹具的总体结构，进行夹具的详细设计，最后进行夹具的制作和调试。
2. 机床夹具在生产中的作用是什么？答案：机床夹具在生产中的作用主要包括：保证工件的加工精度，提高生产效率，减轻操作者的劳动强度，降低生产成本，提高产品的一致性和可靠性。
五、计算题1. 某工件需要在机床上进行加工，工件的加工面需要保证0.02mm的平面度。
如果使用通用夹具，工件的平面度误差可能达到0.05mm。
请问，为了满足加工要求，应该如何改进夹具设计？答案：为了满足工件的加工要求，可以通过以下方式改进夹具设计：选择高精度的定位元件，优化夹具的结构以减少变形，使用刚性更好的材料制作夹具，或者设计专用夹具以适应工件的具体形状和加工要求。
六、论述题1. 论述机床夹具在现代制造业中的重要性。
机床夹具课后作业解答130526
1、车床车外圆，分析如下两图所示定位方案，回答如下问题：
⑴三爪卡盘、顶尖各限制工件的哪些自由度？
⑵该定位属于哪种定位类型？
⑶该定位是否合理，如不合理，请加以改正。
解答要点：第一图：两顶尖限制工件除绕X轴转动之外的其他5个自由度，三爪卡盘限制工件沿Y轴、Z轴两个移动自由度，该定位属于过定位，可将三爪卡盘去除。
第二图：三爪卡盘限制工件的四个自由度，即Y轴及Z轴的旋转和移动自由度，尾架顶尖限制工件的两个自由度，即绕Y和Z轴的转动自由度，属于过定位，不合理，将三爪夹持长度变得相对较短即可。
2、第三种情况应改为：
三爪1：中心架2：
如果变为如下图：则：
固定顶尖1：活动顶尖2：
中心架3：0
如图同时钻两孔，采用b)、c)两种钻模，试分别进行定位误差分析。
a) 限制五个自由度
保证尺寸l——限制沿X移动；绕X转动保证尺寸a——限制沿Z移动；
保证孔轴线通过外圆轴线平面——限制沿Y移动
保证孔轴线与底面垂直——限制绕Y转动。
六个自由度都必须限制
保证尺寸l——限制沿Y移动；
保证尺寸h——限制沿Z移动；
保证槽底与轴线平行——限
制绕X，Y转动
保证对称度——限制沿X移
动和Z转动；
c) 限制六个自由度
保证尺寸l，h，l2——限制三个移动；保证与基准A平行度——限制绕Z转动。
保证与底面平行——限制绕X，Y转动。
d) 限制五个自由度
保证尺寸l——限制沿X移动；
保证与左孔的平行度——限制绕X，Y转动
保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；。
机制工艺学思考题和习题 第六章 工件的定位与夹具设计
一、基本概念调整法加工 试切法加工 定位误差 基准不重合误差 基准位移误差 设计基准 工艺基准 定位基准二、问题1、机床夹具由哪几部分组成？它们各起什么作用？4、什么是定位？什么是夹紧？夹紧可以确定工件的位置吗？5、已知加工要求，怎样分析工件应限制哪几个自由度？6、如何根据已有的定位方法分析工件被限制了哪几个自由度？7、什么是辅助支承？使用时应注意哪些问题？举例说明其应用。
8、采用试切法加工一个工件时，是否存在定位误差？为什么？ 9、什么样的加工条件下产生定位误差？定位误差究竟是怎样产生的？ 10、定位误差由几部分组成？口述其定义。
11、常见定位方法有哪几种？怎样进行其定位误差计算？12、为什么某尺寸的定位误差小于其公差定位方案仍不一定可行？ 13、常用夹紧机构有哪些？它们的主要参数有哪些？有哪些特点？常用在哪些场合？ 14、定心夹紧机构有几种？适用于哪些工件的定位？有何特点？ 15、机床夹具如何与机床连接？怎样调整相对于刀具的位置？ 16、机床夹具设计有那几个步骤？夹具总图上表达那几项内容？17、夹具总图上必须标注那几项内容？三、习题1、在一个方形零件上铣槽，要求如右图所示。
试提出合理的定位方案。
2、两个小零件如下图所示，试在做完第四章的练习的基础上之后提出各工序合理的定位方案。
3、铣削槽口，计算两个方向的定位误差。
（图1-82）4、镗活塞销孔，定位如图，计算镗孔轴线相对于止口轴线的对称度误差。
（图1-84）5、在阶梯轴上钻孔，尺寸有两种注法，定位如图；各定位方法的定位误差是多少？（图1-89）6、镗水平孔，定位如图，定位误差是多少？提出改进措施。
（图1-81）7、加工注有加工符号的表面，定位如图，尺寸h的定位误差是多少？（图1-95）8、加工注有加工符号的表面，定位如图，尺寸A的定位误差是多少？（图1-96）9、加工注有加工符号的表面(钻孔)，定位如图，内外圆同轴度的定位误差是多少？。
机床夹具习题册答案及解析
第一章机床夹具基础知识第一节机床夹具概述一、填空题1.通常，习惯把夹具按其通用化程度分为通用夹具、专用夹具、拼装夹具三个大类。
2．机床夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体三大主要部分组成。
3．根据不同的使用要求，机床夹具还可以设置对刀装置、刀具引导装置、回转分度装置及其他辅助装置。
4．按夹具适用的机床及其工序容的不同，可以分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具、镗床夹具、齿轮加工机床夹具、电加工机床夹具、数控机床夹具等。
二、选择题1．工件在机床上加工时，通常由夹具中的A来保证工件相对于刀具处于一个正确的位置。
A．定位装置B．夹具体C．夹紧装置D．辅助装置2．机用平口钳是常用的B。
A．专用夹具B．通用夹具C．拼装夹具D．组合夹具3．下列夹具中，D不是专用夹具。
A．钻床夹具B．铣床夹具C．车床夹具D．三爪自定心卡盘4．C不属于机床夹具的三大组成部分之一。
A．夹具体B．定位装置C．对刀装置D．夹紧装置5．A是由预先制造好的各类标准元件和组件拼装而成的一类新型夹具。
A．拼装夹具B．专用夹具第三章工件的夹紧C．通用夹具D．数控机床夹具6．在机床夹具中，V形块通常作为D使用。
A．夹具体B．夹紧装置C．辅助装置D．定位元件7．下列说法中，C 不正确。
A．一般情况下，机床夹具具有使工件在夹具中定位和夹紧两大作用B．夹具相对于机床和刀具的位置正确性，要靠夹具与机床、刀具的对定来解决C．工件被夹紧后，就自然实现了定位D．定位和夹紧是两回事三、判断题1．一般来说，通用夹具是机床夹具中的主要研究对象。
( ×) 2．一般情况下，机床夹具具有使工件在夹具中定位和夹紧两大作用。
( √) 3．工件安装时，采用找正定位比采用夹具定位效率更高、精度更高。
( ×) 4．机床夹具只能用于工件的机械加工工序中。
( ×) 5．机床夹具一般已标准化、系列化，并由专门厂家生产。
( ×) 6．定位装置一般由各种标准或非标准定位元件组成，它是夹具工作的核心部分。
机床夹具设计 思考题与习题 参考答案
《机床夹具设计》思考题与习题参考答案（仅说明解答要点，供使用者参考）第1章1-1 在机械加工中，机床夹具能起到哪些作用？有哪些局限性？（参见第1章之1.2.1）机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在以下几方面：⑴缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。
⑵保证加工精度，稳定加工质量。
⑶降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。
⑷扩大机床的工艺范围，实现“一机多能”。
⑸在自动化生产和流水线生产中，便于平衡生产节拍。
不过，机床夹具的作用也存在一定的局限性：⑴专用机床夹具的设计制造周期长。
⑵对毛坯质量要求较高。
⑶专用机床夹具主要适用于生产批量较大、产品品种相对稳定的场合。
1-2 机床夹具通常由哪些部分组成？各组成部分功能如何？（参见第1章之1.2.3）虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。
将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。
⑴定位支承元件。
定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。
定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。
⑵夹紧装置。
夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。
⑶连接定向元件。
这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。
⑷对刀元件或导向元件。
这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。
用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件；用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。
⑸其它装置或元件。
根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。
⑹夹具体。
夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。
上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。
机床夹具设计习题答案解析
1.1定位原理及定位误差计算1.分析下图工件定位属于何种定们？都尿制了哪些自由度?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两誰轴定位阻制5个自由度2.酗砌示为轴类零件加工的儿种装茹治试分析各肝何种越? 哪些不定麼有无不合理才处？斓泌？S4-6轴駅零件装夹示意昼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。
改进：将右侧的V形块改为可左右活动的V形块I.如圏駅示三遹零件在三个短「型块中定试分析该定位方案犀几点定世？各型块分艇限制了唧几卜自由度2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* A屮Az z四个自由度，右边短V形块限制了x x两个自由度。
8.商圏在组合机床上同时钻010203三个孔，保证图示加工要求，其余表面均已加工’L-试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。
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01、02及03三孔的工序简图，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a =90°时各定位方案的定位误差。
12.""罔15勿傭心e '帕怏咼2祇fT I 逵位的的【th 工浮翼求 为加工与 66 平行的乎窗 U 当<*i«50J rt .mm, d t =55_：;,mm ML* 80*；1'mmp4 试计算谏T.序的定位馔畫.■■定位=、■不重■"位置 q ■"位置O 2 = 0.1866 ：：： § Td L即该工序定位合理，定位误差为 0.1866 13.】筑零件罐位如图B 所応曲進位苗桑直放胃‘或歓在零件匕钻孔0廉O tr 试计算各孔位■.尺寸的定位澳蓋・井判斷屬示定惊方案能捋満足工序豪班.:位置O,=Td 0.0866 a 2si n 2 「位置O 2 : 芯0.12'角度二arctan 二 arctan 0.1866 160解：加工面C 以O 1O 2连线为基准，因此 ：不重=0■■:位置O ’ . ■■:位置O 22L•0 童気M f一1.2夹紧万案及夹紧力计算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。
机械制造技术基础第4章机床夹具设计原理课后答案
机械制造技术基础第4章机床夹具设计原理课后答案第一篇：机械制造技术基础第4章机床夹具设计原理课后答案机械制造技术基础第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，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。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具；2）专用夹具；3）成组夹具；4）组合夹具； 5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置； 3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
机床夹具设计习题答案
机床夹具设计习题答案机床夹具设计习题答案机床夹具设计是机械工程中非常重要的一部分，它涉及到工件在加工过程中的稳定性、精度和效率。
在机床夹具设计的过程中，我们需要考虑到许多因素，如工件的形状、尺寸、材料以及加工方式等。
下面将给出几个机床夹具设计习题，并提供相应的答案。
习题一：设计一个夹具，用于加工一个直径为100mm的圆柱形工件。
工件需要进行车削操作，要求夹具能够确保工件的稳定性和加工精度。
答案：为了确保工件的稳定性，我们可以设计一个三爪自定心卡盘夹具。
这种夹具可以通过调整夹爪的位置，使其与工件的中心对齐，从而确保工件的稳定性。
另外，我们还可以在夹爪上添加一些软垫，以提高夹紧力的均匀性，从而进一步提高加工精度。
习题二：设计一个夹具，用于加工一个复杂形状的工件。
工件的形状如下图所示：（图略）答案：对于这种复杂形状的工件，我们可以设计一个多点夹紧夹具。
这种夹具可以通过多个夹爪分别夹紧工件的不同部位，从而确保工件的稳定性。
夹爪的形状可以根据工件的形状进行设计，以确保夹紧力的均匀分布。
此外，我们还可以在夹具上添加一些支撑装置，以进一步提高工件的稳定性。
习题三：设计一个夹具，用于加工一个薄壁工件。
工件的尺寸为200mm×200mm×2mm，要求夹具能够确保工件的变形尽可能小。
答案：对于这种薄壁工件，我们可以设计一个真空吸盘夹具。
这种夹具可以通过在工件的表面产生负压，使工件被吸附在夹具上，从而确保工件的稳定性和加工精度。
为了减小工件的变形，我们可以在夹具的吸盘底部添加一些支撑装置，以提高工件的刚度。
习题四：设计一个夹具，用于加工一个大型工件。
工件的重量为500kg，要求夹具能够承受工件的重量并确保工件的稳定性。
答案：对于这种大型工件，我们可以设计一个液压夹具。
这种夹具可以通过液压系统提供足够的夹紧力，以确保工件的稳定性。
为了承受工件的重量，我们可以在夹具的结构中加入一些加强筋，以提高夹具的强度和刚度。
《机床夹具设计》课后作业习题含答案(大学期末复习资料).docx
地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线
配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自 动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。
4)柔性化
劳动强度。
2•近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工 技术的应用，对机床夹具提出了哪些新的要求？
对机床夹具提出了如下新的要求:
(1) 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。
(4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。
(5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高
对同一批工件说，刀具调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准 是不变的，因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
造成定位误差的原因: ⑴定位基准和工序基准不一致所引起的基准不重合误差ABC⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差，即基准位移误差AJW
1・如图题2・1所示，钻、扩、餃殄H7孔，其余表面均已加工，试确定工件限制
般机械制造装备的柔性化有两重含义，即产品结构柔性化和功能柔性化。
【课后作业】
一、填空题
(1)由刚体运动的规律可知，在空间一个自由刚体有且仅有左个自由度。
(2)工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度,
称为过定位。
(3)要确定零件上点、线、面的位置，必须以一些指定的点、线、面作为依据, 这些作为依据的点、线、面称为基准。
。.当厶^工(),△"=0时，如果工序基准在定位基面上，贝IJAD=Ar-AB
机械制造技术基础机床夹具设计原理课后答案
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，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。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
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，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
机床夹具设计习题及答案
机床夹具设计习题及答案机床夹具设计是机械制造领域中一个非常重要的环节，它直接影响到工件的加工精度和生产效率。
以下是一些机床夹具设计的基本习题及答案，供学习者参考。
习题一：确定夹具的类型问题：某工件需要在数控机床上进行铣削加工，工件材料为45号钢，尺寸为200mm×100mm×30mm。
请根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具类型。
答案：根据工件的尺寸和材料特性，以及铣削加工的特点，可以选择使用三爪自定心卡盘作为夹具。
三爪自定心卡盘可以自动定位工件，保证加工精度，并且操作简便，适合批量生产。
习题二：夹具的定位方式问题：在进行车削加工时，工件的定位方式有哪些？请列举至少三种，并简述其适用情况。
答案：1. 外圆定位：适用于外圆表面光滑、尺寸精度高的工件，通过夹具上的定位销或V型块与工件外圆接触实现定位。
2. 内孔定位：适用于内孔加工，使用芯轴或定位套筒与工件内孔接触，实现精确定位。
3. 平面定位：适用于需要加工平面的工件，通过夹具上的平面与工件的平面接触，确保加工面的位置准确。
习题三：夹具的夹紧方式问题：夹具的夹紧方式有哪些？请列举至少三种，并说明其优缺点。
答案：1. 液压夹紧：优点是夹紧力大，操作简便；缺点是设备成本高，维护复杂。
2. 气动夹紧：优点是反应速度快，成本较低；缺点是夹紧力相对较小，不适合重载工件。
3. 机械夹紧：优点是结构简单，成本低廉；缺点是夹紧力有限，且操作不如液压和气动方便。
习题四：夹具设计的基本步骤问题：简述机床夹具设计的基本步骤。
答案：1. 需求分析：明确工件的加工要求、尺寸、材料等信息。
2. 选择夹具类型：根据工件特点和加工要求选择合适的夹具类型。
3. 确定定位方式：选择合适的定位方式，确保工件的加工精度。
4. 设计夹紧机构：根据工件的尺寸和加工要求设计夹紧机构。
5. 绘制夹具图纸：绘制夹具的详细图纸，包括尺寸、公差等。
6. 制作和测试：根据图纸制作夹具，并进行实际测试，确保其性能满足要求。
《机床夹具设计》试题及答案
《机床夹具》
一、分析计算题
1．根据六点定位原则，试分析题图2-1所示各定位元件所消除的自由度。
图2-1
2．根据六点定位原理，试分析题图2-2a~1中各定位方案中定位元件所消除的自由度？有无过定位现象？如何改正？
a) b) c)
d) e) f)
中心架
g) h)
2
i) j )
k)
图2-2
图2-5
答案 1．削边销X 圆柱销Y Z 支承钉Z X Y
2．a)三爪卡盘 Y Y Z Z 挡块X b) 三爪卡盘 Y Y Z Z 后顶尖Y Z 过定位，将三爪卡盘夹持相对短一些。
c) 三爪卡盘Y Z 后顶尖Y Z d) 三爪卡盘Y Z 前顶尖 X Y Z 后顶尖Y Z ，过定位，去掉三爪卡盘。
e) 前顶尖 X Y Z 后顶尖Y Z f) 小锥度心轴 X Y Z Y Z
g) 三爪卡盘Y Z 中心架Y Z h)前锥销X Y Z 后锥销Y Z i)1 X Y 2 Z 3 Z X Y
j) 锥销X Y 平面Z X Y V 型块Z k) V 型块X X Z Z V 型块端面Y 支承钉Y。
机床夹具设计习题及答案
机床夹具设计习题及答案机床夹具设计习题及答案一、背景介绍机床夹具是机械加工中的重要工具，用于固定工件，使其在加工过程中保持稳定。
机床夹具的设计需要考虑工件的形状、尺寸、材料等因素，以及加工过程中的力学特性。
下面将给出一些机床夹具设计的习题及答案，帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
二、习题一：设计一个用于夹持圆柱工件的夹具1. 工件尺寸：直径50mm，长度100mm2. 夹具材料：优质钢3. 夹具结构要求：夹具应能够稳定夹持工件，并且易于操作和调整。
答案：根据工件的形状和尺寸，可以设计一个简单的圆柱夹具。
夹具可以由两个夹爪组成，夹爪上有夹持面和固定螺栓。
夹爪的夹持面可以采用硬质合金材料，以增加夹持力和耐磨性。
夹具的固定螺栓可以通过螺纹调节，使夹爪能够适应不同直径的工件。
此外，为了增加夹持力，夹具可以设计成带有弹簧的结构，使夹爪能够自动适应工件的直径。
三、习题二：设计一个用于夹持平面工件的夹具1. 工件尺寸：长100mm，宽50mm，厚10mm2. 夹具材料：铝合金3. 夹具结构要求：夹具应能够稳定夹持工件，并且易于操作和调整。
答案：根据工件的形状和尺寸，可以设计一个平面夹具。
夹具可以由两个夹板组成，夹板上有夹持面和固定螺栓。
夹板的夹持面可以采用橡胶材料，以增加夹持力和保护工件表面。
夹具的固定螺栓可以通过螺纹调节，使夹板能够适应不同厚度的工件。
此外，为了增加夹持力，夹具可以设计成带有弹簧的结构，使夹板能够自动适应工件的厚度。
四、习题三：设计一个用于夹持复杂形状工件的夹具1. 工件尺寸：不规则形状，长宽高各不相同2. 夹具材料：钢3. 夹具结构要求：夹具应能够稳定夹持工件，并且易于操作和调整。
答案：对于复杂形状的工件，夹具的设计需要根据具体情况进行。
一种常见的设计方法是使用多个夹爪组成的夹具。
每个夹爪上有夹持面和固定螺栓，可以根据工件的形状进行调整。
夹具的夹持面可以根据工件的形状进行定制，以确保夹持力和稳定性。
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。
机床夹具及其设计思考题
Part 5 机床常用夹具及其设计一、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。
）1．用六个支承点就可使工件实现完全定位。
( ) 2．工件夹紧变形会使被加工工件产生形状误差。
( ) 3．专用夹具是专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。
( ) 4．随行夹具一般是用于自动线上的一种夹具。
( )5.铰链夹紧机构是一种增力机构，其自锁性能好。
( )6．斜楔夹紧的自锁条件是：楔角口应小于两接触面摩擦角之和。
( ) 7．在大型、重型工件上钻孔时，可以不用夹具。
( ) 8．在查找装配尺寸链时，一个相关零件有时可有两个尺寸作为组成环列入装配尺寸链。
( ) 9．车床夹具应保证工件的定位基准与机床的主轴回转中心线保持严格的位置关系。
( ) 10．机床、夹具、刀具三者就可以构成完整的工艺系统。
( ) 11．采用机床夹具装夹工件，主要是为了保证工件加工表面的位置精度。
( ) 12．工件加工时，采用完全定位、不完全定位都是允许的。
( ) 13．采用机床夹具装夹工件，工件的加工表面与定位表面之间的相互位置关系主要由夹具来保证。
( )14．机床夹具装夹工件主要是为了保证工件加工表面的位置精度。
( )15．专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具，称为组合夹具。
( ) 16．工件以平面定位时的定位误差，只有基准位置误差。
( )二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的标号填在题干的括号内。
）1．在车床上采用中心架支承加工长轴时，是属于哪种定位。
（）A．完全定位B．不完全定位C．过定位D．欠定位2．机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具（）。
A．车床夹具B．钻床夹具C．镗床夹具D．铣床夹具3．常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是（）。
A．斜楔B．螺旋C．偏心D．铰链4．工件采用心轴定位时，定位基准面是（）。
A．心轴外圆柱面B．工件内圆柱面C．心轴中心线D．工件孔中心线5．夹具的动力装置中，最常见的动力源是（）。
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《机床夹具设计》思考题与习题参考答案（仅说明解答要点，供使用者参考）第1章1-1 在机械加工中，机床夹具能起到哪些作用？有哪些局限性？（参见第1章之1.2.1）机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在以下几方面：⑴缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。
⑵保证加工精度，稳定加工质量。
⑶降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。
⑷扩大机床的工艺范围，实现“一机多能”。
⑸在自动化生产和流水线生产中，便于平衡生产节拍。
不过，机床夹具的作用也存在一定的局限性：⑴专用机床夹具的设计制造周期长。
⑵对毛坯质量要求较高。
⑶专用机床夹具主要适用于生产批量较大、产品品种相对稳定的场合。
1-2 机床夹具通常由哪些部分组成？各组成部分功能如何？（参见第1章之1.2.3）虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。
将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。
⑴定位支承元件。
定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。
定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。
⑵夹紧装置。
夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。
⑶连接定向元件。
这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。
⑷对刀元件或导向元件。
这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。
用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件；用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。
⑸其它装置或元件。
根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。
⑹夹具体。
夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。
上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。
1-3 举例说明正确的工件装夹与机床夹具的关系。
（参见第1章之1.2.1、1.2.2、1.2.3、1.2.4）工件装夹是指将工件置于机床夹具上（内），进行定位和夹紧的过程。
它是实现机床夹具工作目标的重要过程之一。
正确的工件装夹：⑴保证机床夹具所要实现的加工精度。
例如安装时定位不准确，则加工出来的工件就达不到应有的加工精度甚至造成废品。
⑵提高机床夹具的工作效率。
⑶保持机床夹具的精度不被破坏。
如果装夹不正确，例如夹紧力过大，就可能引起夹具变形或工作面精度受损。
反过来，机床夹具使用过程中出现的受力、受热变形，以及机床夹具的设计是否合理和优良，又直接影响工件装夹的效率和正确性。
例如，如果夹紧传动机构不合理，就可能影响操作者的夹紧用力，造成夹紧力过大而使工件变形，或者夹紧力过小，工件未能夹紧而移动。
勿用置疑，合理的夹紧传动机构必能提高装夹的工作效率。
1-4 试述机床夹具设计的基本要求。
（参见第1章之1.2.6）一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：⑴保证工件的加工精度⑵提高生产效率⑶工艺性能好⑷使用性能好⑸经济性好1-5 现代机床夹具的发展方向如何？（参见第1章之1.2.5）为了适应现代机械工业向高、精、尖方向发展的需要和多品种、小批量生产的特点，现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
⑴标准化。
机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
⑵精密化。
随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。
⑶高效化。
高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
⑷柔性化。
它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。
第2章2-1 何谓定位基准？何谓六点定位规则？试举例说明之。
（参见第2章之2.2.1）夹具设计最主要的任务就是在一定精度范围内将工件定位。
工件的定位就是使一批工件每次放置到夹具中都能占据同一位置。
如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别约束刚体的六个运动自由度。
如果工件的六个自由度都加以约束了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。
因此，定位实质上就是约束工件的自由度。
分析工件定位时，通常是用一个支承点约束工件的一个自由度。
用合理设置的六个支承点，约束工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。
例如在如图（a ）所示的矩形工件上铣削半封闭式矩形槽时，为保证加工尺寸A ，可在其底面设置三个不共线的支承点1、2、3，如图（b ）所示，约束工件的三个自由度：z 、y 、x ；为了保证B 尺寸，侧面设置两个支承点4、5，约束z 、y 两个自由度；为了保证C 尺寸，端面设置一个支承点6，约束x自由度。
于是工件的六个自由度全部被约束了，实现了六点定位。
在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。
如图（c ）所示，为了将矩形工件定位，设置了六个支承钉。
(a) 零件 (b) 定位分析 (c) 支承点布置2-2 一批工件在夹具中定位与单件在机床上加工时的定位有何区别？（参见第2章之2.2.1、2.2.5）六点定位原理解决了约束工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。
单个工件在机床上加工时，只需要解决“定与不定”的问题。
但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。
如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。
这种只与工件定位有关的误差称为定位误差。
一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为两种情况：一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。
2-3 定位副包括什么？试说明工件定位基面和定位基准以及夹具定位元件上限位基面和限位基准的概念。
（参见第2章之2.2.3、2.2.4）工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次则是选择合适的定位元件。
工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副。
定位基准就是在加工中用作定位的基准。
工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。
例如用两顶尖装夹车轴时，轴的两中心孔就是定位基面。
但它体现的定位基准则是轴的轴线。
2-4 试举例说明什么叫工件在夹具中的“完全定位”、“不完全定位”、“欠定位”和“过定位”？（参见第2章之2.2.2）根据工件自由度被约束的情况，工件定位可分为以下几种类型：⑴ 完全定位。
指工件的六个自由度不重复地被全部约束的定位。
⑵ 不完全定位。
根据工件的加工要求，有时并不需要约束工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。
如右图所示为平板工件磨平面，工件只有厚度和平行度要求，只需约束 y 、x 、z三个自由度，在磨床上采用电磁工作台就能实现三点定位。
⑶ 欠定位。
根据工件的加工要求，应该约束的自由度没有完全被约束的定位称为欠定位。
如下图所示中不设端面支承6，则在一批工件上半封闭槽的长度就无法保证；若缺少侧面两个支承点4、5时，则工件上B 的尺寸和槽与工件侧面的平行度均无法保证。
⑷ 过定位。
夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。
如下图（a ）所示，要求加工平面对A 面的垂直度公差为0.04mm 。
若用夹具的两个大平面实现定位，那么工件的A 面被约束 y 、x 、z三个自由度，B 面被约束了 y 、x 、z 三个自由度，其中 x 自由度被A 、B 面同时重复约束。
由图可见，当工件处于加工位置“I ”时，可保证垂直度要求；而当工件处于加工位置“II ”时不能保证此要求。
这种随机的误差造成了定位的不稳定，严重时会引起定位干涉，因此应该尽量避免和消除过定位现象。
2-5 针对图2-35所示工件钻孔工序的要求，试确定：（1）定位方法和定位元件。
（2）分析各定位元件限制着哪几个自由度？（参见第2章之2.2.4）该工件可采用长V 形块和小平板联合定位。
设桌平面向右为X 方向，向下为Y 方向，沿孔轴线方向为Z 方向，则V 形块限制y 、x 、x 的3个自由度，小平板限制y 、z 的2个自由度，只有沿女孩子轴线方向z的1个自由度未被限制。
2-6 何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差的数值一般应控制在零件加工公差的什么范围之内？（参见第2章之2.2.5）只与工件定位有关的误差称为定位误差，用ΔD 表示。
工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致，即产生定位误差的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为两种情况：一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。
在工件的加工过程中，产生误差的因素很多，定位误差仅是加工误差的一部分，为了保证加工精度，一般限定定位误差不超过工件加工公差T 的1/5~1/3，即ΔD ≤(1/5～1/3)T ，式中ΔD ──定位误差，单位为mm ；T ──工件的加工误差，单位为mm 。
2-7 图2-36a ）所示为一钻模夹具，图2-36b ）为加工工序简图，试规定夹具的距离尺寸公差。
Aa) 钻模夹具 b) 工序简图图2-36 题2-7图（参见第2章之2.2.5）根据定位误差不超过工件加工公差T 的1/5~1/3即ΔD ≤(1/5～1/3)T 的原则，即D ≤(1/5～1/3)T =(1/5~1/3)×(±0.06)=±0.012~0.02，为了加工方便，此处可取±0.02。
实际生产中，考虑到该工件的结构特点，不会受到其他因素的影响，从经济精度出发，也可采用如图所示的公差范围，即取±0.03，因而夹具的距离尺寸为37.5±0.03。
2-8 欲在图2-37所示工件上铣削一缺口，保证尺寸80-0.08mm ，试确定工件的定位方案，并分析定位方案的定位误差。
设图左端为A 表面、右端面为B 表面、孔的中壁为C ，则A 、B 、C 三个表面均可作为定位基面。
当以A 表面定位时，定位误差为：0.15 + 0.20 = 0.35当以B 表面定位时，定位误差为：0.20当以C 表面定位时，定位误差为：02-9 有一批套类零件如图2-38所示，欲在其上铣一键槽，试分析各定位方案中，H 1和H 3的定位误差。
（1）在可涨心轴上定位（见图b ）。
（2）在水平放置的具有间隙的刚性心轴上定位，定位心轴直径为Bsd Bxd d （见图c ）。
（3）在垂直放置的具有间隙的刚性心轴上定位，定位心轴直径为Bsd Bxd d （见图c ）。