组合定位中各定位元件限制自由度分析
工件组合定位和自由度分析详解
单个定位时：
V1 限制了： x z
V2 限制了：
V3 限制了：
x
y
z z
x 两次重复限制，z 叁次重复限制，
按上准则分析，实际V1、V2较V3先
参与，V1、V2参与分不出先后，假
z 设Ｖ１为首参限制了 x ，V2次 参 xz 限制了 ；V3最后限制了 y y 。
图2.29 三个V形块 组合定位分析
2、判断准则 （1）定位元件单个定位时，限制转动自由度的作用在组合 定位中不变； （2）组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度 ，相互间若无重复，则在组合定位中该元件限制该移动自 由度的作用不变；若有重复，其限制自由度的作用要重新 分析判断，方法如下：
1)在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定 位的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可 假设；
x z 固定顶尖1限制了：
y
活动顶尖2限制了：
yz
x z y 固定顶尖为首参，限制了：
活动顶尖 y z
例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位，分析各元 件限制的自由度。
图2.32 V形块组合定位分析右－V1、左－V2
单个定位时：
V1 限制了：x y
｝
V2 限制了： y
y 两次重复限制，V1 首参限制了
例3：如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支承平面上 定位，分析各元件限制的自由
单个定位时：
平销面 限限制制了了 ：：xxxyy
z
y
｝
综且合x 限y 重制复了限x制 x
y
y
z
例4：如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位，分析各元件限制 自由度。
图2.31 两顶尖组合定位分析
夹具认识与拆装实验指导书
夹具认识与拆装实验指导书实验目的"机床专用夹具拆装"是《机械制造技术》课程中的一个重要实验.学生通过该实验,在夹具的拆装过程中对工件的结构和待加工表面的形状、机床夹具的组成、特点及各部分的作用有一个全面的了解.该实验对提高学生综合运用知识分析问题、解决问题和实际动手能力有很大帮助.1）机床夹具拆装通过对机床夹具的拆装，使学生实际了解夹具的结构及组成，增强感性认识，为今后的设计方案更加合理，奠定坚实的基础。
2）夹具精度检测通过实验使学生充分体会精度对夹具的重要意义。
掌握夹具精度的检测方法，以及调整提高夹具精度的有效措施。
预习要求预习本实验指导书及教科书《机械制造技术》中关于专用夹具的基本组成及定位基本原理；定位误差的组成分析；夹紧力的布置原理分析等基础知识进行透彻的分析。
对定位元件限制自由度的分析；定位误差的分析计算；对定误差的分析等基本能力通过各种例题强化训练。
对夹具定位方案设计能力，夹具整体设计能力等应用能力重点培养。
切实体现课程对学生的培养要求。
实验器材实验设备：一般复杂程度的铣床夹具、钻模。
检测器具：百分表、杠杆式百分表、磁性表座、高度游标卡尺、塞尺、直角尺及平尺、方箱、测量平板、检验棒及其他常用工具。
实验原理专用钻床夹具的一般特点:专用性强,一般不经调整就可直接对工件进行加工.结构简单、紧凑,使用、维修方便,但设计、制造周期较长,而且当加工对象改变时,往往因无法重复使用而闲置.专用钻床夹具适用于工件较固定、批量较大的成批大量生产.回转式钻模(1)工件简图图a) 回转式钻模1.分度盘2.拔销3.等分定位套4.圆支承板5.开口垫圈6.螺7.定位销轴8.键11.钻套14.套筒15.锁紧手柄17.手柄20.底座回转式钻模用于加工分布在同一圆周上的平行孔系或径向孔系。
图a是用来加工扇形工件上三个等分径向孔的回转式钻模。
工件以内径、键槽和侧平面为定位基面，分别在夹具上的定位销轴7、键8和圆支承板4上定位,限制6个自由度。
机械制造工艺基础复习题及答案
机械制造工艺基础复习题及答案《机械制造工艺基础》复习题第1章切削与磨削过程一、单项选择题1、金属切削过程中，切屑的形成主要是（1）的材料剪切滑移变形的结果。
①第Ⅰ变形区②第Ⅱ变形区③第Ⅲ变形区④第Ⅳ变形区2、在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（1）。
①前角②后角③主偏角④刃倾角3、切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。
如在形成挤裂切屑的条件下，若加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（1）。
①带状切屑②单元切屑③崩碎切屑④挤裂切屑4、切屑与前刀面粘结区的摩擦是（2）变形的重要成因。
①第Ⅰ变形区②第Ⅱ变形区③第Ⅲ变形区④第Ⅳ变形区5、切削用量中对切削力影响最大的是（2）。
①切削速度②背吃刀量③进给量④切削余量6、精车外圆时采用大主偏角车刀的主要目的是降低（2）。
①主切削力Fc②背向力Fp③进给力Ff④切削合力F7、切削用量三要素对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（2）。
①vcapf②vcfap③fapvc④apfvc8、在切削铸铁等脆性材料时，切削区温度最高点一般是在（3）。
①刀尖处②前刀面上靠近刀刃处③后刀面上靠近刀尖处④主刀刃处(加工钢料塑性材料时，前刀面的切削温度比后刀面的切削温度高，而加工铸铁等脆性材料时，后刀面的切削温度比前刀面的切削温度高。
因为加工塑性材料时，切屑在前刀面的挤压作用下，其底层金属和前刀面发生摩擦而产生大量切削热，使前刀面的温度升高。
加工脆性材料时，由于塑性变形很小，崩碎的切屑在前刀面滑移的距离短，所以前刀面的切削温度不高，而后刀面的摩擦产生的切削热使后刀面切削温度升高而超过前刀面的切削温度。
)(前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是离开刀刃有一定距离的地方。
切削区最高温度点大约在前刀面与切屑接触长度的一半处，这是因为切屑在第一变形区加热的基础上，切屑底层很薄一层金属在前刀面接触区的内摩擦长度内又经受了第二次剪切变形，切屑在流过前刀面时又继续加热升温。
机械制造技术基础习题答案
4-16 加工一批工件的外圆，图样要求尺寸为 Φ30±0.07mm，加工后测得本工序按正态分布，有 8%不合格品，且其中一半为可修复不合格品。试分析 该工序的工序能力。 解：已知工序能力为：Cp=T/6σ,故需求σ值。 根据z=(x-μ)/σ，因此，且由题意可知合格率 为92%，且分散范围中心与公差带中心重合，故有： F(z)=0.42，查表可得：z=1.4 由题意可知（x-μ)=0.07，故可得：σ=0.05 由此可得：Cp=0.14/6×0.5=0.467≤0.67， 为四级。工序能力很差，必须加以改进。
c）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； ① 大平面限制沿Z轴 移动和绕X、Y轴转动共 3个自由度；圆柱销限 制沿X、Y轴的2个移动 自由度；V形块限制沿 X轴的移动和绕Z轴转 动的2个自由度。
② X 自由度被重复限制，属过定位。 ③ 将V形块改为在 X 方向浮动的定位形式。
《机械制造技术基础》习题课
b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；
① 圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4 个自由度；端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动 共3个自由度。 ② 绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制，属过定位。 ③ 在端面处加球面垫圈，采用自位支承消除过定位。
《机械制造技术基础》习题课
《机械制造技术基础》习题课
2—13、试分析图2.43所示各定位方案中：① 各定位 元件限制的自由度；② 判断有无欠定位或过定位；③ 对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；
① 三爪卡盘限制Y、 X2个移动自由度，前 后顶尖限制除绕Z轴 的主动以外的其余5 个自由度。
② X、Y的2个移动自由度被重复限制，属过定位。 ③ 去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。
定位元件自由度分析和定位误差重点题型分析
mm
,
H 40 0.15mm,
t 0.03mm 。
求加工尺寸40±0.15mm的定位误差。
34
定位误差
例3.如下图所示，工件以d1外圆定位，加工φ10H8孔。已知：
d1
30
0 0.01
mm
,
d2
55
0.010 0.056
mm
,
H 40 0.15mm,
t 0.03mm 。
可以认为工序基准（工件外圆中心）在水平方向上的位置变
动量为零，即使用V型块对外圆表面定位时，在垂直于V型
块对称面方向上定位误差为零。
38
定位误差
三、工件以一面两孔组合定位时的定位误差计算 在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两
孔定位，以使基准统一。这种组合定位方式所采用 的定位元件为支承板、圆柱销和菱形销。工件以平 面作为主要定位基准，限制三个自由度，圆柱销限 制二个自由度，菱形销限制一个自由度。菱形销作 为防转支承，其长轴方向应与两销中心连线相垂直。
Y;Z
起夹紧作用， 不起定位作用
X
Y ; Z;Y ; Z
14
第九节机床夹具
3）车光轴外圆的三种安装方式。
a)
b)
Y ; Z;Y ; Z
Y;Z
Y;Z
Y;Z
Y;Z
c)
X
15
16
17
18
19
四、定位误差分析
使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面： 1．与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差ΔD； 2．与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差ΔA； 3．与刀具同夹具定位元件调整有关的误差，称为调整误差
46组合定位分析 - 46组合定位分析
第6章 机床夹具设计原理
机械制造 技术基础
6.2.3 组合定位分析
6.2.3.2 几种典型组合形式的定位分析
◆一个平面和二个与其垂直的孔（即一面两孔）的组合 ◆一个平面和二个与其垂直的外圆柱面的组合 ◆一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合
第6章 机床夹具设计原理
●各种定位元件的结构
6．2．3 组合定位分析
●组合定位分析要点 ●组合定位时过定位现象的消除方法
●几种不同组合形式的定位分析
第6章 机床夹具设计原理
机械制造 技术基础
6.2.3 组合定位分析
工件的形状千变万化，实际生产中往往不能用单一定位 元件定位单个表面就可解决定位问题的，而是要用几个定位 元件组合起来同时定位工件的几个定位面。★
由于各过定位元件沿某一坐标轴可移动，因此它们与相对应 的固定定位元件相比，限制的自由度都相应地减少了一个。
第6章 机床夹具设计原理
机械制造 技术基础
限制Y方向移动 限制Z方向转动
6.2.3 组合定位分析
限制Y、Z方向移动
可移动定位元件
第6章 机床夹具设计原理
思考图
机械制造 技术基础
6.2.3 组合定位分析
第6章 机床夹具设计原理
机械制造 技术基础
6.2.3 组合定位分析
2）几个定位元件组合起来定位一个工件相应限的制几X 个定位面，该组合定位元件能限制工件的自由移度动总 数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面时所 能限制自由度的数目之和，不会因组合后而发生数 量上的变化，但它们限制了哪些方向的自由度却会 随不同组合情况而改变（如削角销）。
6.2.3 组合定位分析
机床夹具设计基础——例题解析
的限制。以避免重复
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
属于不完全定位， 如果只加工工件的外圆表面，而无轴向尺寸方面的要求，则定位是合理的， 如果工件有轴向尺寸要求时，则应该增加限制X方向移动的定位支撑点。
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
X
图示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定位基准。若采用一个平面和两 个短圆柱销定位（如图a所示），则平面限制3个自由度 1限制2个自由度 ，短圆柱销2限制 2个自由度 ，短圆柱销 。其中自由度 被重
复限制，属过定位。此时，由于工件孔心距的误差和两定位销中心距的误差， 可能导致两定位销无法同时进入工件孔内。为解决这一过定位问题，可将两定 位销之一在定位干涉方向（Y向）上削边，做成菱形销（图b），以避免干涉。
已知：外径d为: 500 mm 0.03
0.05 内径D为: 300 mm
内外圆同轴度为0.02mm，
试计算用调整法加工这批工件时，
工序尺寸H的定位误差是多少？
解： 基准不重合误差： 基准位移误差：
同轴度误差：
w
c
0.05 0.025mm 2
TD 2 sin
2
0.03 0.021mm 90 2 sin 2
组合定位
1.几个定位元件组合起来定位时,限制的自由度是每个定位元件限 制的自由度数之和. 2.组合定位中的每个定位元件改变它单独定位所限制的自由度. 3.组合定位中,定位元件单独起限制移动自由度转为限制转动自由 度,不再起限制移动自由度,但是限制自由度数量不变. 消除组合定位中的过定位,把限制移动方向的自由度定位元件改 为能移动的定位元件. 消除组合定位中的过定位,也可以改变定位元件的结构.比如:一面 两孔中菱形销
机械制造技术基础作业1～8参考答案
习表 4-18 组号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值 x1 30 37 31 35 36 43 35 21 20 26 x2 25 29 30 40 30 35 18 18 15 31 x3 18 28 33 35 43 38 25 11 21 24 x4 21 30 35 35 45 30 21 23 25 25 x5 29 35 30 38 35 45 18 28 19 26 平均值 24.6 31.8 31.8 36.6 37.8 38.2 23.4 20.2 20 26.4 极差 12 9 5 5 15 15 17 17 10 7 组号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 测量值 x1 26 22 28 24 29 38 28 30 28 33
习图 4-3
解：加工后形状误差如习图答 4-3 所示：a）锥度（圆柱度）误差；b）平面度误差；c）圆柱度误差
a）
b）
习图答 4-3
c）
（2） 教材 201 页习题 4-8： 横磨一刚度很大的工件时， 径向磨削力F x 为 100N， 头、 尾架刚度分别为 50000N/mm 和 40000N/mm，工件尺寸示于习图 4-8，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。 解： A处受力：FA = F x ×100/300=33.3N B处受力：FB = F x ×200/300=66.7N A 处位移：XA = FA/50000=0.00067mm B 处位移：XB = FB/40000=0.00167mm 加工后出现锥度（左小右大） 形状误差为（右大左小） ：
“机械制造技术基础”作业 1 参考答案
（1）写出图 1 所示阶梯轴（材料：45，毛坯：棒料）的 JLBM-1 成组编码，要求画出零件结构简图，标明 与编码有关的尺寸与技术要求，并说明各位编码对应的特征。
机床夹具设计与制造试题
安徽农业大学夹具试题汇总一填空1常用的夹紧机构()、()、()三种，其中()增力作用最小2正确确定夹紧力，主要是确定夹紧力的()、()、()3工件的定位误差主要是由()、()组成。
定位误差一般不应大于工序尺寸公差的()4导向套有()、()、()三种型式，在双面导向的情况下，要求镗杆与机床主轴()5在夹具总装图上，通常标注五种尺寸，它们是()、()、(),()、()6工件以外圆定位元件有()、()、()，工件以孔定位的定位元件有()、()、()。
7斜楔夹紧机构自锁条件是(),a越小则()越大，()越好，但()越小圆偏心夹紧机构的自锁条件是()8(不搞)双孔定位引起的定位误差包括()、()、()9斜楔夹紧机构的特点是()、()、(),()10生产批量较大时，为便于更换磨损的钻套，应使用()钻套、当孔需进行多工步加工时，应使用()钻套11钻床夹具的种类很多，一般分为()、()、(),()、()、()12不搞，对定销和分度盘轴线()时，称为()分度装置，()时，称为()分度装置13机床夹具主要由()、()、()、()、()其他元件组成。
14工件以平面定位时，定位元件通常为：()、()、(),()二判断1工件夹紧后，不能动弹了，所以六个自由度全被限制了，也就实现了完全定位(X)2零件的加工精度，特别是加工表面之间的尺寸和位置精度与工件的定位和夹紧误差有密切关系()3钻套下端面与加工孔端面的空隙越大，则排屑越方便，因此设计时，端面间隙越大越好()4当作用在斜楔的外力一定时，斜楔升角越小，则夹紧力越大，夹紧行程越小()5夹具的基本作用是保证工件的尺寸精度。
()6只要六个定位支承点，工件的六个自由度就可以完全被限制。
7批量小，只用钻头钻孔时，应该采固定钻套引导刀具。
()8车削外圆时不可能也没有必要消除工件绕自己轴心回转的自由度()9螺旋夹紧机构与圆偏心夹紧机构的作用与斜楔夹紧是相同的。
()10只要有六个定位支承点，工件的六个自由度句可以完全被限制()11设计联动夹紧机构时，常采用自动调节夹紧力的浮动机构，以便补偿工件及夹具元件相应尺寸的误差()12()工件夹紧后，不能动弹，故六个自由度全被限制，也就实现了完全定位。
组合定位中各定位元件限制自由度分析
组合定位中各定位元件限制自由度分析
在机械设计领域中，组合定位就是通过不同的定位元件把两个或更多的器件精确地定
位在一个固定位置。
组合定位的元件有：定位销、定位板、基准平面等等。
这些组合定位
元件在机械设计的过程中发挥了至关重要的作用。
组合定位中的各个定位元件都有其特定
的定位功能，但是也存在着一些限制，这些限制主要表现在对自由度的限制方面，具体如下：
1. 定位销
定位销是最常用的定位元件之一，它通过与定位孔配合实现定位的目标。
然而，定位
销在定位过程中会限制工件的部分自由度。
具体来说，定位销只能限制工件的底部，而在
其他方向上，工件仍有很大的自由度，这可能会导致在某些情况下无法完成精确定位。
与定位销不同，定位板通过其整个表面来限制工件的自由度。
它通常用于限制向某个
方向的平移自由度。
但是，如果定位板与工件配合不当，它可能会限制工件的其他自由度。
此外，由于定位板通常是平面的，因此如果工件不是完全平面，则无法实现有效的定位。
3. 基准平面
基准平面是一个用于定位的光滑的平面，它可以用于精确定位工件的底部。
它可以提
供非常高的精度，但是它只能限制工件的底部。
它对于其他方向的自由度没有任何影响。
从上述分析可以看出，在组合定位中，各个定位元件都有其特定的功能，但是它们都
对工件的自由度有限制，这可能会在某些情况下导致定位不准确或无法完成定位。
因此，
在机械设计中，我们必须充分考虑这些因素，选择合适的定位元件，并确保它们按照正确
的方式配合。
只有这样，才能确保完成精确定位的目标。
24组合定位中各定位元件限制自由度分析
3)让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制 移动自由度的方向上移动，引起工件的动向就是 次参定位元件限制的自由度。
⑵应用举例 例1 如图2.28工件以两孔一面在两销一面上定位， 分析各元件限制的自由度。
图2.28 两销一面
单个定位时：
支承平面：限制了：
⑴如下2.33图使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其 限制沿该坐标轴移动方向自由度的作用。
⑵如下2.34图采用自位支承结构，消除定位元件限 制绕某个(或两个)坐标轴转动方向的自由度的作用。
⑶改变定位元件的结构，消除重复限制自由度的 支承，把圆柱销改为削边销就是典型的例子。
⑷提高定位基准之间、定位元之间的位置精度， 避免重复定位的干涉。
x
y
z
圆柱销1：限制了：
xy
｝
圆柱销2：限制x了：y
x y 重复限制 ，分析知
实际参与定位先后分不出 ，
假设1首参，限制：x
y
2次参， 限制了 x z
综合结果：限制了：x
x
y
y
z
z且
x重复限制。
例3：如图2.29工件以外圆柱在3个 短V形块上定位，分析各元件限制 的自由度。
㈡、分析下面各定位元件都限制了哪几个自由度
1．两支承板： 两支承钉： 2．三爪1： 菱形销：
中心架2：
3．固定顶尖1： 中心架3：
活动顶尖2：
4．浮动长V形块： 活动锥坑：
5．长心轴： 浮动双支承：
支承钉：
6．支承大平面： 活动锥坑： 活动短V形块：
7．固定长V形块： 活动顶尖：
8．支承环： 活动球面：
yz
例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位，分析各元 件限制的自由度。
机械加工工艺培训2.2.1确定套筒零件的定位形式
①在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定位 的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假 设； ②首参定位元件限制移动自由度的作用不变； ③让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制移动自由度 的方向上移动，引起工件的动向就是次参定位元件限制的自 由度。
任务实施：
（1）根据加工要求，分析需限制
③可调支承—毛坯面作基准平面，当工件毛坯尺寸有较 大变化，每更换一批毛坯，就要调整一次可调支承。高 度一经调好，就相当于一个固定支承。
用可调支承加工相似件
1—销轴 2—V形块 3—可调支承
④自位支承—毛面定位或刚性不足的场合。
⑤辅助支承—当工件定位基准面需提高定位刚度、稳 定性和可靠性时选用
1、点是指对自由度的限制。 2、自由度是位置不定度。 3、夹紧和定位的概念不同。
二、 工件的定位形式 1、完全定位
工件的六个自由度均被限制，使工件位置完全确定的定位方式称 为完全定位。
当工件在x,y,z三个坐标轴方向上都有尺寸或位置精度要求时，需 采用这种定位方式。
2、不完全定位
工件六个自由度中有一个或几个自由度未被限制，但 能满足加工技术要求的定位方式 称为不完全定位。
过定位分析
讨论：
分析图示两种情况下各限制几个自 由度？ 属于什么定位方式？如何改进？
定位分析： 1、如图车一小
轴（图a），只用三 爪卡盘夹很短的外 圆，限制Y移动、Z 移动，属于欠定位。
机械制造装备设计-第四章复习题及答案
第四章一、单选题1、有某个工件在定位时，被加工表面的工序基准在沿工序尺寸方向上存在一个微小变动量，那么定位误差（ 1 ）。
1）一定存在 2）一定不存在 3）不能确定存在不存在 4）沿工序尺寸方向上不存在2、当采用两销一面定位时，工件的转角误差取决于（ 3 ）。
1）圆柱销与孔的配合 2）削边销与孔的配合3）两个销与孔的配合 4）和销、孔的配合没关系3、当工件径向和轴向刚性都较差时，应使夹紧力和切削力方向（ 3 ）。
1)相反 2)垂直 3)一致 4)成一定角度4、在车床夹具的设计上，最首要考虑的原则是（ 2 ）。
1)提高机加工的劳动生产率的原则2)保证工件的加工要求的原则3)降低成本的原则 4)夹具要具有良好的工艺性的原则5、车床夹具绝大多数安装在机床主轴上，并且要求夹具回转轴线和主轴轴线（ 1 ）。
1)一致 2)成一定角度 3)垂直 4)A、B和C均可6、当工件的（ 3 ）个自由度被限制后，该工件的空间位置就被完全确定。
1)三 2)五 3)六 4)四7、不完全定位限制自由度的数目（ 2 ）。
1)六个 2)小于六个 3)大于六个 4)五个8、当以锥度心轴定位孔类工件时，锥度K值对定位精度的影响是（ 2 ）。
1)K值越大定位精度越高 2)K值越小定位精度越高3)定位精度和K值没关系 4)K值一定时定位精度最高9、定心夹紧机构的特点是（ 2 ）。
1)定位和夹紧不同步，定位和夹紧是同一个元件2)定位和夹紧同步，且定位和夹紧是同一个元件3)定位和夹紧同步，定位和夹紧不是同一个元件4)定位和夹紧不同步，且定位和夹紧不是同一个元件10、组合夹具对夹具元件的要求是（ 3 ）。
1)精度高没有互换性 2)精度低没有互换性3)精度高具有互换性 4)精度低具有互换性11、多件联动夹紧机构，其夹紧力的方向（ 4 ）。
1)只能互相平行 2)只能互相垂直3)只能在一条直线上 4)A、B和C三种情况都有12、下列选项中不是现代机床夹具发展方向的是（ 4 ）。
第二章 工件在夹具中的定位与工件的夹紧
第二章工件在夹具中的定位§2.1 概述1．定位的概念本门课研究的是专用夹具，定位就专门研究工件在专用夹具中的定位，而专用夹具加工的是一批工件，所以定位就专门研究一批工件在专用夹具中的定位。
由工艺课中所讲定位的概念来分析：定位：工件加工前，在机床或夹具中占据某一正确加工位置的过程。
↓工件加工前，在夹具中占据某一正确加工位置的过程。
↓指一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。
↓一致在坐标系中就是确定定位：工件加工前，在夹具中占据“确定”、“正确”加工位置的过程。
怎样才算“确定”、“正确”，是本章要讲的主要内容。
2．基准的概念⑴基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。
⑵设计基准：在零件图上用以确定点、线、面位置的基准。
由产品设计人员确定。
⑶工序基准：工序图上用以确定被加工表面位置的基准。
查找：首先找到加工面，确定加工面位置的尺寸就是工序尺寸，其一端指向加工面，另一端指向工序基准。
见图2.1所示键槽为加工面，h、L 、为三个方向的工序尺寸，三个方向上的中心线为工序基准。
工序基准由工艺人员确定。
⑷定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。
当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面时，称回转面、对称面为定位基面，其回转面、对称面的中心线称定位基准。
定位基准由工艺人员确定，是工序图上标“”所示的基准（定位基准的标注形式见附表1）。
(5) 对刀基准：确定刀具相对夹具（工件）位置的夹具上的基准，一般选与工件定位基准重合的夹具定位元件上的要素为对刀基准。
3．工件尺寸精度获得的方法⑴试切法：试切→测量→调刀，反复进行，达到要求，工件单件加工时用。
⑵定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。
⑶调整法：事先调整好刀具与工件(夹具)的相对位置，在加工一批工件过程中，刀具位置不变。
本门课中涉及尺寸精度获得的方法一般视为调整法。
⑷自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，达到尺寸精度的方法。
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。
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表2.2常用定位 元件能限制的 工件自由度
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2－15．定位方案确定 1．铣b槽
2．钻O1孔
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3．铣b槽
4．钻φ6H8孔
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下一可编节辑版
或△2圆= D2－d2=2(△K +△J－△1/2) 不会发生干涉，但此办法引起的转角误差
太大，一般不可用。
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② 销2采用削边(菱形)销
由图(a)(d)知，去掉干涉冲突部分，剩下部分 为一椭圆，但其制造困难，所以用菱形销代 替，见图2.36，此时不干涉冲突的条件：直径(在孔2min、销2max、缩 小最多)
LK－△K = LJ +△J－(D2－d2)/2 ↓
d2= D2－2(△K +△J)
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因△1的补偿作用： d2= D2－2(△K +△J)+(△1/2)×2
= D2－2(△K +△J－△1/2) 由此可见： d2= D2－2(△K +△J－ △1/2)
图 (b) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最 多)
LK + △K = LJ－△J +( D2－d2)/2
↓
d2= D2－2(△K +△J)
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图(c)因△1的补偿作用： d2= D2－2 (△K +△J)+(△1/2)×2
= D2－2(△K +△J－△1/2) 图(d) 孔间距min、销间距max，干涉冲突
布置，本题圆柱销布在左孔
2) 确定销间距：L±△J=80±0.02 3) 确定圆柱销直径：
d1
=
D1
g6
=
12－ 0.006 － 0.017
∴ △1=0.006 4) 确定菱形销直径：
查表2.1 b=4 ∴ △2 =2b/ D2 (△K +△J－△1/2) =0.038
d2=(
D2－△2)h6=
120.038 0.049
3．一面两孔定位的设计计算
⑴ 定位存在问题：定位元件为一面两销，由前分析 知，主要问题是 X被重复限制，严重时，工件装
不进。
⑵ 解决办法：
① 缩小圆柱销2直径
孔间距及偏差：LK ± △K
销间距及偏差：LJ±△J
孔2最小直径：D2
孔2最大直径： D2+ △D2
销2最大直径：d2
销2最小直径： d2－ △d2
孔1最小直径：D1
孔1最大直径： D1+ △D1
销1最大直径：d1
销1最小直径： d1－ △d1
孔1与销1最小配合间隙：△1
孔2与销2最小配合间隙：△1 2
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图2.35两销设计分析
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见图2.35分析：
图(a)当LK = LJ时，不会干涉 下面为分析方便期间，先假设孔1与销1中心重合。
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（3）设计步骤
① 布置销位：一般把圆柱销布置在工序基 准所在的孔，当两孔均为工序基准时，把圆 柱销布置在工序尺寸精度要求高的孔上。
② L± △J =L±(1/2～1/5) △K ③ d1 = D1 g6 所以△1已知(当D1→∞时，
孔1变成了平面，此时△1 =0) ④ 查表2.1取b (由d= D2查表)
a =（D2/b）△2菱……………….……… (4) (1)=(4)：
△2菱=2b/ D2［ △K+△J－△1/2］
=［b/ D2］△2圆
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可见孔2与销2最小配合间隙减少了好多，所 以常用。此时：
工件在两孔连线方向上的定位基准为圆柱 销所在孔中心线，在垂直两孔连线方向上的定 位基准为两孔中心连线(组合定位基准)。
△2 =2b/ D2 (△K +△J－△1/2) d2=( D2－△2) h6
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表2.1菱形销的主要结构参数表（mm）(GB/T2203-91)
d
＞3 ＞6 ＞8 ＞20 ＞25 ＞32 ＞40 ～6 ～8 ～20 ～25 ～32 ～40 ～50
B d－0.5 d－1 d－2 d－3 d－4 d－5 d－5
a/2= △圆/2
=(△K +△J－△1/2)
而EF距离又由削边销与孔的最小配合间隙△2菱 决定
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图2.36 菱形销设计分析
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(O2C)2=( O2E)2－(CE)2 =( d2/2)2－(b/2)2 =［（D2－△2菱）/2］2－(b/2)2 ---------(2) 在△O2CF中： (O2C)2=( O2F)2－(CF)2 =( D2/2)2－［(b+a)/2］2 =［（d2+△2菱）/2］2－［(b+a)/2］2----(3) (2)=(3)：略去更小量、：
b1
1
233
3
4
5
b2
345
5
6
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削边定位销： D<3mm； 3< D<50mm； D > 50mm
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标准菱形定位销
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菱形销宽度b的验算 原则：1.在极限状态下工件也能正常装夹；
2.以验算结果为准
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例1 根据图2.37所示加工要素及工序 要求，布置圆柱销、菱形销位置。
(a)
(b)
图2.37 菱形销布位分析
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解：图(a)圆柱销布右、菱形销布左。 图(b)圆柱销布在工序尺寸精度高对应的左孔、 菱形销布右孔。
例2 如图2.38所示工件以两孔一面在两销一 面上定位，试设计两销尺寸。
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图2.38 两销20设计算
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解：1) 布置销位：因无加工要求，圆柱销任意