a) 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。
A B C
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：0
2-9 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，H1
和H3的定位误差。
（1）在可涨心轴上定位（见图b）。
Bsd（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dBxd（见图c）。 Bsd（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dBxd（见图c）。
（4）如果记及工件内外圆的同轴度φt，上述三种定位方案中，H1和H3的定位误差又将如何？ （参见第2章之2.2.5） ⑴ H1 = 1/2δd；H3 = 0
⑵ H1 = 1/2δd +1/2δD + 1/2（Bsd - Bxd）；H3= 1/2δD + 1/2（Bsd - Bxd） ⑶ H1 = 1/2δd + δD +（Bsd - Bxd）；H3=δD +（Bsd - Bxd） ⑷如果记及工件内外圆的同轴度φt，则 ① H1 = 1/2δd + φt；H3 = 0
② H1 = 1/2δd +1/2δD + 1/2（Bsd - Bxd）+ φt；H3= 1/2δD + 1/2（Bsd - Bxd）+ φt ③ H1 = 1/2δd + δD +（Bsd - Bxd）+ φt；H3=δD +（Bsd - Bxd）+ φt
2-10 工件以圆柱孔作定位基面时，所采用的定位元件有哪几种？各用于什么场合？ （参见第2章之2.2.4）
工件以圆柱孔作定位基面时，可分为两种情况考虑：
⑴ 工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用下图（a） 所示形式的圆锥定位销；当工件圆孔端边缘形状较高精度时，选用下图（b）所示形式的圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用下图（c） 所示形式的浮动锥销。
⑵ 在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位。
2-11 工件以外圆面作定位基面时，为何常用V形块定位？V形块的限位基面和限位基准分别在哪里？ （参见第2章之2.2.4）
工件以外圆面作定位基面时，采用V形块定位可以提高工件的对称度。V形块工作面即为限位基面，限位基准为V形块的对称轴。
2-12 一面两孔定位中，夹具定位元件为何采用支承板、一个短圆柱销和一个短削边销？
（参见第2章之2.2.5）
生产中最常见的“一面两孔”定位属于组合表面定位。如加工箱体、杠杆、盖板支架类零件，采用“一面两孔”定位，容易做到工艺过程中的基准统一，保证工件的相对位置精度。
工件采用“一面两孔”定位时，两孔可以是工件结构上原有的，也可以是定位需要专门设计的工艺孔。相应的定位元件是支承板和两定位销。当两孔的定位方式都选用短圆柱销时，支承板约束工件三个自由度；两短圆柱销分别约束工件的两个自由度；有一个自由度被两短圆柱销重复约束，产生过定位现象，因此可把一个短圆柱销改为菱形销，采用一圆柱销、一菱形销和一支承板的定位方式，可以消除过定位现象，提高定位精度，有利于保证加工质量。
第3章
3-1 夹紧和定位有何区别？试述夹具的夹紧装置的组成和设计要求。 （参见第3章之3.2.1）
工件的定位是使一批工件每次放置到夹具中都能占据同一位置。在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。
夹紧装置通常由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成，
在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：⑴ 工件不移动原则；⑵ 工件不变形原则；⑶ 工件不振动原则；⑷ 安全可靠原则；⑸经济实用原则。
3-2 试述在设计夹具时，对夹紧力的三要素（力的作用点、方向、大小）有何要求？ （参见第3章之3.2.2）
设计夹紧装置时，夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。 ⑴ 夹紧力的方向。夹紧力的方向与工件定位的基本配置情况，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时必须遵守以下准则：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，以减小工件的变形、减轻劳动强度；夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。
⑵ 夹紧力的作用点。夹紧力作用点是指夹紧件与工件接触的一小块面积。选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下确定夹紧力作用点的位置和数目。夹紧力作用点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素。合理选择夹紧力作用点必须遵守以下准则：夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，应尽可能使夹紧点与支承点对应，使夹紧力作用在支承上；夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位；⑶ 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产生振动和变形，提高定位的稳定性和可靠性。
⑶ 夹紧力的大小。夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。夹紧力的大小要适当。夹紧力过小则夹紧不牢靠，在加工过程中工件可能发生位移而破坏定位，其结果轻则影响加工质量，重则造成工件报废甚至发生安
全事故。夹紧力过大会使工件变形，也会对加工质量不利。理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。
夹紧力三要素的确定，实际是一个综合性问题。必须全面考虑工件结构特点、工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素，才能最后确定并具体设计出较为理想的夹紧装置。
3-3 试分析如图3-46中所示的夹紧力的方向和作用点是否合理？如不合理，如何改
Fw
Fw
进？
（参见第3章之2.2.5）
图中所示的夹紧力的方向和作用点均不合理，改正如图中红色所示。
3-4 试分析如图3-47a）、b）、c）所示的夹紧方案是否合理？如不合理？如何改进？
Fw
Fw
Fw
Fw Fw
Fw
（参见第3章之2.2.5）
夹紧力的方向和作用点均不合理，改正如图中红色所示。
3-5 固定支承有哪几种形式？各适用什么场合？ （参见第2章之2.2.4）
固定支承主要有支承钉和支承板两种形式，大多用于平面定位。
以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉；以基准面粗糙不平或毛坯
面定位时，选用圆头支承钉；侧面定位时，可选用网状支承钉。
以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件。用于侧面定位时，可选用不带斜槽的支承板；通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。
3-6 何谓自位支承？何谓可调支承？何谓辅助支承？三者的特点和区别何在？使用辅助支承和可调支承时应注意些什么问题？ （参见第3章之2.2.5）
自位支承是用于平面定位，对平面上两个或三个支承点通过自动调节，使之起到一个支承点的作用，用于限制工件的一个自由度的的定位元件。其目的在于增加与工件的接触点，减小接触应力，减小工件的变形，或者避免过定位。
可调支承则是在一批工件加工前调整一次，调整后是将其锁紧，其作用与固定支承相同。
在机械加工中,有时由于受工件本身结构的限制,使加工部位处于悬臂状态;或是为了使装夹工件方便，使机床夹具中不能设置足够的固定支承来限制工件的正确位置，为了保持工件定位时的稳定性及增强定位刚性，常采用辅助支承解决。
自位支承、可调支承和辅助支承都能增加定位刚度和定位稳定性，起支承作用。自位支承和可调支承都能限制一个自由度，而辅助支承不起定位作用，即不限制自由度。使用辅助支承和
可调支承时应注意：⑴ 防止装夹时的干涉；⑵压点受力要准确；⑶ 要便于拆装。
3-7 何谓联动夹紧机构？设计联动夹紧机构时应注意哪些问题？试举例说明？ （参见第3章之2.2.5）
联动夹紧机构是在工件的装夹过程中，操作一个手柄或用一个动力装置在几个夹紧位置上同时夹紧一个工件（单件多位夹紧）或者夹紧几个工件（多件多位夹紧）或者除了夹紧动作外，还可以松开或固紧辅助支承的夹紧机构。根据工件的特点和要求，为了减少工件装夹时间，提高生产率，简化结构，常采用联动夹紧机构。
设计联动夹紧机构时应注意：⑴ 由于工件上各夹紧点之间总是存在位置误差，为了使压板均匀可靠地实现多点夹紧，一般要求联动夹紧机构和支承件等要有浮动自位的功能。⑵ 联动机构必须实现几个方向的夹紧力同时作用或顺序作用，并使操作简便。⑶工件的定位和夹紧联动时，应保证夹紧时不破坏工件在定位时所取得的位置。⑷联动夹紧一般要求有较大的总夹紧力，因此机构要有足够的刚度，防止夹紧变形；为了减小动力源的作用力，在联动夹紧机构中常采用增力机构。下图所示则为四点双向浮动夹紧装置。
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