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1、第七章第七章7-1 定位、夹紧的定义是什么？定位与夹紧有何区别？答：定位是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。而夹紧是对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置且不发生变动的过程。定位是确保工件的加工的正确位置，保证工件有好的定位方案和定位精度，定位后不能直接加工。而夹紧是保证工件的定位位置不变，定位在前，夹紧在后。保证加工精度和安全生产。7-2 机床夹具由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？解：机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导向装置、夹具体和其他装置或元件。作用：(1) 定位元件 定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。（2） 夹紧装置 夹紧装置的作用是
2、将工件夹紧夹牢，保证工件在加工过程中位置不变。（3） 对刀及导向装置 对刀及导向装置的作用是迅速确定刀具与工件间的相对位置，防止加工过程中刀具的偏斜。（4） 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。（5） 其他装置或元件 按照工序的加工要求，有些夹具上还设置有如用作分度的分度元件、动力装置的操纵系统、自动上下料装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。7-3 什么叫六点定位原理？什么叫完全定位？答：在机械加工中，用六个适当分布的定位支承点来分别限制工件的六个自由度,从而使工件在夹具中有唯一确定的正确位置，称为“六点定位原理”。在工件实际装夹中，六个自由度被六个
3、支承点完全限制的定位方式即为完全定位。7-4 什么叫欠定位？为什么不能采用欠定位？试举例说明。答：欠定位是由于工艺设计或者夹具设计上的疏忽，以至造成对必须加以限制的自由度而没有得到限制的不良结果，欠定位不能保证工件的加工精度，所以，欠定位是在任何情况下都不被允许的。例如，书上 P195 的图 7-13 中，若去除挡销，则工件绕着 Z 轴转动的自由度没有被限制，就无法满足加工要求。7-5 辅助支承的作用是什么？辅助支承统与可调支承在功能和结构上的区别是什么？(课件有详细说明)解：辅助支承在夹具中仅起支承作用，用于增加工件的支承刚性和稳定性，以防止在切削时因切削力的作用而使工件发生变形，影响加工精
4、度。区别： 功能：可调支承的可调性完全是为了弥补粗基准面的制造误差而设计的,常用语毛坯表面的定位。而辅助支承在夹具中仅起支承作用，不起定位作用，亦即不限制工件的自由度。 结构：7-6 试分析图 7-120 中的定位元件所限制的自由度，并判断有无过定位，对不合理的地方提出改进意见。解: a 图中 Z 轴方向的两个 V 形块限定的自由度为：绕 X 轴的转动，沿 X 方向的移动，绕 Y 轴的转动，沿 Y 方向的移动；X 轴方向的 V形块限定的自由度为沿 Z 方向的移动，绕 Z 轴的转动。无过定位，是完全定位。b 图中 X 平面限定沿 Z 方向的移动，绕 X 轴转动，绕 Y 轴转动三个自由度；左边的
5、V 形块限定沿 X 方向的移动，沿 Y 方向的转动。为不完全定位，无过定位。c 图 X 平面限定沿 Z 方向的移动，绕 X 轴转动，绕 Y 轴转动三个自由度，左边短圆柱销限定沿 X 方向的移动，沿 Y 方向的移动两个自由度。右边的 V 形块限定了绕 Z 轴的转动和沿 X 方向的移动两个自由度。有过定位，可以吧右边的 V 形块换成削边销，只限定绕 Z 轴的转动。7-7 试分析图 7-121 所示加工零件必须限制的自由度；选择定位基准和定位元件，并在途中示意画出。图 7-121a 所示在小轴上铣槽，要求保证尺寸 H 和 L；图 7-121b 所示在支座零件上加工两孔，保证尺寸 A 和 H。答：a）
6、中，用两个短 V 型块，确定四个自由度，再在零X,X,Z,Zrr)件右端加一支承钉，限制一个自由度，不完全定位。Yrb）在零件底面加两个支承板限制三个自由度，大孔处加一X,Y,Zr)个削边销限制 1 个自由度，最后在外圆弧处加一短 V 型块，限Xr制两个自由度，完全定位。Y,Z) )7-8 如图 7-122 所示，齿轮坯的内孔和外圆均已加工合格，其 ，。现在插床上用调整法加工内键 = 800 0.1 = 35+ 0.025 0槽，要求保证尺寸。忽略内孔与外圆同轴度公差， = 38.5+ 0.2 0试计算该定位方案能否满足加工要求？若不能满足，应如何改进？解：由于工序定位基准不重合将产生基准不重
7、合误差 =0.025 2 = 0.0125基准位移误差 =0.12sin 2= 0.0707= + = 0.0832因为 因此该定位方案不 3=0.2 3= 0.0667 3能满足加工要求。 改进措施: 提高齿轮坯外圆的制造精度，增大 V 形块的夹角、或者把键槽转成水平方向等都可以减小定位误差。7-9 工件装夹如图 7-123 所示。现欲在的圆柱工件上(60 0.01)mm铣一平面，保证尺寸。已知的 V 型块所确定(25 0.025)hmm90o的标准工件（）的中心距安装面为，塞尺60mm(45 0.003)mm厚度。试求：当保证对刀误差为 h 公差(3 0.002)Smm（0.05mm）的三
8、分之一时，夹具上安装对刀块的高度 H 为多少？工件的定位误差为多少？解：（1）对刀基本尺寸为，254570mm且，上下偏差分别为，则，0.0510.008332mm夹具上对刀块高度 H 为：(70 0.0083) (3 0.002) 670.0063Hmm mm (2)jb=H=0.003*2=0.006mmjy= 2sin1 2dT00.0210.02902sin2mm d=jb+jy=0.006+0.02=0.026mm7-10 在图 7-124 所示套筒零件上铣键槽，要求保证尺寸及对称度。0 0.1454现有三种定位方案，分别如图 7-124b、c、d 所示。试计算三种不同定位方案的定位
9、误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度公差不大于 0.02mm） 。答：b）图中，尺寸 H 的定位误差，有，d0.110.1410.21mm 0.047mm故，该定位方案不能满足加工要求。对称度的定位误差jb =t=0.02mmmaxmin jyD-d 20.01-(0.03) =0.02mm2djbjy0.03 3 = + =0.04mm=0.01mm故，该定位方案不能满足加工要求。d）图中，尺寸 H 的定位误差，有，而，jy0d0对称度的定位误差d0.10.03 =0.05mm=0.01mm23故，该定位方案不能满足加工要求。综上所述，应选择 b 方案为最优方案。7-11 分析图
10、 7-125 所示的夹紧力方向和作用点，并判断其合理性及如何改进。解： a）不合理，夹紧力的作用点应该位于上斜面。b）不合理，夹紧力的方向为箭头指向左，作用点在右端面。c）不合理，夹紧力的方向指向左，作用点在右边轮廓线。d）不合理，夹紧力指向左边，作用点在元件的右边。7-12 指出图 7-126 所示各定位、夹紧方案及机构设计中不正确的地方，并提出改进意见。解：图 a）夹紧力的作用点未落在支承元件上，破坏了工件的定位。改进方法是使夹紧力的作用点落在支承元件上。图 b）夹紧力会使工件产生变形，影响加工精度。改进方法是在夹紧力作用的地方加辅助支承，以提高零件的刚度。图 c）图中的定位方案为欠定位，
11、不能满足定位要求。改进方案为增加两个支承钉。图 d）同图 a）一样夹紧力的作用点未落在支承元件上，破坏了工件的定位。改进方案为右边的夹紧元件下调对准左面的支承钉。图 e）该定位方案使工件上表面定位产生过定位，工件的夹紧力作用点不确定。改进方案是在盖板上增加一个自位支承。图 f）同图 e)一样，工件的夹紧力作用点不确定。改进方案是在是将两个支承安装在一个自位支承上，如 P198 页图 7-20-b 所示。第八章第八章8-1 试述影响加工精度的主要因素。答：加工精度主要包含了三个方面：尺寸精度、形状精度、位置精度。而影响加工精度的主要因素包括：定位误差、安装误差，对刀误差，因机床精度、刀具精度、工
12、艺系统弹性变形和热变形，以及残余应力等原因引起的过程误差。8-2 何谓调整误差？在单件小批生产或大批大量生产中各会产生哪些方面的调整误差，他们对零件的加工精度会产生怎样的影响？答：切削加工时，要获得规定的尺寸就必须对机床、刀具和夹具进行调整。无论哪种调整方法，想获得绝对准确的规定尺寸是不可能的，这就产生了调整误差。在单件小批生产中，普遍用试切法调整；而在成批、大量生产中，则常用调整法。显然，试切法不可避免会产生误差，而调整法中，对刀有误差，挡块、电器行程开关行程控制阀等的精度和灵敏度都影响的准确性。8-3 试述主轴回转精度对加工精度的影响。答：主轴回转精度直接影响工件的圆度、圆柱度和端面对轴线
13、的垂直度等多项精度。主轴的回转误差主要表现在以下几方面：（1）径向圆跳动，又称径向飘移，是指主轴瞬时回转中心线相对平均回转中心线所做的公转运动。车外圆时，该误差将影响工件圆柱面的形状精度，如圆度误差。（2）轴向窜动，又称轴向飘移，是指瞬时回转中心线相对于平均回转中心线在轴线方向上的周期性移动。轴向窜动将不影响加工圆柱面的形状精度，但会影响端面与内、外圆的垂直精度。加攻螺纹时还会使螺纹导程产生周期性误差。（3）角度误差，又称角度飘移，是指主轴瞬时回转中心线相对于平均回转中心线在角度方向上的周期性偏移。它主要影响工件的形状精度，车削外圆时产生锥度误差。在实际的工作中，主轴回转中心线的误差运动是上述
14、三种基本形式的合成，所以它既影响工件圆柱面的形状精度，也影响端面的形状精度，同时还影响端面与内、外圆的位置精度。8-4 试举例说明在加工过程中，工艺系统受力变形和磨损怎样影响零件的加工精度，各应采取什么措施来克服这些影响？答：由机床、夹具、工件和刀具所组成的工艺系统在外力作用下（主要是切削力）会产生弹性变形。这种变形会使切削过程中发生振动，从而严重恶化加工精度和表面质量，还会限制加工的生产率。将工艺系统抵抗外力变形的能力称为工艺系统的刚度，并将它定义为：。而要克服这些影响，就可以通过提高机床的刚度、刀p sF yJ具的刚度以及工件的刚度实现。具体的说，就是提高配合零件的接触刚度；提高机床零件本
15、身的刚度；增加连接件的刚度；减少零件间的配合间隙等等。而在机床的使用过程中，由于各摩擦部分的磨损，机床的精度会逐渐下降，从而影响加工精度。刀具的径向磨损量 NB 不仅会影响工件尺寸精度，还影响工件的形状精度。8-5 车削细长轴时，工人经常在车削一刀后，将后顶尖松一下在车下一刀，试分析其原因何在？答：在切削热的作用下，轴会产生热伸长，将后顶尖松一下可以工件在轴向提供伸缩的余地，避免工件产生弯曲。8-6 在卧式铣床上铣键槽，如图 8-45 所示，经测量发现靠工件两端比中间的深度尺寸大，且都比调整尺寸深度小分，析产生这一现象的原因。答：产生这一现象的原因是由于工件的刚度不足引起的。工件装夹在两固定顶
16、尖之间加工，相似于一根梁自由支承在两个支点上，若垂直铣削分力为 Fcn对于光轴最大的挠曲变形发生在中间位置，此处弹性变形为：Ygj=Fcnl3/48EI对于圆钢工件的刚度为：Jgj=48EI/l3受工件刚度的影响在铣刀的整个行程中，铣刀所切下的切削层厚度将不等，在工件的中点（挠曲度最大的地方）最薄，两端的切削层最厚，故键槽深度两端比中间的深度尺寸大，且均小于调整尺寸。8-7 车床床身导轨在垂直平面及水平面内的直线度对车削轴类零件的加工误差有何影响？影响程度有何不同？答：1）车床导轨在水平面内有直线度误差，则车外圆时工件会y产生半径误差R，即；2）若车床导轨在垂直面内有直线yR度误差，车外圆时，引起的工件半径误差。z2 z dR=垂直
