2025年《機床夾具設(shè)計》試卷及答案(A卷)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.機床夾具中，用于確定工件相對于刀具正確位置的元件是（）。A.定位元件B.夾緊元件C.對刀導向元件D.連接元件答案：C2.工件以平面定位時，常用的定位元件是（）。A.圓柱銷B.V形塊C.支承板D.菱形銷答案：C3.六點定位原理中，限制工件繞X軸、Y軸轉(zhuǎn)動自由度的定位點應(yīng)布置在（）。A.主定位面上B.導向定位面上C.止推定位面上D.任意位置答案：B4.夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力（）。A.相反B.垂直C.同向D.成45°角答案：C5.加工一批軸類零件外圓時，若采用V形塊定位，其定位誤差與（）無關(guān)。A.V形塊夾角B.工件直徑公差C.工件長度D.V形塊制造精度答案：C6.下列夾緊機構(gòu)中，自鎖性能最好的是（）。A.斜楔夾緊機構(gòu)B.螺旋夾緊機構(gòu)C.偏心夾緊機構(gòu)D.鉸鏈夾緊機構(gòu)答案：B7.夾具的對刀裝置主要用于確定（）。A.工件與機床的位置B.刀具與工件的位置C.夾具與機床的位置D.刀具與夾具的位置答案：D8.工件以圓孔在圓柱銷上定位時，若工件孔公差為H7，圓柱銷公差為g6，則基準位移誤差主要由（）引起。A.孔與銷的間隙B.銷的制造誤差C.孔的形狀誤差D.工件安裝傾斜答案：A9.設(shè)計車床夾具時，為減少離心力影響，應(yīng)盡量使夾具的（）與車床主軸軸線重合。A.重心B.幾何中心C.定位基準D.夾緊力作用點答案：A10.成組夾具的核心特點是（）。A.結(jié)構(gòu)簡單B.通用性強C.精度高D.制造成本低答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.機床夾具的基本組成包括定位元件、夾緊裝置、對刀導向元件、連接元件和（）。答案：夾具體2.定位基準分為粗基準和（），其中（）是已加工過的表面。答案：精基準；精基準3.完全定位是指限制了工件的（）個自由度，不完全定位是指限制的自由度少于（）個但能滿足加工要求的定位。答案：六；六4.V形塊定位時，其對中性好，可自動對中工件的（），常用于定位（）類零件。答案：軸線；軸5.夾緊裝置的基本要求包括：夾緊力大小適當、（）、（）和結(jié)構(gòu)簡單操作方便。答案：夾緊動作迅速；夾緊可靠6.斜楔夾緊機構(gòu)的夾緊力與原始作用力的關(guān)系為（），其自鎖條件是（）。答案：Fj=F/tan(α+φ)；α≤φ1+φ2（α為斜楔楔角，φ1、φ2為摩擦角）7.夾具的制造誤差主要包括定位元件的位置誤差、（）和（）。答案：對刀導向元件的位置誤差；夾具體的制造誤差8.加工箱體類零件時，常用（）作為定位基準，遵循（）原則，以減少基準不重合誤差。答案：一面兩孔；基準統(tǒng)一9.組合夾具的特點是（）、（），適用于新產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)。答案：可重復使用；組裝靈活10.定位誤差由（）誤差和（）誤差兩部分組成。答案：基準不重合；基準位移三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述不完全定位與欠定位的區(qū)別。答案：不完全定位是指工件被限制的自由度少于6個，但能滿足加工要求的定位方式（如加工平面只需限制3個自由度）；欠定位是指工件被限制的自由度不足，無法保證加工精度的定位方式，屬于不允許的定位。兩者的本質(zhì)區(qū)別在于是否滿足加工精度要求。2.說明夾緊力作用點選擇的基本原則。答案：（1）夾緊力作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，避免工件變形或位移；（2）作用點應(yīng)靠近加工表面，減少切削力引起的振動；（3）作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位，防止薄壁件夾緊變形。3.對刀塊的作用是什么？常用的對刀塊有哪些類型？答案：對刀塊用于確定刀具相對于夾具（即工件）的正確位置，保證加工尺寸精度。常用類型包括平面對刀塊（用于銑平面）、直角對刀塊（用于銑直角面）、成形對刀塊（用于銑成形面）和槽用對刀塊（用于銑槽）。4.簡述夾具設(shè)計的基本步驟。答案：（1）明確設(shè)計任務(wù)：分析工件結(jié)構(gòu)、加工要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；（2）確定定位方案：選擇定位基準，設(shè)計定位元件；（3）設(shè)計夾緊裝置：確定夾緊力方向、大小和作用點，選擇夾緊機構(gòu)；（4）設(shè)計對刀導向元件：根據(jù)刀具類型選擇對刀塊或?qū)蛱?；?）設(shè)計夾具體：連接各元件，保證剛度和精度；（6）繪制夾具裝配圖和零件圖；（7）驗證方案：通過模擬或試切檢驗夾具性能。5.加工薄壁套筒類零件時，如何避免夾緊變形？答案：（1）采用均布夾緊力：使用多爪卡盤或環(huán)形壓板，使夾緊力均勻分布；（2）增大接觸面積：在夾緊部位增加軟墊（如銅皮）或采用弧形壓塊，減少局部壓力；（3）選擇合理的夾緊方向：優(yōu)先沿徑向夾緊（若軸向剛度好），避免沿薄壁徑向直接夾緊；（4）采用輔助支承：在工件內(nèi)部設(shè)置脹套，通過內(nèi)脹方式夾緊，減少外壓變形。四、分析題（每題10分，共20分）1.如圖1所示（假想圖：工件為階梯軸，大端直徑Φ50h6，小端直徑Φ30h6，長度分別為80mm和50mm，需在車床上精車小端外圓至Φ30h5，保證小端外圓與大端外圓同軸度0.02mm），試設(shè)計其定位方案：（1）選擇定位基準；（2）確定定位元件類型；（3）分析定位是否完全，并說明理由。答案：（1）定位基準：選擇大端外圓及其端面作為定位基準，利用“基準重合”原則保證同軸度要求；（2）定位元件：大端外圓采用短V形塊（限制X、Y方向移動自由度），大端端面采用支承板（限制Z方向移動自由度），小端采用頂尖（限制X、Y方向轉(zhuǎn)動自由度和Z方向轉(zhuǎn)動自由度）；（3）定位分析：V形塊限制X、Y移動（2個自由度），支承板限制Z移動（1個自由度），頂尖限制X、Y轉(zhuǎn)動和Z轉(zhuǎn)動（3個自由度），共限制6個自由度，屬于完全定位，滿足同軸度和尺寸精度要求。2.某銑床夾具夾緊機構(gòu)采用螺旋壓板夾緊（如圖2所示：壓板為開口式，螺旋桿垂直作用于壓板中部，工件為矩形塊，厚度20mm，加工表面為上平面，要求夾緊后工件不滑動、不翻轉(zhuǎn)）。試分析：（1）夾緊力方向是否合理？（2）如何防止工件翻轉(zhuǎn)？（3）若壓板與工件接觸點距定位面距離為30mm，切削力F=500N（垂直向下），摩擦系數(shù)μ=0.2，計算所需最小夾緊力。答案：（1）夾緊力方向合理：垂直向下，與切削力同向，可增大工件與定位面的摩擦力，防止滑動；（2）防止翻轉(zhuǎn)措施：壓板接觸點應(yīng)靠近加工表面（減少力臂），或在工件前端設(shè)置輔助支承，限制繞定位面的翻轉(zhuǎn)力矩；（3）夾緊力計算：工件不滑動條件為Fj×μ≥F→Fj≥F/μ=500/0.2=2500N；考慮翻轉(zhuǎn)力矩，假設(shè)切削力作用于工件中心（距定位面10mm），夾緊力作用點距定位面30mm，則翻轉(zhuǎn)力矩M1=F×10=5000N·mm，抗翻轉(zhuǎn)力矩M2=Fj×30，需M2≥M1→Fj≥5000/30≈166.67N。綜合取較大值，最小夾緊力為2500N。五、計算題（每題10分，共20分）1.工件以圓孔（Φ30H7，ES=+0.021mm，EI=0）在圓柱銷（Φ30g6，es=-0.007mm，ei=-0.020mm）上定位，工件需加工一平行于圓孔軸線的平面，要求平面至圓孔軸線的距離為15±0.1mm。試計算：（1）基準位移誤差Δjw；（2）判斷定位方案是否可行（設(shè)其他誤差忽略不計）。答案：（1）圓孔與圓柱銷的最大間隙Xmax=ES-ei=0.021-(-0.020)=0.041mm；基準位移誤差Δjw=Xmax/2=0.041/2=0.0205mm（因加工平面平行于軸線，位移誤差為間隙引起的軸線偏移量的一半）；（2）加工尺寸公差T=0.2mm，定位誤差ΔD=Δjw=0.0205mm（基準重合，無基準不重合誤差），ΔD≤T/3（0.2/3≈0.0667mm），故方案可行。2.某鉆床夾具需加工工件上Φ8H7孔，要求孔距底面尺寸為20±0.1mm（底面為定位基準）。工件底面在夾具支承板上定位（支承板平面度0.01mm），鉆套中心至支承板距離為20mm（鉆套制造公差±0.02mm），鉆套與鉆頭間隙引起的偏移量為0.01mm。試計算：（1）定位誤差ΔD；（2）夾具誤差ΔJ；（3）總加工誤差是否滿