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1、机械制造技术基础机械制造技术基础 课程设计课程设计2021/9/2311 1）设计目的）设计目的 机械制造技术基础机械制造技术基础是一门是一门综合性和实践性综合性和实践性都很强的课程，都很强的课程，机械制造技术基础课程设计是课程教学中的一项重要内容，是机械制造技术基础课程设计是课程教学中的一项重要内容，是完成教学计划达到教学目标和培养同学们创新能力的重要环节；完成教学计划达到教学目标和培养同学们创新能力的重要环节；也是同学们知识和能力深化和升华的重要过程。也是同学们知识和能力深化和升华的重要过程。本课程设计应达到以下教学目的：本课程设计应达到以下教学目的：2021/9/2322 2、培养同学们
2、综合应用机械制造工艺学和其它多门课程的理、培养同学们综合应用机械制造工艺学和其它多门课程的理论知识解决实际问题的能力；培养学生的实践和实际动手能力、论知识解决实际问题的能力；培养学生的实践和实际动手能力、提高同学们的全面素质。提高同学们的全面素质。1 1、进一步加深同学们对机械制造工艺学理论知识的理解；、进一步加深同学们对机械制造工艺学理论知识的理解；3 3、通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高同通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高同学们收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工学们收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工的能力；的能力；2021/9/2335
3、 5、培养同学们掌握、培养同学们掌握机床夹具设计的基本原理、方法及步机床夹具设计的基本原理、方法及步骤，骤，进一步提高同学们的工程设计能力；进一步提高同学们的工程设计能力；7 7、培养同学们编写技术文件的能力；培养同学们编写技术文件的能力；4 4、培养同学们制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；、培养同学们制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；6 6、培培养养同同学学们们对对零零件件机机械械加加工工中中影影响响质质量量、生生产产率率和和经经济济性的因素进行综合分析的能力；性的因素进行综合分析的能力；2021/9/2342）设计任务）设计任务n零件的机械加工工艺过程卡1份、机械加工工序卡1套
4、；n夹具装配图1张、零件图2张；n设计说明书1份(30页左右)。2021/9/2353 3）设计的步骤）设计的步骤n调查研究、收集资料；调查研究、收集资料；n分析、研究零件图，进行工艺审查；分析、研究零件图，进行工艺审查；n选择毛坯制造方式，画毛坯图；选择毛坯制造方式，画毛坯图；n拟订工艺路线；拟订工艺路线；n确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；n选择各工序的加工设备和工艺装备；选择各工序的加工设备和工艺装备；n计算切削用量，并估算工时定额；计算切削用量，并估算工时定额；n编写课程设计说明书。编写课程设计说明书。2021/9/2364 4）课程设计所需参
5、考资料）课程设计所需参考资料n机械制造技术基础机械制造技术基础课程设计指导书；课程设计指导书；n机械制造工艺设计手册机械制造工艺设计手册；n热加工工艺基础热加工工艺基础n机械制造技术基础机械制造技术基础n机械制造工艺学机械制造工艺学n机械制造工艺学课程设计指导书及习题机械制造工艺学课程设计指导书及习题n切削用量手册切削用量手册2021/9/2376）成绩评定）成绩评定n工作态度；n图面质量；n设计说明书质量。2021/9/238二、机械制造工艺学课程设计的内容二、机械制造工艺学课程设计的内容2 2、拟定工艺路线拟定工艺路线 要求拟定工艺路线三套以上，对它们进行分析、比较要求拟定工艺路线三套以上
6、，对它们进行分析、比较后，确定选用综合最优的方案，后，确定选用综合最优的方案，最后填写一套机械加工工艺最后填写一套机械加工工艺过程卡和所有工序的机械加工工序卡。过程卡和所有工序的机械加工工序卡。对零件进行工艺分析，确定零件的加工余量和毛坯的制造对零件进行工艺分析，确定零件的加工余量和毛坯的制造方法，在零件图的基础上添加加工余量，获得毛坯图。方法，在零件图的基础上添加加工余量，获得毛坯图。1 1、绘制工件的毛坯图、绘制工件的毛坯图2021/9/2392021/9/23102021/9/23113 3、设计一道工序的专用夹具设计一道工序的专用夹具 自己指定。自己指定。要求：要求：每个学生必须独立完
7、成课程设计报告；每个学生必须独立完成课程设计报告；课课程程设设计计报报告告书书写写规规范范、文文字字通通顺顺、图图表表清清晰晰、数数据据和计算完整、结论明确；和计算完整、结论明确；格式满足邵阳学院课程设计编写规范格式满足邵阳学院课程设计编写规范 4 4、编写设计说明书一份编写设计说明书一份2021/9/2312三、机械制造工艺学课程设计的方法和步骤三、机械制造工艺学课程设计的方法和步骤 1 1、认认真真研研究究被被加加工工零零件件样样图图 了了解解该该零零件件所所属属产产品品的的用用途途、性性能能和和工工作作条条件件以以及及零零件件在在产产品品中中的的地地位位与与作作用用。根根据据零零件件在在
8、产产品品中中的的作作用用进进一一步步分分析析零零件件结结构构设设计计和和精精度度要要求的合理性。求的合理性。(一）了解零件及产品的设计要求一）了解零件及产品的设计要求此步骤的具体要求：此步骤的具体要求：2 2、检检查查零零件件图图的的完完整整性性 分分析析和和审审查查零零件件图图时时，应应审审查查零件视图和尺寸以及加工表面的要求。零件视图和尺寸以及加工表面的要求。2021/9/2313 3 3、审审查查零零件件的的结结构构工工艺艺性性 从从机机械械加加工工工工艺艺观观点点出出发发，结结合合零零件件的的用用途途，分分析析零零件件精精度度和和技技术术要要求求的的合合理理性性。若若发发现现精精度度要
9、要求求不不合合理理或或结结构构工工艺艺性性不不好好，可可向向设设计计者者提提出出修改意见。修改意见。4 4、确确定定零零件件的的主主要要加加工工表表面面 根根据据零零件件各各表表面面精精度度要要求求和和作作用用确确定定出出零零件件的的主主要要加加工工表表面面，以以便便确确定定正正确确的的加加工工流流程程，提提高高切切削削效效率率。对对于于难难以以达达到到的的加加工工表表面面应应提提出出保保证措施。证措施。2021/9/2314(二）计算生产钢领与生产节拍二）计算生产钢领与生产节拍 在总体方案设计阶段，首先可根据设计任务书上给定在总体方案设计阶段，首先可根据设计任务书上给定的被加工零件年产量，计
10、算生产纲领。生产纲领对工厂的生产的被加工零件年产量，计算生产纲领。生产纲领对工厂的生产过程和生产组织起决定性的作用。其计算方法如下：过程和生产组织起决定性的作用。其计算方法如下：N=Qn(1+%)(1+%)N=Qn(1+%)(1+%)Q-Q-年产量（台年产量（台/年）年）n-n-每台产品所需该零件数量（件每台产品所需该零件数量（件/台）台）-备品率备品率-废品率废品率1 1、计算零件的生产纲领、计算零件的生产纲领2021/9/2315 根根据据零零件件的的生生产产纲纲领领确确定定其其生生产产类类型型，它它是是机机械械加加工工工工艺艺过过程程（或或规规程程）设设计计必必须须具具备备的的原原始始资
11、资料料之之一一。各各种种生生产产类类型型有有各各自自的的工工艺艺特特点点，这这就就决决定定了了被被加加工工零零件件各各工工序序所需的专门化和自动化程度。所需的专门化和自动化程度。在在成成批批和和大大量量生生产产中中，一一般般都都采采用用流流水水生生产产，它它的的主主要要特特点点是是：每每一一工工序序在在固固定定工工作作地地点点进进行行；按按工工序序先先后后顺顺序序排排列列工工作作地地点点；有有生生产产节节拍拍（节节奏奏），即即要要求求各各工工序序的的工工作作时时间间同期化（工序时间都与生产所规定的节奏相等或成整数倍）。同期化（工序时间都与生产所规定的节奏相等或成整数倍）。2 2、确定生产类型、
12、确定生产类型3 3、计算生产节拍、计算生产节拍2021/9/2316式中式中 tt机床机床1 1年的名义工作时间，分；年的名义工作时间，分；KK机床的利用率，一般取机床的利用率，一般取9595；生产节拍，即生产每个零件所需的时间，分件。生产节拍，即生产每个零件所需的时间，分件。生产节拍的计算公式为：生产节拍的计算公式为：2021/9/2317（三）制定机械加工工艺规程（三）制定机械加工工艺规程 根据零件图和所属的产品装配图、生产纲领和工厂根据零件图和所属的产品装配图、生产纲领和工厂的具体条件，设计零件的机械加工工艺规程，的具体条件，设计零件的机械加工工艺规程，以符合优质、以符合优质、高产和低消
13、耗为总要求高产和低消耗为总要求。其大体步骤如下：。其大体步骤如下：机械加工工艺规程的制订，可以按以下设计步骤进行：机械加工工艺规程的制订，可以按以下设计步骤进行：（1 1）计算零件生产纲领，确定机械加工的生产类型。）计算零件生产纲领，确定机械加工的生产类型。（2 2）研研究究分分析析被被加加工工零零件件图图和和被被加加工工零零件件的的原原始始资资料料，审审查查、改善零件的结构工艺性。改善零件的结构工艺性。1 1、制订机械加工工艺规程、制订机械加工工艺规程2021/9/2318 （3 3）确定毛坯类型、结构及尺寸。）确定毛坯类型、结构及尺寸。（4 4）拟拟订订被被加加工工零零件件工工艺艺路路线线
14、，选选择择定定位位基基准准、夹夹紧紧部部位位和和各加工表面的加工方法。各加工表面的加工方法。（5 5）选选择择加加工工设设备备及及工工艺艺装装备备。对对单单件件小小批批生生产产，多多选选用用通通用用机机床床；对对大大批批生生产产，则则选选择择或或设设计计高高生生产产率率的的专专用用机机床床或或自自动化机床。动化机床。（6 6）确定工序尺寸及其公差。）确定工序尺寸及其公差。（7 7）确定切削用量及工时定额。）确定切削用量及工时定额。（8 8）填写工艺卡片，绘制工序图。）填写工艺卡片，绘制工序图。2021/9/2319 2 2、毛坯种类选择和绘制毛坯图、毛坯种类选择和绘制毛坯图 毛坯制造是零件生产
15、过程的一部分，零件所用的毛坯毛坯制造是零件生产过程的一部分，零件所用的毛坯种类选择得是否合适，将影响工艺过程是否优质、高产和低种类选择得是否合适，将影响工艺过程是否优质、高产和低消耗。消耗。正确地选择毛坯主要应考虑以下几个因素：正确地选择毛坯主要应考虑以下几个因素：零件的材料及其力学性能；零件的材料及其力学性能；零件的结构形状和尺寸大小；零件的结构形状和尺寸大小；零件的生产批量和精度要求；零件的生产批量和精度要求；工厂毛坯车间的现有设备和技术水平。工厂毛坯车间的现有设备和技术水平。（1 1）毛坯种类选择）毛坯种类选择2021/9/2320 确定毛坯的加工余量的确定毛坯的加工余量的基本原则基本原
16、则：在保证加工质量的：在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。前提下尽量减少加工余量。（2 2）确定毛坯的加工余量）确定毛坯的加工余量零零件件尺尺寸寸精精度度或或表表面面粗粗糙糙度度要要求求高高的的加加工工表表面面，应应有有较较大大的的加工余量；加工余量；加工面积大的表面加工余量应加大；加工面积大的表面加工余量应加大；距基准较远的加工表面，加工余量应相应增加；距基准较远的加工表面，加工余量应相应增加；出现缺陷或开设浇、冒口位置时应留工艺余量。出现缺陷或开设浇、冒口位置时应留工艺余量。毛坯的总余量为各工序的加工余量之和。毛坯的总余量为各工序的加工余量之和。同时应考虑下列的原则：同时应考虑下列的原
17、则：1 1、依靠现场工人经验或查阅有关、依靠现场工人经验或查阅有关余量表格（或手册）；余量表格（或手册）；2 2、计算各工序的加工余量、计算各工序的加工余量确定加工余量的方法确定加工余量的方法2021/9/2321 对型材毛坯，只需选择其型号、直径和长度等，无对型材毛坯，只需选择其型号、直径和长度等，无需画毛坯图。需画毛坯图。对铸件、锻件，则应在零件图的基础上，确定毛坯的对铸件、锻件，则应在零件图的基础上，确定毛坯的分型（模）面、毛坯的加工余量、铸造（或模锻）斜度及毛坯分型（模）面、毛坯的加工余量、铸造（或模锻）斜度及毛坯圆角。圆角。绘制毛坯图时，绘制毛坯图时，以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划
18、以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖面图上用交叉十字线表示加线表示经切削加工后的表面，在剖面图上用交叉十字线表示加工余量。图上要标注出主要尺寸及其公差。工余量。图上要标注出主要尺寸及其公差。（3 3）绘制毛坯图）绘制毛坯图2021/9/2322 3 3、拟订机械加工工艺路线、拟订机械加工工艺路线 拟订机械加工工艺路线也就是设计机械加工工艺过拟订机械加工工艺路线也就是设计机械加工工艺过程，主要包括以下几个方面内容：程，主要包括以下几个方面内容：（1 1）零件的加工表面一般有平面、外圆、内孔、螺纹、齿）零件的加工表面一般有平面、外圆、内孔、螺纹、齿形、花键和成型表面等。形
19、、花键和成型表面等。对应这些典型表面能达到一定经济对应这些典型表面能达到一定经济精度的加工方法很多，在具体选择确定时应从零件的结构特精度的加工方法很多，在具体选择确定时应从零件的结构特点、技术要求、材料和热处理、生产批量和现有生产条件来点、技术要求、材料和热处理、生产批量和现有生产条件来考虑，以满足机械加工工艺要求。考虑，以满足机械加工工艺要求。（2 2）工序定位基准的选择）工序定位基准的选择 在将毛坯加工成成品零件的全在将毛坯加工成成品零件的全部过程中，应根据粗基准选择原则和精基准选择原则来选择部过程中，应根据粗基准选择原则和精基准选择原则来选择加工阶段中的定位基准，以确保加工表面的位置精度
20、。加工阶段中的定位基准，以确保加工表面的位置精度。2021/9/2323 根根据据每每个个加加工工表表面面的的结结构构形形状状和和技技术术要要求求，确确定定采采用用何何种种加加工工方方法法和和分分几几次次加加工工。一一般般零零件件的的机机械械加加工工工工艺艺过过程程大大致致可可分分为为粗粗加加工工阶阶段段工工序序、半半精精加加工工阶阶段段工工序序、精精加加工工阶阶段段工工序序和和光光整整加加工工等等阶阶段段。具具体体安安排排工工序序内内容容时时，要要把把粗粗、精精加加工工分分开开，但但加加工工阶阶段段划划分分不不应应过过细细，否否则则会会使使工工序序数数目目增增加加、加加工工过过程程复复杂杂，
21、影影响响生生产产率率和和成成本本。因因此此，在在满满足足质质量量要要求求的的情情况况下下，划分的工序数目应尽可能少。划分的工序数目应尽可能少。（3 3）工序数目和顺序的确定）工序数目和顺序的确定 机机械械加加工工工工序序顺顺序序安安排排应应遵遵循循：先先粗粗后后精精、先先主主后后次次、先先面面后后孔孔、基基准准先先行行的的原原则则。具具体体决决定定工工序序数数目目时时，应应根根据据零零件件结结构构特特点点、生生产产类类型型和和工工厂厂具具体体条条件件，适适当当地地采采用用工工序序集集中中和和工工序序分分散散原原则则。还还应应考考虑虑热热处处理理工工序序、检检验验工工序序和和辅辅助助工工序序的的
22、安排。安排。2021/9/2324 采用查表法确定每道工序的加工余量，然后按工序采用查表法确定每道工序的加工余量，然后按工序由后向前推的计算方法，根据选定的余量计算每一道工序的由后向前推的计算方法，根据选定的余量计算每一道工序的尺寸。工序尺寸的公差和表面粗糙度要求应按该工序的加工尺寸。工序尺寸的公差和表面粗糙度要求应按该工序的加工方法的经济精度来确定。工序尺寸的公差一般规定为按工件方法的经济精度来确定。工序尺寸的公差一般规定为按工件的的 “入体入体”方向标注。方向标注。（4 4）确定工序尺寸及其公差）确定工序尺寸及其公差2021/9/2325 拟拟订订了了零零件件的的工工艺艺路路线线后后，对对
23、其其中中用用机机床床加加工工的的工工序序来来说说还还要要选选择择或或设设计计专专用用机机床床与与工工艺艺装装备备，它它将将影影响响零零件件的的加加工工精精度和生产率。度和生产率。4 4、机床和工艺装备的选择与设计、机床和工艺装备的选择与设计机机床床选选择择的的原原则则是是：机机床床的的生生产产率率应应与与工工件件的的生生产产类类相相适适应应应应；机机床床的的加加工工范范围围应应满满足足零零件件的的加加工工要要求求（对对材材料料）；机机床床的的精精度度应应与与零零件件的的加加工工精精度度相相适适应应；机机床床的的加加工工以以及及尺尺寸寸范范围围应应与与零零件件毛毛坯坯的的外外形形尺尺寸寸相相适适
24、应应；机机床床的的主主轴轴转转数数范范围围、走走刀刀量量等等级级、机机床床功功率率应应基基本本符符合合切切削削用用量量的的要要求求。应应虑虑到到生生产产的的经经济济性性，尽可能利用工厂现有设备，或对现有机床进行改装。，尽可能利用工厂现有设备，或对现有机床进行改装。（1 1）机床的选择）机床的选择2021/9/2326 选择刀具时，选择刀具时，应考虑工件的种类、生产率、工件材应考虑工件的种类、生产率、工件材料、加工精度和所采用机床的性能。料、加工精度和所采用机床的性能。刀具的尺寸规格尽可刀具的尺寸规格尽可能采用系列、标准的尺寸。具体选择时还应考虑以下因素：能采用系列、标准的尺寸。具体选择时还应考
25、虑以下因素：2 2、刀具选择、刀具选择与生产性质相适应；与生产性质相适应；符合工件材料的加工要求；符合工件材料的加工要求；满足加工精度要求；满足加工精度要求；与所使用的机床相适应。与所使用的机床相适应。在成批或大量生产中，若特殊需要，可采用成形刀具、组在成批或大量生产中，若特殊需要，可采用成形刀具、组合刀具、非标准尺寸的钻头、铰刀等来提高生产率，但需自合刀具、非标准尺寸的钻头、铰刀等来提高生产率，但需自行设计。行设计。2021/9/2327 在小批量生产中尽量选用标准的通用量具；在成批大在小批量生产中尽量选用标准的通用量具；在成批大量生产中，一般应根据所检验尺寸设计专用量具和各种专门检量生产中
26、，一般应根据所检验尺寸设计专用量具和各种专门检验夹具。在选择量具时，除应考虑零件的生产类型外，还应考验夹具。在选择量具时，除应考虑零件的生产类型外，还应考虑被测零件的精度要求，考虑测量工具测量方法的经济指标。虑被测零件的精度要求，考虑测量工具测量方法的经济指标。（3 3）量具选择）量具选择 在小批量生产中尽量采用通用夹具；当被加工件的表在小批量生产中尽量采用通用夹具；当被加工件的表面精度要求较高或在成批大量生产时，一般应设计专用夹具，面精度要求较高或在成批大量生产时，一般应设计专用夹具，以保证加工表面的位置精度。在设计工艺规程时，设计者应对以保证加工表面的位置精度。在设计工艺规程时，设计者应对
27、要采用的夹具有一初步考虑和选择，在工序图上应表示出定位、要采用的夹具有一初步考虑和选择，在工序图上应表示出定位、夹紧方式以及同时加工的工件数等。夹紧方式以及同时加工的工件数等。（4 4）夹具的选择和设计）夹具的选择和设计2021/9/2328 粗粗加加工工切切削削用用量量的的选选择择原原则则 粗粗加加工工时时工工件件加加工工表表面面的的精精度度要要求求不不太太高高，表表面面粗粗糙糙度度值值较较大大，工工件件毛毛坯坯的的余余量量也也较较大大，故故选选择择粗粗加加工工切切削削用用量量时时，应应尽尽可可能能保保证证较较高高的的金金属属切切除除率率和和必必要要的的刀刀具具耐耐用用度度。因因此此，应应首
28、首先先考考虑虑采采用用较较大大的的切切削削深深度度，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。半精加工和精加工切削用量的选择原则半精加工和精加工切削用量的选择原则 半精加工和半精加工和精加工时，加工精度和表面质量要求较高，加工余量较小且较精加工时，加工精度和表面质量要求较高，加工余量较小且较均匀，因此应首先考虑选择较高的切削速度和较小的进给量，均匀，因此应首先考虑选择较高的切削速度和较小的进给量，最后确定切削深度。最后确定切削深度。5 5、切削用量的选择、切削用量的选择应根据不同加工阶段的特点采用不同的原则。应根据不同加工阶段的
29、特点采用不同的原则。2021/9/2329 组组合合机机床床是是多多轴轴、多多刀刀同同时时加加工工，所所以以选选择择的的切切削削用用量量比比一一般般通通用用机机床床单单刀刀加加工工时时要要低低。这这是是因因为为大大量量刀刀具具如如果果迅迅速速磨磨损损，将将使使换换刀刀时时间间增增多多，刀刀具具消消耗耗增增加加，影影响响机机床床生生产产率率及生产成本。确定组合机床的切削用量还应注意下列问题：及生产成本。确定组合机床的切削用量还应注意下列问题：尽可能达到合理利用所有刀具，充分发挥其性能；尽可能达到合理利用所有刀具，充分发挥其性能；复复合合刀刀具具的的切切削削深深度度、进进给给量量按按复复合合刀刀具
30、具的的最最小小直直径径选选择，切削速度按复合刀具的最大直径选择；择，切削速度按复合刀具的最大直径选择；应注意工件生产批量的大小；应注意工件生产批量的大小；必须考虑通用部件的性能；必须考虑通用部件的性能；镗孔主轴转速的选择，除应考虑加工表面粗糙度、加镗孔主轴转速的选择，除应考虑加工表面粗糙度、加工精度、镗刀寿命等问题外，各镗孔主轴的转速一定要相等或工精度、镗刀寿命等问题外，各镗孔主轴的转速一定要相等或者成整数倍。者成整数倍。（3 3）在组合机床上加工时切削用量的选择）在组合机床上加工时切削用量的选择2021/9/2330 单单件件工工时时定定额额包包括括基基本本时时间间、辅辅助助时时间间、工工作
31、作地地点点技技术术服服务务时时间间、工工作作地地点点组组织织服服务务时时间间、休休息息及及生生理理需需要要时时间间、准准备备与与终终结结时时间间。基基本本时时间间可可根根据据加加工工表表面面的的尺尺寸寸大大小小计计算算。单单件件工工时时定定额额应应根根据据工工厂厂的的生生产产经经验验并并参参照照其其先先进进工工厂厂同同类类零零件件的的工工时时来来制制订订。过过高高或或过过低低的的定定额额都都不不利利于于提提高高生生产产积积极极性性和生产水平。和生产水平。6、工时定额的估算 根据工作类别、生产类型和工厂习惯选择工艺规程格式并填写好。7、填写机械加工工艺文件2021/9/2331四、专用夹具设计四
32、、专用夹具设计 专用的机床夹具设计是机械制造工艺装备设计的一部专用的机床夹具设计是机械制造工艺装备设计的一部分，它用来确定工件与刀具间的相对位置，将工件定位并夹紧。分，它用来确定工件与刀具间的相对位置，将工件定位并夹紧。夹具设计的优劣对零件加工精度、生产效率、制造成本、生产夹具设计的优劣对零件加工精度、生产效率、制造成本、生产安全、劳动生产条件等都起着重要的作用。要设计出较理想可安全、劳动生产条件等都起着重要的作用。要设计出较理想可行的夹具，必须充分了解和分析有关资料，吸取先进技术经验，行的夹具，必须充分了解和分析有关资料，吸取先进技术经验，制订出可行的夹具结构方案，绘制出总装图，并提出合理的
33、技制订出可行的夹具结构方案，绘制出总装图，并提出合理的技术要求。在专用夹具设计时应从以下几方面着手：术要求。在专用夹具设计时应从以下几方面着手：夹夹具具设设计计是是根根据据机机械械加加工工工工艺艺规规程程中中提提出出的的具具体体要要求求进进行行的的，设设计计前前应应对对产产品品的的批批量量、任任务务与与要要求求、工工艺艺规规程程及有关技术资料进行分析研究。及有关技术资料进行分析研究。1 1、明确要求、明确要求2021/9/2332专用夹具的组成专用夹具的组成2021/9/2333 工装设计任务书工装设计任务书(主要依据主要依据)和工装明细表；和工装明细表；产品图纸及有关设计文件；产品图纸及有关
34、设计文件；工艺规程文件，主要是作业指导书和工人自检指导卡；工艺规程文件，主要是作业指导书和工人自检指导卡；工装设计手册；工装设计手册；与工装及其设计有关的各种标准；与工装及其设计有关的各种标准；本企业设备的有关资料；本企业设备的有关资料；国内外典型工装图样及有关资料；国内外典型工装图样及有关资料；本企业同类产品同类工装的图样和设计资料。本企业同类产品同类工装的图样和设计资料。2 2、设计依据、设计依据2021/9/2334 为为使使一一批批工工件件中中的的每每一一个个工工件件放放在在夹夹具具中中都都能能获获得得一一致致的的位位置置，必必须须使使工工件件上上的的定定位位基基准准与与夹夹具具中中的
35、的定定位位元元件件相相接接触触或或相相配配合合。由由于于工工件件的的结结构构形形状状多多种种多多样样，故故定定位位基基准准各各不不相相同同，所所以以要要合合理理选选择择、设设计计、安安置置定定位位元元件件，以以达达到到定定位目的。位目的。3 3、选定定位基准和定位元件、选定定位基准和定位元件 定定位位基基准准的的选选择择直直接接影影响响工工艺艺路路线线中中工工序序的的数数目目、夹夹具具结结构构的的复复杂杂程程度度以以及及零零件件精精度度是是否否易易于于保保证证。选选择择定定位位基基准的原则是：准的原则是：（1 1）定位基准的选择）定位基准的选择2021/9/2335 定定位位基基准准必必须须与
36、与工工艺艺基基准准重重合合，并并尽尽量量与与设设计计基基准准重重合合，以以减减小小定定位位误误差差。当当定定位位基基准准与与工工艺艺基基准准或或设设计计基基准准不不重重合合时时，需需进行必要的加工尺寸及其公差的换算；进行必要的加工尺寸及其公差的换算；应应选选择择工工件件上上最最大大的的平平面面、最最长长的的圆圆柱柱面面或或圆圆柱柱轴轴线线为为定定位位基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠；基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠；在在选选择择定定位位元元件件时时，应应以以六六点点定定位位原原理理来来分分析析，要要尽尽量量避避免免过定位现象；过定位现象；在在工工件件各各加加工工工工序序中中，力力求
37、求采采用用统统一一基基准准，以以避避免免因因基基准准更更换而降低工件各表面的相互位置精度；换而降低工件各表面的相互位置精度；分分以以铸铸、锻锻件件的的毛毛坯坯面面作作为为粗粗基基准准时时，应应避避开开浇浇、冒冒口口或或分分型面等不平整表面。型面等不平整表面。2021/9/2336工工件件定定位位基基准准与与定定位位元元件件接接触触或或配配合合后后，应应限限制制住住必必须须限限制制的工件自由度数；的工件自由度数；由定位元件产生的定位误差最小；由定位元件产生的定位误差最小；定定位位元元件件的的定定位位表表面面应应具具有有较较高高的的尺尺寸寸精精度度、配配合合精精度度、表表面粗糙度和硬度；面粗糙度和
38、硬度；定定位位元元件件结结构构应应尽尽量量简简单单，并并具具有有足足够够的的刚刚度度、强强度度，且且便便于装卸工件，便于清除切屑；于装卸工件，便于清除切屑；对尺寸较大的表面，在不影响定位精度的前提下，尽量减对尺寸较大的表面，在不影响定位精度的前提下，尽量减少与工件定位表面的接触面积。少与工件定位表面的接触面积。（2 2）对定位元件的要求）对定位元件的要求2021/9/2337对对夹夹具具作作必必要要的的定定位位误误差差分分析析与与计计算算，实实际际定定位位误误差差值值必必须须小小于于或或等等于于工工序序尺尺寸寸公公差差与与该该工工序序加加工工方方法法经经济济精精度度值值之之差；差；提高夹具在机
39、床上的定位精度；提高夹具在机床上的定位精度；保证刀具在夹具上的导向精度；保证刀具在夹具上的导向精度；保证对刀元件表面到工件被加工表两间的尺寸精度。保证对刀元件表面到工件被加工表两间的尺寸精度。（3 3）对定位精度的要求）对定位精度的要求2021/9/2338为为保保证证工工件件安安装装的的正正确确可可靠靠，在在设设计计夹夹紧紧机机构构时时，应应考考虑虑夹夹紧紧力力的的大大小小、方方向向和和作作用用点点的的数数量量、位位置置，以以及及夹夹紧紧力力的的力力源装置。源装置。（1 1）夹紧力方向的选择原则：）夹紧力方向的选择原则：夹紧力方向应朝向对保证工夹紧力方向应朝向对保证工件精度影响最大的定位面，
40、即至少要有夹紧分力指向主定位件精度影响最大的定位面，即至少要有夹紧分力指向主定位面；应使工件变形最小，最好与工件重力和切削力同向；面；应使工件变形最小，最好与工件重力和切削力同向；（2 2）夹紧力作用点的选择原则）夹紧力作用点的选择原则：应选在不破坏工件定位时：应选在不破坏工件定位时已经获得的正确位置，应使夹紧时变形最小和受切削力而产已经获得的正确位置，应使夹紧时变形最小和受切削力而产生的变形和振动最小；生的变形和振动最小；4 4、确定夹紧机构、确定夹紧机构2021/9/2339 工工件件在在加加工工过过程程中中受受切切削削力力、惯惯性性力力、离离心心力力和和重重力力等等作作用用。从从理理论论
41、上上讲讲，夹夹紧紧力力的的作作用用必必须须与与上上述述作作用用力力（或或力力矩矩）相相平平衡衡，据据此此可可列列出出静静平平衡衡方方程程式式，算算出出夹夹紧紧力力。但但在在实实际际加加工工过过程程中中，由由于于工工件件加加工工表表面面的的加加工工余余量量、硬硬度度不不均均匀匀，刀刀具具的的磨磨钝钝以以及及断断续续切切削削等等因因素素，所所以以，实实际际的的夹夹紧紧力力比比理理论论夹夹紧紧力力要要大大得得多多。为为了了加加工工安安全全可可靠靠，保保证证加加工工质质量量，则则必必须须将将理理论论夹夹紧紧力力乘乘以以安安全全系系数数k k。粗粗加加工工时时，取取k k2.52.53.03.0；精加工
42、时，取；精加工时，取k k1.51.52.02.0。（3 3）估算夹紧力和选择动力源）估算夹紧力和选择动力源2021/9/2340 先先用用双双点点划划线线画画出出工工件件外外形形，在在夹夹具具图图中中，工工件件视视为为透透明明体体，然然后后围围绕绕工工件件依依次次画画出出定定位位元元件件、夹夹紧紧装装置置和和刀刀具具导导向向元元件件等等，最最后后用用夹夹具具把把各各种种元元件件连连成成一一整整体体，有有的的还还需需画画出出夹夹具具与机床连接的元件。与机床连接的元件。5 5、绘制夹具草图、绘制夹具草图 结结构构方方案案制制订订后后，可可按按经经验验类类比比法法标标注注配配合合尺尺寸寸和和主主要
43、要技技术术条条件件，然然后后用用分分析析计计算算来来验验算算所所制制订订的的夹夹具具精精度度是是否符合工件加工要求：否符合工件加工要求：工工作作夹夹具具十十定定位位夹夹紧紧十十其它其它 。工作工作T T工作工作e e 6 6、分析夹具精度、分析夹具精度2021/9/2341 经经审审查查，所所设设计计的的夹夹具具结结构构和和夹夹具具精精度度符符合合要要求求之之后后，即可绘制夹具总图和零件图。即可绘制夹具总图和零件图。7 7、绘制夹具工作图、绘制夹具工作图8 8、夹具设计的分析与评价、夹具设计的分析与评价工装的先进性与使用的现实性；工装的先进性与使用的现实性；工装设计的可靠性与经济上的继承性；工
44、装设计的可靠性与经济上的继承性；设计工装的创造性与科学的合理性；设计工装的创造性与科学的合理性；设计工装的理论性与实践性；设计工装的理论性与实践性；工装使用的安全性；工装使用的安全性；工装设计的标准化原则（夹具、量具、刀具设计标准化工装设计的标准化原则（夹具、量具、刀具设计标准化 ）。）。2021/9/2342五、典型夹紧机构五、典型夹紧机构 常见的有斜楔、偏心、螺旋和铰链等夹紧机构，斜楔、常见的有斜楔、偏心、螺旋和铰链等夹紧机构，斜楔、偏心、螺旋是利用机械摩擦的斜楔自锁原理。偏心、螺旋是利用机械摩擦的斜楔自锁原理。1.1.斜楔夹紧斜楔夹紧2021/9/23432.2.螺旋夹紧螺旋夹紧螺旋夹紧
45、结构简单，增力比大，自锁性好，夹紧可靠，螺旋夹紧结构简单，增力比大，自锁性好，夹紧可靠，所以在夹具中得到最广泛的应用。所以在夹具中得到最广泛的应用。螺杆螺杆1 1在在2 2中转动而起夹紧作用。中转动而起夹紧作用。螺母螺母2 2采用可换式，其目的是为了采用可换式，其目的是为了内螺纹磨损后可及时更换。内螺纹磨损后可及时更换。螺钉螺钉3 3用以防止用以防止2 2的松动。的松动。压块压块4 4是防止在夹紧时带动工件转是防止在夹紧时带动工件转动；并避免动；并避免1 1的头部直接与工件接的头部直接与工件接触而造成压痕，同时也可增大夹触而造成压痕，同时也可增大夹紧力作用面积，使夹紧更为可靠。紧力作用面积，使
46、夹紧更为可靠。简单的螺旋夹紧机构简单的螺旋夹紧机构:2021/9/2344实际生产中，采用螺旋实际生产中，采用螺旋压板的组合夹紧，在手动操作时压板的组合夹紧，在手动操作时用得比单螺旋夹紧更为普遍。较典型有三种：用得比单螺旋夹紧更为普遍。较典型有三种：2021/9/23453.3.偏心夹紧偏心夹紧 螺旋夹紧的主要缺点安装、拆卸工件的辅助时间太长，螺旋夹紧的主要缺点安装、拆卸工件的辅助时间太长，而偏心夹紧是一种快速的夹紧机构。而偏心夹紧是一种快速的夹紧机构。常用的有圆偏心和常用的有圆偏心和曲线偏心两种，可曲线偏心两种，可做成平面凸轮的形做成平面凸轮的形状。因圆偏心机构状。因圆偏心机构简单，制造方便
47、，简单，制造方便，较曲线偏心应用广较曲线偏心应用广泛。泛。2021/9/23464.4.多件夹紧多件夹紧 加工时采取多件夹紧，可以大大提高生产率，尤其加工时采取多件夹紧，可以大大提高生产率，尤其在小件加工时应用更为广泛。在小件加工时应用更为广泛。按夹紧力的方向及作用情况，多件夹紧可分为两种：按夹紧力的方向及作用情况，多件夹紧可分为两种：(1)(1)连续式夹紧连续式夹紧由一个力的来源，以同样大小的夹紧力，由一个力的来源，以同样大小的夹紧力，依次连续朝同一方向由一个工件传递到其他工件。依次连续朝同一方向由一个工件传递到其他工件。2021/9/2347(2)(2)平行式夹紧平行式夹紧总的原始力按几个平行的相同方向，分总的原始力按几个平行的相同方向，分布在不同的多个夹紧位置上。布在不同的多个夹紧位置上。工件安装在工件安装在V V形块上，旋紧形块上，旋紧螺母螺母1 1，通过一，通过一特殊压板特殊压板2 2，使，使四个工件同时四个工件同时夹紧。夹紧。2021/9/2348