《機(jī)械制造工藝與工裝設(shè)計(jì)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)(王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)(第2版).北京:清華大學(xué)出版社,2008)第一部分機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一、 工藝過程基本概念生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程：機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程。工藝過程：在生產(chǎn)過程中直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、性能以及相對(duì)位置關(guān)系的過程。機(jī)械加工工藝過程：采用各種機(jī)械加工方法，使零件從毛坯變?yōu)槌善返墓に囘^程。機(jī)械加工工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程的工藝文件。機(jī)械加工工藝路線：僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡(jiǎn)略工藝過程。工藝系統(tǒng)和工藝裝備工藝系統(tǒng)：由工件、機(jī)床、工具和夾具組成的系統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)。其中的工具包括刀具、量具、模具等。工藝裝備：在機(jī)械加工中使用的各種機(jī)床、夾具、刀具、量具以及輔助工具統(tǒng)稱為工藝裝備，簡(jiǎn)稱“工裝”。按其使用范圍可將工裝劃分為“通用工裝”和“專用工裝”兩大類。注意：制造行業(yè)通常將機(jī)床設(shè)備不包含在工藝裝備之中。工藝過程的組成工序、安裝、工位、工步、走刀生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)生產(chǎn)綱領(lǐng)(年產(chǎn)量)、生產(chǎn)類型、工藝特征5.經(jīng)濟(jì)加工精度在正常生產(chǎn)條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，合理的工時(shí)定額)，所能保證的加工精度。二、 基準(zhǔn)基準(zhǔn)概念：用來確定零件上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱之為基準(zhǔn)。I設(shè)計(jì)基準(zhǔn)I工序基準(zhǔn)基準(zhǔn)分類：基準(zhǔn)| 定位基準(zhǔn)!粗基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)J ［精基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在產(chǎn)品或零件圖上使用的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)：在加工和裝配等工藝過程中使用的基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)：在工序圖上使用的基準(zhǔn)(即在工序圖上用來規(guī)定所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn))定位基準(zhǔn)：工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置時(shí)所使用的基準(zhǔn)。三、毛坯的選擇毛坯的種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金毛坯制造方法：鑄造、鍛造、焊接、沖壓、燒結(jié)毛坯的選擇原則：零件材料、零件結(jié)構(gòu)、外形尺寸、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)條件四、 定位基準(zhǔn)選擇精基準(zhǔn)選擇：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、自為基準(zhǔn)原則、互為基準(zhǔn)原則、便于裝夾原則粗基準(zhǔn)選擇：保證相互位置原則、余量均勻分配原則、便于工件裝夾原則、不得重復(fù)使用原則。五、 工藝路線擬訂加工方法選擇：典型加工方法選擇：外圓面加工方法、平面加工方法、內(nèi)圓面加工方法加工方法選擇步驟：首先選定主要加工表面的最終加工方法，然后再選定其先行各工序的加工方法，最后再選定各次要加工表面的加工方法。2.加工階段劃分四個(gè)加工階段：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段(超精加工階段)劃分加工階段的目的：有利于保證零件的加工質(zhì)量、合理安排加工設(shè)備和操作工人、便于熱處理工序的安排。工序集中與分散工序集中的特點(diǎn)：將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成。每道工序加工內(nèi)容多、工序數(shù)目少、工藝路線短。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，工序集中已成為現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。工序分散的特點(diǎn)：將零件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成。每道工序加工內(nèi)容少、工序數(shù)目多、工藝路線長(zhǎng)。工序順序的安排：機(jī)械加工工序順序安排：基準(zhǔn)先行、先粗后精、先主后次、先面后孔熱處理工序的安排：改善切削性能：正火和退火、調(diào)質(zhì)等，安排在切削加工之前；消除內(nèi)應(yīng)力：時(shí)效、退火和正火等，通常安排在粗加工之后，精度要求不太高的也可安排在切削加工之前；改善物理力學(xué)性質(zhì)：淬火、滲碳淬火、滲氮，通常安排在精加工之前，變形小的也可安排在精加工之后；穩(wěn)定零件尺寸：冰冷處理等，安排在淬火之后；裝飾表面處理：鍍鉻、鍍鋅、陽(yáng)極氧化、發(fā)藍(lán)等，安排在工藝過程最后。輔助工序安排：檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等六、 工序尺寸確定加工余量概念：某一表面在加工過程中應(yīng)切除的金屬層厚度稱為加工余量工序加工余量：同一加工表面相鄰兩工序尺寸之差稱為工序加工余量總加工余量：同一加工表面各工序加工余量之和稱為總加工余量(即毛坯尺寸與零件尺寸之差)(4)加工余量變化：在實(shí)際加工過程中，由于工序尺寸有公差，實(shí)際切除的余量是有變化的，因此加工余量又有基本(公稱)加工余量、最大加工余量、最小加工余量之分。工序尺寸計(jì)算計(jì)算方法：加工表面最終工序的尺寸及公差應(yīng)等于零件圖上標(biāo)注的尺寸和公差；中間工序的尺寸則根據(jù)零件圖上該表面的尺寸加上或減去工序的加工余量逐步推算而得，其公差和表面粗糙度均可按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度值確定。(2)入體原則：中間工序尺寸的公差習(xí)慣上按“入體原則”標(biāo)注，即被包容面的工序尺寸上偏差為零，包容面的工序尺寸下偏差為零。毛坯尺寸公差、孔軸心距以及內(nèi)孔到平面的距離一般按雙向標(biāo)注。加工余量、工序尺寸及公差的關(guān)系(圖4-20)工藝尺寸鏈計(jì)算極值法計(jì)算公式：封閉環(huán)公差(馬)、封閉環(huán)上偏差(ES(Tp)、封閉環(huán)下偏差(EI(Tz))工藝尺寸鏈：首先按加工順序?qū)㈤g接獲得的尺寸作為封閉環(huán)，然后從封閉環(huán)的任一端開始順序查找有關(guān)尺寸直至封閉環(huán)的另一端以組成封閉的尺寸鏈環(huán)，最后根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算得到所求組成環(huán)(含封閉環(huán))的尺寸和公差。七、 切削用量選擇考慮因素：生產(chǎn)率(金屬切除率)、機(jī)床功率、刀具耐用度、加工表面粗糙度基本原則：首先選擇背吃刀量，以求一次進(jìn)刀全部切除加工余量；其次根據(jù)機(jī)床進(jìn)給動(dòng)力允許或被加工表面粗糙度的要求，選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量；最后根據(jù)已確定的背吃刀量和進(jìn)給量，并在刀具耐用度和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。選擇步驟背吃刀量。的選擇：根據(jù)加工余量大小，除留下后續(xù)工序的余量外，盡可能一次切除，以p使走刀次數(shù)最少。當(dāng)粗切余量太大或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，才考慮分幾次切除；進(jìn)給量f的選擇：根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度，采用計(jì)算或查表的方式來確定。粗加工的進(jìn)給量主要受到機(jī)床進(jìn)給動(dòng)力的限制，半精加工和精加工的進(jìn)給量主要受到表面粗糙度的限制。切削速度匕的選擇：按照刀具耐用度所允許的切削速度進(jìn)行計(jì)算，或者按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和手冊(cè)查表確定。校驗(yàn)機(jī)床功率：根據(jù)機(jī)床功率計(jì)算最大切削速度。八、 工藝規(guī)程文件機(jī)械加工工藝過程卡：列出整個(gè)零件加工所經(jīng)過的工藝路線(包括毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等)。該卡片中的工序內(nèi)容說明不具體，主要用于生產(chǎn)管理。機(jī)械加工工序卡：在工藝過程卡的基礎(chǔ)上，按照每道工序一張卡片的方式，列出每道工序的加工尺寸和公差、工件裝夾方式、刀具和夾具類型、切削用量和工時(shí)等，主要用于批量生產(chǎn)。九、 擬定工藝路線一般傳動(dòng)軸軸美零件料機(jī)I對(duì)于7級(jí)公差等級(jí)、表面粗糙度Ra0.8?0.4pm的一般傳動(dòng)軸，其典型工藝路線如下：下料一毛坯及預(yù)備熱處理一車端面、鉆中心孔一粗車各表面一精車各表面一銑鍵槽、銑花鍵一熱處理一修研中心孔一粗磨外圓一精磨外圓一檢驗(yàn)注1:預(yù)備熱處理是在機(jī)械加工之前所進(jìn)行的熱處理，為后續(xù)加工或最終熱處理消除組織缺陷，消除殘余應(yīng)力，改善組織結(jié)構(gòu)和調(diào)整硬度。下料后若采用鍛造毛坯，則鍛造后應(yīng)安排正火工序，下料后若無需鍛造毛坯則無需預(yù)備熱處理;調(diào)質(zhì)通常安排在粗加工后進(jìn)行，以便消除粗加工后產(chǎn)生的應(yīng)力以及獲得良好的綜合機(jī)械性能；淬火工序則安排在磨削工序之前。注2：軸類零件一般采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一的工藝方案。在單件小批量生產(chǎn)中，常在普通車床上分工步進(jìn)行車端面鉆中心孔工序；在大批量生產(chǎn)中，常在銑端面鉆中心孔專用機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行該工序。注3：傳動(dòng)軸上的鍵槽、花鍵等表面的加工，一般安排在外圓精車之后、磨削之前進(jìn)行。因?yàn)槿绻诰囍熬豌姵鲦I槽，在精車時(shí)由于斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但也不應(yīng)安排在外圓精磨之后進(jìn)行，以免破壞外圓表面的加工精度和表面質(zhì)量，而且磨削之后也難以銑鍵槽。注4：修研中心孔通常是在車床上用金剛石或硬質(zhì)合金頂尖加壓進(jìn)行(涂研磨膏W10、W20)。如果精度要求更高，則采用在中心孔磨床上修研中心孔。盤套類零件第二部分機(jī)床夾具設(shè)計(jì)夾具組成、作用與分類夾具與機(jī)床夾具：夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，我們把在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。夾具功能：①主要功能：定位和夾緊；②特殊功能：對(duì)刀和導(dǎo)向。夾具組成：①基本組成：定位裝置、夾緊裝置和夾具體；②其它裝置：連接元件、對(duì)刀及導(dǎo)向裝置以及其它元件或裝置（分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等）。（4）夾具作用：一是容易地、穩(wěn)定地保證加工精度；二是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；三是擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍；四是改善勞動(dòng)條件。（5） 夾具分類：按照應(yīng)用范圍（通用夾具、專用夾具、組合夾具等）、夾具動(dòng)力源（手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具等X使用機(jī)床（車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等）來劃分。（6） 通用夾具和專用夾具：通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。專用夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批大量生產(chǎn)。二、 定位原理定位：工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。夾緊：工件定位后，使其在加工過程中始終保持位置不變的操作。裝夾：工件在機(jī)床或夾具中定位和夾緊的過程工件定位方式：直接找正定位、劃線找正定位、使用夾具定位六點(diǎn)定位原理：按照一定要求合理布置夾具上的六個(gè)定位點(diǎn)，使工件在夾具中的位置完全確定的方法稱為六點(diǎn)定位原理。注意：六點(diǎn)定位原理是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。完全定位與不完全定位：限制6個(gè)自由度的定位稱為完全定位；限制1?5個(gè)自由度的定位稱為不完全定位。過定位與欠定位的區(qū)別：存在重復(fù)限制的自由度稱為過定位；應(yīng)限制的自由度未被限制的定位稱為欠定位；注意：在某些條件下，過定位的現(xiàn)象不僅允許，而且是必要的。此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣叨ㄎ换鶞?zhǔn)之間及定位元件之間的位置精度，以免產(chǎn)生干涉。如車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，工件裝夾在兩頂尖間，已經(jīng)限制了所必須限制的五個(gè)自由度（除了繞其軸線旋轉(zhuǎn)的自由度以外），但為了增加工件的剛性，常采用跟刀架，這就重復(fù)限制了除工件軸線方向以外的兩個(gè)移動(dòng)自由度，出現(xiàn)了過定位現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)仔細(xì)調(diào)整跟刀架，使它的中心盡量與頂尖的中心一致。三、 定位元件與定位方案1.單個(gè)典型表面的定位元件（參見表1-7，P16）（1）工件以平面定位的定位元件一般情況下，平面定位時(shí)的定位基準(zhǔn)就是平面本身。在機(jī)械加工中，大多數(shù)工件都以平面作為主要定位基準(zhǔn)，如箱體、機(jī)體、支架、圓盤等零件。主要支承：起定位作用，限制自由度▼固定支承：支承高度不變的支承稱為固定支承。主要有支承釘（圓頭、平頭、鋸齒頭）和支承板▼可調(diào)支承：支承高度可調(diào)的支承稱為可調(diào)支承。▼自位支承（浮動(dòng)支承）：支承位置可以自動(dòng)調(diào)整的支承稱為自位支承。自位支承通常只限制一個(gè)自由度。輔助支承：不起定位作用的支承稱為輔助支承。其作用有三：一是起預(yù)定位作用，二是提高夾具工作穩(wěn)定性（即提高裝夾剛度），三是提高工件加工穩(wěn)定性（即防止工件變形）。因?yàn)椴挥绊懺瓉淼亩ㄎ唬蚨黄鹣拗谱杂啥鹊淖饔米⒁猓狠o助支承與可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是在工件完成定位后才參與支承的元件，其位置

是由工件確定的，因此它不起定位作用，不破壞原有定位；而可調(diào)支承在調(diào)整好并鎖緊后就成為固定支承。工件以外圓定位的定位元件▼定心定位：卡盤、彈簧夾頭、定位套▼支承定位：V形塊(60。、90。和120。)、支承板注意：V形塊具有對(duì)中性：即當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)，其中心線始終位于V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，所以可以認(rèn)為定位基準(zhǔn)為外圓中心線。工件以內(nèi)孔定位的定位元件：一般情況下，內(nèi)孔定位時(shí)的定位基準(zhǔn)是內(nèi)孔中心線。定位圓柱孔：圓柱心軸(剛性心軸、小錐度心軸、彈性心軸、液塑心軸)、圓柱銷、菱形銷、圓錐銷定位圓錐孔：頂尖、圓錐心軸工件組合定位:工件以兩個(gè)或兩個(gè)以上表面同時(shí)定位的方式稱為組合定位。如一面兩孔定位。組合定位中各定位元件限制自由度的分析▼組合定位中的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，與定位元件單個(gè)定位時(shí)的作用不變；▼組合定位中的移動(dòng)自由度，若無重復(fù)，則該定位元件的作用不變；若有重復(fù)，判斷方法如下:首參的定位元件限制移動(dòng)自由度的作用不變；次參的定位元件相對(duì)首參的定位元件在重復(fù)限制移動(dòng)自由度的方向上移動(dòng)，引起工件的動(dòng)向就是次參的定位元件所限制的自由度。注意：按照各定位元件實(shí)際參與定位的先后順序，分首參和次參定位元件，若實(shí)際分不出，可假設(shè)；例1：工件以一面兩孔在一面兩銷上定位，如右圖所示單個(gè)定位分析Z \—?-支承板：X—?yz—?圓柱銷單個(gè)定位分析Z \—?-支承板：X—?yz—?圓柱銷1：Xy圓柱銷2：—?X—?y組合定位分析首先分析圓柱銷1：其次分析圓柱銷2：最后結(jié)論組合限制了—?X—?X—yz屬于完全定位，解決方法圓柱銷2采用菱形銷——XX—yyX是過定位。例2：工件在三個(gè)V形塊上定位，單個(gè)定位分析V1：V2：V3：——X——X—y組合定位分析首先分析VI：其次分析V2：最后分析V3：y最后結(jié)論：完全定位—?z—?z—?z—?XZ \X—?——zz-—'y——X—y—y——z例3：工件兩頂尖中定位，如右圖所示單個(gè)定位分析前頂尖（固定頂尖）：后頂尖（活動(dòng)頂尖）：組合定位分析首先分析前頂尖（固定頂尖）：其次分析后頂尖（活動(dòng)頂尖）：最后結(jié)論：不完全定位組合定位中重復(fù)定位現(xiàn)象的消除方法▼使定位元件沿某一方向可以移動(dòng)，如可移動(dòng)V形塊、可移動(dòng)頂尖等▼采用自位支承結(jié)構(gòu)，消除定位元件限制繞某個(gè)（或兩個(gè)）坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，如下圖所示▼改變定位元件結(jié)構(gòu)，如在一面兩孔定位中，將一個(gè)圓柱銷改為菱形銷▼提高定位基準(zhǔn)之間、定位元之間的位置精度，避免因重復(fù)定位帶來的干涉（，）三點(diǎn)球面式■（》）二點(diǎn)擺動(dòng)式（，）三點(diǎn)球面式■（》）二點(diǎn)擺動(dòng)式，（c）二點(diǎn)杠桿式?（，）二點(diǎn)均衡移動(dòng)式a）消除繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的限制；b）c）d）消除繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的限制定位分析中的相對(duì)關(guān)系定位元件所限制的自由度與其大小、長(zhǎng)度、數(shù)量及其組合有關(guān)：（1） 長(zhǎng)度關(guān)系：短圓柱限制2個(gè)自由度，長(zhǎng)圓柱限制4個(gè)自由度；短V形塊限制2個(gè)自由度，長(zhǎng)V形塊限制4個(gè)自由度。（2） 大小關(guān)系：矩形支承板限制3個(gè)自由度，長(zhǎng)條形支承板限制2個(gè)自由度，支承釘限制1個(gè)自由度。（3） 數(shù)量關(guān)系：一個(gè)短V形塊限制2個(gè)自由度，兩個(gè)短V形塊限制4個(gè)自由度。（4） 組合關(guān)系：一個(gè)長(zhǎng)條形支承板限制2個(gè)自由度，兩個(gè)長(zhǎng)條形支承板限制3個(gè)自由度。這相當(dāng)于一個(gè)矩形支承板。定位方案綜合分析

四、工件的夾緊夾緊裝置的組成：動(dòng)力裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件對(duì)夾緊裝置的基本要求：夾緊過程可靠、夾緊力大小適當(dāng)、結(jié)構(gòu)工藝性好、夾緊動(dòng)作迅速、操作方便并安全省力b）三爪、中心架的組合a）兩支承板、兩支承釘、菱形銷的組合A向c）支承板、活動(dòng)錐坑、圓錐銷的組合d）長(zhǎng)圓柱銷、定位塊、自位支承的組合b）三爪、中心架的組合a）兩支承板、兩支承釘、菱形銷的組合A向c）支承板、活動(dòng)錐坑、圓錐銷的組合d）長(zhǎng)圓柱銷、定位塊、自位支承的組合解答：a）兩支承板：三5^Z；b）三爪卡盤：-J%；兩支承釘：￡Z; 中心架：XZ；菱形銷：y；c)支承板：￡活動(dòng)錐坑:圓錐銷：—?Yz；

—?￡y；——/?%——d）長(zhǎng)圓柱銷：￡xzz定位塊：y自位雙支承：y夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大?。?） 夾緊力的方向：夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面、夾緊力方向應(yīng)是工件剛度較高的方向（使工件的變形盡可能小X夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，即盡可能實(shí)現(xiàn)“三力同向”（夾緊力、切削力、工件重力）。（2） 夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近定位元件的幾何中心或落在定位元件的支承范圍內(nèi)、夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位、夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位。（3）夾緊力的大?。豪碚撋?，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力?；緤A緊機(jī)構(gòu)（1）斜楔夾緊裝置：采用斜楔作為傳力元件或夾緊元件的夾緊機(jī)構(gòu)稱為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。主要內(nèi)容：夾緊力計(jì)算、增力比計(jì)算、行程比、自鎖條件、升角a的選擇、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用范圍結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：斜楔具有自鎖性、斜楔能改變夾緊作用力的方向、斜楔具有擴(kuò)力作用、斜楔的夾緊行程很小、斜楔夾緊效率低。適用范圍：毛坯質(zhì)量較高，機(jī)動(dòng)夾緊裝置（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：用螺桿作中間傳力元件的夾緊機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式包括簡(jiǎn)

單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)(如下圖所示)和快速裝卸機(jī)構(gòu)。注意：螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上，因此它的夾緊作用原理與斜楔是一樣的。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擴(kuò)力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動(dòng)作慢。適用范圍：手動(dòng)夾具上用得最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。偏心夾緊機(jī)構(gòu)：用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)為偏心夾緊機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式包括圓偏心和曲線偏心能使工件相對(duì)于某一軸線或一對(duì)稱面保持對(duì)稱性。如臥式車床的三爪自動(dòng)定心卡盤即為最常用的典型實(shí)例。按其定心作用原理有兩種類型：一種是依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使定心夾緊元件等速移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊，如螺旋式、杠桿式、楔式機(jī)構(gòu)等；另一種是利用薄壁彈性元件受力后產(chǎn)生均勻的彈性變形(收縮或擴(kuò)張)，來實(shí)現(xiàn)定心夾緊，如彈簧筒夾、膜片卡盤、波紋套、液性塑料等。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：對(duì)一個(gè)或幾個(gè)工件只在一處施力、可同時(shí)在幾處夾緊的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。當(dāng)需要對(duì)一個(gè)工件上的幾個(gè)點(diǎn)或需要對(duì)多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊時(shí)，為減少裝夾時(shí)間、簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，常采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)分析

五、典型夾具鉆床夾具(鉆模)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鉆床夾具安裝在鉆床工作臺(tái)上，通過鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，主要用于加工內(nèi)孔及螺紋鉆模類型：固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、滑柱式鉆模鉆套型式：固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套、特殊鉆套注意：鉆套內(nèi)孔的基本尺寸等于刀具的最大極限尺寸，并與刀具之間取基軸制間隙配合鉆模板：固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、懸掛式鉆模扳車床夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：車床夾具通常安裝在車床主軸端部，加工時(shí)夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)。所以工件回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與車床主軸回轉(zhuǎn)軸線重合，夾緊裝置應(yīng)有足夠的夾緊力和自鎖性能。此外，為消除回轉(zhuǎn)不平衡還需要采用一定的平衡措施。主要用于加工內(nèi)外圓柱和圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋表面及端面等。主要類型：心軸類車床夾具(如圓柱心軸、彈簧心軸、頂尖式心軸等)、角鐵類車床夾具、花盤類車床夾具與車床主軸連接：由于加工中車床夾具隨車床主軸一起回轉(zhuǎn)，夾具與主軸的連接精度直接影響夾具的回轉(zhuǎn)精度，故要求車床夾具與主軸二者軸線有較高的同軸度，且要連接可靠。徑向尺寸較小的車床夾具通過錐柄與主軸錐孔直接連接、徑向尺寸較大的車床夾具通過過渡盤與車床主軸前端連接車床夾具的平衡：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用平衡裝置以減少由離心力產(chǎn)生的振動(dòng)及主軸軸承的磨損；夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單緊湊，輕便且安全，懸伸長(zhǎng)度盡量小，使重心靠近主軸前支承；夾具的結(jié)構(gòu)還應(yīng)便于工件的安裝、測(cè)量和切屑的順利排出或清理。銑床夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：銑床夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，通過定位鍵確定夾具位置，通過對(duì)刀裝置確定刀具位置，主要用于加工平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工容易引起沖擊和振動(dòng)，所以?shī)A緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖性能，夾具本身要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，合理布置定位元件以盡量擴(kuò)大主要支承面。此外，為提高夾緊剛度，必要時(shí)可采用輔助支承和浮動(dòng)支承。主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。（2）定位鍵和對(duì)刀裝置定位鍵用于快速確定夾具在銑床工作臺(tái)上的正確位置；定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)，用開槽圓柱頭螺釘固定。定位鍵有矩形和圓形兩種，常用定位鍵的斷面為矩形。對(duì)于位置精度要求高的夾具，常不設(shè)置定位鍵，而用找正的方法安裝夾具對(duì)刀裝置用于快速確定夾具與刀具的相對(duì)位置。對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。鏜床夾具（鏜模）（1） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鏜床夾具安裝在鏜床工作臺(tái)上，通過鏜套引導(dǎo)鏜桿進(jìn)行加工，主要用于加工箱體或支座類零件上精度較高的孔或孔系。若采用雙支承引導(dǎo)，其鏜孔精度不受機(jī)床精度影響，用于加工精密孔或孔系。應(yīng)用鏜床夾具可以加工出有較高精度要求的內(nèi)孔或孔系，廣泛用于鏜床和組合機(jī)床上，也可通過使用鏜床夾具來擴(kuò)大車床、搖臂鉆床的加工范圍。（2） 鏜模支架（導(dǎo)向支架）：?單支承引導(dǎo)（單支承前引導(dǎo)、單支承后引導(dǎo)〉鏜桿與主軸剛性聯(lián)接，鏜桿一端直接插入機(jī)床主軸的莫氏錐孔中，并通過調(diào)整使主軸軸線與鏜套軸線重合。?雙支承引導(dǎo)（前后支承引導(dǎo)、雙支承后引導(dǎo)〉鏜桿與主軸浮動(dòng)聯(lián)接，鏜孔的位置精度主要取決于鏜模支架上鏜套位置的精度，而不受機(jī)床精度的影響。（3） 鏜套固定式鏜套：鏜桿在鏜套內(nèi)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊作軸向移動(dòng)，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、導(dǎo)向精度高，但鏜套易磨損，故只適用于低速鏜孔（線速度＜18m/min）0回轉(zhuǎn)式鏜套：鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，與鏜桿之間只有相對(duì)移動(dòng)而無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種鏜套大大減少了磨損，也不會(huì)因摩擦發(fā)熱而“卡死”。因此，它適合于高速鏜孔（線速度〉18m/min）°回轉(zhuǎn)式鏜套可分為滑動(dòng)鏜套和滾動(dòng)鏜套兩種，而滾動(dòng)鏜套又分為外滾式鏜套和內(nèi)滾式鏜套。（4）鏜桿鏜桿直徑：d=（0.6?0.8）D，加工小孔時(shí)取大值，加工大孔時(shí)取小值，一般取中間值鏜桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)：開有油槽的導(dǎo)向、開有直槽（類似于鉸刀齒形槽）的導(dǎo)向、開有螺旋槽（類似于擴(kuò)孔鉆齒形槽）的導(dǎo)向、鑲有鑲塊的導(dǎo)向鏜桿引入鏜套的方式：?對(duì)于鏜桿：螺旋導(dǎo)向槽，如右下圖所示?對(duì)于鏜套：引刀槽+尖頭鍵（或勾頭鍵），如左下圖所示鏜桿與主軸的連接：多支承時(shí)采用“浮動(dòng)卡頭”尖頭錘六、專用夾具設(shè)計(jì)方法（1） 能夠保證工件的加工精度要求。（2） 能夠提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。（3） 能夠降低工件的生產(chǎn)成本。（4） 夾具的操作要方便、安全。（5） 盡可能提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。（6） 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造、使用和維修。專用夾具設(shè)計(jì)步驟（1） 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備分析研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程等文件，了解零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和本工序的加工要求、切削用量和所使用的工藝基準(zhǔn)及所使用的工藝裝備，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書所提出的要求進(jìn)行可行性研究，以便發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)與工藝人員進(jìn)行磋商。收集有關(guān)資料，包括所使用機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，所使用刀具、量具的規(guī)格，夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，夾具設(shè)計(jì)資料（圖冊(cè)和設(shè)計(jì)手冊(cè)）工廠的生產(chǎn)組織、制造工藝及制造水平等。（2） 方案設(shè)計(jì)確定夾具的類型。定位設(shè)計(jì)。確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。確定刀具的對(duì)刀導(dǎo)向方案。確定夾具與機(jī)床的連接方式。確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵、分度裝置和靠模裝置等。確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式。繪制夾緊方案設(shè)計(jì)圖。（3） 分析計(jì)算定位誤差、加工精度分析；對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力驗(yàn)算；當(dāng)夾具有多個(gè)方案時(shí)可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，取效益高的方案。（4） 審核夾具的標(biāo)志是否完整、夾具的搬運(yùn)是否方便。夾具與機(jī)床的連接是否牢固和正確。定位元件是否可靠和精確。夾緊裝置是否安全和可靠。工件的裝卸是否方便。夾具與有關(guān)刀具、輔具等之間的協(xié)調(diào)關(guān)系是否良好。加工過程中切屑的排除是否良好。操作的安全性是否可靠。加工精度能否符合工件圖樣所規(guī)定的要求。生產(chǎn)率能否達(dá)到工藝要求。①① 夾具是否具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性扣經(jīng)濟(jì)性。①② 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化審核。（5） 夾具總裝配圖的設(shè)計(jì)盡量選用1：1的比例。盡可能選擇面對(duì)操作者的方向作為主視圖?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件間的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。用雙點(diǎn)劃線繪制工件外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。待加工表面的加工余量可用網(wǎng)格線或粗實(shí)線表示。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面的線條。合理標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求合理選擇材料夾具總圖的五類尺寸和四類技術(shù)要求（1） 五類尺寸夾具外形的最大輪廓尺寸；工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸；對(duì)刀或?qū)蛟c定位元件之間的聯(lián)系尺寸；夾具與機(jī)床聯(lián)系部分的聯(lián)系尺寸；夾具內(nèi)部的配合尺寸。（2） 四類技術(shù)要求定位元件之間的位置要求；定位元件與連接元件和（或）夾具體底面的相互位置要求；導(dǎo)引元件和和（或）夾具體底面的相互位置要求；導(dǎo)引元件與定位元件間的相互位置要求。（3） 公差值確定夾具上的尺寸公差和角度公差取工件上對(duì)應(yīng)尺寸角度公差的1/2?1/5。夾具上的位置公差取工件上對(duì)應(yīng)位置公差的1/2?1/3。工件尺寸為末注公差的加工面時(shí)，夾具尺寸公差取土0.1mm。工件尺寸為未注形位公差的加工面時(shí)，按GB1184中7、8級(jí)精度的規(guī)定選取。第三部分計(jì)算與分析一、 工藝尺寸鏈計(jì)算實(shí)例1：參考教材圖4.25（P173-174）實(shí)例2：參考教材圖4.26（P174-175）二、 定位誤差分析與計(jì)算基本概念（1） 定位誤差^D（Adw）：X件在夾具上（或機(jī)床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差稱之為定位誤差。其大小等于按調(diào)整法加工一批工件而定位時(shí)工序尺寸的最大變動(dòng)量。定位誤差來源于兩個(gè)方面：基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。（2） 基準(zhǔn)不重合誤差^B（AJb）：因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合（原因），用調(diào)整法加工一批工件時(shí)（條件），引起工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量（結(jié)果），稱為基準(zhǔn)不重合誤差。若把工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸稱之為“定位尺寸”，則演就是定位尺寸的公差在工序尺寸方向上的投影（或者說定位尺寸的最大變動(dòng)量在工序尺寸方向上的投影）。注意：基準(zhǔn)不重合誤差中的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)都是針對(duì)工件而言的，與定位元件無關(guān)；（3） 基準(zhǔn)位移誤差△Y（^Jw）：因定位副制造不準(zhǔn)確（原因），用調(diào)整法加工一批工件時(shí)（條件），引起工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量（結(jié)果），稱為基準(zhǔn)位移誤差。（或者說工序基準(zhǔn)位置的最大變動(dòng)量在工序尺寸方向上的投影）?；鶞?zhǔn)位移誤差可以劃分為兩類：工件定位表面制造不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位移誤差和夾具定位元件表面制造不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位移誤差。注意：在基準(zhǔn)位移誤差計(jì)算中，工序基準(zhǔn)的變動(dòng)是因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的變動(dòng)而引起的。所以有學(xué)者

認(rèn)為：基準(zhǔn)位移誤差是指定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量。實(shí)例分析實(shí)例3：如圖所示，采用V形塊(a=90°)定位銑鍵槽，試計(jì)算工序尺寸H1、H2和H3的定位誤差。解：H1工序尺寸(工序基準(zhǔn)是工件外圓中心線，定位基準(zhǔn)是工件外圓左右45。下母線)綜合法：在圖示極限情況下，H1尺寸的最大變動(dòng)量△D]=Himax-Himin=O]O2因sin(a/2)=BO/OO，則OQ戶BO/sin(a/2)，故^D=(d/2-d./2)/sin(a/2)=T/(2sin(a/2))212 12 2 1maxmin d分解法：基準(zhǔn)不重合誤差：工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量：O]A]-o2a2=bo2BO2在加工尺寸方向上的投影：BO2cos(90°-a/2)=(Td/2)sin(a/2)基準(zhǔn)位移誤差：工序基準(zhǔn)的最大位移：A]A2=O1B=BO2/tg(a/2)=(Td/2)/tg(a/2)O]B在加工尺寸方向上的投影：(Td/2)/tg(a/2)-c