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1、 掌握夹具的分类、组成和掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结作用，了解各典型夹具的结构和功能。构和功能。教学目的：教学目的：第一节第一节 机床夹具概述机床夹具概述一、概述一、概述一、概述一、概述 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。装置，称为夹具。装置，称为夹具。装置，称为夹具。 1 1、机床夹具的概念、机床夹具的概念、机床夹具的概念、机床夹具的概念工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度，工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工
2、精度，工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度，工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程。机床上或夹具中占有正确的位置的过程。机床上或夹具中占有正确的位置的过程。机床上或夹具中占有正确的位置的过程。夹紧：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持夹紧：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持夹紧：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持夹紧：定位后将其固定，使其在加工
3、过程中始终保持定位位置不变的过程。定位位置不变的过程。定位位置不变的过程。定位位置不变的过程。 工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。机床夹具：用以装夹工件的装置。机床夹具：用以装夹工件的装置。机床夹具：用以装夹工件的装置。机床夹具：用以装夹工件的装置。 定位装置定位装置定位装置定位装置 夹紧装置夹紧装置夹紧装置夹紧装置 由定位元件组合而成，使工件相对于由定位元件组合而成，使工件相对于由定位元件组合而成，使工件相对于由定位元件组合而成，使工件
4、相对于机床及刀具处于正确的位置机床及刀具处于正确的位置机床及刀具处于正确的位置机床及刀具处于正确的位置 工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化加工过程中不发生位置变化机床夹具的机床夹具的机床夹具的机床夹具的基本组成基本组成基本组成基本组成 2、机床夹具的组成、机床夹具的组成夹具体夹具体夹具体夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所是夹具的基本骨架，通过它将夹具所是夹具的基本骨架，通过它将夹具所是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有元件构成一
5、个整体。有元件构成一个整体。有元件构成一个整体。有元件构成一个整体。 其他特殊元件组成其他特殊元件组成其他特殊元件组成其他特殊元件组成连接元件、对刀或导向元件、其连接元件、对刀或导向元件、其连接元件、对刀或导向元件、其连接元件、对刀或导向元件、其它装置它装置它装置它装置。1-1-夹具体夹具体夹具体夹具体2-2-液压缸液压缸液压缸液压缸3-3-压板压板压板压板4-4-对刀块对刀块对刀块对刀块5-5-V V形架形架形架形架6-6-圆柱销圆柱销圆柱销圆柱销7-7-定向键定向键定向键定向键液压铣床夹具液压铣床夹具液压铣床夹具液压铣床夹具工件在工件在夹夹具中具中 的正确定的正确定位，是通位，是通过过工件
6、上的定位工件上的定位基准面基准面与夹与夹具的定位元件具的定位元件相接相接触触面面实现实现。无需找正。无需找正。由于由于夹预夹预先在机床上先在机床上调调整整好位置，因此工件通好位置，因此工件通过夹过夹具相具相对对于机床也就占有了于机床也就占有了正确的位置。正确的位置。通通过夹过夹具的具的对对刀刀导导向装置，向装置，保保证证了工件加工表面相了工件加工表面相对对于刀具的正确位置。于刀具的正确位置。1-1-快换钻套快换钻套 2-2-钻套用衬套钻套用衬套 3-3-钻钻模板模板 4-4-开口垫圈开口垫圈 5-5-螺母螺母 6-6-心轴心轴 7-7-夹具体夹具体新型数控夹具与组合夹具新型数控夹具与组合夹具新
7、型数控夹具体新型数控夹具体新型数控夹具体新型数控夹具体新型数控夹具与组合夹具新型数控夹具与组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具3 3、夹具的分类、夹具的分类通通通通用用用用夹夹夹夹具具具具通通通通用用用用可可可可调调调调夹夹夹夹具具具具专专专专用用用用夹夹夹夹具具具具组组组组合合合合夹夹夹夹具具具具成成成成组组组组夹夹夹夹具具具具拼拼拼拼拆拆拆拆式式式式夹夹夹夹具具具具按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类夹具的分类夹具的分类车车车车床床床床夹夹夹夹具具具具铣铣铣铣床床床床夹夹夹夹具具具具钻钻钻钻床床床床夹夹夹夹具具具具镗镗镗镗床床床床夹夹夹夹具具具具磨磨磨磨床床床床夹夹
8、夹夹具具具具齿齿齿齿轮轮轮轮机机机机床床床床夹夹夹夹具具具具其其其其它它它它机机机机床床床床夹夹夹夹具具具具按使用机床分类按使用机床分类按使用机床分类按使用机床分类5、机床夹具在机械加工中的作用：、机床夹具在机械加工中的作用： 1）保证工件的加工精度。）保证工件的加工精度。 2）提高劳动生产率和降低加工成本。）提高劳动生产率和降低加工成本。 3）扩大机床工艺范围和改变机床用途。）扩大机床工艺范围和改变机床用途。 4）改善劳动条件和保证生产安全。）改善劳动条件和保证生产安全。 二、工件的装夹方式二、工件的装夹方式 工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：工件在
9、机床上的装夹方式有以下三种方法：工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：（1 1）直接找正法）直接找正法）直接找正法）直接找正法 在机床上根据工件上有关在机床上根据工件上有关在机床上根据工件上有关在机床上根据工件上有关 基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位置的方法。置的方法。置的方法。置的方法。（2 2）划线找正法）划线找正法）划线找正法）划线找正法 在机床上按毛坯或工件上在机床上按毛坯或工件上在机床上按毛坯或工件上在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确位置的
10、方法。所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。（3 3）用夹具装夹）用夹具装夹）用夹具装夹）用夹具装夹 通过夹具上的定位元件使通过夹具上的定位元件使通过夹具上的定位元件使通过夹具上的定位元件使工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。 直接找正法示例直接找正法示例直接找正法示例直接找正法示例三、定位基准的三、定位基准的选择选择原原则则 基准基准零件上用以确定其它点、线、面位零件上用以确定其它点、线、面
11、位零件上用以确定其它点、线、面位零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。置所依据的那些点、线、面。置所依据的那些点、线、面。置所依据的那些点、线、面。设计基准设计基准零件图上用以确定其它点、线、面零件图上用以确定其它点、线、面零件图上用以确定其它点、线、面零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。位置的基准。位置的基准。位置的基准。工艺基准工艺基准零件加工、测量和装配过程中使用零件加工、测量和装配过程中使用零件加工、测量和装配过程中使用零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为的基准。分为的基准。分为的基准。分为装配基准装配基准装配基准装配基准、工序基准、工序基准、工序基准、工
12、序基准、测量基准和测量基准和测量基准和测量基准和定位基准定位基准定位基准定位基准。 第二节第二节 工件的定位工件的定位 在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开极重要环节极重要环节极重要环节极重要环节-定位定位定位定位 1 1、六点定位原则、六点定位原则、六点定位原则、六点定位原则定位，就是限制自由度。通常用一个支承点限制工件定位，就
13、是限制自由度。通常用一个支承点限制工件定位，就是限制自由度。通常用一个支承点限制工件定位，就是限制自由度。通常用一个支承点限制工件的一个自由度。的一个自由度。的一个自由度。的一个自由度。 自由度的概念自由度的概念 一个位于空间自由状态的物体，对于直角坐标系来说，具有六个自由度。六点定位原理六点定位原理 夹夹夹夹 具具具具 用用用用 合合合合理理理理 分分分分 布布布布 的的的的六六六六 个个个个 支支支支 承承承承点点点点 ， 分分分分 别别别别限限限限 制制制制 工工工工 件件件件的的的的 六六六六 个个个个 自自自自由由由由 度度度度 ， 使使使使工工工工 件件件件 在在在在 夹夹夹夹具具
14、具具 中中中中 的的的的 位位位位置置置置 完完完完 全全全全 确确确确定定定定 ， 称称称称 为为为为“ “六六六六 点点点点 定定定定位原理位原理位原理位原理” ”。工件的工件的xoyxoy面上的面上的3 3个个支承点限制了移支承点限制了移动动：z z；转动转动：X,Y X,Y 。3 3个个自由度。自由度。 xoyxoy面面为为主要定位基准主要定位基准面。面。工件上的工件上的yozyoz面上的面上的2 2个个支承点限制了移支承点限制了移动动：x x；转动转动：Z Z。2 2个个自由度。自由度。 YozYoz面面为导为导向基准面。向基准面。工件上的工件上的xozxoz面上的面上的1 1个个支
15、承点限制了移支承点限制了移动动：z z。1 1个个自由度。自由度。 xozxoz面面为为止推基准面。止推基准面。限制工件自由度限制工件自由度与与加工要求的加工要求的关关系。系。工件的六工件的六个个自由度不一定都限制，需根据加工自由度不一定都限制，需根据加工要求而定。要求而定。确定自由度：要根据加工要求所必确定自由度：要根据加工要求所必须须限制的自限制的自由度。由度。根据加工要求，所根据加工要求，所研研究究对对象象为为工件的被加工表工件的被加工表面的工序基准，若面的工序基准，若它它的某自由度妨碍到被加工的某自由度妨碍到被加工表面的技表面的技术术要求，要求，则该则该自由度需被限制。自由度需被限制。
16、 2 2工件的定位工件的定位l l l l）完全定位）完全定位）完全定位）完全定位 工件的六个自由度全部被夹具工件的六个自由度全部被夹具工件的六个自由度全部被夹具工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。定的惟一位置，称为完全定位。定的惟一位置，称为完全定位。定的惟一位置，称为完全定位。2 2 2 2）不完全定位）不完全定位）不完全定位）不完全定位 根据工件加工表面的不同加根据工件加工表面的不同加根据工件加工表面的不同加根据
17、工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，不完全定位是允许的，不完全定位是允许的，不完全定位是允许的， 3 3 3
18、 3）欠定位）欠定位）欠定位）欠定位 按照加工要求应该限制的自由度按照加工要求应该限制的自由度按照加工要求应该限制的自由度按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。许的。因为欠定位保证不了加工要求。许的。因为欠定位保证不了加工要求。许的。因为欠定位保证不了加工要求。4 4 4 4）过定位）过定位）过定位）过定位 工件的一个或几个自由度被不同工件的一个或几个自由度被不同工件的一个或几个自由度被不同工件的一个或几个自由度
19、被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采精度，反而对提高加工精度有利时，也
20、可以采精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。用。用。用。 六点定位原理六点定位原理的应用的应用完全定位完全定位完全定位完全定位a ab b六点定位原理六点定位原理的应用的应用c cd d完全定位完全定位完全定位完全定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用e ef f完全定位完全定位完全定位完全定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用a ab bc c过定位过定位过定位过定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用a ab bc cd de ef fg g欠定位欠定位欠定位欠定位二、常二、常见见定位方式和定位元件定位方式和定位元件常常见见的的3 3种种定位方式定位方式工件以平面定位工件以平面定
21、位支承板支承板工件以工件以内内孔定位孔定位圆柱柱销（长，短），短）工件以外工件以外圆圆定位定位VV形快（形快（长，短），短）三、定位三、定位误误差的分析差的分析计计算算1 1、定位、定位误误差的基本差的基本概概念念定位误差：调整法加工时，由于加工前，刀具已通过夹定位误差：调整法加工时，由于加工前，刀具已通过夹具的对刀装置，确定了刀具相对于工件加工表面的位置，具的对刀装置，确定了刀具相对于工件加工表面的位置，但由于某些原因，使得一批工件的工序基准在加工尺寸但由于某些原因，使得一批工件的工序基准在加工尺寸方向上有变化，从而引起工序尺寸的变化，产生误差，方向上有变化，从而引起工序尺寸的变化，产生误差
22、，这种误差是由于定位所引起的，称为定位误差。这种误差是由于定位所引起的，称为定位误差。它的大小是：工序基准位置变动的最大偏移量。它的大小是：工序基准位置变动的最大偏移量。定位误差与加工对象的工序尺寸有关。加工对象有几个定位误差与加工对象的工序尺寸有关。加工对象有几个工序尺寸，则有几个定位误差。工序尺寸，则有几个定位误差。2 2、定位、定位误误差差产产生的原因及生的原因及组组成成原因：原因：基准不重合：基准不重合：工序基准与定位基准不是同个点、面、工序基准与定位基准不是同个点、面、线。线。基准位移：基准位移：由于定位元件制造有误差，导致工序基由于定位元件制造有误差，导致工序基准在尺寸方向上会产生
23、变动。准在尺寸方向上会产生变动。定位误差定位误差( (D D) )的组成：的组成：基准不重合误差（基准不重合误差（B B）= =定位基准与工定位基准与工序基准之间尺寸的公差。序基准之间尺寸的公差。基准位移误差（基准位移误差（Y Y）= =定位基准在尺寸定位基准在尺寸方向的最大变动量。方向的最大变动量。定位误差定位误差= =基准位移误差基准位移误差基准不重合基准不重合误差误差定位误差的计算方法：定位误差的计算方法：将基准不重合误差与基准位移误将基准不重合误差与基准位移误差分开计算。基准位移误差通过差分开计算。基准位移误差通过画图算出的偏移量。画图算出的偏移量。最后组合起来。最后组合起来。三、三、
24、单单一定位一定位以平面定位元件所产生的定位误差。以平面定位元件所产生的定位误差。（1 1）不存在基准位移误差）不存在基准位移误差（2 2）只存在基准不重合误差，若定位基准与工序基）只存在基准不重合误差，若定位基准与工序基准重合，基准不重合误差为准重合，基准不重合误差为0 0，定位误差为，定位误差为0 0。以内孔定位的定位方式。（以圆柱销为例）以内孔定位的定位方式。（以圆柱销为例）1.1.当工件的内孔与圆柱销过盈配合时，无基准位移当工件的内孔与圆柱销过盈配合时，无基准位移误差，只有基准不重合误差。误差，只有基准不重合误差。2 2、当工件的内孔与圆柱销间隙配合时，既有基准不当工件的内孔与圆柱销间隙
25、配合时，既有基准不重合误差，也有基准位移误差。重合误差，也有基准位移误差。圆柱销水平放置，与内孔单边接触圆柱销水平放置，与内孔单边接触N注意点：注意点：1.1.工件的定位问题也就是工件哪些自工件的定位问题也就是工件哪些自由度需要被限制。由度需要被限制。2.2.工件的定位并不是说工件固定在那工件的定位并不是说工件固定在那里不可动，那是夹紧。里不可动，那是夹紧。3.3.定位与夹紧是安装的两个过程，两定位与夹紧是安装的两个过程，两者不可混淆。定位不意味着夹紧，者不可混淆。定位不意味着夹紧，夹紧也并不代表着定位好了。夹紧也并不代表着定位好了。4.4.定位必须满足三个条件：定位必须满足三个条件：工件有具
26、体的定位表面（定位基准工件有具体的定位表面（定位基准或定位基面）或定位基面）夹具的定位元件夹具的定位元件两者接触。两者接触。第二节第二节 工件的夹紧工件的夹紧一、夹紧装置的组成及基本要求一、夹紧装置的组成及基本要求1 1、夹紧装置的组成、夹紧装置的组成（1 1）力源装置）力源装置是产生夹紧原始作用力的装置是产生夹紧原始作用力的装置（2 2）中间传动机构）中间传动机构是把力源装置产生的力传给是把力源装置产生的力传给夹紧元件的中间机构。夹紧元件的中间机构。 其作用：其作用：1 1）改变夹紧作用力的方向）改变夹紧作用力的方向 2 2）改变夹紧作用力的大小）改变夹紧作用力的大小 3 3）具有一定的自琐
27、性能）具有一定的自琐性能（3 3）夹紧元件）夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件，与是夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触，把工件夹紧。工件直接接触，把工件夹紧。4.5.1 4.5.1 工件的夹紧简述工件的夹紧简述 如上所述，工件在加工前需要定位和夹紧。如上所述，工件在加工前需要定位和夹紧。 这是两项十分重要的工作。关于定位，在前面几节中这是两项十分重要的工作。关于定位，在前面几节中已详细论述，本节对工件在机床上或夹具中的夹紧作已详细论述，本节对工件在机床上或夹具中的夹紧作一概略说明。夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、一概略说明。夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振
28、动，以免破坏工件的惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。定位。 因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求：因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求： 夹紧力不应破坏工件的正确定位；夹紧力不应破坏工件的正确定位； 夹紧装置应有足够的性；夹紧装置应有足够的性； 夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件超夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件超过允许范围的变形；过允许范围的变形； 能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果；能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果； 工艺性好，在保证生产率的前提下结构应工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作；手动夹紧机构应具有简单，便于制造、维修和操作
29、；手动夹紧机构应具有自锁性能。自锁性能。 二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定 根据上述的基本要求，正确确定夹紧根据上述的基本要求，正确确定夹紧力三要素力三要素( (方向、作用点、大小方向、作用点、大小) )是一个不容是一个不容忽视的问题。忽视的问题。 1 1、夹紧力方向的确定、夹紧力方向的确定 1) 1)夹紧力的方向不应破坏工件定位夹紧力的方向不应破坏工件定位 图图4.48(a)4.48(a)所示为不正确的夹紧方案，夹紧力有所示为不正确的夹紧方案，夹紧力有向上的分力向上的分力FwzFwz, ,，使工件离开原来的正确定，使工件离开原来的正确定位位置。而图位位置。而图4.48(b)4.48(b)所示
30、为正确的夹紧方案。所示为正确的夹紧方案。 2) 2)夹紧力方向应指向主要定位表面。夹紧力方向应指向主要定位表面。 2 2、夹紧力作用点的确定、夹紧力作用点的确定 1)1)夹紧力的作用点应落在支承范围内夹紧力的作用点应落在支承范围内 如图如图4.494.49所示的夹紧力的作用点落到了所示的夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外，夹紧时将破定位元件的支承范围之外，夹紧时将破坏正确位置，因而是不正确的坏正确位置，因而是不正确的 2) 2) 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位 如图如图4.50(a)4.50(a)所示，薄壁套筒的轴向刚性比径所示，薄壁套筒的
31、轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形就会小得多。夹若沿轴向施加夹紧力，变形就会小得多。夹紧如图紧如图4.50(b)4.50(b)所示的薄壁箱体时，夹紧力不所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用杠刚忭较好应作用在箱体的顶面，而应作用杠刚忭较好的凸边上。或如图的凸边上。或如图4.50(c)4.50(c)所示改为三点夹紧，所示改为三点夹紧，改变着力点的位置，以减少夹紧变形。改变着力点的位置，以减少夹紧变形。 3)3)夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位 如图如图4.514.51
32、所示，夹紧力远离加工部位，因此应在所示，夹紧力远离加工部位，因此应在加工部位加上辅助夹紧机构，以防止加工时加工部位加上辅助夹紧机构，以防止加工时发生振动，影响加工质量和安全。发生振动，影响加工质量和安全。 3 3、夹紧夹紧力大小的估算力大小的估算 加工过程中，工件受到切削力、离心力、加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等的作用，理论上夹紧力的作惯性力及重力等的作用，理论上夹紧力的作用应与上述力用应与上述力 ( (力矩力矩) )的作用相平衡。但是切的作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工过程中是变化的，削力的大小和方向在加工过程中是变化的，因此夹紧力的大小只能进行粗略的估算。因此夹
33、紧力的大小只能进行粗略的估算。估算的方法如下。估算的方法如下。1)1)找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力。此状态下所需的夹紧力。2)2)为了简便，只考虑主要因素在力系中为了简便，只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。的影响，略去次要因素在力系中的影响。3)3)根据工件状态，列出力根据工件状态，列出力( (力矩力矩) )的平衡方的平衡方程式，解出夹紧力的大小，还应适当考虑安程式，解出夹紧力的大小，还应适当考虑安全系数。如需进行夹紧力估算可参阅有关资全系数。如需进行夹紧力估算可参阅有关资料。料。4.5.4 4.5.4 常常见夹紧
34、见夹紧机机构构 夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。其中一些典型装置。 （1 1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构 图图 4.524.52所示是一些斜楔夹紧实例。斜楔所示是一些斜楔夹紧实例。斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。当楔块的升角递给工件，完成工件的夹紧。当楔块的升角 在在 6 0 10 0 6 0 10 0 时具有自锁性能。但自锁的时具有自锁性能。但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。的方向。 2 2、螺旋夹紧机构、螺
35、旋夹紧机构 螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（角小（ 3 0 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。1 1）单个螺旋夹紧机构）单个螺旋夹紧机构 直接用螺钉或螺母夹紧直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。螺钉头部直接压在工件表面上，可能会工件的机构。螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。为克服这一缺点在其头部
36、损伤工件或带动工件旋转。为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。通常采用一夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等（3 3）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构 它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，机构。偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、缺点
37、是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。图切削力不大的场合。图 4.584.58是几种典型的偏是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图心夹紧机构的实例，图4.594.59是圆偏心轮的几是圆偏心轮的几种结构。种结构。 （4 4）联动夹紧机构）联动夹紧机构 是利用机构的组合完成单件或多件的多是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。它可以实现多件点、多向同时夹紧的机构。它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。工人的劳动强度等。1 1）单单件件联动夹紧联动夹紧机机构构 利用利用夹紧夹紧机机构实现构实现工工件的
38、多向、多点件的多向、多点夹紧夹紧。如。如图图4.604.60所示机所示机构实构实现现二力垂直二力垂直夹紧夹紧。 2 2）多件）多件联动夹紧联动夹紧机机构构 一般有平行式多一般有平行式多件件联动夹紧联动夹紧机机构构和和连续连续式多件式多件联动夹紧联动夹紧机机构构。 平行式多件联动夹紧机构平行式多件联动夹紧机构 如图如图4.614.61所所示，若采用刚性压板夹紧，则因一批工示，若采用刚性压板夹紧，则因一批工件的外圆直径尺寸的不一致，将导致个件的外圆直径尺寸的不一致，将导致个别工件夹不紧的现象。在（别工件夹不紧的现象。在（b b）图中增）图中增加了浮动装置，既可以同时夹紧工件，加了浮动装置，既可以同
39、时夹紧工件，又方便操作。在理论上平行式夹紧各工又方便操作。在理论上平行式夹紧各工件受到的夹紧力相等。件受到的夹紧力相等。 连续式多件联动夹紧机构连续式多件联动夹紧机构 如图如图4.624.62是多是多个工件同时铣槽的夹具。这种方式，由于工个工件同时铣槽的夹具。这种方式，由于工件的夹紧力是依次传递的，可能造成工件在件的夹紧力是依次传递的，可能造成工件在夹紧方向的位置误差很大。因此，只适用于夹紧方向的位置误差很大。因此，只适用于加工在夹紧方向上没有加工要求的工件。加工在夹紧方向上没有加工要求的工件。 另外，在设计联动夹紧机构时，应注意另外，在设计联动夹紧机构时，应注意应设置浮动环节；同时夹紧的工件
40、不宜太多；应设置浮动环节；同时夹紧的工件不宜太多；结构的刚度要好，力求简单、紧凑。结构的刚度要好，力求简单、紧凑。 第一节 机械加工工艺规程概述一、生产过程与机械加工工艺过程 机械加工 工艺过程 工艺过程 生产过程材料材料材料材料准备准备准备准备生产生产生产生产技术技术技术技术准备准备准备准备毛坯毛坯毛坯毛坯制造制造制造制造机械机械机械机械加工加工加工加工产品产品产品产品装配装配装配装配检验检验检验检验试车试车试车试车包装包装包装包装入库入库入库入库生产过程生产过程把原材料转变为成品的过程。把原材料转变为成品的过程。包括：生产技术准备，毛坯制造，机械加工，包括：生产技术准备，毛坯制造，机械加工
41、，热处理，装配，测试检验，涂装。热处理，装配，测试检验，涂装。工艺过程工艺过程在生产过程中改变生产对象的形状，尺寸，相在生产过程中改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，是重要组成部分。程，是重要组成部分。( (毛坯制造，机械加工热毛坯制造，机械加工热处理，装配处理，装配) )二、机械加工工二、机械加工工艺过艺过程的程的组组成成一个或一组工人，在一个工作地对同一个一个或一组工人，在一个工作地对同一个 或同时对几个工件所连续完成的那一部或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。分工艺过程。区分工序的主要依据区分工序的主要
42、依据 1 1、设备或工作地、设备或工作地的变动的变动 2 2、完成的那一部分内容的连续。、完成的那一部分内容的连续。工序不仅是制订工艺过程的基本单元，也工序不仅是制订工艺过程的基本单元，也 是制订时间定额，配备工人，安排作业计是制订时间定额，配备工人，安排作业计 划和进行质量检验的基本单元。划和进行质量检验的基本单元。 （一）工序（一）工序（二）工步（二）工步工步工步 加工表面加工表面( (或装配时的联接表面或装配时的联接表面) )和加工和加工( (或装配或装配) )工具不变的条件下所工具不变的条件下所完成的那部分工艺过程。完成的那部分工艺过程。复合工步复合工步 为了提高生产率，用几把为了提高
43、生产率，用几把刀具同时加工几个表面的工步，视为刀具同时加工几个表面的工步，视为一个工步。一个工步。（三）安装（三）安装安装安装 工件工件( (或装配或装配单单元元) )经经一次装一次装夹夹后后所所 完成的那一部分的工序完成的那一部分的工序内内容。容。工件加工中工件加工中应尽应尽量量减减少安装的次少安装的次数数， 因因为为多一次安装就造成多一次的安装多一次安装就造成多一次的安装 误误差，而且差，而且还还增加了增加了辅辅助助时间时间。工位工位 一次装一次装夹夹后，工件后，工件( (或装配或装配单单元元) )与与 夹夹具或具或设备设备的可的可动动部分一起相部分一起相对对刀具刀具 或或设备设备的因定部
44、分所占据的每一的因定部分所占据的每一个个位位置。置。 如图所示零件，毛坯为直径如图所示零件，毛坯为直径3535mmmm棒料，批量生棒料，批量生产时其机械加工工艺过程如下所述，试填写下产时其机械加工工艺过程如下所述，试填写下表。表。在锯床上切断下料；车一端面钻中心孔，调头，在锯床上切断下料；车一端面钻中心孔，调头，车另一端面钻中心孔；在另一台机床上将整批车另一端面钻中心孔；在另一台机床上将整批工件靠螺纹一边都车至工件靠螺纹一边都车至30mm,30mm,调头再调刀车调头再调刀车削整批工件的削整批工件的18mm18mm外园；又换一台车床车外园；又换一台车床车20mm20mm外圆；在铣床上铣床上铣两平
45、面，转外圆；在铣床上铣床上铣两平面，转9090度后，铣另外两平面；最后，车螺纹，倒角度后，铣另外两平面；最后，车螺纹，倒角。 工序工序号号 安装安装 工步工步 工序工序内内容容三、机械加工工三、机械加工工艺规艺规程程1.1.机械加工工艺规程机械加工工艺规程 ：规定零件机械加工工：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。艺过程和操作方法等的工艺文件。 2.2.内容内容 ：工件加工的工艺路线，各工序的具：工件加工的工艺路线，各工序的具体内容，所用的设备和工艺装备，工件和检体内容，所用的设备和工艺装备，工件和检验项目及检验方法，切削用量，时间定额。验项目及检验方法，切削用量，时间定额。3.3
46、.常见工艺规程文件：常见工艺规程文件： 1 1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 2 2）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片4 4、机械加工工艺规程作用、机械加工工艺规程作用（1 1）工艺规程是组织生产的指导性文件）工艺规程是组织生产的指导性文件（2 2）工艺规程是生产准备工作的依据）工艺规程是生产准备工作的依据（3 3）工艺规程是新建工厂（车间）的技术文件）工艺规程是新建工厂（车间）的技术文件四、制四、制订订工工艺规艺规程的步程的步骤骤1.1.准备性工作阶段准备性工作阶段 计算年生产纲领，确计算年生产纲领，确定生产类型，分析零件图及产品装配图，定生产类型，分析零件图及产品装配图，对
47、零件进行工艺分析，选择毛坯。对零件进行工艺分析，选择毛坯。2.2.工艺路线拟定阶段工艺路线拟定阶段 选择定位基准，选择定位基准，确定各表面的加工，安排加工顺序，确定确定各表面的加工，安排加工顺序，确定工序分散与集中的程度，安排热处理以及工序分散与集中的程度，安排热处理以及检验。检验。3.3.工序设计阶段工序设计阶段 确定各工序的加工作量，确定各工序的加工作量，计算工序尺寸及公差，确定各工序所用的设备及刀，计算工序尺寸及公差，确定各工序所用的设备及刀，夹、量具和辅助工具，确定切削用量及时间定额。夹、量具和辅助工具，确定切削用量及时间定额。确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各主要工序的技术要
48、求及检验方法。4. 4. 填写工艺文件填写工艺文件 零件机械加工工艺规程经零件机械加工工艺规程经上述步骤确定或，应将有关内容填入各种不同的卡上述步骤确定或，应将有关内容填入各种不同的卡片，以便贯彻执行。片，以便贯彻执行。 第二节第二节 制订机械加工工艺规程制订机械加工工艺规程 的准备性工作的准备性工作一、概述：包括计算生产纲领，确定生产类一、概述：包括计算生产纲领，确定生产类 型，对零件进行工艺分析，确定毛坯种类。型，对零件进行工艺分析，确定毛坯种类。二、生产纲领和生产类型二、生产纲领和生产类型 1 1、生产纲领：指在计划期内企业应当生产、生产纲领：指在计划期内企业应当生产 的产品产量和进度计
49、划。的产品产量和进度计划。 2 2、生产类型：反映企业生产专业化程度。、生产类型：反映企业生产专业化程度。 分类：分类：1 1）单件生产）单件生产 2 2）成批生产）成批生产 3 3）大量生产）大量生产 工艺特点工艺特点 生产类型生产类型 单件小批生单件小批生产产 中批生产中批生产大批大量生产大批大量生产零件的互换性零件的互换性用修配法，缺乏用修配法，缺乏互换性互换性多数互换，部分多数互换，部分修配修配全部互换，高精度全部互换，高精度偶件采用分组装配偶件采用分组装配毛坯情况毛坯情况锻件自由锻造，锻件自由锻造，铸件木工手工造铸件木工手工造型，毛坯精度低型，毛坯精度低锻件部分采用模锻件部分采用模锻
50、，铸件部分用锻，铸件部分用金属模，毛坯精金属模，毛坯精度中等。度中等。广泛采用锻模、机广泛采用锻模、机器造型等高效方法器造型等高效方法生产毛坯，毛坯精生产毛坯，毛坯精度高度高机床设备及其机床设备及其布置形式布置形式通用机床，机群通用机床，机群式布置，也可用式布置，也可用数控机床数控机床部分通用机床，部分通用机床，部分专用机床，部分专用机床，机床按零件类别机床按零件类别分工段布置分工段布置广泛采用自动机床、广泛采用自动机床、专用机床，按流水专用机床，按流水线、自动线排列设线、自动线排列设备备工艺装置工艺装置通用刀具、量具通用刀具、量具和夹具，或组合和夹具，或组合夹具，找正法装夹具，找正法装夹工件
51、夹工件广泛采用夹具，广泛采用夹具，部分靠找正装夹部分靠找正装夹工件，较多采用工件，较多采用专用量具和刀具专用量具和刀具采用高效专用夹具，采用高效专用夹具，多用专用刀具、专多用专用刀具、专用量具及自动检测用量具及自动检测装置装置 工艺特点工艺特点 生产类型生产类型单件小批生产单件小批生产 中批生产中批生产大批大量生产大批大量生产对工人的技对工人的技术术 要求要求 高高 中等中等对调整工人的技术对调整工人的技术水平要求高，对操水平要求高，对操作工人技术水平要作工人技术水平要求低求低工艺文件工艺文件仅要工艺过程仅要工艺过程卡卡工艺过程卡，工艺过程卡，关键零件的工关键零件的工序卡序卡详细的工艺文件、详
52、细的工艺文件、工艺过程卡、工序工艺过程卡、工序卡、调整卡等卡、调整卡等加工成本加工成本 较高较高 中等中等 低低三、零件的工艺分析三、零件的工艺分析1 1、分析、审查零件图样和产品的装备图、分析、审查零件图样和产品的装备图 1 1）分析的内容：分析零件图样和部件的装）分析的内容：分析零件图样和部件的装配图，主要是明确被加工零件在产品中的位配图，主要是明确被加工零件在产品中的位置与作用，找出该零件上有多少主要加工表置与作用，找出该零件上有多少主要加工表面，找出该零件的技术要求。面，找出该零件的技术要求。 2 2）审查具体内容：）审查具体内容： （1 1）审查零件图的视图、尺寸、公差和技术）审查零
53、件图的视图、尺寸、公差和技术要求等是否完整。要求等是否完整。 （2 2）审查各项技术要求是否合理）审查各项技术要求是否合理 （3 3）审查零件材料及热处理选用是否合适）审查零件材料及热处理选用是否合适2 2、零件的结构工艺性分析、零件的结构工艺性分析1 1）概述）概述分析要点：根据组成零件各种表面的尺寸，精度，分析要点：根据组成零件各种表面的尺寸，精度，组合情况，选择适当的加工方法和加工路线。组合情况，选择适当的加工方法和加工路线。结构工艺性：所设计的零件在保证产品使用性能结构工艺性：所设计的零件在保证产品使用性能的前提下。根据已定的生产规模，采生产效率高的前提下。根据已定的生产规模，采生产效
54、率高和成本低的方法制造出来。其中包括毛坯制造，和成本低的方法制造出来。其中包括毛坯制造，热处理，机械加工，装配和修理的结构工艺性。热处理，机械加工，装配和修理的结构工艺性。随着生产类型和生产条件的不同，以及机械工业随着生产类型和生产条件的不同，以及机械工业技术水平发展而变化。技术水平发展而变化。3 3、数控加工对零件结构工艺性的、数控加工对零件结构工艺性的影响影响1 1）数控加工的特点：自动化程度高，）数控加工的特点：自动化程度高，加工精度高，对加工对象的适应性强，加工精度高，对加工对象的适应性强，可以与计算机通信，实现计算机辅助可以与计算机通信，实现计算机辅助设计与制造一体化。设计与制造一体
55、化。 2 2）在以下情况下采用数控加工，工艺性是好的：）在以下情况下采用数控加工，工艺性是好的： （1 1）单件小批生产的零件的加工，成批生产）单件小批生产的零件的加工，成批生产的关的关 键工序的加工，键工序的加工， （2 2）加工精度高，具有形状复杂的曲线或曲）加工精度高，具有形状复杂的曲线或曲面的零件加工。面的零件加工。 （3 3）需要多次改型设计的零件的加工。）需要多次改型设计的零件的加工。 （4 4）需要钻、镗、铰、攻螺纹及铣削多个工）需要钻、镗、铰、攻螺纹及铣削多个工步加工的工件，如箱体零件的加工。步加工的工件，如箱体零件的加工。 （5 5）价值高的零件。）价值高的零件。 （6 6）
56、进行精密复制的零件的加工。）进行精密复制的零件的加工。 （7 7）用通用机床加工时，需要复杂的专用夹）用通用机床加工时，需要复杂的专用夹 具或需要很长的调整时间的零件的加工。具或需要很长的调整时间的零件的加工。 四、毛坯的确定：四、毛坯的确定：1 1、毛坯的制造方法：、毛坯的制造方法：铸造、锻压、焊接。铸造、锻压、焊接。2 2、常见的毛坯类型：、常见的毛坯类型： 铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材。铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材。3 3、毛坯的确定的主要因素：、毛坯的确定的主要因素：根据图纸规定的材料及机械性能选根据图纸规定的材料及机械性能选根据零件的功能选根据零件的功能选根据生产类型
57、选根据生产类型选根据具体生产条件选根据具体生产条件选 第三节第三节 定位基准选择定位基准选择一、定位基准一、定位基准1 1）概念：是加工中用来使工件在机床或夹具上定位的所）概念：是加工中用来使工件在机床或夹具上定位的所依据的工件上的点、线、面。依据的工件上的点、线、面。2 2）分类：）分类：（1 1）粗基准和精基准）粗基准和精基准 粗基准粗基准 加工的起始工序中，只能用毛坯上加工的起始工序中，只能用毛坯上 未未经加工的表面作为定位基准。经加工的表面作为定位基准。 精基准精基准 利用工件上已加工过的表面作定位基准面。利用工件上已加工过的表面作定位基准面。（2 2）辅辅助基准助基准 概念：概念：概
58、念：概念：为为为为装装装装夹夹夹夹方便或方便或方便或方便或实现实现实现实现基准基准基准基准统统统统一，人一，人一，人一，人为为为为制造制造制造制造的一的一的一的一种种种种定位基准。定位基准。定位基准。定位基准。 工艺凸台工艺凸台工艺凸台工艺凸台二、二、 粗基准的粗基准的选择选择 （一）两个问题一）两个问题 1. 1. 保证加工表面与不加工表面之间的相保证加工表面与不加工表面之间的相互位置关系。互位置关系。 2 2合理地分配各加工面的加工余量。合理地分配各加工面的加工余量。 （二）（二）选择选择原原则则 1.1.对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为
59、了保证不加工表面与加工表面的相互位置要求时，了保证不加工表面与加工表面的相互位置要求时，应选择不加工表面作粗基准。应选择不加工表面作粗基准。( (零件有多个不加工零件有多个不加工表面时，以其中与加工面相互位置要求较高的表表面时，以其中与加工面相互位置要求较高的表面作粗基准。面作粗基准。) )2.2.对于有较多加工表面的工件，粗基准的选择应能对于有较多加工表面的工件，粗基准的选择应能合理分配加工余量。合理分配加工余量。合理分配加工余量：合理分配加工余量：1 1）对于工件上的某些重要表面，为了尽可能使其）对于工件上的某些重要表面，为了尽可能使其加工余量均匀，则应选择重要表面作粗基准。加工余量均匀，
60、则应选择重要表面作粗基准。2 2）保证各主要加工表面都有足够的余量，应选择）保证各主要加工表面都有足够的余量，应选择毛坯上余量最小的表面作粗基准。毛坯上余量最小的表面作粗基准。3 3）选作粗基准的表面应尽量平整，以便定位可靠。）选作粗基准的表面应尽量平整，以便定位可靠。4 4）应避免重复使用粗基准。在同一尺寸方向上，）应避免重复使用粗基准。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次。粗基准通常只允许使用一次。床身的加工床身的加工床身的加工床身的加工二、精基准的选择二、精基准的选择（一）考虑问题：（一）考虑问题：1.1.保证零件加工精度，保证零件加工精度，2.2.装夹方便，夹具结构简单。装夹方便
61、，夹具结构简单。（二（二）选择原则选择原则 1 1、基准重合、基准重合 加工表面的设计基准（工序基准加工表面的设计基准（工序基准 ）与定位基准一致。否则产生基准不重合误差。）与定位基准一致。否则产生基准不重合误差。2 2、基准统一原则：、基准统一原则： 整个工艺过程或有关的几道工序整个工艺过程或有关的几道工序采用同一个（或一组）精基准定位来定位采用同一个（或一组）精基准定位来定位1 1）简化工艺过程制定及统一的夹具设计避免基准转换）简化工艺过程制定及统一的夹具设计避免基准转换带来的误差带来的误差2 2）若一次装夹能同时加工多个表面，那么这多个表面）若一次装夹能同时加工多个表面，那么这多个表面间
62、的位置、尺寸精度和定位基准的选择无关，而是间的位置、尺寸精度和定位基准的选择无关，而是取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度及调整精度。及调整精度。3 3）选作统一基准表面要求：面积大，精度高，孔距远。）选作统一基准表面要求：面积大，精度高，孔距远。4 4）常用的有：箱体类（一面二孔，三面互相垂直）；）常用的有：箱体类（一面二孔，三面互相垂直）；轴类（两顶尖孔）；盘类（大端面，短孔）。轴类（两顶尖孔）；盘类（大端面，短孔）。3 3、自为基准原则、自为基准原则 当精加工或光整加工工序要当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面
63、本身求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。不可提高位置精度（拉削，浮动作为定位基准。不可提高位置精度（拉削，浮动镗，光整加工）。镗，光整加工）。4 4、互为基准原则、互为基准原则 为了得到均匀的加工余量或为了得到均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准、反复加工。较高的位置精度，可采用互为基准、反复加工。5 5、保证工件定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单适、保证工件定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单适用。用。三、粗、精准选择要点三、粗、精准选择要点1 1、精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精、精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精 度；度；2 2、粗基准考虑的重点
64、是加工面有足够的余量，加工面、粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量，加工面 与不加工面的尺寸，位置精度，提供精基准。与不加工面的尺寸，位置精度，提供精基准。3 3、粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要、粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要 求，在具体使用时常常会互相矛盾，必须结合具求，在具体使用时常常会互相矛盾，必须结合具体体 的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用这这 些原则。些原则。 4 4、粗、精基准的选择使用，必须注意精基准选择、粗、精基准的选择使用，必须注意精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后使用在先。在前，使用在后，
65、粗基准选择在后使用在先。因为对零件图进行工艺分析之后，必须首先选因为对零件图进行工艺分析之后，必须首先选择精基准，以保证零件的主要加工精度，此后，择精基准，以保证零件的主要加工精度，此后，才考虑选择粗基准，将零件加工出来。才考虑选择粗基准，将零件加工出来。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定一、概念一、概念: : 工艺路线的设计包括：加工表面的加工艺路线的设计包括：加工表面的加工方法、加工阶段的划分，划分工序、工序顺工方法、加工阶段的划分，划分工序、工序顺序的安排。序的安排。二、二、 零件表面的加工方法零件表面的加工方法1 1、经济经济加工精度和加工精度和经济经济表面粗
66、糙度表面粗糙度 加工过程中，影响加工精度和表面质量的加工过程中，影响加工精度和表面质量的因素很多。每种加工方法在不同的工作条件下因素很多。每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和表面粗糙度会有所不同，所能达到的精度和表面粗糙度会有所不同， 经经济加工精度（经济表面粗糙度）是指在正常加济加工精度（经济表面粗糙度）是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度（表面粗糙度）。所能达到的加工精度（表面粗糙度）。2 2、典型表面加工方法、典型表面加工方法
67、 一般的零件都是由若干个典型表面组成。选一般的零件都是由若干个典型表面组成。选择零件的加工方法和加工方案，实质上是选择典择零件的加工方法和加工方案，实质上是选择典型表面的加工方法和加工方案型表面的加工方法和加工方案。 典型零件表面的加工方法：典型零件表面的加工方法： 1 1）外圆）外圆 ：车削、磨削：车削、磨削 2 2）内孔）内孔 ：钻、扩、绞、镗、磨、拉：钻、扩、绞、镗、磨、拉 3 3） 平面平面 ：刨削、铣削、磨削、车削：刨削、铣削、磨削、车削三、工序顺序的确定三、工序顺序的确定1 1各加工阶段的主要任务各加工阶段的主要任务1) 1) 粗加工阶段粗加工阶段 其任务是切除毛坯大部分余其任务是
68、切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形状和尺寸。量，使毛坯接近成品的形状和尺寸。2) 2) 半精加工阶段半精加工阶段 其任务是留下精加工余量后其任务是留下精加工余量后使主要表面达到一定的精度，为精加工（如精使主要表面达到一定的精度，为精加工（如精车、精磨）做好准备。并完成一些次要表面的车、精磨）做好准备。并完成一些次要表面的加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。 3) 3) 精加工阶段精加工阶段 其任务是保证各主要表面其任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度。达到规定的精度和表面粗糙度。 4) 4) 光整加工阶段光整加工阶段 对零件精度和表面粗糙对零件精度和表
69、面粗糙度要求很高（度要求很高（IT6IT6级以上、级以上、Ra0.2mRa0.2m以下）的以下）的表面，需进行光整加工。主要目的是获得很高表面，需进行光整加工。主要目的是获得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到强化。一般不用来提高位置精度。强化。一般不用来提高位置精度。2 2划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因 1) 1) 保证加工质量保证加工质量 工件加工划分阶段后，粗加工因工件加工划分阶段后，粗加工因加工余量大、切削力大等因素造成的加工误差，可通加工余量大、切削力大等因素造成的加工误差，可通过半精加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。过半精
70、加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。 2) 2) 有利于合理使用设备有利于合理使用设备 粗加工要求功率大、刚性粗加工要求功率大、刚性好、生产率高的设备，可用精度不高的普通机床来完好、生产率高的设备，可用精度不高的普通机床来完成；精加工则要求在精度高的设备或数控机床是完成。成；精加工则要求在精度高的设备或数控机床是完成。可见划分加工阶段后，就可充分发挥粗、精加工设备可见划分加工阶段后，就可充分发挥粗、精加工设备的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。3) 3) 便于及时发现毛坯缺陷。便于及时发现毛坯缺陷。 毛坯的各种缺陷，如气毛坯的各种缺陷，如气孔、砂
71、眼和加工余量不足等，在粗加工后即可发现孔、砂眼和加工余量不足等，在粗加工后即可发现便于及时修补或报废，以免继续加工后造成工时和便于及时修补或报废，以免继续加工后造成工时和费用的浪费。费用的浪费。 4) 4)便于安排热处理工序便于安排热处理工序 如粗加工后一般要安排如粗加工后一般要安排时效处理，消除残余应力；精加工前要安排淬火等时效处理，消除残余应力；精加工前要安排淬火等最终热处理，引起的变形又可在精加工中消除。使最终热处理，引起的变形又可在精加工中消除。使冷热工序配合得更好。冷热工序配合得更好。 3 3、工序顺序的安排原则、工序顺序的安排原则 1 1）基准先行）基准先行 选为精基准的表面，应先
72、进选为精基准的表面，应先进行加工，以便为后续工序提供可靠的精基准。行加工，以便为后续工序提供可靠的精基准。 2 2）先粗后精）先粗后精 各表面均应按照粗加工各表面均应按照粗加工半精加工半精加工精加工精加工光整加工的顺序依光整加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。粗糙度。 3 3）先主后次）先主后次 先加工主要表面（如定位基先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺孔等）。次要表面常穿插自由表面、键槽、螺孔等）。次要表面常穿插进行，一般安排在主要表面达到一定精
73、度之后、进行，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前进行。最终精加工之前进行。 4 4）先面后孔）先面后孔 对于箱体、支架、连杆和机对于箱体、支架、连杆和机体类工件，一般应先加工平面后加工孔。这是体类工件，一般应先加工平面后加工孔。这是因为先加工好平面后，就能以平面定位加工孔，因为先加工好平面后，就能以平面定位加工孔，定位稳定可靠，保证平面和孔的位置精度。定位稳定可靠，保证平面和孔的位置精度。四、划分工序四、划分工序1 1、工序划分的原则、工序划分的原则 根据工序数目（或工序内容多少），工序的划根据工序数目（或工序内容多少），工序的划分如下。分如下。1) 1) 工序集中的原则工序集
74、中的原则 工序集中就是将工件的加工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中有利于采用数控机床、工内容较多。工序集中有利于采用数控机床、高效专用设备及工装。高效专用设备及工装。2) 2) 工序分散的原则工序分散的原则 工序分散就是将工件的加工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。工序分散使用的设备及工艺装备工内容很少。工序分散使用的设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便。比较简单，调整和维修方便。2. 2. 数控加工工序划分的方法数控加工工序划
75、分的方法 1 1）刀具集中分序法）刀具集中分序法 2 2）粗、精加工分序法）粗、精加工分序法 3 3）按加工部位分序法）按加工部位分序法 五、热处理工序的安排五、热处理工序的安排 为提高材料的力学性能，改善金属加工为提高材料的力学性能，改善金属加工性能以及消除残余应力，在工艺过程中适当性能以及消除残余应力，在工艺过程中适当安排一些热处理工序。安排一些热处理工序。 1 1）预备热处理）预备热处理 其目的是改善工件的加工其目的是改善工件的加工性能，消除内应力，改善金相组织为最终热性能，消除内应力，改善金相组织为最终热处理作好准备。如正火、退火和调质等。它处理作好准备。如正火、退火和调质等。它一般安
76、排在粗加工前，但调质常安排在粗加一般安排在粗加工前，但调质常安排在粗加工后进行。工后进行。2 2）消除残余应力处理）消除残余应力处理 其目的是消除毛坯其目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力。制造和切削加工过程中产生的残余应力。如时效和退火。如时效和退火。3 3）最终热处理）最终热处理 最终热处理的目的是提高最终热处理的目的是提高零件的力学性能，如强度、硬度、耐磨性。零件的力学性能，如强度、硬度、耐磨性。如调质、淬火如调质、淬火回火，以及各种表面处理回火，以及各种表面处理（渗碳淬火、氰化和氮化）。最终热处理（渗碳淬火、氰化和氮化）。最终热处理一般安排在精加工前。一般安排在精加工前。六
77、、辅助工序的安排六、辅助工序的安排 辅助工序的包括检验、去毛刺、倒棱、辅助工序的包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁和平衡等。其中检验工序清洗、防锈、去磁和平衡等。其中检验工序是保证产品质量的有效措施之一。是保证产品质量的有效措施之一。 第五节第五节 机床加工工序设计与实施机床加工工序设计与实施一、确定加工余量一、确定加工余量1 1、加工余量的概念、加工余量的概念 加工余量是指加工表面加工前后的尺寸之差，分为加工余量是指加工表面加工前后的尺寸之差，分为工序余量和加工总余量。工序余量和加工总余量。 工序尺寸：是工件的加工表面经工序加工后应达到工序尺寸：是工件的加工表面经工序加工后应达到的尺寸
78、。的尺寸。 1 1）工序余量）工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差。相邻两工序的工序尺寸之差。 2 2）加工总余量）加工总余量 又称毛坯余量，指零件的毛坯尺又称毛坯余量，指零件的毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。寸与零件图的设计尺寸之差。2 2、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素 1 1）前工序的表面粗糙度高度）前工序的表面粗糙度高度HaHa和表面缺和表面缺陷层厚度陷层厚度Da.Da. 2) 2)前工序的尺寸公差前工序的尺寸公差TaTa 3) 3)前工序的位置误差前工序的位置误差 a a 4) 4)工序的装夹误差工序的装夹误差b b3 3、确定加工余量的方法、确定加工余量的方法 1 1）计算法
79、）计算法 2 2）经验估计法）经验估计法 3 3）查表修正法）查表修正法二、基准重合时工序尺寸及公差的确定二、基准重合时工序尺寸及公差的确定 1 1、概念：零件表面最后一道工序的工序尺寸及公差应、概念：零件表面最后一道工序的工序尺寸及公差应为零件上该表面的设计尺寸和公差。为零件上该表面的设计尺寸和公差。 2 2、运算步骤：、运算步骤： 1 1）确定各工序余量数值）确定各工序余量数值 2 2）最后一道工序的工序尺寸等于零件图样上的设计）最后一道工序的工序尺寸等于零件图样上的设计尺寸。尺寸。 3 3）最后一道工序的工序尺寸误差等于零件图样上设）最后一道工序的工序尺寸误差等于零件图样上设计尺寸公差。
80、计尺寸公差。 4 4）各工序尺寸的上、下偏差按）各工序尺寸的上、下偏差按“入体原则入体原则”确定。确定。三、工艺尺寸链三、工艺尺寸链 1 1、工艺尺寸链的定义、工艺尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称为相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称为尺寸链。加工中各有关工艺尺寸组成的尺寸链。加工中各有关工艺尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。组成尺寸链的尺寸链称为工艺尺寸链。组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。各个尺寸称为尺寸链的环。2 2、工艺尺寸链组成、工艺尺寸链组成 1 1）封闭环：加工间接获得（或装配中最后形）封闭环：加工间接获得（或
81、装配中最后形成）的尺寸称为封闭环。其余尺寸叫组成环：成）的尺寸称为封闭环。其余尺寸叫组成环：除封闭环以外其余各个尺寸叫组成环。除封闭环以外其余各个尺寸叫组成环。 2 2）增环：组成环中，由于该环的变动引起封）增环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环同向变动（同向变动是指该环增大时封闭闭环同向变动（同向变动是指该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小）的环称环也增大，该环减小时封闭环也减小）的环称为增环。为增环。 3 3）减环：组成环中，由于该环的变动引起封）减环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环反向变动（反向变动是指该环增大时封闭闭环反向变动（反向变动是指该环增大时封闭环减小，该环减小
82、时封闭环增大）的环则称为环减小，该环减小时封闭环增大）的环则称为减环。减环。 增环和减环的判断用箭头表示法。凡与封增环和减环的判断用箭头表示法。凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭头方向相反的环即为增环。头方向相反的环即为增环。 3 3、尺寸链简图、尺寸链简图 为简便起见，通常不绘出该零件（或装为简便起见，通常不绘出该零件（或装配部分）的具体结构，也不严格按比例，依配部分）的具体结构，也不严格按比例，依次绘出各有关尺寸，排列出封闭尺寸图形叫次绘出各有关尺寸，排列出封闭尺寸图形叫尺寸链简图。除可用定义直接判定增环、减尺寸链简图。除可用定义直接判定
83、增环、减环外，还可在绘制尺寸链图时，用首尾相接环外，还可在绘制尺寸链图时，用首尾相接的单箭头线顺序表示各环。的单箭头线顺序表示各环。 尺寸链的计算公式尺寸链的计算公式 尺寸链的计算，是指计算封闭环与组成环的基本尺寸链的计算，是指计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及极限偏差之间的关系。计算方法分尺寸、公差及极限偏差之间的关系。计算方法分为极值法和统计（概率）法两类。极值法多用于为极值法和统计（概率）法两类。极值法多用于环数少的尺寸链；统计（概率）法多用于环数多环数少的尺寸链；统计（概率）法多用于环数多的尺寸链。极值法的特点是简单可靠，其基本公的尺寸链。极值法的特点是简单可靠，其基本公式如下：式如
84、下： 1 1）封闭环的基本尺寸）封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等于所封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。 2 2）封闭环的上偏差）封闭环的上偏差 封闭环的上偏差等于所有增环的上封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和。偏差之和减去所有减环的下偏差之和。 3 3）封闭环的下偏差）封闭环的下偏差 封闭环的下偏差等于所有增环的下封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。偏差之和减去所有减环的上偏差之和。4 4）封闭环的公差：封闭环的公差组成环公差的代数和。）封闭环的公差：封闭环的公差组成环公差的代数和。 如图所示套筒，如图所示套筒， 以端面以端面 A A 定位加工缺口时定位加工缺口时, ,计计算尺寸算尺寸 A A 3 3 及其公差及其公差 4 4、粗、精基准的、粗、精基准的选择选择使用，必使用，必须须注意精基准注意精基准选择选择在前，使用在后，粗基准在前，使用在后，粗基准选择选择在后使用在先。在后使用在先。因因为对为对零件零件图进图进行工行工艺艺分析之后，必分析之后，必须须首先首先选选择择精基准，以保精基准，以保证证零件的主要加工精度，此后，零件的主要加工精度，此后，才考才考虑选择虑选择粗基准，粗基准，将将零件加工出零件加工出来来。
