机械制造技术基础课程设计课件.ppt

1、2022-10-29机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础机械制造技术基础-课程课程设计设计机械制造技术基础课程设计1 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

2、教学目的：机械制造技术基础课程设计2 2、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、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

3、整理、信息加工的能力；的能力；机械制造技术基础课程设计5 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、培养同学们对零件机械加工中影响质量、生产率和经济、培养同学们对零件机械加工中影响质量、生产率和经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；机械制造技术基础课程设计2）设计

4、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；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)。机械制造技术基础课程设计3 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

5、明书。编写课程设计说明书。机械制造技术基础课程设计4 4）课程设计所需参考资料）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机械制造技术基础课程设计6）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。机械制造技术基础课程设计二、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

6、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，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、绘制工件的毛坯图机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计3 3、设计一道

7、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成课程设计报告；每个学生必须独立完成课程设计报告；课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据和计算完整、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机械制造技术基础课程设计三、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、认真研究被加工零件样图、认真研究被加工零件样图 了解该零件所属产品的用了解该零件所属产品的用途、性能和工作

8、条件以及零件在产品中的地位与作用。根途、性能和工作条件以及零件在产品中的地位与作用。根据零件在产品中的作用进一步分析零件结构设计和精度要据零件在产品中的作用进一步分析零件结构设计和精度要求的合理性。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、检查零件图的完整性、检查零件图的完整性 分析和审查零件图时，应审查分析和审查零件图时，应审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。机械制造技术基础课程设计 3 3、审查零件的结构工艺性、审查零件的结构工艺性 从机械加工工艺观点出发，从机械加工工艺观点出发，结

9、合零件的用途，分析零件精度和技术要求的合理性。若结合零件的用途，分析零件精度和技术要求的合理性。若发现精度要求不合理或结构工艺性不好，可向设计者提出发现精度要求不合理或结构工艺性不好，可向设计者提出修改意见。修改意见。4 4、确定零件的主要加工表面、确定零件的主要加工表面 根据零件各表面精度要求根据零件各表面精度要求和作用确定出零件的主要加工表面，以便确定正确的加工和作用确定出零件的主要加工表面，以便确定正确的加工流程，提高切削效率。对于难以达到的加工表面应提出保流程，提高切削效率。对于难以达到的加工表面应提出保证措施。证措施。机械制造技术基础课程设计(二）计算生产钢领与生产节拍二）计算生产钢

10、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机械制造技术基础课程设计 根据零件的生产纲领确定其生产类

11、型，它是机械加根据零件的生产纲领确定其生产类型，它是机械加工工艺过程（或规程）设计必须具备的原始资料之一。各种工工艺过程（或规程）设计必须具备的原始资料之一。各种生产类型有各自的工艺特点，这就决定了被加工零件各工序生产类型有各自的工艺特点，这就决定了被加工零件各工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。在成批和大量生产中，一般都采用流水生产，它的主在成批和大量生产中，一般都采用流水生产，它的主要特点是：每一工序在固定工作地点进行；按工序先后顺序排要特点是：每一工序在固定工作地点进行；按工序先后顺序排列工作地点；有生产节拍（节奏），即要求各工序的工作时间列工作地点；有生产节拍（节奏

12、），即要求各工序的工作时间同期化（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、确定生产类型3 3、计算生产节拍、计算生产节拍机械制造技术基础课程设计式中式中 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：机械制造技术基础课程设计（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

13、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）研究分析被加工零件图和被加工零件的原始资料，审查、）研究分析被加工零件图和被加工零件的原始资料，审查、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

14、程、制订机械加工工艺规程机械制造技术基础课程设计 （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）拟订被加工零件工艺路线，选择定位基准、夹紧部位和）拟订被加工零件工艺路线，选择定位基准、夹紧部位和各加工表面的加工方法。各加工表面的加工方法。（5 5）选择加工设备及工艺装备。对单件小批生产，多选用通）选择加工设备及工艺装备。对单件小批生产，多选用通用机床；对大批生产，则选择或设计高生产率的专用机床或自用机床；对大批生产，则选择或设计高生产率的专用机床或自动化机床。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

15、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。机械制造技术基础课程设计 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

16、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）毛坯种类选择机械制造技术基础课程设计 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件尺寸精度或表面粗糙度要求高的加工表面，应有较大的零件尺寸精度或表面粗糙度要求高的加工表面，应有较大的加工余量；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

17、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机械制造技术基础课程设计 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

18、，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）绘制毛坯图机械制造技术基础课程设计 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

19、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、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

20、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。加工阶段中的定位基准，以确保加工表面的位置精度。机械制造技术基础课程设计 根据每个加工表面的结构形状和技术要求，确定根据每个加工表面的结构形状和技术要求，确定采用何种采用何种加工方法和分几次加工加工方法和分几次加工。一般零件的机械加工工艺过程大致可。一般零件的机械加工工艺过程大致可分为粗加工阶段工序、半精加工阶段工序、精加工阶段工序和分为粗加工阶段工序、半精加工阶段工序、精加工阶段工序和光整加工等阶段

21、。具体安排工序内容时，要把粗、精加工分开，光整加工等阶段。具体安排工序内容时，要把粗、精加工分开，但加工阶段划分不应过细，否则会使工序数目增加、加工过程但加工阶段划分不应过细，否则会使工序数目增加、加工过程复杂，影响生产率和成本。因此，复杂，影响生产率和成本。因此，在满足质量要求的情况下，在满足质量要求的情况下，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 机械加工工序顺序安排应遵循：机械加工工序顺序安排应遵循：先粗后精、先主后次、先先粗后精、先主后次、先面后孔、基准先行的原则。面后孔、基准先行的原则。具体决定工序数目时，应根据零件具

22、体决定工序数目时，应根据零件结构特点、生产类型和工厂具体条件，适当地采用工序集中和结构特点、生产类型和工厂具体条件，适当地采用工序集中和工序分散原则。还应考虑热处理工序、检验工序和辅助工序的工序分散原则。还应考虑热处理工序、检验工序和辅助工序的安排。安排。机械制造技术基础课程设计 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。

23、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机械制造技术基础课程设计 拟订了零件的工艺路线后，对其中用机床加工的工序来说拟订了零件的工艺路线后，对其中用机床加工的工序来说还要选择或设计专用机床与工艺装备，它将影响零件的加工精还要选择或设计专用机床与工艺装备，它将影响零件的加工精度和生产率。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床选择的原则是：机床选择的原则是：机床的机床的生产率应与工件的生产类生产率应与工件的生产类相适应应；相适应

24、应；机床的机床的加工范围应满足零件的加工要求（对材料）加工范围应满足零件的加工要求（对材料）；机床的；机床的精精度应与零件的加工精度度应与零件的加工精度相适应；机床的加工以及相适应；机床的加工以及尺寸范围应与尺寸范围应与零件毛坯的外形尺寸零件毛坯的外形尺寸相适应；机床的相适应；机床的主轴转数范围、走刀量等主轴转数范围、走刀量等级、机床功率应基本符合切削用量级、机床功率应基本符合切削用量的要求。应虑到生产的的要求。应虑到生产的经济经济性性，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）机床的选择机械制造技术基础课程设计 选择刀

25、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

26、、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。机械制造技术基础课程设计 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，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；

27、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）夹具的选择和设计机械制造技术基础课程设计 粗加工切削用量的选择原则粗加工切削用量的选择原则 粗加工时工件加工表面的粗加工

28、时工件加工表面的精度要求不太高，表面粗糙度值较大，工件毛坯的余量也较大，精度要求不太高，表面粗糙度值较大，工件毛坯的余量也较大，故选择粗加工切削用量时，应尽可能保证较高的金属切除率和故选择粗加工切削用量时，应尽可能保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。因此，应首先考虑采用较大的切削深度，必要的刀具耐用度。因此，应首先考虑采用较大的切削深度，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

29、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特点采用不同的原则。机械制造技术基础课程设计 组合机床是多轴、多刀同时加工，所以选择的切削用组合机床是多轴、多刀同时加工，所以选择的切削用量比一般通用机床单刀加工时要低。这是因为大量刀具如果迅量比一般通用机床单刀加工时要低。这是因为大量刀具如果迅速磨损，将使换刀时间增多，刀具消耗增加，影响机床生产率速磨损，

30、将使换刀时间增多，刀具消耗增加，影响机床生产率及生产成本。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；复合刀具的切削深度、进给量按复合刀具的最小直径选复合刀具的切削深度、进给量按复合刀具的最小直径选择，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、

31、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机械制造技术基础课程设计 单件工时定额包括基本时间、辅助时间、工作地点技单件工时定额包括基本时间、辅助时间、工作地点技术服务时间、工作地点组织服务时间、休息及生理需要时间、术服务时间、工作地点组织服务时间、休息及生理需要时间、准备与终结时间。基本时间可根据加工表面的尺寸大小计算。准备与终结时间。基本时间可根据加工表面的尺寸大小计算。单件工时定额应根据工厂的生产经验并参照其先进工厂同类零单

32、件工时定额应根据工厂的生产经验并参照其先进工厂同类零件的工时来制订。过高或过低的定额都不利于提高生产积极性件的工时来制订。过高或过低的定额都不利于提高生产积极性和生产水平。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机械制造技术基础课程设计四、专用夹具设计四、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

33、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：夹具设计是根据机械加工工艺规程中提出的具体要夹具设计是根据机械加工工艺规程中提出的具体要求进行的，设计前应对产品的批量、任务与要

34、求、工艺规程求进行的，设计前应对产品的批量、任务与要求、工艺规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、明确要求机械制造技术基础课程设计专用夹具的组成专用夹具的组成机械制造技术基础课程设计 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

35、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、设计依据机械制造技术基础课程设计 为使一批工件中的每一个工件放在夹具中都能获得一致为使一批工件中的每一个工件放在夹具中都能获得一致的位置，必须使工件上的定位基准与夹具中的定位元件相接的位置，必须使工件上的定位基准与夹具中的定位元件相接触或相配合。由于工件的结构形状多种多样，故定位基准各触或相配合。由于工件的结构形状多种多样，故定位基准各不相同，所以要合理选择、设计、安置定位元件，以达到定不相同，所以要合理选择、设计、安置定位元件，以达到定位目的。位目的。3 3、

36、选定定位基准和定位元件、选定定位基准和定位元件 定位基准的选择直接影响工艺路线中工序的数目、夹定位基准的选择直接影响工艺路线中工序的数目、夹具结构的复杂程度以及零件精度是否易于保证。选择定位基具结构的复杂程度以及零件精度是否易于保证。选择定位基准的原则是：准的原则是：（1 1）定位基准的选择）定位基准的选择机械制造技术基础课程设计 定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，减小定位误差。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其公差的换算；需进行必要的加工尺

37、寸及其公差的换算；应选择工件上最大的平面、最长的圆柱面或圆柱轴线为定位应选择工件上最大的平面、最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，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；在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免过定位现象；过定位现象；在工件各加工工序中，力求采用统一基准，以避免因基准更在工件各加工工序中，力求采用统一基准，以避免因基准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；分以铸、锻件的毛坯面作为粗基准时，应避开浇、冒口或分分以铸、锻件的毛坯面作为粗基准时，应避开浇、冒

38、口或分型面等不平整表面。型面等不平整表面。机械制造技术基础课程设计工件定位基准与定位元件接触或配合后，应限制住必须限制工件定位基准与定位元件接触或配合后，应限制住必须限制的工件自由度数；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；定位元件的定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表定位元件的定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度；面粗糙度和硬度；定位元件结构应尽量简单，并具有足够的刚度、强度，且便定位元件结构应尽量简单，并具有足够的刚度、强度，且便于装卸工件，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

39、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）对定位元件的要求机械制造技术基础课程设计对夹具作必要的定位误差分析与计算，实际定位误差值必对夹具作必要的定位误差分析与计算，实际定位误差值必须小于或等于工序尺寸公差与该工序加工方法经济精度值之须小于或等于工序尺寸公差与该工序加工方法经济精度值之差；差；提高夹具在机床上的定位精度；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

40、3）对定位精度的要求）对定位精度的要求机械制造技术基础课程设计为保证工件安装的正确可靠，在设计夹紧机构时，应考虑夹为保证工件安装的正确可靠，在设计夹紧机构时，应考虑夹紧力的大小、方向和作用点的数量、位置，以及夹紧力的力紧力的大小、方向和作用点的数量、位置，以及夹紧力的力源装置。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，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

41、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、确定夹紧机构机械制造技术基础课程设计 工件在加工过程中受切削力、惯性力、离心力和重工件在加工过程中受切削力、惯性力、离心力和重力等作用。从理论上讲，夹紧力的作用必须与上述作用力力等作用。从理论上讲，夹紧力的作用必须与上述作用力（或力矩）相平衡，据此可列出静平衡方程式，算出夹紧力。（或力矩）相平衡，据此可列出静平衡方程式，算出夹紧力。但

42、在实际加工过程中，由于工件加工表面的加工余量、硬度但在实际加工过程中，由于工件加工表面的加工余量、硬度不均匀，刀具的磨钝以及断续切削等因素，所以，实际的夹不均匀，刀具的磨钝以及断续切削等因素，所以，实际的夹紧力比理论夹紧力要大得多。为了加工安全可靠，保证加工紧力比理论夹紧力要大得多。为了加工安全可靠，保证加工质量，则必须将理论夹紧力乘以安全系数质量，则必须将理论夹紧力乘以安全系数k k。粗加工时，取。粗加工时，取k k2.52.53.03.0；精加工时，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机械制造技术基础课程设计 先用先用双点

43、划线画出工件外形双点划线画出工件外形，在夹具图中，工件视为透明在夹具图中，工件视为透明体，体，然后围绕工件依次画出定位元件、夹紧装置和刀具导向元然后围绕工件依次画出定位元件、夹紧装置和刀具导向元件等，最后用夹具把各种元件连成一整体，有的还需画出夹具件等，最后用夹具把各种元件连成一整体，有的还需画出夹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 结构方案制订后，可按经验类比法标注配合尺寸和结构方案制订后，可按经验类比法标注配合尺寸和主要技术条件，然后用分析计算来验算所制订的夹具精度是主要技术条件，然后用分析计算来验算所制订的夹具精度是否符合工件加工要求：否符合工件加工

44、要求：工作工作夹具夹具十十定位定位夹紧夹紧十十其它其它 。工作工作TT工作工作e e 6 6、分析夹具精度、分析夹具精度机械制造技术基础课程设计 经审查，所设计的夹具结构和夹具精度符合要求之后，经审查，所设计的夹具结构和夹具精度符合要求之后，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

45、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 ）。）。机械制造技术基础课程设计五、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.斜楔夹紧斜楔夹紧机械制造技术基础课程设计2.2.螺旋夹紧螺旋夹紧螺旋夹紧结构简单，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

46、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，使夹紧更为可靠。简单的螺旋夹紧机构简单的螺旋夹紧机构:机械制造技术基础课程设计实际生产中，采用螺旋实际生产中，采用螺旋压板的

47、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：机械制造技术基础课程设计3.3.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，简单，制造方便，较曲线偏心应用广较曲线偏心应用广泛。泛。机械制造技术基础课程设计4.4.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。2022-10-29机械制造技术基础课程设计