(程)机械制造技术课程设计.ppt

(程程)机械制造技术课程机械制造技术课程设计设计2022-7-2222022-7-223（1）运用机械制造技术及相关课程的理论知识，）运用机械制造技术及相关课程的理论知识，结合实践，独立分析和解决工艺问题的能力，具结合实践，独立分析和解决工艺问题的能力，具备备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计）根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，完成某一道工序的的基本原理和方法，完成某一道工序的夹具设计夹具设计，提高结构设计能力。提高结构设计能力。（3）运用手册、规范、图表等技术资料的能力。）运用手册、规范、图表等技术资料的能力。（4）识图、制图、运算和编写技术文件等基本技）识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。能。1、课程设计目的、课程设计目的2022-7-224（1）拟定某零件的机械加工工艺规程）拟定某零件的机械加工工艺规程（2）设计该零件某一工序的专用机床夹具）设计该零件某一工序的专用机床夹具2、课程设计任务、课程设计任务2022-7-225（1 1）绘制毛坯图（毛坯）绘制毛坯图（毛坯- -零件合图）零件合图）（2 2）填写机械加工工艺规程卡片）填写机械加工工艺规程卡片（3 3）绘制夹具装配总图）绘制夹具装配总图（4 4）绘制夹具零件图）绘制夹具零件图（5 5）编写课程设计说明书）编写课程设计说明书1.设计要求设计要求 编制一个中等复杂程度零件的机械加工编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，设计其中一道工序的专用夹具。工艺规程，设计其中一道工序的专用夹具。2.内容内容2022-7-226（1 1）分析零件图，进行工艺审查）分析零件图，进行工艺审查（2 2）选择毛坯制造方式，画毛坯图（零件）选择毛坯制造方式，画毛坯图（零件- -毛坯合图）毛坯合图）（3 3）拟定工艺路线）拟定工艺路线（4 4）机械加工工序设计）机械加工工序设计（5 5）填写工艺文件）填写工艺文件1.机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计2022-7-227（1 1）拟定设计方案，绘制结构草图）拟定设计方案，绘制结构草图（2 2）绘制夹具装配总图）绘制夹具装配总图（3 3）绘制夹具零件图）绘制夹具零件图2.专用夹具设计专用夹具设计2022-7-228（1）任务书（课程设计任务书）任务书（课程设计任务书）（2）目录（课程设计说明书目录）目录（课程设计说明书目录）（3）前言）前言（4）零件工艺分析）零件工艺分析（5）工艺规程设计）工艺规程设计（6）夹具设计）夹具设计（7）设计心得体会）设计心得体会（8）参考文献书目）参考文献书目设计说明书内容：设计说明书内容：3.撰写设计说明书撰写设计说明书2022-7-229（1 1）说明书应概括性地介绍本次设计，对各部）说明书应概括性地介绍本次设计，对各部分内容做重点说明、分析论证及必要的计算。分内容做重点说明、分析论证及必要的计算。（2 2）文内公式、图表、数据等出处，应以）文内公式、图表、数据等出处，应以 注明参考文献的序号。注明参考文献的序号。（3 3）系统性好，条理清楚，图文并茂，避免抄）系统性好，条理清楚，图文并茂，避免抄书。书。（4 4）字迹工整，语言简练，文字通顺，图例清）字迹工整，语言简练，文字通顺，图例清晰。晰。撰写设计说明书要求：撰写设计说明书要求：2022-7-2210题目：题目：设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺规程及钻艺规程及钻N 面面6孔工序的专用夹具孔工序的专用夹具内容：内容：（1）零件一毛坯合图）零件一毛坯合图 1张张 （2）机械加工工艺规程卡片）机械加工工艺规程卡片 1套套 （3）夹具装配总图）夹具装配总图 1张张 （4）夹具零件图）夹具零件图 1张张 （5）课程设计说明书）课程设计说明书 1份份原始资料：原始资料：该零件图样一张；生产纲领为该零件图样一张；生产纲领为6000件件年；每日年；每日1班。班。课程设计任务书课程设计任务书2022-7-22111 1、零件分析、零件分析2 2、确定毛坯、画毛坯、确定毛坯、画毛坯零件合图零件合图3 3、拟订零件的机械加工工艺规程、拟订零件的机械加工工艺规程2022-7-22121、零件分析、零件分析（1）零件的作用）零件的作用（2）零件的工艺分析）零件的工艺分析2022-7-2213（1）选择毛坯种类）选择毛坯种类 材料为材料为HT200，所以选铸件。人工时效，所以选铸件。人工时效（2）确定毛坯制造方法）确定毛坯制造方法 年产量为年产量为6000件，生产类型大批生产，件，生产类型大批生产，砂型机器造型。砂型机器造型。（3）铸件的公差等级）铸件的公差等级CT810级，加工余量级，加工余量MA等级为等级为G。（4）确定各加工表面的总余量（表）确定各加工表面的总余量（表1）和毛）和毛坯的主要尺寸（表坯的主要尺寸（表2）2、确定毛坯、画毛坯、确定毛坯、画毛坯零件合图零件合图（5）绘制毛坯图（零件）绘制毛坯图（零件-毛坯合图）毛坯合图）2022-7-22141）用）用双点划线双点划线画出经简化了次要细节的零件图画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将加工余量叠加在各相应被加工的主要视图，将加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得毛坯轮廓（用表面上，即得毛坯轮廓（用粗实线粗实线）。）。2）为表达内部或局部结构等，可画出剖视、剖）为表达内部或局部结构等，可画出剖视、剖面和局部视图。对不需要铸出的槽和孔，可不面和局部视图。对不需要铸出的槽和孔，可不必表示。必表示。（5）绘制毛坯图（零件）绘制毛坯图（零件-毛坯合图）的方法毛坯合图）的方法2022-7-22153）标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余量的）标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余量的名义尺寸。名义尺寸。4)铸件应标注分型面和浇铸位置，锻件应标注铸件应标注分型面和浇铸位置，锻件应标注分模面。分模面。5）标明毛坯的技术要求。如毛坯精度、热处理）标明毛坯的技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、铸造圆角、拔模斜度、表面质量要求及硬度、铸造圆角、拔模斜度、表面质量要求（不允许有气孔、缩孔、夹砂）等。（不允许有气孔、缩孔、夹砂）等。（5）绘制毛坯图（零件）绘制毛坯图（零件-毛坯合图）的方法毛坯合图）的方法2022-7-2216毛毛坯坯零零件件合合图图2022-7-2217（1 1）选择定位基准）选择定位基准（2 2）拟订零件加工工艺路线）拟订零件加工工艺路线（3 3）选择各工序加工设备及工艺装备）选择各工序加工设备及工艺装备 （4）加工工序设计）加工工序设计（5）填写工艺文件）填写工艺文件3、拟订零件的机械加工工艺规程、拟订零件的机械加工工艺规程2022-7-2218（1）选择定位基准）选择定位基准 N面和面和2-10F9孔既是装配基准，又是设孔既是装配基准，又是设计基准，选为精基准，计基准，选为精基准，基准重合原则基准重合原则。 其余各面和孔定位都可用其余各面和孔定位都可用“一面两孔一面两孔”定定位位基准统一原则基准统一原则。 N面面积大，定位稳定，夹紧方案简单、面面积大，定位稳定，夹紧方案简单、可靠，操作方便可靠，操作方便便于装夹原则便于装夹原则。1）精基准的选择）精基准的选择2022-7-2219 选择箱体上的重要孔（选择箱体上的重要孔（2-80H7）的毛坯）的毛坯孔和箱体内壁作为粗基准。孔和箱体内壁作为粗基准。 在保证各加工面均有加工余量的前提下，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的余量均匀。使重要孔的余量均匀。 装入箱体内的旋转零件与箱体内壁有足装入箱体内的旋转零件与箱体内壁有足够的间隙。够的间隙。 保证定位准确、夹紧可靠。保证定位准确、夹紧可靠。2）粗基准的选择）粗基准的选择2022-7-2220（2）拟订零件加工工艺路线）拟订零件加工工艺路线1）确定各加工表面的加工方法）确定各加工表面的加工方法 根据各表面加工要求和各种加工方法能达根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： N面：面：粗车一精铣；粗车一精铣； R面和面和Q面：面：粗铣一精铣；粗铣一精铣； 凸台面：凸台面：粗铣；粗铣； 2-80mm孔：孔：粗镗一精镗；粗镗一精镗； 7级级9级精度的未铸出孔：级精度的未铸出孔：钻一扩一铰；钻一扩一铰； 螺纹孔：螺纹孔：钻孔一攻螺纹。钻孔一攻螺纹。2022-7-22212）确定加工顺序）确定加工顺序 根据根据先面后孔先面后孔、先主后次先主后次和和先粗后精先粗后精的原的原则，将则，将N面、面、R面、面、Q面及面及2-80mm孔的粗加孔的粗加工放在前面一精加工放在后面，每一阶段中又工放在前面一精加工放在后面，每一阶段中又首先加工首先加工N面，后再镗面，后再镗2-80mm孔。孔。R面及面及Q面上的面上的8N8孔及孔及4一一M12螺纹孔等次要表面放螺纹孔等次要表面放在最后加工。在最后加工。2022-7-22223）确定工序集中和分散的程度）确定工序集中和分散的程度 N、R面与面与Q面有较高的平行度要求，面有较高的平行度要求，2-80mm孔有较高的同轴度要求，故它孔有较高的同轴度要求，故它们的加工宜采用们的加工宜采用工序集中工序集中的原则，即分的原则，即分别在一次装夹下将两面或两孔同时加工别在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来，以保证其位置精度。出来，以保证其位置精度。2022-7-22234）确定加工工艺方案）确定加工工艺方案 初拟加工工艺路线，表初拟加工工艺路线，表3 修改后的工艺路线，表修改后的工艺路线，表42022-7-2224（3）选择各工序加工设备及工艺装备）选择各工序加工设备及工艺装备 （4）加工工序设计）加工工序设计1）确定各工序加工余量及工序尺寸及公差）确定各工序加工余量及工序尺寸及公差2）确定各工序切削用量）确定各工序切削用量3）计算各工序的工时定额）计算各工序的工时定额（5）填写工艺文件）填写工艺文件1 1）填写工艺过程卡片（或工艺卡片）；）填写工艺过程卡片（或工艺卡片）；2）填写填写工序卡片工序卡片。 2022-7-22252022-7-22262022-7-22271.1.工序图应当按照适当的比例放大或缩小；不工序图应当按照适当的比例放大或缩小；不牵涉的部位可以省略，用最少的视图表达清楚；牵涉的部位可以省略，用最少的视图表达清楚；2.2.加工部位用粗实线绘制，非加工部位一律用加工部位用粗实线绘制，非加工部位一律用细实线绘制；细实线绘制；3.3.用专用符号表示定位基准面与夹紧位置；用专用符号表示定位基准面与夹紧位置；4.4.标注本工序完成以后要保证的加工精度；标注本工序完成以后要保证的加工精度；5.5.标注标注本工序完成以后要保证的表面粗糙度。本工序完成以后要保证的表面粗糙度。工序图的绘制方法：工序图的绘制方法：2022-7-2228工序图工序图2022-7-22291、对专用夹具的基本要求、对专用夹具的基本要求2、专用夹具设计步骤、专用夹具设计步骤3、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注4、夹具体的设计、夹具体的设计5、夹具设计实例、夹具设计实例2022-7-22301 1、对专用夹具的基本要求、对专用夹具的基本要求（1）稳定地保证工件的加工精度）稳定地保证工件的加工精度（2）提高生产效率）提高生产效率（3）工艺性好）工艺性好（4）使用性好）使用性好（5）经济性好）经济性好2022-7-2231 1）应分析零件的结构特点，材料、生产规模）应分析零件的结构特点，材料、生产规模和本工序加工的技术要求及与前后工序的联和本工序加工的技术要求及与前后工序的联系。系。 2）了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹）了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格。具有关的技术性能和规格。 3）了解工具车间的技术水平。）了解工具车间的技术水平。 4）了解同类工件的加工方法和所用夹具的情）了解同类工件的加工方法和所用夹具的情况，作为设计时的参考。况，作为设计时的参考。2、专用夹具设计步骤、专用夹具设计步骤（1）明确设计任务与收集设计原始资料）明确设计任务与收集设计原始资料2022-7-2232 1）确定工件定位方案）确定工件定位方案 ，设计定位装置。，设计定位装置。 2）确定工件夹紧方案，设计夹紧装置。）确定工件夹紧方案，设计夹紧装置。 3）确定其它装置及元件的结构形式如：定向、）确定其它装置及元件的结构形式如：定向、导向、分度、对刀装置等。导向、分度、对刀装置等。 4）确定夹具体的结构形式和夹具在机床上的安）确定夹具体的结构形式和夹具在机床上的安装方式。装方式。 5）绘制夹具草图，最好考虑几种方案经过分析）绘制夹具草图，最好考虑几种方案经过分析比较，从中选出合理的方案。比较，从中选出合理的方案。（2）拟定夹具结构方案）拟定夹具结构方案 ，绘制夹具草图，绘制夹具草图2022-7-2233 工件精度要求高时，应进行加工精度分工件精度要求高时，应进行加工精度分析。夹紧力设计中可考虑几种方案。分析比析。夹紧力设计中可考虑几种方案。分析比较合理的方案。较合理的方案。（3）进行必要的分析计算）进行必要的分析计算 征求意见，经审查，可对夹具作进一步征求意见，经审查，可对夹具作进一步的改进。的改进。（4）审查方案与改进设计）审查方案与改进设计2022-7-2234（1 1）按国家制图标准绘制，尽可能采用）按国家制图标准绘制，尽可能采用比例比例1 1：1 1，主视图按夹具，主视图按夹具面对操作者面对操作者的方的方向绘制。向绘制。（2 2）被加工零件用）被加工零件用双点画线双点画线表示。表示。（3 3）夹紧机构应处于）夹紧机构应处于“夹紧夹紧”位置位置上，上，总图应把夹具的工作原理，各种装置的结总图应把夹具的工作原理，各种装置的结构极其相互关系表达清楚。构极其相互关系表达清楚。 （5 5）绘制夹具装配图）绘制夹具装配图绘制夹具装配图的要求：绘制夹具装配图的要求：2022-7-2235（1 1）用双点画线将工件的外轮廓、定位基面、）用双点画线将工件的外轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图合适的夹紧表面及加工表面绘制在各个视图合适的位置上，并显示出加工余量，在总图上工件位置上，并显示出加工余量，在总图上工件可看作透明体。可看作透明体。（2 2）依次按工件的位置绘制出定位、夹紧及）依次按工件的位置绘制出定位、夹紧及其它装置或元件的具体结构，然后画出夹具其它装置或元件的具体结构，然后画出夹具体，形成一个夹具整体。体，形成一个夹具整体。（3 3）标注必要的尺寸，公差和技术要求。）标注必要的尺寸，公差和技术要求。（4 4）绘制夹具明细表及标题栏。）绘制夹具明细表及标题栏。绘制装配图的顺序：绘制装配图的顺序：2022-7-2236夹具总图应标注的尺寸1-钻套2-衬套3-钻模板4-开口垫圈5-螺母6-定位心轴7-夹具体 3、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注图图J1J12022-7-22371 1）最大轮廓尺寸）最大轮廓尺寸A A 若有活动部分，则应标出最大活动范围或若有活动部分，则应标出最大活动范围或标出铣床夹具铣刀及杆用点画线画出。标出铣床夹具铣刀及杆用点画线画出。2 2）影响定位精度的大小的尺寸）影响定位精度的大小的尺寸B B和公差和公差 指工件与定位元件及定位元件之间的尺寸、指工件与定位元件及定位元件之间的尺寸、公差。公差。3 3）影响对刀和导向精度的尺寸）影响对刀和导向精度的尺寸C C和公差和公差 指刀具与对刀或导向件之间的尺寸公差。指刀具与对刀或导向件之间的尺寸公差。（1）夹具总图上应标注的尺寸和公差）夹具总图上应标注的尺寸和公差2022-7-22384 4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸）影响夹具在机床上安装精度的尺寸E E和公差和公差 指夹具安装基面与机床相应配合表面之间指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸公差。的尺寸公差。 铣床、刨床夹具上的定向键与工作台铣床、刨床夹具上的定向键与工作台T T型槽型槽间的配合尺寸。间的配合尺寸。5 5）其它重要尺寸和公差）其它重要尺寸和公差 一般机械设计中应标注的尺寸，公差。一般机械设计中应标注的尺寸，公差。（1）夹具总图上应标注的尺寸和公差）夹具总图上应标注的尺寸和公差2022-7-2239（2 2）夹具总图上公差值的确定）夹具总图上公差值的确定 j（1/21/5）k 。 k相应的工件尺寸公差或位置公差。相应的工件尺寸公差或位置公差。 生产批量大，加工精度低时，生产批量大，加工精度低时，j取小值。取小值。通常取通常取j=1/3k。 对直接影响工件加工精度的配合尺寸，在确对直接影响工件加工精度的配合尺寸，在确定了配合性质后，应尽量采用优先配合。定了配合性质后，应尽量采用优先配合。 工件的加工尺寸未注公差时，工件的加工尺寸未注公差时，k按按IT12IT121414；j 按按IT9IT9IT11IT11。 工件上位置公差未注时，工件上位置公差未注时，k（9 91111），），j（7 79 9）。）。 角度未注时角度未注时k（30301010）；）；j（101033）。）。1）直接影响工件加工精度的夹具公差）直接影响工件加工精度的夹具公差j2022-7-2240 这类尺寸的公差与配合的标注对加工精度无这类尺寸的公差与配合的标注对加工精度无直接影响，在确定配合性质时，应考虑减小其直接影响，在确定配合性质时，应考虑减小其影响，其公差等级可参照影响，其公差等级可参照“夹具手册夹具手册”等标注等标注。 夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的总是可作为技术要求用文字写在总图的空白处。总是可作为技术要求用文字写在总图的空白处。 如：几个支承钉采用装配后一次磨削达到等如：几个支承钉采用装配后一次磨削达到等高；夹具的平衡；涂漆注意事项；夹具使用时的高；夹具的平衡；涂漆注意事项；夹具使用时的操作顺序等到，装配应修磨的部位及尺寸等。操作顺序等到，装配应修磨的部位及尺寸等。 3）夹具总图上应标注的技术要求）夹具总图上应标注的技术要求2）夹具上其它重要尺寸的公差与配合）夹具上其它重要尺寸的公差与配合2022-7-22414、夹具体的设计、夹具体的设计 夹具体上的重要表面应有适当的尺寸夹具体上的重要表面应有适当的尺寸 、形、形状和位置精度。为使夹具尺寸稳定，铸造夹具状和位置精度。为使夹具尺寸稳定，铸造夹具体应时效处理，焊接和锻造的要退火处理。体应时效处理，焊接和锻造的要退火处理。（1 1）对夹具体的要求）对夹具体的要求1）有适当的精度和尺寸稳定性）有适当的精度和尺寸稳定性2022-7-2242 夹具体要承受较大的切削力和夹紧力，不夹具体要承受较大的切削力和夹紧力，不产生不允许的变形和振动，壁厚要合适，产生不允许的变形和振动，壁厚要合适，必要必要时设置加强肋。时设置加强肋。 铸造夹具体的壁厚一般取铸造夹具体的壁厚一般取l5l530 mm30 mm；焊接；焊接夹具体的壁厚为夹具体的壁厚为8 815 mm15 mm；加强肋的厚度取壁厚；加强肋的厚度取壁厚的的0.70.70.90.9倍。倍。 对于批量制造的大型夹具体，则应作危险对于批量制造的大型夹具体，则应作危险断面强度校核和动刚度测试。断面强度校核和动刚度测试。 2）有足够的强度和刚）有足够的强度和刚度度2022-7-2243 应便于制造、装配、使用和检验，铸造夹具应便于制造、装配、使用和检验，铸造夹具体安装各种元件的表面应铸出体安装各种元件的表面应铸出3 35 mm5 mm高的凸台，高的凸台，夹具体结构应便于工件的装卸。夹具体结构应便于工件的装卸。 应合理地设置耳座，以便与工作台连接。应合理地设置耳座，以便与工作台连接。( (耳座图耳座图J2)J2) 应具有足够的排屑空间。对于切削时产生切应具有足够的排屑空间。对于切削时产生切屑不多的夹具，可加大定位元件工作表面与夹具屑不多的夹具，可加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离或增设容屑沟槽（容屑槽图体之间的距离或增设容屑沟槽（容屑槽图J3J3 ），以增加容屑空间；，以增加容屑空间； 3）结构工艺性好）结构工艺性好2022-7-2244 对于加工时产生大量切屑的夹具，可设置对于加工时产生大量切屑的夹具，可设置排屑缺口或斜面。并注意切屑的流向，使清理排屑缺口或斜面。并注意切屑的流向，使清理切屑方便。（排屑方法图切屑方便。（排屑方法图J4J4） 夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制在般夹具的高宽之比应限制在H HB1B11.251.25范围范围内。内。 对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊装孔或吊环，以便于搬运。装孔或吊环，以便于搬运。2022-7-2245 夹具体的安装基面与机床上相应表面的接触夹具体的安装基面与机床上相应表面的接触和配合来实现安装。夹具的重心应尽量低。和配合来实现安装。夹具的重心应尽量低。 夹具体与机床工作台面相接触的底同中部应夹具体与机床工作台面相接触的底同中部应挖空（如图挖空（如图J5所示），以减少加工面积，使各接所示），以减少加工面积，使各接触面联接可靠，夹具在机床上安装稳定。或底部触面联接可靠，夹具在机床上安装稳定。或底部设置四个支脚。设置四个支脚。 有与机床联接的螺栓孔或耳座，必要时还应有与机床联接的螺栓孔或耳座，必要时还应设计找正面。设计找正面。4）在机床上安装应稳定可靠）在机床上安装应稳定可靠2022-7-2246（2 2）夹具体毛坯的类型）夹具体毛坯的类型夹具体毛坯的类型夹具体毛坯的类型1）铸造夹具体）铸造夹具体2）锻造夹具体）锻造夹具体3）焊接夹具体）焊接夹具体4）装配夹具体）装配夹具体2022-7-2247优点：优点：工艺性好，可铸造出各种复杂的内、外工艺性好，可铸造出各种复杂的内、外轮廓形状，有较好的抗压强度，刚度和抗振性。轮廓形状，有较好的抗压强度，刚度和抗振性。缺点：缺点：生产周期长，单件制造成本高，需时效生产周期长，单件制造成本高，需时效处理。处理。材料：材料：灰铸铁灰铸铁HTl50HTl50或或HT200HT200。高精度夹具可用。高精度夹具可用合金铸铁或磷铸铁，用铸钢件有利于减轻重量，合金铸铁或磷铸铁，用铸钢件有利于减轻重量，轻型夹具可用铸铝（轻型夹具可用铸铝（ZC104ZC104）件。）件。 铸件均需时效处理，精密夹具体在粗加工铸件均需时效处理，精密夹具体在粗加工后需作第二次时效处理。后需作第二次时效处理。1）铸造夹具体）铸造夹具体2022-7-2248优点：优点：有较高的强度和刚度。有较高的强度和刚度。缺点：缺点：只适用于尺寸较大且形状简单的夹只适用于尺寸较大且形状简单的夹具体。具体。材料：材料：优质碳素结构钢优质碳素结构钢40钢，合金结构钢钢，合金结构钢40Cr，38CrMoAl等等 锻造后酌情采用调质、正火或回火制锻造后酌情采用调质、正火或回火制成。成。2）锻造夹具体）锻造夹具体2022-7-2249优点：优点：容易制造、生产周期短、成本低、使用容易制造、生产周期短、成本低、使用也较灵活。当发现夹具体刚度不足时，可补焊也较灵活。当发现夹具体刚度不足时，可补焊肋和隔板。肋和隔板。缺点：缺点：焊接变形较大，抗振性不好。焊接变形较大，抗振性不好。材料：材料：焊接件材料的可焊性要好，适用材料有焊接件材料的可焊性要好，适用材料有碳素结构钢碳素结构钢Q195，Q215，Q235，优质碳素结，优质碳素结构钢构钢20钢、钢、15 Mn等。等。 焊接后需经退火处理，局部热处理后进行焊接后需经退火处理，局部热处理后进行低温回火。低温回火。3）焊接夹具体）焊接夹具体2022-7-2250 装配结构是近年来发展的一种新型结构，装配结构是近年来发展的一种新型结构，这种结构选用标准零部件装配成夹具体，可以这种结构选用标准零部件装配成夹具体，可以缩短生产准备周期，降低生产成本。缩短生产准备周期，降低生产成本。4）装配夹具体）装配夹具体2022-7-22515、夹具设计实例、夹具设计实例铣槽专用夹具设计铣槽专用夹具设计（一）明确设计任务，收集原始资料（一）明确设计任务，收集原始资料（二）确定夹具结构方案（二）确定夹具结构方案（三）绘制夹具总图（三）绘制夹具总图（四）标注总图上的尺寸、公差配合与技术条件（四）标注总图上的尺寸、公差配合与技术条件（五）夹具工作精度的分析计算（五）夹具工作精度的分析计算2022-7-2252零件图零件图（一）明确设计任务，收集原始资料（一）明确设计任务，收集原始资料1.熟悉工件零件图以及本工序的加工要求熟悉工件零件图以及本工序的加工要求2022-7-2253（1 1）铣前后两端面）铣前后两端面 X6130X6130卧铣卧铣（2 2）铣底面、顶面）铣底面、顶面 X6130X6130卧铣卧铣（3 3）铣两侧面）铣两侧面 X6130X6130卧铣卧铣（4 4）铣两台肩面）铣两台肩面 X6130X6130卧铣卧铣（5 5）钻、铰孔）钻、铰孔 Z5135Z5135立钻立钻（6 6）铣槽）铣槽 X6130X6130卧铣卧铣2.收集原始资料、明确零件的加工工艺过程收集原始资料、明确零件的加工工艺过程2022-7-2254 根据工件的加工要求，该工序必须限制根据工件的加工要求，该工序必须限制工件几个自由度。现在来分析其必须限制工件几个自由度。现在来分析其必须限制的自由度数目及基准选择的合理性。的自由度数目及基准选择的合理性。（二）确定夹具结构方案（二）确定夹具结构方案 1.确定定位方案确定定位方案（1）验证基准选择的合理性）验证基准选择的合理性 2022-7-2255自由度分析自由度分析建立坐标系建立坐标系2022-7-2256为保证槽底面至工件为保证槽底面至工件B面的垂直度，应选面的垂直度，应选B面作定面作定位基准，限制工件位基准，限制工件 、 。 为保证工序尺寸为保证工序尺寸62土土0.10mm，应以，应以A面定位，限面定位，限制工件制工件 、 。为保证槽两侧面对为保证槽两侧面对 mm孔轴线的对称度，孔轴线的对称度，应选孔轴线定位，限制工件应选孔轴线定位，限制工件 。为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工件件 。因而工件的六个自由度都被限制。因而工件的六个自由度都被限制。 由分析可知，要使定位基准与设计基准相重合，由分析可知，要使定位基准与设计基准相重合，所选定位基准是所选定位基准是B面、面、 mm孔和孔和A面。面。自由度分析自由度分析2022-7-2257 本道工序工件的定位面是后平面本道工序工件的定位面是后平面B、底平、底平面面A和和 mm孔。夹具上相应的定位元件孔。夹具上相应的定位元件选为支承扳、支承钉和菱形定位销，如图选为支承扳、支承钉和菱形定位销，如图J8所所示。示。（2）选择定位元件）选择定位元件2022-7-2258 定位平面定位平面B所用的支承板参考所用的支承板参考JBT8029.11999中的定位支承板进行设计。中的定位支承板进行设计。 定位平面定位平面A的定位支承钉以及菱形定位销按的定位支承钉以及菱形定位销按实际需要在实际需要在JBT8029.21999中选取。中选取。 确定支承钉定位表面到菱形定位销中心的名确定支承钉定位表面到菱形定位销中心的名义尺寸及其极限偏差义尺寸及其极限偏差 。（3）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差件间位置尺寸及其极限偏差2022-7-2259 其中其中l取工件相应尺寸的平均尺寸，公差取相应取工件相应尺寸的平均尺寸，公差取相应尺寸公差的尺寸公差的14，则有，则有 mm。最后确定菱。最后确定菱形定位销圆柱部分的直径及其极限偏差，又形定位销圆柱部分的直径及其极限偏差，又 则菱形定位销和定位孔配合的最小间隙则菱形定位销和定位孔配合的最小间隙Xmin为为 （其中，查阅手册（其中，查阅手册b=3） 2022-7-2260菱形定位销圆柱部分的直径为菱形定位销圆柱部分的直径为 mm 公差按公差按IT7选取，则选取，则 mm 2022-7-2261 槽宽槽宽 mm的定位误差的定位误差 该尺寸由铣刀直接保证，不存在定位误差。该尺寸由铣刀直接保证，不存在定位误差。 槽底至工件底面位置尺寸槽底至工件底面位置尺寸62土土0.10mm的定位的定位误差误差 平面定位时，基准位移误差忽略不计，平面定位时，基准位移误差忽略不计， Y=0 定位基准与设计基准重合，定位基准与设计基准重合，B=0 故故D=B+Y=0（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差2022-7-2262 槽两侧面对槽两侧面对 孔轴线的对称度孔轴线的对称度0.2mm0.2mm的的定位误差定位误差 工件以工件以1414孔轴线定位，定位基准和设计基准孔轴线定位，定位基准和设计基准重合，重合，B B=0=0。 菱形定位销圆柱部分直径菱形定位销圆柱部分直径 和定位孔和定位孔 配合时产生的最大间隙将直接影响对称度要求。配合时产生的最大间隙将直接影响对称度要求。 Y Y约为对称度允差的约为对称度允差的1 12 2，应采取措施减小，应采取措施减小该项误差。该项误差。104. 0)061. 0(043. 0minXY2022-7-2263 槽底面对工件槽底面对工件B B面的垂直度的定位误差面的垂直度的定位误差 定位基准与设计基准重合，定位基准与设计基准重合，B B=0=0。 平面定位，基准位移误差忽略不计，平面定位，基准位移误差忽略不计，Y Y=0=0。 故故 D D= =B B+ +Y Y=0=0 2022-7-2264提高菱形定位销圆柱部分的制造精度，将菱提高菱形定位销圆柱部分的制造精度，将菱形定位销圆柱部分精度提高到形定位销圆柱部分精度提高到IT6IT6级，级， =0.011mm=0.011mm 0.097 0.097仍接近加工允差的仍接近加工允差的1 12 2。d（5）减少对称度定位误差的措施）减少对称度定位误差的措施097. 0)054. 0(043. 0minXY2022-7-2265在提高菱形定位销圆柱部分精度的基础上，将在提高菱形定位销圆柱部分精度的基础上，将1414孔的精度提高到孔的精度提高到IT8IT8级。级。 这时孔的尺寸为这时孔的尺寸为 ，公差为，公差为0.027mm0.027mm， 有约有约0.12mm0.12mm的加工精度预留量，可以保证对的加工精度预留量，可以保证对称度加工要求。通过钻、铰加工仍能保证孔的加称度加工要求。通过钻、铰加工仍能保证孔的加工要求。工要求。081. 0)054. 0(027. 0minXY2022-7-2266 如图如图J9所示，加工时，工件受到切削合所示，加工时，工件受到切削合力力 ，可分解为水平和垂直方向的切削分，可分解为水平和垂直方向的切削分力力 、 ，切向铣削力，切向铣削力 。 在对称铣削情况下在对称铣削情况下 =（1-1.2） =（0.2-0.3） 2.2.确定夹紧方式，设计夹紧机构确定夹紧方式，设计夹紧机构（1 1）计算切削力及所需夹紧力）计算切削力及所需夹紧力FHFVFZFVFZFZFHF2022-7-2267切向铣削力切向铣削力Fz为为式中式中 铣削力，铣削力，N； 影响系数，大小与实验条件有关；影响系数，大小与实验条件有关； 铣削宽度，铣削宽度，mm； 每齿进给量，每齿进给量，ram齿；齿； 铣刀直径，铣刀直径，mm； 铣削深度，铣削深度，ram； 铣刀齿数；铣刀齿数； 修正系数。修正系数。2022-7-2268已知， =3, =12, =0.15, =100, =12, =68.3,则 （ 为材料强度） 故水平分力和垂直分力0.3bFZ0.65K()()0.30.9650.7360.7360.860.72-0.86ZF9.81 68.3 30.1510012 12 0.9651159NHZF1.1F1275NVZF0.3F348Nb2022-7-2269 由于工件主定位面是由于工件主定位面是B面，故选择夹紧力的面，故选择夹紧力的作用方向为水平方向作用于作用方向为水平方向作用于B面上。当夹紧力水面上。当夹紧力水平作用于工件上时，所需要的计算夹紧力平作用于工件上时，所需要的计算夹紧力 为为 实际所需夹紧力与计算夹紧力之间的关系为实际所需夹紧力与计算夹紧力之间的关系为 （K为安全系数，取为安全系数，取K=2.5）jF理VJHfF348FF12753595Na0.15理JJFKF2.5 35958988N需理2022-7-2270 满足夹紧力水平作用要求的夹紧装置结构方案，满足夹紧力水平作用要求的夹紧装置结构方案，可以有图可以有图S10所示的所示的a）和）和b）两种。）两种。 图图J10a）所示为螺旋杠杆压板夹紧机构，夹紧所示为螺旋杠杆压板夹紧机构，夹紧时从夹具体背面拧紧夹紧螺母。时从夹具体背面拧紧夹紧螺母。 图图J10b）所示为铰链压板机构，当铰链压板转所示为铰链压板机构，当铰链压板转开时，装卸工件及清理切屑都很方便，这种结构开时，装卸工件及清理切屑都很方便，这种结构较好。较好。（2 2）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力2022-7-2271b）所示的夹紧机构所能产生的夹紧力）所示的夹紧机构所能产生的夹紧力 ，由图所示，由图所示的压板受力分析计算得的压板受力分析计算得 式中式中 夹紧机构效率，取夹紧机构效率，取0.9； 螺栓的许用夹紧力，螺栓的许用夹紧力，N。 选定选定 ，当螺杆螺纹公称直径为，当螺杆螺纹公称直径为M12时，时，查表可得查表可得 。所以所以 因因 ，故夹紧方案可行。，故夹紧方案可行。Q12J1F(ll )FlQF12llQF5620NJQF2F25620 0.910116NJFjF理2022-7-2272 根据工件加工表面形状，对刀元件可选用根据工件加工表面形状，对刀元件可选用机床夹具零件及部件中的标准的直角对刀块。机床夹具零件及部件中的标准的直角对刀块。它的直角对刀面应和工件被加工槽形相对应它的直角对刀面应和工件被加工槽形相对应（间距等于（间距等于3mm塞尺厚度），并把它安装在夹塞尺厚度），并把它安装在夹具体的竖直板上。具体的竖直板上。 根据所选根据所选X6130型铣床型铣床T形槽的宽度，选用形槽的宽度，选用宽度宽度B=14mm，公差带为，公差带为h6的的A型两个定位键来型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。确定夹具在机床上的位置。（3 3）设计对刀元件、连接元）设计对刀元件、连接元件件2022-7-2273 夹具选用灰铸铁的铸造夹具体。基本厚度夹具选用灰铸铁的铸造夹具体。基本厚度选为选为22mm22mm，并要在夹具体底部两端设计出，并要在夹具体底部两端设计出U U形槽形槽耳座，用于耳座，用于T T形槽用螺栓紧固夹具。形槽用螺栓紧固夹具。 布置好夹具上各种元件、机构、装置之间布置好夹具上各种元件、机构、装置之间的相对位置。的相对位置。（4 4）设计夹具体）设计夹具体2022-7-2274 夹具总图及其绘制步骤如下：夹具总图及其绘制步骤如下：（1）根据工件在几个视图上的投影关系，分别）根据工件在几个视图上的投影关系，分别画出其轮廓线，如画出其轮廓线，如J11工件三视图所示。工件三视图所示。（2）安排定位元件，如）安排定位元件，如J12定位元件布置图所定位元件布置图所示。示。（3）布置夹紧装置，如）布置夹紧装置，如J10夹紧装置布置图所夹紧装置布置图所示。示。（4）布置对刀元件、连接元件；设计夹具体并）布置对刀元件、连接元件；设计夹具体并完成夹具总图，如完成夹具总图，如J13夹具总装图所示。夹具总装图所示。（三）绘制夹具总图（三）绘制夹具总图2022-7-2275 菱形定位销轴线的位置尺寸（菱形定位销轴线的位置尺寸（23230.020.02）mmmm，菱形定位销定位圆柱部分直径尺寸菱形定位销定位圆柱部分直径尺寸 mmmm。（四）标注总图上的尺寸、公差配合与技术条件（四）标注总图上