机械加工工艺规程及工件的装夹.ppt

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1、1.机械制造工艺与夹具在机械制造工业中的作用 机械制造工业是国民经济最重要的基本的基础的的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。 2.机械制造工艺技术的现状和发展 机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展的。 3.机械制造工艺与夹具课程的性质、研究内容、任务及学习方法 机械制造工艺及夹具课程是以机械制造中的工艺和工装设计问题为研究对象的一门应用性制造技术学科。,绪论,3.1课程性质 机械制造类专业的一门主要专业课。 工艺：使原材料，半成品成为产品的方法和过程 机械制造工艺：各种机械的制造方法和过程的总称。 设

2、计工艺部门和过程: 3.2机械制造工艺的内容：零件的毛坯制造，机械加工，热处理和产品的装配。 工艺问题可归纳为质量，生产率，经济性,安全和环保等几方面的问题。,第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹,主编,第1章 机械加工工艺规程及工件的装夹,1.1 基本概念 1.1 基本概念 1.1.3 生产纲领与生产类型 1.2 零件的结构工艺性分析 1.3 毛坯的确定 1.4 工件的定位 1.5 工件的夹紧 1.6 工艺路线的拟订 1.7 加工余量的确定 1.8 工序尺寸及其公差的确定,1.1 基本概念,1.1.1 生产过程和工艺过程 1.1.1 生产过程和工艺过程 1.1.2 工艺过程的组成,1.1.1

3、 生产过程和工艺过程,一，生产过程： 1.生产技术准备过程 产品投入生产前的各项生产和技术准备工作。 技术准备也包括产品设计和工艺设计。 2.毛坯的制造过程 如铸造、锻造和冲压等。 3.零件的各种加工过程 如机械加工、焊接、热处理和其他表面处理等。 4.产品的装配过程 包括部装、总装、调试和涂装等。 5.各种生产服务活动 如生产中原材料、半成品和工具的供应、运输、保管以及产品的包装和发运等。 工艺过程主要为2.3.4过程 ，,1.1.2 工艺过程的组成,1.工序 工序是指一个(或一组)工人，在一台机床(或工作地)上，对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那部分工艺过程。 2.工步与进给 在一个

4、工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。 3.装夹与工位 工件在加工之前，将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。,1.工序 工序是指一个(或一组)工人，在一台机床(或工作地)上，对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那部分工艺过程。,2.工步与进给 在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,图1-1 阶梯轴 a) 毛坯图 b) 零件图,表1-1 阶梯轴加工工艺过程(单件小批生产),2.工步与进给 在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,表1-2 阶梯轴加工工艺过程(中批生产),2.工步与进给 在一个工序内，

5、往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,1M2.tif,2.工步与进给 在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划分工步。工步是指加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变条件下所完成的那部分工艺过程。一个工序可包括几个工步，也可以只包括一个工步。例如，在表12的工序2中，包括有粗精车外圆表面及切槽等工步，而工序3当采用键槽铣刀铣键槽时，就只包括一个工步。,2.工步与进给 在一个工序内，往往需要采用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,1M3.tif,2.工步与进给 在一个工序内，往往需要采

6、用不同的刀具和切削用量对不同的表面进行加工。,3.装夹与工位 工件在加工之前，将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。,图1-4 合并工步,1.1.3 生产纲领与生产类型,1.单件生产 单件生产的基本特点是生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个，而且很少再重复生产。 2.成批生产 成批生产的基本特点是生产的产品品种较多，每种产品均有一定的数量，各种产品是分期分批地轮番进行生产。 3.大量生产 大量生产的基本特点是产品的产量大，品种少，大多数工作地长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。 1.1.4 机械加工工艺规程,1.单件生产 单件生产的基本特点是生产的产品品种繁多，每种产品

7、仅制造一个或少数几个，而且很少再重复生产。,2.成批生产 成批生产的基本特点是生产的产品品种较多，每种产品均有一定的数量，各种产品是分期分批地轮番进行生产。,3.大量生产 大量生产的基本特点是产品的产量大，品种少，大多数工作地长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。,表1-3 各种生产类型的工艺特征,3.大量生产 大量生产的基本特点是产品的产量大，品种少，大多数工作地长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。,表1-4 生产类型和生产纲领的关系,1.1.4 机械加工工艺规程,1.工艺规程的作用 2.工艺规程的格式 3.制定工艺规程的步骤,1.工艺规程的作用,(1) 工艺规程是指导生产的主要技术文

8、件：合理的工艺规程是依据工艺理论和必要的工艺试验而制定的。 (2)工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据：由工艺规程所涉及的内容可以看出，在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应，通用工艺装备的准备，机床负荷的调整，专用工艺装备的设计和制造，作业计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 (3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料：在新建或扩建工厂或车间时，只有根据工艺规程和生产纲领才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量、车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、技术等级及数量以及辅助部门的安排等。 因此，工艺规程是机械制造厂最主要的技

9、术文件之一。,2.工艺规程的格式,表1-5 机械加工工艺过程卡,2.工艺规程的格式,表1-6 机械加工工艺卡,2.工艺规程的格式,表1-7 机械加工工序卡,3.制定工艺规程的步骤,1)分析研究零件图样，了解该零件在产品或部件中的作用，找出其要求较高的主要表面及主要技术要求，并了解各项技术要求制定的依据，审查其结构工艺性。 2)选择和确定毛坯。 3)拟订工艺路线。 4)详细拟订工序具体内容。 5)对工艺方案进行技术经济分析。 6)填写工艺文件。,1.2 零件的结构工艺性分析,1.2.1 零件的结构工艺性概念 1.2.2 合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度 1.2.3 零件要素的工艺性 1.2.

10、4 零件整体结构的工艺性,1.2.1 零件的结构工艺性概念,图1-5 双联斜 齿轮的结构,1.2.1 零件的结构工艺性概念,1M5.tif,1.2.2 合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度,1.按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证 例如，图1-6a所示为齿轮轴零件的尺寸标注，端面A和B都要最终磨削。 2.由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差 例如，图1-7是在多刀车床上加工阶梯轴时尺寸标注的实例。 3.由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算 若零件上的轮廓要素是平面或圆柱面，则应从这些表面标注尺寸。,1.按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证 例如，图1-6

11、a所示为齿轮轴零件的尺寸标注，端面A和B都要最终磨削。,1M6.tif,图1-6 按照加工顺序标注尺寸的实例 a)不正确 b)正确,2.由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差 例如，图1-7是在多刀车床上加工阶梯轴时尺寸标注的实例。,图1-7 在多刀车床上加工阶梯轴的尺寸标注实例 a)从左端面定位基准标注尺寸 b)从调整基准标注尺寸,1.2.3 零件要素的工艺性,1)各要素的形状应尽量简单，面积应尽量小，规格应尽量标准和统一。 2)能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。 3)加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。,3)加工面与非加工面应

12、明显分开，加工面之间也应明显分开。,表1-8 常见的零件结构要素的工艺性,3)加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。,表1-8 常见的零件结构要素的工艺性,1.2.4 零件整体结构的工艺性,1)尽量采用标准件、通用件、借用件和相似件。 2)有便于装夹的基准。 3)有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。 4)零件要有足够的刚度，便于采用高速和多刀切削。 5)节省材料，减轻重量。,5)节省材料，减轻重量。,1M8.tif,5)节省材料，减轻重量。,1M9.tif,1.3 毛坯的确定,1.3.1 毛坯的种类及其选择 1.3.2 毛坯选择应考虑的因素 1.3.3 毛坯形状与尺寸

13、,1.3.1 毛坯的种类及其选择,1.机械加工中常见的毛坯 2.毛坯选择的两种不同方向 一种是使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，零件制造的大部分劳动量用于毛坯，机械加工多为精加工，劳动量和费用都比较少；另一种是毛坯的形状及尺寸与零件相差较大，机械加工切除较多材料，其劳动量及费用也较大。,1.机械加工中常见的毛坯,(1)铸件：形状复杂的毛坯，宜采用铸造方法制造。 (2)锻件：锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。 自由锻造锻件，是在各种锻锤压力机上由手工操作而成形的锻件。这种锻件的精度低，加工余量大，生产率不高，且结构要简单，但锻造时不需要专用模具，适用于单件和小批生产，以及大型锻件的生产。 模锻件是

14、用一套专用的锻模，在吨位较大的锻锤或压力机上锻出的锻件。这种锻件的精度、表面质量比自由锻造好，锻件的形状也可复杂一些，加工余量较小。模锻件的材料纤维组织分布比较有利，因而机械强度较高。模锻的生产率也高，适用于产量较大的中小型锻件。模锻后如再予以精压，则锻件的尺寸和形状可获得更高的精度。 (3)型材：机械制造中的型材按截面形状可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢和其他特殊截面形状的型材。型材有热轧和冷拉两类。热轧型材尺寸较大，精度较低，多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中小型零件，易实现自动送料，适宜于自动化加工。冷拉型材价格较贵，多用于批量较大的生

15、产。 (4)组合毛坯：将铸件、锻件、型材或经局部机械加工的半成品组合在一起，也可作为机械加工的毛坯，组合的方法一般是焊接。例如，有些形状复杂的中小件，可用板材经冲压后焊成毛坯，一些大型机床底座也可先将板材或型材切下后焊成毛坯。有些零件先粗加工后再焊接成毛坯，如大型曲轴，先分段锻出各曲拐并将各曲拐粗加工，然后将各曲拐按规定的分布角度连接成整体毛坯，再进行精加工。,2.毛坯选择的两种不同方向,一种是使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，零件制造的大部分劳动量用于毛坯，机械加工多为精加工，劳动量和费用都比较少；另一种是毛坯的形状及尺寸与零件相差较大，机械加工切除较多材料，其劳动量及费用也较大。,1.3.

16、2 毛坯选择应考虑的因素,1.零件材料的工艺特性(如可铸性及可塑性)及零件对材料组织和性能的要求 例如，铸铁和青铜不能锻造，只能选铸件；重要的钢质零件，为保证良好的力学性能，不论结构形状简单或复杂，均不宜直接选取轧制型材，而应选用锻件。 2.零件的结构形状与外形尺寸 例如，常见各种阶梯轴，若各台阶直径相差不大，可直接选取圆棒料，若各台阶直径相差较大，为节约材料和减少机械加工的劳动量，则宜选择锻件毛坯。 3.生产纲领的大小 当零件的产量较大时，应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，这样用于毛坯制造的比较高的设备及装备费用，可以由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。 4.现有生产条件 选

17、择毛坯时，还要考虑现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况及外协的可能性和经济性。,1.零件材料的工艺特性(如可铸性及可塑性)及零件对材料组织和性能的要求,例如，铸铁和青铜不能锻造，只能选铸件；重要的钢质零件，为保证良好的力学性能，不论结构形状简单或复杂，均不宜直接选取轧制型材，而应选用锻件。,2.零件的结构形状与外形尺寸,3.生产纲领的大小,4.现有生产条件,选择毛坯时，还要考虑现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况及外协的可能性和经济性。,1.3.3 毛坯形状与尺寸,1)为了加工时工件装夹的方便，有些铸件毛坯需要铸出便于装夹的夹头，夹头在零件加工后再予以切除。 2)在机械加工中，有时会遇到一些像

18、磨床主轴部件中的三瓦轴承、平衡砂轮用的平衡块以及车床进给系统中的开合螺母外壳(见图1-10)等零件。 3)为了提高零件机械加工的生产率，对于一些类似图1-11所示的需经锻造的小零件，可以将若干零件先合锻成零件毛坯，经平面加工后再切割分离成单个零件。 4)为了减少工件装夹变形，确保加工质量，对一些薄壁环类零件，也应多件合成一个毛坯。,1)为了加工时工件装夹的方便，有些铸件毛坯需要铸出便于装夹的夹头，夹头在零件加工后再予以切除。,图1-10 车床开合螺母外壳零件简图,2)在机械加工中，有时会遇到一些像磨床主轴部件中的三瓦轴承、平衡砂轮用的平衡块以及车床进给系统中的开合螺母外壳(见图1-10)等零件

19、。,3)为了提高零件机械加工的生产率，对于一些类似图1-11所示的需经锻造的小零件，可以将若干零件先合锻成零件毛坯，经平面加工后再切割分离成单个零件。,图1-11滑键的零件图与毛坯图 a)滑键零件图 b)毛坯图,4)为了减少工件装夹变形，确保加工质量，对一些薄壁环类零件，也应多件合成一个毛坯。,图1-12 薄环的整体毛坯及加工 a)薄环零件图 b)毛坯装夹及车削,1.4 工件的定位,1.4.1 基准及其分类 1.4.2 工件的定位方法 1.4.3 工件定位的基本原理 1.4.4 工件的定位方法及其定位元件 1.4.5 定位基准的选择 1.4.6 定位误差的分析与计算,1.4 工件的定位,图1-

20、13 轴套,1.4.1 基准及其分类,1. 设计基准 在设计图样上所采用的基准为设计基准。 2. 工艺基准 在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。,1.4.2 工件的定位方法,(1)直接找正法：工件定位时，用量具或量仪直接找正工件上某一表面，使工件处于正确的位置，称为直接找正装夹。 (2)划线找正法：这种装夹方式是先按加工表面的要求在工件上划线，加工时在机床上按线找正以获得工件的正确位置。 (3)在夹具上定位：机床夹具是指在机械加工工艺过程中用以装夹工件的机床附加装置。,1.4.2 工件的定位方法,图1-14 直接找正装夹,(3)在夹具上定位：机床夹具是指在机械加工工艺过程中用以装夹工件的机

21、床附加装置。,1M15.tif,(3)在夹具上定位：机床夹具是指在机械加工工艺过程中用以装夹工件的机床附加装置。,1M16.tif,1.4.3 工件定位的基本原理,1.六点定则 任何一个工件，如果对其不加任何限制，那么，它的位置都是不确定的。 2.限制工件自由度与加工要求的关系 工件应被限制的自由度与工件被加工面的位置要求存在对应关系。 3.正确处理重复定位 两个或两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。,1.六点定则 任何一个工件，如果对其不加任何限制，那么，它的位置都是不确定的。,1M17.tif,1.六点定则 任何一个工件，如果对其不加任何限制，那么，它的位置都是不确定

22、的。,1M18.tif,1.六点定则 任何一个工件，如果对其不加任何限制，那么，它的位置都是不确定的。,图1-19 轴类零件六点定位,1.六点定则 任何一个工件，如果对其不加任何限制，那么，它的位置都是不确定的。,图1-20 盘类零件六点定位,2.限制工件自由度与加工要求的关系 工件应被限制的自由度与工件被加工面的位置要求存在对应关系。,图1-21 在工件上铣键槽,2.限制工件自由度与加工要求的关系 工件应被限制的自由度与工件被加工面的位置要求存在对应关系。,图1-22 在工件上钻孔,3.正确处理重复定位 两个或两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。,1M23.tif,3.

23、正确处理重复定位 两个或两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。,1M24.tif,3.正确处理重复定位 两个或两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。,图1-25 改变定位装置 结构避免重复定位,3.正确处理重复定位 两个或两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。,图1-26 主轴箱孔系定位简图 1短圆柱 2长条支承板 3挡销,1.4.4 工件的定位方法及其定位元件,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。 2.工件以圆柱孔定位 3.工件以外圆柱面定

24、位 4.工件以一面两孔定位 在加工箱体、杠杆、盖板等零件时，工件以两个轴线互相平行的孔和与之相垂直的底面作为定位基准应用最为普遍，如图1-47所示，工件上的两孔可以是结构上原有的，也可以为定位需要专门设置的工艺孔。,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-27 支承钉和支承板,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,1M28.tif,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的

25、定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,1M29.tif,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-30 可调支承,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-31 自位支承的应用,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-32 自位支承,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定

26、位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-33 辅助支承的应用,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-34 辅助支承 S工件支承面,1.工件以平面定位 在机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、机座、支架、杠杆、圆盘、板状类零件等。,图1-35 定位销,2.工件以圆柱孔定位,图1-36 圆柱心轴 1引导部分 2工作部分 3传动部分,2.工件以圆柱孔定位,图1-37 心轴在机床上的装夹方式,2.工件以圆柱孔定位,图1-38 圆锥

27、销定位,2.工件以圆柱孔定位,图1-39 圆锥销组合定位,2.工件以圆柱孔定位,图1-40 小锥度心轴,3.工件以外圆柱面定位,图1-41 V形块的结构尺寸,3.工件以外圆柱面定位,图1-42 V形块的结构形式,图1-43 活动V形块的应用,3.工件以外圆柱面定位,图1-44 常用定位套,3.工件以外圆柱面定位,1M45.tif,3.工件以外圆柱面定位,1M46.tif,4.工件以一面两孔定位 在加工箱体、杠杆、盖板等零件时，工件以两个轴线互相平行的孔和与之相垂直的底面作为定位基准应用最为普遍，如图1-47所示，工件上的两孔可以是结构上原有的，也可以为定位需要专门设置的工艺孔。,1M47.ti

28、f,4.工件以一面两孔定位 在加工箱体、杠杆、盖板等零件时，工件以两个轴线互相平行的孔和与之相垂直的底面作为定位基准应用最为普遍，如图1-47所示，工件上的两孔可以是结构上原有的，也可以为定位需要专门设置的工艺孔。,1M48.tif,4.工件以一面两孔定位 在加工箱体、杠杆、盖板等零件时，工件以两个轴线互相平行的孔和与之相垂直的底面作为定位基准应用最为普遍，如图1-47所示，工件上的两孔可以是结构上原有的，也可以为定位需要专门设置的工艺孔。,表1-9 削边销的尺寸(mm),1.4.5 定位基准的选择,1.粗基准的选择 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准。 2

29、.精基准的选择 在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。,1.粗基准的选择 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准。,1M49.tif,1.粗基准的选择 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准。,1M50.tif,1.粗基准的选择 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准。,1M51.tif,1.粗基准的选择 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，这种基准称为粗基准。,1M52.tif,2.精基准的选择 在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，这种定位基面

30、称为精基准。,图1-53 基准不重合误差,2.精基准的选择 在最终工序和中间工序，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。,图1-54 磨削床身导轨面自为基准,1.4.6 定位误差的分析与计算,(1)基准不重合误差：由于定位基准与工序基准不重合而引起的加工尺寸误差，称为基准不重合误差，用B表示。 (2)基准位移误差：工件在夹具中定位时，由于定位副的制造误差和最小配合间隙的影响，导致各个工件定位基准的位置不一致，从而给加工尺寸造成误差，这个误差称为基准位移误差，用Y表示。 (3)定位误差的计算：,(1)基准不重合误差：由于定位基准与工序基准不重合而引起的加工尺寸误差，称为基准不重合误差，用

31、B表示。,(2)基准位移误差：工件在夹具中定位时，由于定位副的制造误差和最小配合间隙的影响，导致各个工件定位基准的位置不一致，从而给加工尺寸造成误差，这个误差称为基准位移误差，用Y表示。,图1-55 基准位移误差,(3)定位误差的计算：,1M56.tif,(3)定位误差的计算：,1M57.tif,(3)定位误差的计算：,图1-58 定位误差计算示例之三,1.5 工件的夹紧,1.5.1 夹紧装置的组成和基本要求 1.5.2 夹紧力的确定 1.5.3 基本夹紧机构 1.5.4 联动夹紧机构 1.5.5 定心夹紧机构 1.5.6 气动夹紧装置,1.5.1 夹紧装置的组成和基本要求,1.夹紧装置的组成

32、 夹紧装置的种类很多，但其结构均由两部分组成。 2.对夹紧装置的基本要求,1.夹紧装置的组成 夹紧装置的种类很多，但其结构均由两部分组成。,图1-59 气压夹紧装置 1压板 2连杆 3活塞杆 4气缸体 5活塞 6配气阀,2.对夹紧装置的基本要求,1.5.2 夹紧力的确定,1.夹紧力方向的确定 2.夹紧力作用点的选择 3.夹紧力大小的确定 在夹紧力的方向、作用点确定之后，必须确定夹紧力的大小。,1.夹紧力方向的确定,图1-60 夹紧力应朝向主要定位基准,图1-61 夹紧力应指向工件刚性较好方向,1.夹紧力方向的确定,1M61.tif,1.夹紧力方向的确定,图1-62 夹紧力与切削力、工件重力关系

33、,2.夹紧力作用点的选择,图1-63 夹紧力应作用在支承区域内或支承点上 1夹具体 2工件,2.夹紧力作用点的选择,1M64.tif,2.夹紧力作用点的选择,1M65.tif,1.5.3 基本夹紧机构,1.斜楔夹紧机构 图1-66为几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。 2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。 3.偏心夹紧机构 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。,1.斜楔夹紧机构 图1-66为几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。,图1-66 斜楔夹紧机构 1夹具体 2斜楔 3工件 、斜楔升角,1.斜楔夹紧机构 图1-66为几种斜楔夹紧机构夹紧

34、工件的实例。,图1-67 斜楔受力分析,2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,图1-68 螺旋夹紧机构,2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,图1-69 摆动压块,2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,图1-70 快速螺旋夹紧机构 1夹紧轴 2、4、5手柄 3摆动压块,2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,图1-71 是螺旋压板夹紧机构 1固定螺栓 2压紧螺栓 3垫圈 4压板 5复位弹簧,2.螺旋夹紧机构 由螺钉

35、、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,1M72.tif,2.螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。,1M73.tif,3.偏心夹紧机构 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。,图1-74 圆偏心夹紧机构,3.偏心夹紧机构 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。,图1-75 圆偏心轮 工作原理,3.偏心夹紧机构 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。,图1-76 标准偏心轮结构,1.5.4 联动夹紧机构,1.单件联动夹紧机构 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力的方向可以相

36、同、相反、相互垂直或交叉。 2.多件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。,1.单件联动夹紧机构 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。,图1-77 单件联动夹紧机构,2.多件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。,1M78.tif,2.多件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。,1M79.tif,1.5.5 定心夹紧机构,1.等速移动定心夹紧机构 此类机构是利用工作元件的等速移动来实现定心夹紧。 2.

37、均匀变形定心夹紧机构,1.5.5 定心夹紧机构,图1-80 虎钳式定心夹紧机构 1双头螺杆 2、6螺纹滑座 3、5V形块 4调节杆,1.等速移动定心夹紧机构 此类机构是利用工作元件的等速移动来实现定心夹紧。,图1-81 螺旋楔块式 定心夹紧单元 1螺杆 2防转销 3滑块 4复 位弹簧 5心轴体 6手柄,1.等速移动定心夹紧机构 此类机构是利用工作元件的等速移动来实现定心夹紧。,图1-82 自动定心夹紧心轴 1心轴体 2滚柱 3隔圈 4工件 5复位弹簧,2.均匀变形定心夹紧机构,图1-83 弹簧夹头和心轴 1心轴 2弹性筒夹 3锥套 4螺母,2.均匀变形定心夹紧机构,图1-84 液性介质弹性心轴

38、 1夹具体 2加压螺钉 3柱塞 4密封圈 5薄壁套 6止动螺钉 7螺钉 8端盖 9螺塞 10钢球 11、12调整螺钉 13过渡盘,2.均匀变形定心夹紧机构,图1-85 膜片卡盘 1夹具体 2膜片 3夹爪 4夹爪端块 5工件 6保持器 7滚柱 8预胀环 9支承钉 10推杆 夹紧力,1.5.6 气动夹紧装置,1.气压夹紧装置的特点 2.气压夹紧装置的主要设计内容 3.气缸的选择和设计,1.气压夹紧装置的特点,2.气压夹紧装置的主要设计内容,3.气缸的选择和设计,图1-86 固定双作用活塞式气缸 1缸体 2、4缸盖 3活塞杆 5密封圈 6活塞,3.气缸的选择和设计,图1-87 气动卡盘 1卡盘 2过

39、渡盘 3主轴 4拉杆 5连接盘 6回转气缸 7活塞 8导气接头,3.气缸的选择和设计,1M88.tif,3.气缸的选择和设计,1M89.tif,1.6 工艺路线的拟订,1.6.1 加工方法的确定 1.6.2 加工顺序的安排 1.6.3 机床与工艺装备的选择 1.6.4 工时定额的计算,1.6.1 加工方法的确定,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。 2.工件的结构形状和尺寸 工件的形状和尺寸影响加工方法的选择。 3.工件材料的性质 经淬火后的表面，一般应采用磨削加工；材料未淬硬的精密零件

40、的配合表面，可采用刮研加工；对硬度低而韧性较大金属，如铜、铝、镁铝合金等非铁合金，为避免磨削时砂轮的嵌塞，一般不采用磨削加工，而采用高速精车、精镗、精铣等加工方法。 4.生产类型 所选用的加工方法要与生产类型相适应。 5.生产率和经济性 对于较大的平面，铣削加工生产率较高，窄长的工件宜用刨削加工；对于大量生产的低精度孔系，宜采用多轴钻；对批量较大的曲面加工，可采用机械靠模加工、数控加工和特种加工等加工方法。,1.6.1 加工方法的确定,6.生产条件 选择加工方法，不能脱离本厂实际，充分利用现有设备和工艺手段，发挥技术人员的创造性，挖掘企业潜力，重视新技术、新工艺的推广应用，不断提高工艺水平。,

41、1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,图1-90 加工误差(或加工 精度)和成本的关系,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-10 外圆柱面加工方法,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-10 外圆柱面加工方法,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中

42、，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-11 平面加工方法,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-12 孔加工方法,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-12 孔加工方法,1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不

43、同。,表1-13 轴心线平行的孔的位置精度(经济精度) (单位：mm),1.加工经济精度和经济表面粗糙度 任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。,表1-14 轴心线相互垂直的孔的位置精度(经济精度)(单位：mm),1.6.2 加工顺序的安排,1.加工阶段的划分 2.划分加工阶段的原因 3.工序集中与工序分散 工序集中与工序分散是拟订工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同的原则，它与设备类型的选择有密切关系。 4.加工顺序的确定 工件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。,1.加工阶段的划分,2

44、.划分加工阶段的原因,3.工序集中与工序分散 工序集中与工序分散是拟订工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同的原则，它与设备类型的选择有密切关系。,4.加工顺序的确定 工件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。,1.6.3 机床与工艺装备的选择,1. 机床的选择 在工件的加工方法确定以后，加工工件所需的机床就已基本确定，由于同一类型的机床中有多种规格，其性能也并不完全相同，所以加工范围和质量各不相同，只有合理地选择机床，才能加工出理想的产品。 2.工艺装备的选择,2.工艺装备的选择,1.6.4 工时定额的计算,1.基本时间 基本时间Tb是直接改变生产对象的尺寸、形

45、状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。 2.辅助时间 辅助时间Ta是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。 3.布置工作地时间 布置工作地时间Ts是为使加工正常进行，工人照管工作地(如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等)所消耗的时间。 4.休息和生理需要时间 休息和生理需要时间Tr是工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。 5.准备和终结时间 对于成批生产还要考虑准备与终结时间，准备和终结时间Te是工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。,1.7 加工余量的确定,1.7.1 加工余量的概念 1.7.2 影响加工余量的

46、因素 1.7.3 加工余量的确定方法,1.7.1 加工余量的概念,1.工序余量 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料层厚度。 2.加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。,1.工序余量 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料层厚度。,图1-91 加工余量,1.工序余量 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料层厚度。,图1-92 最大余量、最小余量和余量公差,2.加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。,2.加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸

47、之差称为加工总余量。,图1-93 加工余量和加工尺寸的分布,1.7.2 影响加工余量的因素,1.前工序的表面加工质量 本工序应切去前工序所形成的表面粗糙层，还必须把毛坯铸造冷硬层、锻造氧化层、脱碳层、切削加工残余应力层、表面裂纹、组织过度塑性变形或其他破坏层等全部切除，对于需要热处理的工件，当热处理后变形较大时，加工余量应适当增加，淬火件的磨削余量一般比不淬火的大。 2.前工序的工序尺寸公差 由于前工序加工后，表面存在有尺寸误差和形位误差，而这些误差一般包括在工序尺寸公差中，所以为了使加工后工件表面不残留前工序这些误差，本工序加工余量值应比前工序的尺寸公差值大。 3.前工序的形位误差 形位误差

48、是指不由尺寸公差所控制的误差。 4.本工序的装夹误差 装夹误差包括工件的定位误差和夹紧误差，若用夹具装夹时，还应考虑夹具本身的误差。,1.7.3 加工余量的确定方法,1. 经验估算法 经验估计法是工艺人员根据积累的生产经验来确定加工余量的方法。 2.查表修正法 查表修正法是以生产实践和实验研究积累的有关加工余量资料数据为基础，并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的方法。 3.分析计算法 这是通过对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算关系式来计算加工余量的方法。,1.8 工序尺寸及其公差的确定,1.8.1 基准重合时工序尺寸及其公差的计算 1.8.2 基准不重合时工序尺寸及其公差

49、的计算,1.8.1 基准重合时工序尺寸及其公差的计算,1.根据零件图的设计尺寸及公差确定工序尺寸及其公差 利用零件图的设计尺寸及公差作为工序尺寸及其公差，如图1-94所示，在一个长方形钢板上加工通孔，钻孔工序需确定三个工序尺寸，分别是孔本身的直径尺寸、孔中心线在两个方向上的位置尺寸。 2.在确定加工余量的同时确定工序尺寸及其公差 对于加工内外圆柱面和某些平面，在确定加工余量同时确定工序尺寸及其公差。 采用倒推法各工序尺寸及公差,1.根据零件图的设计尺寸及公差确定工序尺寸及其公差 利用零件图的设计尺寸及公差作为工序尺寸及其公差，如图1-94所示，在一个长方形钢板上加工通孔，钻孔工序需确定三个工序尺寸，分别是孔本身的直径尺寸、孔中心线在两个方向上的位置尺寸。,图1-94 根据零件设计尺寸确定 工序尺寸及其公差,2.在确定加工余量的同时确定工序尺寸及其公差 对于加工内外圆柱面和某些平面，在确定加工余量同时确定工