1、一、目的和要求一、目的和要求 1 1、目的、目的 机械制造工艺及夹具课程设计是在全部学机械制造工艺及夹具课程设计是在全部学完机械制造技术基础及制造工艺技术、夹具课完机械制造技术基础及制造工艺技术、夹具课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。要求学生全面地综合运用本课程及其学环节。要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行工艺及结有关先修课程的理论和实践知识进行工艺及结构的设计，也为以后开展毕业设计进行一次预构的设计，也为以后开展毕业设计进行一次预备训练。其目的在于：备训练。其目的在于： （1 1）培养学生运用机械制造工艺技
2、术及有关课程）培养学生运用机械制造工艺技术及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与技术（工程材料与热处理、机械设计、互换性与技术测量、机械制造技术基础、机械制造装备等）的测量、机械制造技术基础、机械制造装备等）的知识，结合生产实践中学到的知识，独立地分析知识，结合生产实践中学到的知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。度零件的工艺规程的能力。（2 2）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设）能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，学会拟定夹具设计方案，计的基本原理和方法，学会拟定夹具设
3、计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。（3 3）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图标等技术资料的能力。标等技术资料的能力。（4 4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。技术文件等基本技能。2 2、要求、要求 本次设计要求本次设计要求编制编制一个中等复杂程度零件的一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程机械加工工艺规程，按教师的指定，按教师的指定设计设计其中一道
4、其中一道工序的工序的专用夹具专用夹具，并撰写设计，并撰写设计说明书说明书。学生应在。学生应在教师的指导下，认真、有计划地按时完成设计任教师的指导下，认真、有计划地按时完成设计任务。学生必须以务。学生必须以负责的态度负责的态度对待自己所作的决定、对待自己所作的决定、数据和计算结果，注意理论与实践的结合，以期数据和计算结果，注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产中是可行的。的，在生产中是可行的。 机械制造工艺及夹具课程设计机械制造工艺及夹具课程设计题目题目一律定为：一律定为： * * * * *零件的机械加工工艺规程
5、制订及零件的机械加工工艺规程制订及* * * *工序工序专用夹具设计。专用夹具设计。 生产类型为小批或中批生产。生产类型为小批或中批生产。 设计的具体要求包括：设计的具体要求包括： 毛坯图毛坯图 1 1张张 （不作要求）（不作要求） 机械加工工艺卡片（工序卡片）机械加工工艺卡片（工序卡片） 1 1套套 夹具总装图夹具总装图 1 1张张 夹具主要零件图夹具主要零件图 1 1张张 课程设计说明书课程设计说明书 1 1份份二、设计的内容和步骤二、设计的内容和步骤本设计的主要内容和步骤大致如下：本设计的主要内容和步骤大致如下： 1 1、确定生产类型（一般为中批或大批生产），、确定生产类型（一般为中批或
6、大批生产），对零件进行工艺分析，画零件图；对零件进行工艺分析，画零件图； 2 2、确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图、确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图（零件（零件- -毛坯综合图）。毛坯综合图）。 3 3、拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工、拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、序的加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序加工余量和工序尺寸，计辅具），确定各工序加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额，进行技术经算各工序的切削用量和工时定额，进行技术经济分析。济分析。 4 4、填写工艺文件：工序卡片。、填写工艺文件：工序卡片
7、。5 5、设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主、设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。要零件图。6 6、撰写设计说明书。、撰写设计说明书。三、设计的要点和注意事项三、设计的要点和注意事项1 1、对工艺规程的基本要求、对工艺规程的基本要求 基本要求是优质、高产、低消耗。首先是保证基本要求是优质、高产、低消耗。首先是保证零件的加工质量，要在此前提下，提高生产效率，零件的加工质量，要在此前提下，提高生产效率，降低消耗，以取得较好的经济和社会效益。降低消耗，以取得较好的经济和社会效益。2 2、毛坯图的绘制、毛坯图的绘制（不作要求）（不作要求）（1 1）用双点划线画出简化了的零件图。）用
8、双点划线画出简化了的零件图。（2 2）粗实现绘出毛坯的形状。）粗实现绘出毛坯的形状。（3 3）毛坯的尺寸和极限偏差标注在尺寸线的上方。）毛坯的尺寸和极限偏差标注在尺寸线的上方。（4 4）应注明一些特殊余块。例如热处理工艺夹头、机械）应注明一些特殊余块。例如热处理工艺夹头、机械试验和金相试验用试棒、机械加工用的工艺夹头等的位试验和金相试验用试棒、机械加工用的工艺夹头等的位置。置。（5 5）对于图上无法或不便表示的条件，应以技术要求的）对于图上无法或不便表示的条件，应以技术要求的形式写明。例如，图上未注明的圆角半径和模锻斜度；形式写明。例如，图上未注明的圆角半径和模锻斜度；锻件热处理及其硬度；表面
9、质量要求（允许表面凹坑、锻件热处理及其硬度；表面质量要求（允许表面凹坑、折叠和裂纹等缺陷的位置及深度，残余飞边的宽度等）；折叠和裂纹等缺陷的位置及深度，残余飞边的宽度等）；特殊实验（拉力试验、冲击试验、碳化物偏析试验等）特殊实验（拉力试验、冲击试验、碳化物偏析试验等）要求；锻件试块的留放位置或增加试验用锻件的数量；要求；锻件试块的留放位置或增加试验用锻件的数量；其它要求（如上下模允许的错型值、同轴度、轴线的直其它要求（如上下模允许的错型值、同轴度、轴线的直线度和重量要求等等）。线度和重量要求等等）。3 3、关于工艺路线的拟定、关于工艺路线的拟定 在选择加工方法、安排加工顺序时，要考虑和在选择加
10、工方法、安排加工顺序时，要考虑和注意以下事项：注意以下事项：（1 1）表面成形。应首先加工出精基准面，再尽量）表面成形。应首先加工出精基准面，再尽量以统一的精基准定位加工其余表面，并要考虑到以统一的精基准定位加工其余表面，并要考虑到各种工艺手段最适合加工什么表面。各种工艺手段最适合加工什么表面。（2 2）保证质量。应注意到在各种加工方案中保证）保证质量。应注意到在各种加工方案中保证尺寸精度、形状精度和表面相互位置精度的能力；尺寸精度、形状精度和表面相互位置精度的能力；是否要粗精分开，加工阶段应如何划分；怎样保是否要粗精分开，加工阶段应如何划分；怎样保证工件无夹压变形；怎样减少热变形；采用怎样证
11、工件无夹压变形；怎样减少热变形；采用怎样的热处理手段以改善加工条件、消除应力和稳定的热处理手段以改善加工条件、消除应力和稳定尺寸；如何减小误差复映；对某些相互位置精度尺寸；如何减小误差复映；对某些相互位置精度要求极高的表面，可考虑采用互为基准反复加工要求极高的表面，可考虑采用互为基准反复加工的办法等。的办法等。（3）减小消耗，降低成本。要注意发挥工厂原）减小消耗，降低成本。要注意发挥工厂原有的优势和潜力，充分利用现有的生产条件有的优势和潜力，充分利用现有的生产条件和设备，尽量缩短工艺准备时间并迅速投产，和设备，尽量缩短工艺准备时间并迅速投产，避免贵重稀缺材料的使用和消耗。避免贵重稀缺材料的使用
12、和消耗。（4 4）提高生产率。在现有通用设备的基础上考）提高生产率。在现有通用设备的基础上考虑成批生产的工艺时，工序宜分散，并配备虑成批生产的工艺时，工序宜分散，并配备足够的专用工艺装备；采用高效机床、专用足够的专用工艺装备；采用高效机床、专用机床或数控机床时，工序宜集中以提高生产机床或数控机床时，工序宜集中以提高生产效率，保证质量。应尽可能减少工件在车间效率，保证质量。应尽可能减少工件在车间间的流动，必要时考虑引进先进、高效的工间的流动，必要时考虑引进先进、高效的工艺技术。艺技术。（5 5）工艺方案的对比取舍。为保证质量的可靠性，）工艺方案的对比取舍。为保证质量的可靠性，应对比各方案的生产率
13、和经济性（注意在什么情应对比各方案的生产率和经济性（注意在什么情况下主要对比不同方案的工艺成本，在什么情况况下主要对比不同方案的工艺成本，在什么情况下主要对比不同方案的投资回收期）。最后综合下主要对比不同方案的投资回收期）。最后综合对比结果，选择最优方案。对比结果，选择最优方案。4 4、关于机床和工艺方案的确定、关于机床和工艺方案的确定（1 1）在选择加工方法的同时，还要考虑选用合适）在选择加工方法的同时，还要考虑选用合适的机床、夹具、刀具和量具，两者不能截然分开。的机床、夹具、刀具和量具，两者不能截然分开。（2）所选择的机床、夹具、刀具和量具的型号、）所选择的机床、夹具、刀具和量具的型号、规
14、格、精度，应与零件尺寸大小、精度、生产规规格、精度，应与零件尺寸大小、精度、生产规模和工厂的具体条件相适应。模和工厂的具体条件相适应。（3）在课程设计中，专用夹具、专用刀具和专用）在课程设计中，专用夹具、专用刀具和专用量具，统一采用以下代号编号方法量具，统一采用以下代号编号方法： D刀具，刀具，J夹具，夹具，L量具，量具，C车床，车床， X铣床，铣床，Z钻床，钻床，B刨床，刨床，T镗镗床，床， M磨床磨床 专用工艺装备编号示例如下：专用工艺装备编号示例如下： CJ01车床专用夹具车床专用夹具1号号 ，ZD02 钻床专钻床专用刀具用刀具2号，号， TL01镗床专用量具镗床专用量具1号。号。5 5
15、、关于工艺文件的填写、关于工艺文件的填写 （1 1）工序简图的画法。在机械加工工序卡片上）工序简图的画法。在机械加工工序卡片上要求绘出工序简图。要求绘出工序简图。 要求：要求： 仅绘出本工序完成后的形状；根据零件加工情仅绘出本工序完成后的形状；根据零件加工情况可选某向视图、剖视图或局部视图，力求简明；况可选某向视图、剖视图或局部视图，力求简明；图上工件的位置应是加工时的工作位置，允许不图上工件的位置应是加工时的工作位置，允许不按比例绘制；本工序的加工表面用粗实现表示，按比例绘制；本工序的加工表面用粗实现表示，非加工面用细实线表示；只标注本工序加工面的非加工面用细实线表示；只标注本工序加工面的尺
16、寸精度、形状精度、相互位置精度、表面粗糙尺寸精度、形状精度、相互位置精度、表面粗糙度和有关技术要求；定位和夹紧应用定位夹紧元度和有关技术要求；定位和夹紧应用定位夹紧元件及装置符号标出，或与定位夹紧符号混合标注；件及装置符号标出，或与定位夹紧符号混合标注；大而复杂的零件允许另用纸绘出，附在工序卡片大而复杂的零件允许另用纸绘出，附在工序卡片后面。后面。 （2 2）卡片的填写。应符合以下要求：）卡片的填写。应符合以下要求： 内容要简要、明确；术语正确、字迹工整；所内容要简要、明确；术语正确、字迹工整；所用符号、计算单位等应符合有关标注；用符号、计算单位等应符合有关标注；“设备设备”栏一般填写的型号、
17、名称，必要时还应填写设备栏一般填写的型号、名称，必要时还应填写设备编号；编号；“工艺装备工艺装备”栏内的刀、夹、量、辅具，栏内的刀、夹、量、辅具，其中属专用的，按专用名称（编号）填写；属标其中属专用的，按专用名称（编号）填写；属标准的，填写名称、规格和精度（编号）。准的，填写名称、规格和精度（编号）。设计说明书应将设计成果、设计意图和立论根据用文、图的方式系统地表达出设计说明书应将设计成果、设计意图和立论根据用文、图的方式系统地表达出来。因此，内容的重点是对各方案进行全面分析、论证（包括质量、生产率来。因此，内容的重点是对各方案进行全面分析、论证（包括质量、生产率和经济性三个方面），充分表达设
18、计者在设计中考虑问题的出发点和最后决和经济性三个方面），充分表达设计者在设计中考虑问题的出发点和最后决策的依据。此外，还应有工艺计算和说明。具体内容应包括：策的依据。此外，还应有工艺计算和说明。具体内容应包括：1 1、零件的功用、结构特点、设计基准、主要加工表面、主要技术要求和技术、零件的功用、结构特点、设计基准、主要加工表面、主要技术要求和技术关键；关键；2 2、设计条件；、设计条件；3 3、选择毛坯说明；、选择毛坯说明；4 4、选择工艺基准的说明；、选择工艺基准的说明；5 5、各工艺方案的分析、对比与取舍；、各工艺方案的分析、对比与取舍；6 6、确定机床和工艺装备的说明；、确定机床和工艺装
19、备的说明；7 7、工艺尺寸的计算，加工余量的确定；、工艺尺寸的计算，加工余量的确定；8 8、确定切削用量、单位时间和切削液的说明；、确定切削用量、单位时间和切削液的说明；9 9、专用夹具设计方案的确定；、专用夹具设计方案的确定；1010、夹紧力的计算；、夹紧力的计算；1111、定位精度分析；、定位精度分析；1212、强度校核（不作要求）；、强度校核（不作要求）；1313、其它需要说明的问题、其它需要说明的问题 四、设计说明书的编写四、设计说明书的编写注意事项：注意事项：1 1、说明书应边设计边编写，分段完成，最后综、说明书应边设计边编写，分段完成，最后综合，不要完全集中在设计后期完成，以节省合
20、，不要完全集中在设计后期完成，以节省时间，避免错误；时间，避免错误；2 2、说明书中应附有必要的简图和表格；、说明书中应附有必要的简图和表格；3 3、所引用的公式、数据应注明来源；、所引用的公式、数据应注明来源；4 4、计算部分应有必要的计算过程；、计算部分应有必要的计算过程；5 5、说明书应力求文字通顺，语言简明，字迹工、说明书应力求文字通顺，语言简明，字迹工整，图纸清晰；整，图纸清晰；6 6、说明书封面采用统一印发的格式（、说明书封面采用统一印发的格式（课程设计课程设计报告报告），书写后装订成册。），书写后装订成册。五、进度与时间安排五、进度与时间安排按照教学计划，本课程设计时间为按照教学
21、计划，本课程设计时间为2周，其进度及周，其进度及时间大致安排如下：时间大致安排如下：1、接受任务，明确生产类型，熟悉零件及各种资、接受任务，明确生产类型，熟悉零件及各种资料，对零件进行工艺分析，料，对零件进行工艺分析， 0.5天；天；2、工艺规程编制设计（拟订工艺路线，选择机床、工艺规程编制设计（拟订工艺路线，选择机床和工艺装备、确定加工余量、工序尺寸、切削用和工艺装备、确定加工余量、工序尺寸、切削用量、时间定额，填写工序卡片），量、时间定额，填写工序卡片）， 3.5天；天；3、夹具设计（夹具方案，绘制夹具结构草图、装、夹具设计（夹具方案，绘制夹具结构草图、装配图、夹具主要零件图），配图、夹具
22、主要零件图）， 4.5天；天；4、撰写说明书，、撰写说明书， 1天；天；5、答辩，、答辩， 0.5天。天。六、主要参考资料六、主要参考资料1机械制造技术基础，武汉理工大学出版机械制造技术基础，武汉理工大学出版社，曾志新等编。社，曾志新等编。2机械制造工艺学，陕西科技大学出版社，机械制造工艺学，陕西科技大学出版社，顾崇衔等编。（图书馆约顾崇衔等编。（图书馆约20本）本）3机床夹具设计原理，西安交通大学出版机床夹具设计原理，西安交通大学出版社，龚定安等编。社，龚定安等编。4机械制造工艺设计简明手册，机械工业机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，李益民主编。（院资料约出版社，李益民主编。（院资料
23、约30本）本）5切削用量简明手册，机械工业出版社，切削用量简明手册，机械工业出版社，艾兴等编。（图艾兴等编。（图10本）本）6 6机床夹具设计手册，东北重型机械学院机床夹具设计手册，东北重型机械学院等编。（图约等编。（图约4040本）本）7 7夹具设计图册，贵州工学院编。（院夹具设计图册，贵州工学院编。（院3030，图图2020）8 8机床夹具设计手册（软件版），机械工机床夹具设计手册（软件版），机械工业出版社，殷国富等编。业出版社，殷国富等编。9 9机床夹具设计图册，机械工业出版社，机床夹具设计图册，机械工业出版社，王小华主编。（图院少量）王小华主编。（图院少量）七、设计成绩考核七、设计成绩
24、考核 学生在完成上述全部设计任务后，图样和学生在完成上述全部设计任务后，图样和说明书经指导教师审查签字后，在规定日期进说明书经指导教师审查签字后，在规定日期进行答辩（或质疑）。根据设计的工艺文件、图行答辩（或质疑）。根据设计的工艺文件、图样和说明书样和说明书质量质量、答辩时回答问题的情况，以、答辩时回答问题的情况，以及及平时平时的工作态度、出勤情况，独立工作能力的工作态度、出勤情况，独立工作能力等诸方面表现，来综合评定学生的成绩。分等诸方面表现，来综合评定学生的成绩。分优、优、良、中、及格良、中、及格和和不及格不及格。八、指导教师及设计地点八、指导教师及设计地点一、课程设计实例一、课程设计实例
25、1 1、零件作用、零件作用 零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉（见下图），它位于传动轴的端部。主要作叉（见下图），它位于传动轴的端部。主要作用：用：一是传递扭矩一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以由本零件可以调整传动轴的长短及其位置调整传动轴的长短及其位置。零。零件的两个叉头部位上有两个的孔，用以安装滚件的两个叉头部位上有两个的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向轴节的作用。针轴承并与十字轴相连，起万向轴节的作用。零件外圆内为
26、花键孔与传动轴端部的花键轴配零件外圆内为花键孔与传动轴端部的花键轴配合，用于传递动力之用。合，用于传递动力之用。Rc1/8螺纹量规旋入=3扣所指键槽中心线对A-B孔中心线转角公差180315 mm,故长度方向偏差为故长度方向偏差为 。 长度方向余量查长度方向余量查机械制造工艺设计简明手册机械制造工艺设计简明手册表表2.22.5，其余，其余量值规定为量值规定为2.02.5 mm，现取，现取2.0 mm。1.50.7mm5.5.确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时工序工序1：车削端面、外圆及螺纹。：车削端面、外圆及螺纹。本工序采用计算法确定切削用量。本工序采用计算法确定切削用量。（1）加工
27、条件）加工条件工件材料：工件材料：45钢正火，钢正火，b=0.60GPa,模锻。模锻。加工要求：粗车加工要求：粗车60mm端面及端面及60mm、62mm外圆，外圆，表面粗糙度值表面粗糙度值Rz200；车螺纹；车螺纹M601 mm。机床：机床：C620-1卧式车床。卧式车床。刀具：刀具材料为刀具：刀具材料为YT15，刀杆尺寸为，刀杆尺寸为16 mm25mm，r=90，0=15，0=12，r=0.5 mm。60螺纹车刀：刀片材料为螺纹车刀：刀片材料为W18Cr4V。（2）计算切削用量）计算切削用量粗车粗车M601 mm端面端面端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为端面最大加工余量：已知毛坯
28、长度方向的加工余量为 ， 考考虑虑7的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm。但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面。但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个不必全部加工，而可以留出一个40mm心部待以后钻孔时加工心部待以后钻孔时加工掉，故此时实际端面最大加工余量可按掉，故此时实际端面最大加工余量可按Zmax=5.5mm考虑，分两考虑，分两次加工，次加工，ap=3mm计。长度加工公差按计。长度加工公差按IT12级，取级，取0.46mm（入体（入体方向）。方向）。 确定进给量：根据确定进给量：根
29、据切削用量简明手册切削用量简明手册（第（第3版）表版）表1.4，当刀，当刀杆尺寸为杆尺寸为16 mm25mm，ap3mm以及工件直径为以及工件直径为60mm时，时，f=0.5-0.7mm/r按按切削用量简明手册切削用量简明手册C620-1车床说明书表车床说明书表1.30取：取：f=0.5mm/r计算切削速度：按计算切削速度：按切削用量简明手册切削用量简明手册表表1.27，切削速度的计算，切削速度的计算公式为（寿命选公式为（寿命选T=60min）: 式中，式中，cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数。修正系数,kv见见切削用量简切削用量简明手册明手册表表1.28，即，
30、即,kmv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kBv=0.97。代入上式可以求出代入上式可以求出vc=108.6(m/min)。1.50.72mmvp(m/min)vvcvxymcvkT af确定机床主轴转速：确定机床主轴转速：按按机械制造工艺设计简明手册机械制造工艺设计简明手册表表4.28机床说机床说明书，与明书，与532r/min相近的转速为相近的转速为480r/min及及600r/min。现选取。现选取nc=600r/min(若选若选480r/min，则速度损失较大则速度损失较大)，所以可求出实际切削速度，所以可求出实际切削速度vc=122m/min。计算切削工时：按计算切削工
31、时：按机械制造工艺设计简明手册机械制造工艺设计简明手册表表6.21，取，取 ,l1=2mm,l2=0,l3=0w10001000 108.6532(r/min)d 65vccn654012.5(mm)2l123c12.5220.096(min)600 0.5mlllltin f 粗车粗车62mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度：度： 切削深度：单边余量切削深度：单边余量z=1.5mm，可一次去除。，可一次去除。 进给量：根据进给量：根据切削用量简明手册切削用量简明手册表表1.4，选用，选用f=0.5mm/r。 计算切削速度：见计算切削速度：见切削用量简
32、明手册切削用量简明手册表表1.27，同理，同理计算计算vc=116m/min确定主轴转速：确定主轴转速：同理：计算得到同理：计算得到nc=568r/min，按机床选取，按机床选取nc=600r/min，可计算实际切削速度可计算实际切削速度vc=122m/min。检验机床功率：主切削力检验机床功率：主切削力Fz按按切削用量简明手册切削用量简明手册表表1.29所示公式计算所示公式计算式中：式中：cFz=2795,xFz=1.0,yFz=0.75,nFz=-0.15, kki=0.89FFFzzzzzxynZFpcFFc afvk所以 Fz=27951.50.50.751220.750.940.89
33、=1012.5(N)切削时消耗功率P为: 由切削用量简明手册表1.30中C6201机床说明书可知，C6201主电机功率为7.8kW，当主轴转速为600 r/min时，主轴传递的最大功率为5.5 kW，所以机床功率足够，可以正常加工。 441012.5 1222.06(kW)6 106 10zcF vP而而轴向切削力轴向切削力式中：式中：cFx=2880,xFx=1.0,yFx=0.5, nFx=-0.4kk=1.17所以所以Fx=28801.50.50.5122-0.40.9231.17 =480 (N)取导轨与床鞍之间的摩擦系数取导轨与床鞍之间的摩擦系数0.1，则切削力在，则切削力在纵向进给
34、方向对进给机构的作用力为纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Fx+(Fz +Fy)=480+0.1(1012.5+195)=600(N)而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见（见切削用量简明手册切削用量简明手册表表1.30），故机床进），故机床进给系统可正常工作。给系统可正常工作。FFxxFxxxxynxFpcFFc afvk1.0600()()0.923650650FPnbMk校验机床进给系统强度：已知校验机床进给系统强度：已知主切削力主切削力Fz=1012.5(N)，径向切削力径向切削力Fy按按切削用量简明切削用量简明手册手册表表1.29
35、公式计算公式计算式中：式中：cFy=1940,xFy=0.9,yFy=0.6, nFy=-0.3kki=0.5所以所以:Fy=19401.50.90.50.6 122-0.30.8970.5=195(N)FFyyFyyyxynyFpcFFc afvk1.35600()()0.897650650FPnbMk切削工时：切削工时：式中：式中： l=90，l1=4,l2=0,代入上式可计算出代入上式可计算出t=0.31min。其余计算类似。其余计算类似。 最后，将以上工序切削用量、工时定额的计算最后，将以上工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加结果，连同其它加工数据，一并填
36、入机械加工工序卡片中。工工序卡片中。 见下图示例。见下图示例。12llltnf设计（日期）签字标记更改文件号处数更改文件号标记日期处数签字日期标准化（日期）校对（日期）审核（日期）会签（日期）产品型号产品名称零件图号零件名称材料牌号工序名称工序号车间毛坯种类设备名称设备型号设备编号同时加工件数每台件数每毛坯可制件数毛坯外形尺寸夹具编号夹具名称切削液工件器具编号工件器具名称工序工时 分准终单件工步号工步内容主轴转速进给量切削深度进给次数工步工时机动辅助切削速度 1 金工专用车夹具11共10张 第1张2机械加工工序卡片万向节滑动叉粗车? 62mm外圆3粗车? 60mm外圆4车M60 1mm螺纹5粗
37、车螺纹，精车螺纹1车外圆C620-1车床刀具量具r/minm/minmm/rmmYT15外圆车刀YT15外圆车刀YT15外圆车刀W18Cr4V螺纹车刀W18Cr4V螺纹车刀卡板卡板卡板螺纹量规螺纹量规6006009619122122145181.840.50.50.510.0831.510.1721140.0960.310.060.75340.180.18模锻件760粗车端面至?30mm,保证尺寸00.46185mm二、指定工序专用夹具设计二、指定工序专用夹具设计 对指定工序的加工技术要求、定位夹紧方对指定工序的加工技术要求、定位夹紧方案、毛坯情况、所用机床、刀具、加工余量、切案、毛坯情况、所
38、用机床、刀具、加工余量、切削用量进行了解分析后，即可着手收集同类型夹削用量进行了解分析后，即可着手收集同类型夹具及典型结构的资料，按下列步骤进行专用夹具具及典型结构的资料，按下列步骤进行专用夹具的设计。的设计。1 1、最后确定工件的定位方案（通过计算定位误差、最后确定工件的定位方案（通过计算定位误差比较），合理选择和设置定位元件。比较），合理选择和设置定位元件。2 2、确定刀具的对刀（铣）、导引方式（钻、镗、确定刀具的对刀（铣）、导引方式（钻、镗等），合理选择和设置导向元件。等），合理选择和设置导向元件。3 3、计算切削力（采用手动，可不计算，气、液等、计算切削力（采用手动，可不计算，气、液等
39、需计算）需计算）分析和判断力分析和判断力的性质和方向，根据工序中负荷最大的工的性质和方向，根据工序中负荷最大的工步确定切削力。步确定切削力。4 4、计算夹紧力（同、计算夹紧力（同3 3）（1 1）最后确定夹紧力的方向和作用点。）最后确定夹紧力的方向和作用点。（2 2）根据切削力方向和夹紧力方向间的相互）根据切削力方向和夹紧力方向间的相互关系确定所需的最大夹紧力，引入安全系关系确定所需的最大夹紧力，引入安全系数确定实用夹紧力。数确定实用夹紧力。（3 3）根据传动系统的特性算出夹紧作用力）根据传动系统的特性算出夹紧作用力（动力）。（动力）。（4 4）根据动力元件的性质（如气缸、螺旋等）根据动力元件
40、的性质（如气缸、螺旋等）确定动力源元件的尺寸（气缸、螺纹直径确定动力源元件的尺寸（气缸、螺纹直径等）。等）。5 5、确定总的夹紧方案：力源装置、夹紧元件、确定总的夹紧方案：力源装置、夹紧元件、夹紧机构。夹紧机构。6 6、确定夹具其它组成部分（如分度装置等）、确定夹具其它组成部分（如分度装置等）及夹具体的结构形式。及夹具体的结构形式。7 7、绘制夹具原理图和结构草图。、绘制夹具原理图和结构草图。8 8、绘制夹具装配图、绘制夹具装配图（1 1）比例一般按）比例一般按1:11:1绘制绘制, ,图纸规格自主确定。图纸规格自主确定。（2 2）主视图尽可能与操作者正对的位置，视）主视图尽可能与操作者正对的
41、位置，视图配置和选择应能完整地表达整个夹具各图配置和选择应能完整地表达整个夹具各部分结构。部分结构。（3 3）工件的外形轮廓和主要表面（定位基面、）工件的外形轮廓和主要表面（定位基面、夹紧表面和被加工表面）用黑色双点画线夹紧表面和被加工表面）用黑色双点画线画出，视图为假想透明体，不影响夹具元画出，视图为假想透明体，不影响夹具元件的绘制，被加工表面的加工余量可用网件的绘制，被加工表面的加工余量可用网纹线画出。纹线画出。（4 4）装配图上有关尺寸、公差配合和技术条）装配图上有关尺寸、公差配合和技术条件标注，均需符合有关国家标准。件标注，均需符合有关国家标准。2 2工件与定位元件间的联系尺寸工件与定
42、位元件间的联系尺寸 主要有：主要有：（1 1）工件定位面与定位元件定位工作面的）工件定位面与定位元件定位工作面的配合尺寸（如定位销和工件孔配合尺寸）；配合尺寸（如定位销和工件孔配合尺寸）；（2 2）各定位元件间的位置尺寸（如两定位）各定位元件间的位置尺寸（如两定位销间位置尺寸）。销间位置尺寸）。 一般据工件在本道工序的加工技术要求，一般据工件在本道工序的加工技术要求，并经计算后标注，这类配合尺寸精度和位并经计算后标注，这类配合尺寸精度和位置尺寸公差对定位精度产生很大影响，也置尺寸公差对定位精度产生很大影响，也是计算定位误差的依据是计算定位误差的依据。3 3夹具与刀具的联系尺寸夹具与刀具的联系尺
43、寸 主要指：主要指：（1 1）对刀元件、导引元件与定位元件间的位）对刀元件、导引元件与定位元件间的位置尺寸（如对刀块与定位基面，钻套孔与置尺寸（如对刀块与定位基面，钻套孔与定位基面尺寸）；定位基面尺寸）；（2 2）导引元件之间的位置尺寸；）导引元件之间的位置尺寸；（3 3）导引元件与刀具（或镗杆）导向部分的）导引元件与刀具（或镗杆）导向部分的配合尺寸，配合尺寸， 其作用在于保证对刀精度及导其作用在于保证对刀精度及导引刀具的精度。引刀具的精度。三、夹具装配图标注内容三、夹具装配图标注内容（一）五类尺寸（一）五类尺寸1 1夹具外形轮廓尺寸夹具外形轮廓尺寸 夹具在长、宽、高方向上外形最大极限夹具在长
44、、宽、高方向上外形最大极限尺寸，若有可动部分，则指运动件在空间尺寸，若有可动部分，则指运动件在空间可达到的极限尺寸避免夹具与机床或刀可达到的极限尺寸避免夹具与机床或刀具发生干涉。具发生干涉。4 4夹具与机床连接部分的联系尺寸夹具与机床连接部分的联系尺寸 主要指主要指: :（1 1）夹具与机床主轴端的连接尺寸；）夹具与机床主轴端的连接尺寸；（2 2）夹具定位键、）夹具定位键、U U型槽与机床工作台型槽与机床工作台T T型槽型槽的连接尺寸。的连接尺寸。 其作用在于保证夹具在机床上的安装精度。其作用在于保证夹具在机床上的安装精度。5 5夹具内部的配合尺寸夹具内部的配合尺寸 夹具内部有配合要求的表面，
45、必须按配夹具内部有配合要求的表面，必须按配合性质和配合精度标上配合尺寸，以满足合性质和配合精度标上配合尺寸，以满足夹具使用要求夹具使用要求。 常用配合：常用配合：衬套外径与夹具体衬套外径与夹具体H7/r6或或H7/n6支承钉与夹具体配合支承钉与夹具体配合H7/r6或或H7/n6 固定定位销与夹具体配合固定定位销与夹具体配合H7/r6或或H7/n6固定定位销与工件定位面配合固定定位销与工件定位面配合H7/g6，H7/f7或或H6/g6，H6/f6 可换定位销与衬套配合可换定位销与衬套配合H7/h6（二）四类技术条件（二）四类技术条件1定位元件间的相互位置要求定位元件间的相互位置要求主要指：主要指
46、：（1）组合定位时多个定位元件间的相互位置）组合定位时多个定位元件间的相互位置要求；要求；（2）多件装夹时相同定位元件之间的相互位）多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。目的在于保证定位精度。如多个置要求。目的在于保证定位精度。如多个V型块的理论圆轴线在同一水平面内的位置型块的理论圆轴线在同一水平面内的位置度要求。度要求。钻套导引孔与刀具之间应保证一定的配合间隙，钻套导引孔与刀具之间应保证一定的配合间隙，以防卡住：以防卡住：当钻孔、扩孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏当钻孔、扩孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏差公差带差公差带F7的上、下偏差分别加上钻头或扩孔的上、下偏差分别加上钻头或扩孔钻直
47、径尺寸的上偏差。钻直径尺寸的上偏差。 当粗铰孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏差当粗铰孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏差公差带公差带G7的上、下偏差分别加上粗铰刀直径尺的上、下偏差分别加上粗铰刀直径尺寸的上偏差。寸的上偏差。 当精铰孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏差当精铰孔时，钻套导引孔直径尺寸的上下偏差公差带公差带G6的上、下偏差分别加上精铰刀直径尺的上、下偏差分别加上精铰刀直径尺寸的上偏差。寸的上偏差。2 2定位元件与连接元件和（或）夹具体底面定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求的相互位置要求 夹具通过连接元件和（或）夹具体底面来夹具通过连接元件和（或）夹具体底面来确定其在机床
48、上的正确位置，因而工件在确定其在机床上的正确位置，因而工件在机床上的最终位置的确定，由定位元件与机床上的最终位置的确定，由定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置连接元件和（或）夹具体底面的相互位置保证。如保证。如V V型块轴线对夹具体底面的平行度型块轴线对夹具体底面的平行度和对定位键侧面的垂直度和对定位键侧面的垂直度。3 3导引元件与连接元件和（或）夹具体底面导引元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求的相互位置要求 主要保证刀具相对工件的正确位置。主要保证刀具相对工件的正确位置。（工件在夹具定位元件上定位，而定位元件（工件在夹具定位元件上定位，而定位元件已能保持与连接元件和（或
49、）夹具体底面已能保持与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置），故只要保证导引元件与连的相互位置），故只要保证导引元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求，就能保证刀具对工件的正确位置。如求，就能保证刀具对工件的正确位置。如钻套孔轴线对夹具体底面的垂直度。钻套孔轴线对夹具体底面的垂直度。4导引元件与定位元件间的相互位置要求导引元件与定位元件间的相互位置要求 指钻、镗套与定位元件间的相互位置要指钻、镗套与定位元件间的相互位置要求，如钻套轴线对心轴轴线的对称度。求，如钻套轴线对心轴轴线的对称度。.5其余技术要求钻套孔中心线对夹具体底面的垂直度允差不得大于。定位销与夹具体底面的平行度不得大于0.01。技术要求钻套孔中心线对夹具体底面的垂直度允差不得大于。定位销与夹具体底面的平行度不得大于0.01。夹具的连接元件、对刀装置和引导元件夹具的连接元件、对刀装置和引导元件1. 1. 连接元件连接元件2. 2. 对刀装置对刀装置3. 3. 引导元件引导元件
