机制工艺与夹具第1章教案

1、 教案(章节备课) 学时：15章节第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹教学目的机械加工工艺过程的组成、生产类型与机械加工工艺规程、机械加工工艺规程的设计原则及步骤和内容工件的定位及基准、定位基准的选择、定位误差的计算夹紧机构及夹紧装置、加工方法的确定、加工顺序的安排、机床的选择、工时定额的计算加工余量的概念、加工余量的确定、工序尺寸与公差的确定直线尺寸链的基本计算公式及其在工艺过程中的应用重点难点重点：工艺规程的编制方法难点：尺寸链、工序尺寸计算教学内容教学方法教学手段学时分配第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹第一节 基本概念 2课时第二节 零件的结构工艺性分析 1课时第三节 毛坯的确定 1

2、课时第四节 工件的定位 4课时第五节 工件的加紧 2课时第六节 工艺路线的拟定 2课时第七节 加工余量的确定 1课时第八节 工序尺寸及其公差的确定 2课时讲授法章思考题1、试述设计基准、定位基准、工序基准的概念，并举例说明。2、何谓“六点定位原理”？“不完全定位”和“过定位”，是否均不能采用？为什么？3、什么是可调支承？什么是辅助支承？它们有什么区别？4、试分析三种基本夹紧机构的优缺点。主要参考资料兰建设主编.机械制造工艺与夹具.北京：机械工业出版社.2006.7王先逵主编.机械制造工艺学 北京：机械工业出版社.1995刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社.1997.10备注教案

3、（课时备课）第 1 次课 3 学时课目、课题第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹§1.1 基本概念§1.2 零件的结构工艺性分析教学目的和要求机械加工工艺过程的组成、生产类型与机械加工工艺规程、机械加工工艺规程的设计原则及步骤和内容重点难点掌握机械加工工艺规程制订的基本方法教学内容教学方法 教学手段师生互动时间分配板书设计第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹§1.1 基本概念一、生产过程与工艺过程二、工艺过程的组成三、生产纲领与生产类型四、机械加工工艺规程§1.2 零件的结构工艺性分析一、零件的结构工艺性概念二、合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度三、零

4、件要素的工艺性四、零件整体结构的工艺性讲授法作业布置P74：3、4主要参考资料兰建设主编 机械制造工艺与夹具 北京：机械工业出版社 2004.7王先逵主编 机械制造工艺学 北京：机械工业出版社 1995刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社.1997.10课后自我总结分析教学过程教 学 内 容教学方法相关说明课程名称：机制工艺与夹具 考试课 课时：48课时作业要按时交，平时成绩占30（包括考勤、作业、期中测验成绩），期末测验占70将设计图纸转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具精密加工精度已经达到亚微米级，而超精密加工已经进入0.01级工艺：使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程；

5、机械制造工艺：各种机械的制造方法和过程的总称；夹具：在生产过程中，用来迅速、方便、安全地装夹工件的工艺装备。机械制造工艺的内容，包括零件的毛坯制造、机械加工及热处理和产品的装配等；机械制造工艺及夹具课程的研究范围主要是零件的机械加工及加工过程中工件的装夹和产品的装配两个方面。(1)保证和提高产品的质量：产品质量包括整台机械的装配精度、使用性能、使用寿命和可靠性，以及零件的加工精度和加工表面质量。(2)提高劳动生产率：提高劳动生产率的方法一是提高切削用量，采用高速切削、高速磨削和重磨削。二是改进工艺方法、创造新工艺。三是提高自动化程度，实现高度自动化。(3)降低成本：要节省和合理选择原材料，研究

6、新材料；合理使用和改进现有设备，研制新的高效设备等。教学要求：1)掌握机械制造工艺的基本理论(包括定位和基准理论、工艺和装配尺寸链理论、加工精度和误差分析理论、表面质量和机械振动理论等)和夹具设计方法及典型结构，注重建立基本概念和理论的具体应用，学会对较复杂零件进行工艺分析和夹具设计的方法。2)具有制定中等复杂零件的机械加工工艺规程、设计夹具、制定一般产品的装配工艺规程和主管产品工艺的初步能力。3)树立生产制造系统的观点，了解现代(先进)制造技术的新成就、发展方向和一些重要的现代(先进)制造技术，以扩大视野、开阔思路、提高工艺等制造技术水平和增强人才的竞争力及就业能力。本课程的特点和学习方法：

7、1)实践性强。2)涉及面广及内容丰富。3)灵活多变。教学过程教 学 内 容教学方法讲授新课第一章 机械加工工艺规程及工件的装夹机械加工工艺规程：是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件，这是本章所要解决的重点。第一节 基本概念一、机械产品生产过程与机械加工工艺过程

8、机械产品生产过程：是指从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过程的总和。对机器制造，生产过程主要包括：生产技术准备工作毛坯的制造零件的机械加工、热处理和其它表面处理产品的装配、调试、检验、油漆和包装等各种生产服务活动在机械产品的生产过程中，对于那些与原材料变为成品直接相关的过程，如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等，称为工艺过程。机械加工工艺过程：是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。二、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程由工序组成，工序又分为：安装、工步、工位、走刀。毛

9、坯>零件根据学生车工实习引出加工工艺的概念。教学过程教 学 内 容教学方法1.工序工序：是指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。区分工序的主要依据是：工作地点固定和工作连续。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。2.安装工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并给予固定的过程，称为装夹。（装夹包括定位和夹紧两过程）安装是指工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序。在一道工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。工件在加工时，应尽量减少安装次数。因为多一次安装，会增加安装工件的时间，也加大加工误差

10、。3.工位工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。下图为在三轴钻床上利用回转工作台，按四个工位连续完成每个工件的装夹、钻孔、扩孔和铰孔。多工位连续加工 复合工步采用多工位加工，可提高生产率和保证被加工表面的相互位置精度。4.工步当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那部分工序，称为工步。工步是构成工序的基本单元。为了提高生产率，常常用几把刀具同时加工几个表面，这样的工步称为复合工步，如上图所示。5.走刀走刀（又称工作行程）是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。举例：加工一简单轴，通过两种方案

11、，判断它们所用的工序，引出工序区分的依据。教学过程教 学 内 容教学方法第一次走刀第二次走刀第一工步在，第二工步在三、生产纲领与生产类型1生产纲领产品（或零件）的生产纲领，是指企业在计划期内生产的产品产量和进度计划。计划期通常为1年，所以生产纲领也称为年产量。对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需要的数量之外，还要包括一定的备品和废品，因此零件的生产纲领应按下式计算：NQn（1十a）（1十b）举例：让学生判断工步和走刀教学过程教 学 内 容教学方法式中 N零件的年产量（件/年）；Q产品的年产量（台/年）； n每台产品中该零件的数量（件/台）；a该零件的备品率；b该零件的废品率。2生产类型生产

12、类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，可将生产分为：单件生产、批量生产和大量生产三种类型。 单件生产 单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复，这种生产称为单件生产。特点：生产的产品种类较多，而同一产品的产量很小，工作地点、加工对象经常改变。成批生产 一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性地重复，这种生产称为成批生产。特点：产品的种类较多，有一定的生产数量，加工对象周期性地改变，加工过程周期性地重复。同一产品（或零件）每批投入生产的数量称为批量。根据批量的大小又可分为大批生产、中批生产和小批生产。小批量生产

13、的工艺特征接近单件生产，大批量生产的工艺特征接近大量生产，中批生产的生产特点介于小批生产和大批生产之间。大量生产 同一产品的生产数量很大，大多数工作地点经常按一定节奏重复进行某一零件的某一工序的加工，这种生产称为大量生产。特点：同一产品的产量大，工作地点较少改变，加工过程重复。四、机械加工工艺规程机械加工工艺规程是将产品或零部件的制造工艺过程和操作方法按一定格式固定下来的技术文件。它是在具体生产条件下，本着最合理、最经济的原则编制而成的，经审批后用来指导生产的法规性文件。机械加工工艺规程包括零件加工工艺流程、加工工序内容、切削用量、采用设备及工艺装备、工时定额等。如新产品试制、维修车间的配件制

14、造和重型机械制造等都属此种生产类型。如一些通用机械厂、某些农业机械厂、陶瓷机械厂、造纸机械厂、烟草机械厂等的生产如自行车制造和一些链条厂、轴承厂等专业化生产即属此种生产类型。教学过程教 学 内 容教学方法1工艺规程的作用（1）指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；工艺规程是在结合本厂具体情况，总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺实验后制订的，它反映了加工过程中的客观规律，工人必须按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量，才能提高生产效率。（2）是生产组织和生产管理的依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；工厂进行新产品试制或产品投产时，必须按照工艺规程提供的数据进行技

15、术准备和生产准备，以便合理编制生产计划，合理调度原材料、毛坯和设备，及时设计制造工艺装备，科学地进行经济核算和技术考核。（3）是新建或扩建工厂或车间主要技术资料根据工艺规程，可以确定生产所需的机械设备、技术工人、基建面积以及生产资源等。总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。2工艺规程的格式（1）机械加工工艺过程卡片：此卡片的特点：是以工序为单位，简要说明产品或零、部件的加工过程的一种工艺文件。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定

16、额等。它是生产管理的主要技术文件。适用范围：主要用于单件小批生产以及生产管理中。（2）机械加工工艺卡片它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。（3）机械加工工序卡片：此卡片的特点：在工艺过程卡片的基础上按每道工序所编的一种工艺文件，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位教学过程教 学 内 容教学方法基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具

17、、量具、切削用量和工时定额等。适用范围：主要用于大批大量生产中所有零件，中批生产中的重要零件和单件小批生产中的关键工序。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：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。4)详细拟订工序具体内容：确定工艺装备，确定各工序技术要求和检验方法，确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差，确定切削用量，确定时间定额。5)对工艺方案进行技术经济分析。6)填写工艺文件。第二节 零件的结

18、构工艺性分析一、零件的结构工艺性概念零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件各个制造过程中的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切掣加于篙手艺性。由此可见，零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综合地分析。在制定机械加工工艺规程时，首先要进行零件的结构工艺性分析。零件的结构工艺性分析，主要包括零件的尺寸和公差标注、零件的组成要素和零件的整体结构等三方面来阐述。二、合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度零件图样上的尺寸和公差的标注对切削加工工艺性有较大的影响，它是零件结构工艺性的一个重要内容。1按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证2由

19、定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差3由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算教学过程教 学 内 容教学方法归纳小结三、零件要素的工艺性零件要素是指组成零件的各加工面。显然零件要素的工艺性会直接影响零件的工艺性。零件要素的切削加工工艺性归纳起来有以下三点要求：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。四、零件整体结构的工艺性零件是各要素、各尺寸组成的一个整体，所以更应考虑零件整体结构的工艺性，具体有以下五点要求：1)

20、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。1、生产过程与工艺过程的概念2、工艺过程的组成3、生产纲领与生产类型4、机械加工工艺规程的概念及其作用5、零件的结构工艺性分析教案（课时备课）第 2 次课 2 学时课目、课题§1.3 毛坯的确定§1.4 工件的定位（一）教学目的和要求工件的定位及基准工件六点定位原理重点难点工件的定位及基准工件六点定位原理教学内容教学方法 教学手段师生互动时间分配板书设计§1.3 毛坯的确定一、毛坯

21、的种类及其选择二、毛坯选择应考虑的因素三、毛坯形状与尺寸§1.4 工件的定位一、基准及其分类二、工件的定位方法三、工件定位的基本原理讲授法作业布置P74：6P75：7主要参考资料兰建设主编 机械制造工艺与夹具 北京：机械工业出版社 2006.7王先逵主编 机械制造工艺学 北京：机械工业出版社 1995刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社.1997.10课后自我总结分析教学过程教 学 内 容教学方法复习导入讲授新课1、生产过程与工艺过程的概念2、工艺过程的组成3、生产纲领的概念4、生产类型有哪几种5、机械加工工艺规程的概念第三节 毛坯的确定选择毛坯，主要是确定毛坯的种类、

22、制造方法及其制造精度。毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，从而可以提高材料的利用率和生产效率，然而这样往往会使毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，从而增加毛坯的制造成本。所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造两方面出发，综合考虑以求最佳效果。一、毛坯的种类及其选择1机械加工中常见的毛坯（1）铸件：适用于形状复杂的零件毛坯。目前生产中的铸件大多数是用砂型铸造，少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造(如金属型铸造，离心铸造和压力铸造等)。（2）锻件：适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯，其锻造方法有自由锻和模锻两种。（3）型材：主要通过热轧或冷拉而成。热轧的精度低，价格较冷拉的便

23、宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸小，精度高，易于实现自动送料，但价格贵，多用于批量较大且在自动机床上进行加工的情形。按其截面形状，型材可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢以及其他特殊截面的型材。（4）焊接件：根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它制作方便、简单，但需要经过热处理才能进行机械加工。适用于单件小批生产中制造大型毛坯，其优点是制造简便，加工周期短，毛坯重量轻；缺点是焊接件抗振动性差，机械加工前需经过时效处理以消除内应力。（5）冲压件：通过冲压设备对薄钢板进行冷冲压加工而得到的零件，它可以非常接近成品要求，冲压零件可以作为毛坯，有时还可以直接成为成品。冲压件的尺寸精度高。适用

24、于批量较大而零件厚度较小的中小型零件。教学过程教 学 内 容教学方法（6）冷挤压件：在压力机上通过挤压模掠夺而成。其生产效率高。冷挤压毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再进行机械加工，但要求材料塑性好，主要为有色金属和塑性好的钢材。适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。（7）粉末冶金件：以金属粉末为原料，在压力机上通过模具压制成型后经高温烧结而成。其生产效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再进行精加工，但金属粉末成本较高，适用于大批大量生产中压制形状较简单的小型零件。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

25、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。二、毛坯选择应考虑的因素1零件的材料及其力学性能 当零件的材料选定以后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件，自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。2零件的结构和尺寸 形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不能采用砂型铸造；对于一般用途的阶梯轴，如果各段直径相差不大、力学性能要求不高时，可选择棒料做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选择锻件。3生产类型 当零件的生产批量较大时，应采用精度和生产率都比较高的毛坯制造

26、方法，这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。4现有生产条件 选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。5充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性 为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。三、毛坯形状与尺寸通过毛坯精化使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，减少机械加工的劳动量，力求实现少、无切屑加工。毛坯尺寸和零件尺寸的差值称为毛坯加工余量，毛坯尺寸的公差称为毛坯公差。为节约能源与金属材料，随着毛坯制造专

27、业化生产的发展，毛坯制造应逐步沿着前一种方向发展。教学过程教 学 内 容教学方法第四节 工件的定位工件的装夹有两个含义，即定位和夹紧。定位：是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置过程。夹紧：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。工件的定位是通过定位基准与定位元件的紧密贴合接触来实现的，这就必须掌握基准的概念。而不同的情况下工件的定位方法也不同。一、基准及其分类基准是指确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。1设计基准设计者在设计零件时

28、，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。2工艺基准工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准四种。 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，即工序图上的基准。 定位基准 在加工时用作定位的基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线、面。思考：让学生回答d1、d2、c三个尺寸的设计基准是什么？教学过程教 学 内 容教学方法定位基准常用的是“面”，所以也称为定位面，常以符号“”

29、表示，其尖端指向定位面。如图所示为加工齿轮时的定位基准表示法。粗基准：没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。精基准：经过机械加工的定位基准。 测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准。一般情况下常采用设计基准作为测量基准。 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。二、工件的定位方法根据定位的特点不同，工件在机床上的定位一般有三种方法：直接找正法、划线找正法和夹具安装法。(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

30、按线找正以获得工件的正确位置。特点：精度高，生产率低，要求工人水平，单件小批生产。特点：加工余量均匀教学过程教 学 内 容教学方法前两种装夹方式都属于直接安装法，找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具或仪表的精度，以及工人的技术水平。(3)夹具装夹工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具上中。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。常用的有通用夹具和专用夹具两种。特点：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。专用夹具装夹：生产率高，不要求工人水平，大批大量生产。三、工件定位的基本原理1.六点定位原理未受限制的空间刚体有六个自由度。采用6个按一定规则布置的约束点，可以限

31、制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。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。工件应被限制的自由度数目与工件被加工面存在几个方位的位置要求有相应的关系。当被加工面只有一个方向的位置要求时，需要限制工件的三个自由度；当被加工面有两个方向的位置要求时，需要限制工件的五个自由度；当被加工面有三个方向的位置要求时，需要限制工件的六个自由度。完全定位：工件的六个自由度都被限制的定位。不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定位。欠定位：根据加工要求应限制的自由度没有被限制的定位。欠定位是不允许的，因为欠定位不能保证工件的

32、加工要求。特点：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。XOY平面上1、2、3点；限制，XOZ平面上4、5点；限制，YOZ平面上6点：限制教学过程教 学 内 容教学方法3正确处理重复定位（过定位）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。过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。

33、过定位在生产中一般不允许。防止重复定位的方法有以下两种。1)改变定位装置结构2)提高工件定位基准之间与定位元件之间的位置精度归纳小结1、基准及其分类2、工件定位的三种方法3、六点定位原理4、完全定位、不完全定位、过定位、欠定位教案（课时备课）第 3 次课 3 学时课目、课题§1.4 工件的定位（二）教学目的和要求工件的定位方法及定位元件定位基准的选择定位误差的计算重点难点重点：定位基准的选择难点：定位误差的计算教学内容教学方法 教学手段师生互动时间分配板书设计§1.4 工件的定位四、工件的定位方法及其定位元件五、定位基准的选择六、定位误差的分析与计算讲授法作业布置P75：2

34、0、21、22主要参考资料兰建设主编 机械制造工艺与夹具 北京：机械工业出版社 2006.7王先逵主编 机械制造工艺学 北京：机械工业出版社 1995刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社.1997.10课后自我总结分析教学过程教 学 内 容教学方法复习导入讲授新课1、毛坯的种类及其选择2、基准及其分类3、工件定位的三种方法4、六点定位原理5、完全定位、不完全定位、过定位、欠定位第四节 工件的定位四、工件的定位方法及其定位元件在生产实践中，常用的定位方法和定位元件主要有以下几种：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。其所用定位元件，根据是否

35、起限制自由度的作用、能否调整等情况分为下列数种：(1)主要支承：限制工件自由度、起定位作用的支承。1)固定支承。固定支承有支承钉和支承板两种类型。支承钉有3种形式，各用于不同的场合。图a所示平头支承钉用于工件已加工过的平面定位，图b所示球头支承钉用于工件以毛面定位，图c所示齿纹头支承钉用于工件侧面定位，它能增大摩擦因数，防止工件滑动。需要更换的支承钉应加衬套。支承板有两种形式，都可用于工件已加工过平面定位。图d所示支承板结构简单。但孔边切屑不易清除干净，故适用于侧面和顶面定位。图e所示支承板便于清除切屑，适用于底面定位。当要求几个支承钉或支承板在装配后等高时，可采用装配后补充加工的方法进行磨削

36、，以保证它们的等高要求。2)可调支承。在工件定位过程中，有些情况下要求支承钉的高度定期或不定期的调整时，可采用可调支承。教学过程教 学 内 容教学方法可调支承用于分批铸造的毛坯，其形状尺寸变化较大、而又以粗基准定位的场合。可调支承也可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件。应该注意，可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加工中，其作用相当于固定支承。所以，可调支承在调整后都需用锁紧螺母锁紧。3)自位支承(或称浮动支承)。在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或浮动支承。其作用是提高工件的装夹刚度和稳定性。作用仍相当于一个固定支承，只限制一个自由度。由于增加了接触点数，故

37、可提高工件的装夹刚度和稳定性，但夹具结构稍复杂。适用于工件以毛面定位或刚度不足的场合。(2)辅助支承：在工件定位过程中，不限制工件自由度、用于辅助定位的支承称为辅助支承。此支承不起限制自由度的作用，也不允许破坏原有的定位。辅助支承有以下几种类型：1)螺旋式辅助支承。这种支承结构简单，但效率较低。2)自位式辅助支承3)推引式辅助支承4)液压锁紧的辅助支承2.工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔作为定位基准，常用以下定位元件：(1)定位销(圆柱销)：(2)定位心轴：间隙配合心轴、过盈配合心轴、花键心轴(3)圆锥销：(4)小锥度心轴：3工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时，常用以下定位元件：(1)v形块：

38、工件以外圆柱面定位时，最常用的定位元件是V形块，其优点是对中性好。一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。教学过程教 学 内 容教学方法v形块既能用于精基面定位，又能用于粗基面定位，既能用于完整的圆柱面，也能用于局部圆柱面，而且具有对中性(使工件的定位基准总处在V形块两工作表面的对称面内)，活动v形块还可兼作夹紧元件。因此，当工件以外圆柱面定位时，V形块是用得最多的定位元件。(2)定位套：工件以外圆柱面在圆孔中定位时，其定位元件常作成钢套。(3)半圆套：这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定位基面的精度不低于I

39、T8IT9，半圆套的最小内径应取工件定位基面的最大直径。(4)圆锥套：4工件以一面两孔定位教学过程教 学 内 容教学方法五、定位基准的选择在制订工艺规程时，定位基准的选择是否正确，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求以及零件各表面间的加工顺序安排有很大的影响。定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。选择定位基准，是从如何保证工件加工精度要求考虑的。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。选择粗基准时，应重点考虑两个问题：一是保证主要加工面有足够而均匀的余量和各待加工表面有足够的余量。二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。具体选择原则是：1

40、)为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。当工件上有多个不加工面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求最高的不加工面为粗基准。2)合理分配各加工面的余量。在分配余量时应考虑以下两点：为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。为了保证重要加工面的余量均匀，应选重要加工面为粗基准。3)粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上(即同一自由度方向上)通常只允许使用一次。4) 便于工件装夹的原则：选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。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。选择精基准时，重点是考虑如何

41、减小工件的定位误差、保证工件的加工精度、同时也要考虑装夹工件的方便、夹具结构简单。选择精基准时一般应遵循下列原则：(1)基准重合原则：即选用设计基准(或工序基准)作为定位基准，以避免定位基准与设计基准(或工序基准)不重合而引起的加工尺寸误差。（2）基准统一原则：当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其它各表面时，则应尽早地把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其它表面。教学过程教 学 内 容教学方法（3）自为基准原则旨在减少表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本身为基准进行加工。（4）互为基准原则某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反

42、复加工的办法来达到位置度要求。加工表面和定位表面互相转换的原则。一般适用于精加工和光磨加工中。（5）便于装夹原则所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单，操作方便。六、定位误差的分析与计算能否保证工件的加工精度，取决于刀具与工件之间的相互位置关系。这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差，用D表示。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件位置不一致的原因有二：一是定位基准与工序基准不重合；二是定位基准位置的变化。(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

43、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。教案（课时备课）第 4 次课 2 学时课目、课题§1.5 工件的夹紧教学目的和要求夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的选择夹紧机构及夹紧装置重点难点夹紧机构的原理教学内容教学方法 教学手段师生互动时间分配板书设计§1.5 工件的夹紧一、夹紧装置的组成和基本要求二、夹紧力的确定三、基本夹紧机构四、联动夹紧机构五、定心夹紧机构六、气动夹紧装置讲授法作业布置P75：15P76：28主要参考资料兰建设主编 机械制造工艺与夹具 北京：机械工业出版社 2004.7王先逵主编 机械制造工艺学

44、 北京：机械工业出版社 1995刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社.1997.10课后自我总结分析教学过程教 学 内 容教学方法复习导入讲授新课1、基准及其分类2、完全定位、不完全定位、过定位、欠定位3、定位基准的选择原则第五节 工件的夹紧一、夹紧装置的组成和基本要求工件定位后，将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。1夹紧装置的组成夹紧装置的组成主要由以下三部分组成。（1）动力源装置 它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。（2）传力机构 它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；

45、具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。（3）夹紧元件 它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。2对夹紧装置的基本要求(1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动；(2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力；(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性；(4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。二、夹紧力的确定设计夹紧装置时，夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。1夹紧力的方向（1）夹紧力的作用方

46、向应垂直于工件的主要定位基面，应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。（2）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。（3）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。（4）夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠。教学过程教 学 内 容教学方法2夹紧力作用点的选择1）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。2）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲

47、变形。3夹紧力大小的确定夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，而且容易引发安全事故。在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，即可求得夹紧力。为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k2.53，精加工时取k1.52。加工过程中切削力的作用点、方向和大小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。三、基本夹紧机构机床夹具中所使用的夹紧机构绝大多数都是利用斜面将楔块的推力转变为夹紧力来夹紧工件的。其中最基本的形式就是直接利用有

48、斜面的楔块，偏心轮、凸轮、螺钉等不过是楔块的变种。1斜楔夹紧机构斜楔是夹紧机构中最基本的增力和锁紧元件。斜楔夹紧机构是利用楔块上的斜面直接或间接（如用杠杆）等将工件夹紧的机构。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。斜楔夹紧具有结构简单，增力比大，自锁性能好等特点，因此获得广泛应用。可获得的夹紧力为 Fs作用在斜楔上的原始力（N）；斜楔与工件之间的摩擦角；斜楔与夹具体之间的摩擦角； 斜楔的楔角。教学过程教 学 内 容教学方法讲授新课斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便。斜楔的自锁条件为 2螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成，采用螺旋直接夹紧或与其它元件组合实现夹紧工件的机构

49、，统称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构不仅结构简单、容易制造，而且自锁性能好、夹紧可靠，夹紧力和夹紧行程都较大，是夹具中用得最多的一种夹紧机构。（1）单个螺旋夹紧机构：直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构；(2)螺旋压板夹紧机构：夹紧机构中，螺旋压板夹紧机构应用最为广泛、结构形式也比较多样化。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。常用的偏心件是偏心轮和偏心轴。四、联动夹紧机构在工件的装夹过程中，有时需要夹具同时有几个点对工件进行夹紧；有时则需要同时夹紧几个工件；而有些夹具除了夹紧动作外，还需要松开或固紧辅助支承等，这时为了提高生产率，减少工件装夹时间，可以采用各种联动机构。联

50、动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。前者对一个工件实现多点夹紧，后者同时夹紧几个工件。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。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)平行式多件夹紧(2)连续式多件夹紧教学过程教 学 内 容教学方法五、定心夹紧机构定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构，即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性。定心夹紧机构能够在实现定心作用的同时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机构中与工件定位基面相

51、接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。定心夹紧机构的特点是：1）定位和夹紧是同一元件；2）元件之间有精确的联系；3）能同时等距离地移向或退离工件；4）能将工件定位基准的误差对称地分布开来。定心夹紧机构按其工作原理可分为两大类：1.以等速移动原理工作的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.以均匀变形原理工作的定心夹紧机构(1)弹性筒夹定心夹紧机构(2)液性介质弹性定心夹紧机构(3)膜片卡盘定心夹紧机构六、气动夹紧装置机动夹紧装置有气动夹紧装置、液动夹紧装置、电磁夹紧装置、真空夹紧装置等，其中，气动夹紧装置应用最为广泛。1气压夹紧装置的特点1)动作迅速，反应快。2)工作

52、压力低(0406MPa)，因而气动回路及其结构较为简单，对装置所用材质、制造精度要求较低，制造成本也就较低。3)空气粘度小，输送中压力损失小，能实现远距离输送、操纵或控制等。4)空气取之不尽、用之不竭，废气对环境污染小。5)主要缺点是，空气可压缩性大，切削载荷大小的变化对夹紧刚度及稳定性影响较大。此外，因工作压力低，使动力装置的结构尺寸增大、不紧凑。教学过程教 学 内 容教学方法归纳小结2气压夹紧装置的主要设计内容1)气缸的结构形式、直径、行程的设计。2)控制阀和辅助装置的配置和选用。3)回路的布置，安装和管件的选用。设计图样一般应有气压传动回路图(用规定图形符号画出)，以及管路的安装施工图等。3气缸的选择和设计气缸的种类，按活塞结构分为活塞式和薄膜式；