机械加工工艺装备机械制造技术基础课件

1、本章要点1.1 机床1.2 刀具1.3 夹具适宜某一工件的特定工序的加工，如导轨磨床。普通精度机床普通精度机床 精密机床精密机床 高精度机床高精度机床手动机床手动机床 机动机床机动机床 半自动机床半自动机床 自动机床自动机床仪表机床仪表机床 中型机床中型机床 大型机床大型机床 重型机床重型机床 超重型机床超重型机床 （10-30t） （30-100t） （100t以上）注：1）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；“（）”表示可选项 2）有“”符号者，为阿拉伯数字； 3）有“ ”的代号为大写的汉语拼音字母、阿拉伯数字或两者兼而有之。 （）（） （）（ ）/（ ） （- ）分类代号组别代号（P14

2、表1.3）系别代号（P14表1.3）主参数或设计顺序号（P16表1.4）重大改进序号其它特性代号(用“”分开)企业代号类别代号（P13表1.1）通用特性和结构特性代号（P13表1.2）主轴数或第二主参数MG1432A （最大磨削直径320mm，高精度万能外圆磨床） M-类别代号（磨床类） G-通用特性（高精度） 1-组别代号（外圆磨床组） 4-系别代号（万能外圆磨床系） 32-主参数（最大磨削直径320mm） A-重大改进序号（第一次重大改进）MB8240（最大回转直径400mm半自动曲轴磨床）CA6140 （床身上最大工件回转直径400mm卧式普通车床） C-类别代号（车床类） A-结构特性

3、（A类） 6-组别代号（落地及卧式车床组） 1-系别代号（卧车系） 40-主参数（最大车削直径400mm）C2150 （最大棒料直径500mm的六轴棒料自动车床）Z3040Z304016 16 （最大钻孔直径最大钻孔直径40mm40mm，最大跨距为，最大跨距为1600mm1600mm的摇臂钻床）的摇臂钻床）ZH5120 ZH5120 （最大钻孔直径最大钻孔直径20mm20mm立式钻削加工中心）立式钻削加工中心）TH6150 TH6150 （工作台面宽度工作台面宽度500mm500mm，基本结构与卧式镗床相似的加工中心），基本结构与卧式镗床相似的加工中心）TG4280 TG4280 （工作台面宽

4、度工作台面宽度800mm800mm，高精度双柱坐标镗床），高精度双柱坐标镗床）2M2120 2M2120 （最大珩孔直径为（最大珩孔直径为 200mm200mm的深孔珩磨机）的深孔珩磨机）2M5820 2M5820 （工作台面宽度为（工作台面宽度为200mm200mm的平面砂带磨床）的平面砂带磨床）3M1120 3M1120 （最大工件孔径为（最大工件孔径为200mm200mm的摆式轴承内圈沟磨床）的摆式轴承内圈沟磨床）3MZ319 3MZ319 （最大工件孔径为（最大工件孔径为90mm90mm的自动轴承内圈沟超精机）的自动轴承内圈沟超精机）YM3180 YM3180 （最大工件直径为（最大工

5、件直径为800mm800mm的精密滚齿机）的精密滚齿机） Y5132 Y5132 （最大工件直径为（最大工件直径为320mm320mm的插齿机）的插齿机）XK5040 XK5040 （工作台面宽度（工作台面宽度400mm400mm的数控立式升降台铣床）的数控立式升降台铣床）X8125X8125 （工作台面宽度（工作台面宽度250mm250mm的万能工具铣床）的万能工具铣床）B2016 B2016 （最大刨削宽度为（最大刨削宽度为1600mm1600mm的龙门刨床）的龙门刨床）例如：B1-3100 B1-北京第一机床厂 3-第三组（铣床组） 100-序号（第100种专用机床） 3.1机床工艺范围

6、机床工艺范围工序种类，加工零件类型、使用刀具、达到加工精度及表面粗糙度，适工序种类，加工零件类型、使用刀具、达到加工精度及表面粗糙度，适用的生产规模。用的生产规模。3.2机床技术参数机床技术参数尺寸参数尺寸参数 机床能够加工工件的最大几何尺寸机床能够加工工件的最大几何尺寸运动参数运动参数 主运动速度范围、速度数列、进给速度、空行程速度主运动速度范围、速度数列、进给速度、空行程速度动力参数动力参数 驱动机床主运动、进给运动、空行程运动的电动机额定参数驱动机床主运动、进给运动、空行程运动的电动机额定参数3.3机床的精度与刚度机床的精度与刚度几何精度几何精度 静止状态下的原始精度，包括制造精度和位置

7、精度静止状态下的原始精度，包括制造精度和位置精度运动精度运动精度 主要部件运动时各项精度，如回转精度、传动精度。主要部件运动时各项精度，如回转精度、传动精度。机床刚度机床刚度 机床受力作用下抵抗变形的能力。机床受力作用下抵抗变形的能力。4.1 动力源：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分4.2 传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件4.3 支撑件：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等4.4 工作部件与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件；与工件和刀具有关

8、的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。4.5 控制系统 控制系统用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统。4.6 冷却系统4.7 润滑系统4.8 其他装置如排屑 装置，自动测量装置1.1.车车 床床卧式车床的基本结构及运动1主轴箱 2夹盘 3刀架 4后顶尖 5尾座 6床身7光杠 8丝杠 9溜板箱 10底座 11进给箱XZn1.1 车床分类（P14表1.3）1.2 车床组成1.3 车床的运动（主运动、进给运动）1.4 车床的加工范围（P18图1.2）2.

9、 2. 铣铣 床床立立式式升升降降台台铣铣床床2.1 铣床分类（P14表1.3）圆圆台台铣铣床床龙龙门门铣铣床床2.2 铣床组成2.3 铣床的运动（主运动、进给运动）2.4 铣床的加工范围（P19图1.4）nXY万能卧式升降台铣床1底座 2床身 3悬梁 4主轴 5支架 6工作台 7回转盘 8床鞍 9升降台普通外圆磨床1床身 2床头箱 3砂轮 4砂轮主轴箱 5尾座 6导轨 7工件 8工作台fLfRnGnW磨削外圆柱面扳转工作台磨削长圆锥面扳转砂轮架磨削短圆锥面扳转头架磨削内圆锥面 钻床和镗床都是孔加钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴形复杂，没有对

10、称回转轴线的工件上线的工件上的的孔。孔。底座工作台主轴箱立柱手柄台式钻床外立柱内立柱摇臂主轴箱底座摇臂钻床台式钻床4.1 钻床分类P14表1.3nnff立式钻床1工作台 2主轴 3主轴箱 4立柱 5底座摇臂钻床1底座 2工作台 3立柱 4摇臂 5主轴箱和进给箱 6主轴 钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹 钻埋头孔 刮平面 4.2 钻床加工方法卧式镗床1床身 2下滑座 3工作台 4主轴箱 5前立柱 6主轴 7后立柱 8后支撑XZfn5.1 镗床的主要类型 P14表1.3T68T68型卧式镗床外观图型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱

11、立式双柱坐标镗床外观图立式双柱坐标镗床外观图坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的精密孔的加工。 坐标镗床坐标镗床主轴头床身工作台主轴切削速度高，可获得很高的加工精度和很细的表面粗糙度。主轴端部设有消振器，且结构粗短，刚性高，故主轴运转平稳而精确。 金刚镗床广泛地用于汽车、拖拉机制造中，常用于镗削发动机气缸、油泵壳体、连杆、活塞等零件上的精密孔。金刚镗床5.2 卧式镗床的主要加工方法卧式镗床的主要加工方法 6.1 分类分类（P14表1.3）滚齿机范成法加工齿轮仿形法加工齿轮6.3 滚刀安装角滚刀安装角（P23表1.10） 滚刀轴线与

12、齿轮坯端面间的夹角 = -滚刀螺旋升角-工件齿轮螺旋角 滚刀螺旋升角与工件齿轮螺旋角方向一致取“”,反之取“+”6.2 滚齿机组成滚齿机组成（P22图1.9）进给换向卧式卧式车床车床的传的传动原动原理图理图主换向机构主变速机构主轴进给变速刀架进给主轴箱主 轴主运动带传动挂轮箱电动机进给箱光杠丝杠溜板箱刀架进给运动CA6140型卧式车床传动路线框图 CA6140型卧式车床传动系统图（主轴）右（反转）左（正转）电动机2115063582650518020505080205822503041393034345043513856230130MMM主轴正转有6级高速，18级低速，反转有12级速度P27图

13、1.14数控机床是计算机通过数字化信息实现对机床自动控制的机电一体化产品。CNC即数控系统综合了微电子技术、精密检测技术、伺服驱动技术、机械设计与制造技术，是一种先进的机械加工设备。适应性广加工精度高、质量稳定生产率高减轻劳动强度、改善劳动条件实现复杂零件的加工便于现代化的生产管理控制介质计算机 数控装置伺服驱动系统机床机械部件控制介质 穿孔带、磁带、磁盘计算机数控装置 将控制介质上指令编译、运算、逻辑处理， 输出信号及指令伺服驱动系统 伺服电机、各种驱动元件及执行部件。机床机械部件 主运动部件、进给运动部件、支撑部件及其它 辅助装置。nXYZ立式加工中心1床身 2滑座 3工作台 4立柱 5数

14、控柜 6机械手 7刀库 8主轴箱 9驱动电柜 10操纵面板具有自动换刀装置的数控机床称为加工中心加工中心能够自动连续完成铣、车、钻、铰、攻螺纹等多种加工。加工中心适宜加工箱体、支架、盖板、壳体、模具、凸轮、叶片等复杂零件的多品种小批量加工。加工中心分为卧式、立式、万能加工中心加工中心分为车削加工中心、钻削加工中心、复合加工中心加工中心的附件包括：工件自动检测装置、尺寸调整装置、刀具破损监测装置、自动更换工作台、自动更换主轴头、自动更换主轴箱、自动更换刀库等。q按运动轨迹方式点位控制 移动过程中不加工，获得准确的加工坐标点位置。直线控制 起点、终点位置正确，控制两点间位移轨迹为一条直线轮廓控制

15、对两个或两个以上坐标方向的运动同时进行连续控制并 切削加工q按伺服系统类型开环控制 无检测反馈装置，不能校正误差，由步进电机、配速齿轮和 丝杠丝母副组成，机床精度不高，但结构简单。闭环控制 安装在工作台上的位移检测装置将工作台的实际位置反馈到 数控装置中，与指令要求的位置进行比较，用差值进行控制 ，可以保证高的位移精度。半闭环控制 位置检测装置安装在传动丝杠上，丝杠丝母传动机构及工 作台不在控制环内，其误差无法校正，精度不如闭环控制机床的类别代号割G锯床D 拉L拉床刨铣丝牙 三磨 二磨 磨 镗 钻 车读音BXSY3M2M M T Z C代号刨插床铣床螺纹加工机床齿轮加工机床磨床镗床 钻床 车床

16、 类别 其他机床Q其电通 用 特 性高精度精密自动半自动数控加工中心仿型轻型加重型简式或经济型 柔性加工单元数显高速代号 GM Z BK HFQCJRXS读音高 密自 半控换仿 轻重 简柔显速通用特性代号注：结构特性代号排在通用特性后，且通用特性代号已用字母及注：结构特性代号排在通用特性后，且通用特性代号已用字母及I、O不可再用不可再用表2-7 常用机床主参数和第二主参数 表示机床加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。最大模数最大工件直径滚齿机工作台工作面长度工作台工作面宽度坐标镗床工作台工作面长度工作台工作面宽度矩台平面磨床最大磨削长度最大磨削直径外圆磨床主轴直径卧式镗床最大跨矩最大钻

17、孔直径摇臂钻床工作台工作面长度工作台工作面宽度升降台铣床最大车削直径立式车床工件最大长度床身上工件最大回转直径普通车床第二主参数主参数机床名称最大刨削长度牛头刨床q轨迹法刀具切削点按照一定规律作轨迹运动，工件绕自身轴线作回转运动，最终获得回转曲面。q成型法刀具刀刃的形状与被加工面的母线形状一致q相切法刀具刀刃旋转，刀具中心按照一定的规律做轨迹运动。需要两个独立的运动，如刀具边旋转边进给。q范成法刀具与工件间范成运动，形成共轭线。 q主运动对切削起主要作用的工作运动，速度最高，消耗机床的主要功率。机床主运动只有1个。 主要形式： 工件或刀具作回转运动，用转速（r/mim）表示； 工件或刀具作直线

18、运动，用速度（m/s）或行程次数（dst/min）表示； 复合运动q进给运动使工件不断投入切削，逐渐加工出完整表面所需的运动。机床的进给运动可以有一个或几个。 两种形式：连续进给和间歇进给。 表示方法：mm/s，mm/r，mm/ dstq合成运动主运动与进给运动称为合成运动。 待加工表面：工件上即将被切除的表面。 过渡表面：工件上由切削刃正在切除的表面。工件上已经切削形成的表面。 -切削用量（切削三要素） 单位：m/s刀具切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度。主运动为旋转运动时：式中 n 主运动转速（r/s）； d 刀具或工件的最大直径（mm）。主运动为往复运动时：10002rcnlv 式中

19、 nr 主运动每秒钟往复次数（str/s）； l 往复运动行程长度（mm）。1000nDvcdvf=nfap=（dw-dm）/2fapdwdm rDfhsin sinfbDapAD=hD bD=apf切削层截面apbDhD = ffdwDmrhDbD = ap 1）高的硬度和耐磨性2）足够的强度和韧性3）较好的热硬性4）良好的工艺性5）经济性刀具材料的发展与切削加工高速化的关系切削速度（m/min）200010005002001005020101800 1850 1900 1950 2000 年代碳素工具钢合金工具钢WC系硬质合金高速钢WC-TiC系硬质合金涂层硬质合金TiC-TiN金属陶瓷T

20、iAlN涂层硬质合金DLC涂层硬质合金陶瓷聚晶金刚石（PCD）聚晶立方氮化硼 （PCBN）天然金刚石PCBNPCD氧化物陶瓷氮化物陶瓷硬质合金涂层WC硬质合金涂层超细粒状硬金属涂层高速钢TiN涂层高速钢断裂韧性耐磨性刀具材料的耐磨性与断裂韧性 工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。常用高速钢牌号及其应用范围类别牌 号主 要 用 途普通高速钢W18Cr4V广泛用于制造钻头、绞刀、铣刀、拉刀、丝锥、齿轮刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求热塑性好和受较大冲击载荷的刀具，如轧制钻头等W14Cr4VmnRe用于制造要求热塑性好和受较大冲击载

21、荷的刀具，如轧制钻头等高性能高速钢高碳95W18 Cr4V用于制造对韧性要求不高，但对耐磨性要求较高的刀具高矾W12Cr4V4 Mo用于制造形状简单，对耐磨性要求较高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造复杂刀具和难加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高强度耐热钢的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形状简单的刀具，如加工铁基高温合金的钻头W12Cr4V3 Mo3Co5Si耐磨性、耐热性好，用于制造加工高强度钢的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作难加工材料的刀具，因其磨削性好可作复杂刀具，价格昂贵各种硬质合金的应用范围牌 号应 用 范 围YG3X

22、铸铁、有色金属及其合金精加工、半精加工，不能承受冲击载荷YG3铸铁、有色金属及其合金精加工、半精加工，不能承受冲击载荷YG6X普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工、半精加工YG6铸铁、有色金属及其合金的半精加工和粗加工YG8铸铁、有色金属及合金、非金属材料粗加工，也可用于断续切削YG6A冷硬铸铁、有色金属及其合金的半精加工，亦可用于高锰钢、淬硬钢的半精加工和精加工YT30碳素钢、合金钢的精加工YT15碳素钢、合金钢在连续切削时的粗加工、半精加工，亦可用于断续切削时的精加工YT14同YT15YT5碳素钢、合金钢的粗加工，也可以用于断续切削YW1高温合金、高锰钢、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁

23、、有色金属及其合金的半精加工和精加工YW2高温合金、高锰钢、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的粗加工和半精加工抗弯强度、韧性、进给量 硬度、耐磨性、切削速度抗弯强度、韧性、进给量 硬度、耐磨性、切削速度抗弯强度、韧性、进给量 硬度、耐磨性、切削速度钨钴类钨钴钛类添加稀有金属碳化物类氧化铝、氮化硅天然金刚石 自然界最硬的材料，耐磨性极好，刃口锋利，切削刃钝圆半径0.01m，寿命达数百小时。价格昂贵，用于高速、精密加工，如磁盘。聚晶金刚石 金刚石微粉在高温高压下聚合而成，硬度比天然金刚石略低（HK65008000），价格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成为金刚石刀具主要材料 。

24、金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。聚晶立方氮化硼（CBN） 单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。 硬度HV 30004500，耐热1300，化学惰性好。 用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。刀具材料种类 合金 高速钢 硬质合金 陶瓷 天然 聚晶金刚石 聚晶立方氮工具钢 W18Cr4V YG6 Si3N4 金刚石 PCD 化硼 PCBN材料性能 硬度 HRC65 HRC66 HRA90 HRA93 HV10000 HV7500 HV4000抗弯强度 2.4GPa 3.2GPa 1.45GPa 0.8GPa 0.3GP

25、a 2.8GPa 1.5GPa导热系数 40-50 20-30 70-100 30-40 146.5 100-120 40-100热稳定性 350 620 1000 1400 800 600-800 1000 化学惰性 低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大 耐磨性 低 低 较高 高 最高 最高 很高 一般精度 Ra0.8 高精度 Ra=0.4-0.2加工质量 Ra0.8 IT7-8 Ra=0.1-0.05 IT5-6 IT7-8 IT5-6 可替代磨削加工对象低速加工一般钢材、铸铁一般钢材、铸铁粗、精加工一般钢材、铸铁粗、精加工高硬度钢材精加工硬质合金、铜、铝有色金属及其合金、陶瓷等高硬度材料淬

26、火钢、冷硬铸铁、高温合金等难加工材料普通刀具材料与超硬刀具材料性能与用途对比基面 Pr（正交平面参考系）基面 Pr ：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。切削平面 Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。正交平面 Po：通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。车刀主剖面坐标系（切削平面 Ps主切削刃主后刀面前刀面ArA 向f车刀的主要角度0000rrsq 用硬质合金车刀切削钢件，o取1020；切削灰铸铁，o取515；切削铝及铝台金，o取2535；切削高强度钢，o取-5 -10。ArA 向f 车刀的主要角度0000rrsq 粗加工和承受冲

27、击载荷的刀具，为了使刀刃有足够强度，后角可选小些，一般为46；精加工时切深较小，为保证加工的表面质量，后角可选大一些，一般为812。ArA 向f 车刀的主要角度0000rrsArA 向f车刀的主要角度0000rrsq 主偏角应根据加工对象正确选取，车刀常用的主偏角有45、60、75、90几种。rrAA 向f车刀的主要角度0000rrsrq 在切深、进给量和主偏角相同的情况下，减小副偏角可使残留面积减小，表面粗糙度降低。ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,s定为正值；反之位负。 s影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖

28、强度，s常取负值；精加工时为防止切屑划伤已加工表面，s常取正值或零。3.7 刃倾角s s=0，为正切削或直角切削。 s=0，为斜切削或斜角切削。ArA 向f 车刀的主要角度 0000rrsa）b）c）刃倾角对排屑方向的影响s0，切屑流向待加工表面s0，切屑流向过度加工表面的法线方向ArA 向f 车刀的主要角度 （0000rrs工作参考系）刀具安装对工作角度的影响道具安装高度影响前角及后角（图1.26），re=r0e=0a）c） 0e0 rer 0e0b） rer车刀安装高度对工作角度的影响刀具安装偏斜影响主偏角及副偏角（图1.27）进给运动对工作角度的影响0000ee式中角是主运动方向与合成切

29、削速度方向间的夹角。称合成切削速度角。tanWfD0e=0-0e=0+ 0PsPes切断刀的工作角度fx0在主剖面内：oeooeo在进给剖面，有：tanfwfd将其换算到主剖面内得到合成切削速度角与螺旋升角的关系：tantansinsinfrrwfDO O外圆车刀工作角度ffoeoedwooforACAO vf B C B f O dwf ffefef ffefe焊接式车刀整体式车刀机夹式车刀麻花钻（麻花钻（P49P49图图1.331.33） 粗加工、预制孔粗加工、预制孔扩孔钻（扩孔钻（P50P50图图1.351.35）扩孔扩孔锪钻（锪钻（P50P50图图1.361.36）沉头孔，凸台沉头孔，

30、凸台铰刀（铰刀（P51P51图图1.371.37， P51P51图图1.381.38 ）孔的精加孔的精加 工、半精加工工、半精加工镗刀（镗刀（P52P52图图1.391.39， P52P52图图1.401.40， P52P52图图1.411.41）精镗孔精镗孔复合孔加工刀具（复合孔加工刀具（P53P53图图1.431.43）保证其位置精度保证其位置精度（P53图1.44， P54图1.45 ）（P55图1.46）（P58图1.51，图1.52，图1.53，图1.37， 图1.54，图1.55，图1.56 ）（P56图1.47，P57图1.48，P57图1.49，P58图1.50）图1.47,

31、1.48图1.49图1.50图1.51-成形法图1.52-直齿斜齿圆柱齿轮,生产率高1.54-直齿内齿多联齿轮人字齿齿条图1.54-未淬硬的直齿斜齿的精加工（P62表1.7）磨料磨料 构成砂轮的主要成分。粒度粒度 磨料颗粒的大小，尺寸大于40m称磨粒，粒度号为8#-240#； 尺寸小于40m称微粉，如W20代表磨粒最大尺寸是20 m。结合剂结合剂 将磨粒黏结起来具有一定的形状和硬度。硬度硬度 砂粒从砂轮上脱落的难易程度。硬度从低到高分为16级。砂轮硬度 高，即砂粒不易脱落，反之砂粒易脱落。组织组织 砂轮的砂粒、结合剂、气孔称砂轮三要素,三者的比例关系即组织。磨料占的比例越大，砂轮的组织越紧密，

32、组织号越小。半精磨选用较软的砂轮，精磨选用较硬的砂轮。磨削接触面积大时采用较软的砂轮。材料较硬选用较软的砂轮。磨削有色金属采用较软的砂轮常见砂轮形状及用途（常见砂轮形状及用途（P63P63表表1.81.8）砂轮代号砂轮代号PSA400100127 A 60 L 5 B 35形形状状尺尺寸寸磨磨料料粒粒度度硬硬度度组组织织号号结结合合剂剂速速度度双双面面凹凹砂砂轮轮外径外径400mm内径内径127mm厚度厚度100mm棕棕刚刚玉玉60号号中中软软35m/s中中等等树树脂脂圆柱铣刀加工面铣刀加工加工沟槽的铣刀成形铣刀及锯片铣刀不同种类的铰刀保证加工精度（P64图1.58,1.58套筒钻夹）提高劳动

33、生产率(不需划线找正)扩大机床的使用范围改善劳动条件、保证生产安全按夹具使用范围划分4）组合夹具根据工件的工艺要求，由标准元件组合而成。组装成各种专用夹具。各元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。适用于新产品试制和单件小批生产。1）通用夹具三爪、四爪卡盘，平口钳等，常作为机床附件提供给用户2）专用夹具为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）通用可调整夹具及成组夹具部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具等。按使用机床划分可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、

34、电动夹具等。按夹紧力源划分气动虎钳液压夹具定位元件及装置夹紧元件及装置对刀及导向元件连接元件夹具体其他元件及装置（防护、防错、分度）铣轴端槽夹具1 V型块 2 支撑套 3 手柄 4 定向键 5 夹具体 6 对刀块 装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置夹紧 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变直接找正装夹划线找正装夹夹具装夹 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。六点定位原理XZY任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度用 表示XYZX

35、YZ工件以平面3点定位XYZ：“点”的含义 对自由度的限制，与实际接触点不同 与理论力学、机构学自由度概念差别 位置不定度 夹紧与定位概念分开 工件、夹具是弹性体XYZ：“点”的含义 对自由度的限制，与实际接触点不同 与理论力学、机构学自由度概念差别 位置不定度 夹紧与定位概念分开 工件、夹具是弹性体工件以平面3点定位4.1 完全定位六个自由度都需要限制的定位方法，称为完全定位。工件在夹具中具有完全确定的位置当工件在坐标三个方向上都有尺寸精度或位置精度要求时，必须采用完全定位方式4.2 不完全定位没有完全限制六个自由度而仍然保证有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。在满足加工要求的前提下，不完

36、全定位是允许的。不完全定位主要有两种情况：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。 工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。ZYXa）ZYXb）ZYXd）工件应限制的自由度ZYXc）B欠定位示例XZYB过定位分析例1（桌子与三角架）a）ZYXYc）YXZYb）ZYXY粗糙面应该采用3点定位，或加辅助支撑；定位面已加工可以4点定位。例2（平面）例3（连杆小头）XYa）ZYb）ZYXY右短圆柱销限

37、制y移动,z转动，而左短圆柱销限制x和y移动，有过定位，右销改削边销例4（一面两孔）D1D2d2d1lTl21LTL21lTl21LTL21bmin1min22 LlTTDb一面两孔定位干涉分析4A0.02 A间隙配合刚性心轴过定位示例例5过定位引起夹紧变形过定位处理分析a）YXZb）XZYXc）XZYX过定位分析例6a）YXZa1）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ过定位示例分析例6（a）b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX过定位示例分析例6 (b)c）XZYXc）XZYXc1）YXXZ过定位示例分析例6 (c)定位元件定位元件固定式定位元件固定式定位元件可调式定位

38、元件可调式定位元件辅助式支承元件辅助式支承元件浮动式定位元件浮动式定位元件支承钉支承板定位销定位心轴V型块平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。ZXYZXYZXYZXYZXYZXY工件以平面定位可调支撑-支撑钉可以调整P72图1.71固定支撑-支撑钉和支支撑板P72图1.69主要支撑主要支撑自位支撑-能够自动调整位置的支撑P72图1.72辅助支撑辅助支撑提高工件装夹稳定性和刚度，不起支撑作用P72图1.73 P72图1.74圆柱销圆柱销 圆角、倒角、热处理、衬套圆角、倒角、热处理、衬套 配合配合 P74图图1.75圆柱心轴圆柱心轴 圆柱

39、孔与端面同时定位，间隙配合圆柱孔与端面同时定位，间隙配合 P75图图1.76（a） 过盈配合用于精度要求高时过盈配合用于精度要求高时 P75图图1.76（b） 花键心轴花键心轴P75图图1.76（c）圆锥销圆锥销 圆柱孔与端面同时定位，间隙配合圆柱孔与端面同时定位，间隙配合 P75图图1.77（a） 过盈配合用于精度要求高时过盈配合用于精度要求高时 P76图图1.78（b） 花键心轴花键心轴P75图图1.76（c）圆锥心轴圆锥心轴锥度心轴弹性变形与圆柱孔配合定位，适于高精度的精加工锥度心轴弹性变形与圆柱孔配合定位，适于高精度的精加工 P76图图1.79工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承

40、定位。工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。XYZXYZXYZXYZXYZV型块设计安装的基准是检验心轴的中心，安装尺寸设计安装的基准是检验心轴的中心，安装尺寸T是检验是检验V型块的制造、型块的制造、装配精度的主要参数。装配精度的主要参数。P77图图1.80，1.81，1.82定位套端面是主要定位面，定心精度不高，用于已加工表面。端面是主要定位面，定心精度不高，用于已加工表面。P78图图1.83半圆套下半圈为定位元件，上半圈为夹紧元件。

41、适宜大型轴类零件及不便下半圈为定位元件，上半圈为夹紧元件。适宜大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。于轴向装夹的零件。P78图图1.84圆锥套即反顶尖即反顶尖P79图图1.85除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还可能以其它表面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。图2-27为工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身轴线转动外的 5个自由度。工件以锥孔定位XZY工件在两顶尖上定位X Y Z 、X Y、平面定位7.2 孔定位7.3圆柱面定位力源装置-产生夹紧力的原始作用力的装置中间传动机构-将力源装置产生的夹紧力传给夹紧元件的机构。v改变作用力的方向v改变作用力的大小v起自锁作用夹紧元件-与

42、工件直接接触起夹紧作用的元件 为了使工件加工时在切削力、惯性力、重力等外力为了使工件加工时在切削力、惯性力、重力等外力作用下，仍然保持已定的位置，在夹具上还须设有作用下，仍然保持已定的位置，在夹具上还须设有夹紧夹紧装置装置，对工件产生适当的，对工件产生适当的夹紧力夹紧力。 夹紧装置的设计和选择是否合理，将直接影响工件的加工质量和生产率。 对夹紧装置的要求：夹紧动作要准确迅速；操作省力方便；夹紧安全可靠；结构简单，易于制造。 夹紧力力的大小力的方向力的作用点这三要素是夹紧装置 设计和选择的核心问 题。夹紧力的组成： 力的作用点的位置能保持工件的正确定位而不发生位移或偏转；作用点的位置落在支承范围

43、内，使夹紧力均匀分布在接触面上。如图图1.891.89 夹紧力的作用点位于工件刚性较大处，且作用点有足够的数目，这样可使工件的变形量最小，如图图1.901.90；也可增加夹紧面积，减小夹紧变形，如图图1.911.91 夹紧力的作用点尽量靠近工件被加工表面，这样可使切削力对该作用点的力矩减小，工件的振动也可以减小，如图图1.921.92v 为避免夹紧力过分集中，可设计成特殊形状的夹紧元件。如图 (a)是用三爪卡盘将薄壁套筒零件用径向力夹紧,因刚性不足易引起工件变形。改为图 (b)用特定的螺母通过轴向力夹紧工件，则工件不易变形。v减小工件夹紧变形的措施P84图1.91夹紧力的方向方便装夹和有利于减

44、小夹紧力，即与切削力、重力方向一致。图1.94 。 夹紧力的方向垂直主要定位面，保证主要定位面与定位元件有较大的接触面积，使工件装夹稳定可靠。如图1.93夹紧力的方向应使工件夹紧后的变形小。 工件的夹紧力过大，会引起工件变形，达不到加工精度要求，而且使夹紧装置结构尺寸加大，造成结构不紧凑； 夹紧力过小，会造成夹不牢工件，加工时易破坏定位，同样也保证不了加工精度要求，甚至会引起安全事故。 实际夹紧力为： FJFJK K F F 式中 K-安全系数，一般1.53；粗加工取大值，精加工时取小值。 F-在最不利条件下按工件受力平衡所需要的夹紧力； FJ-实际需要的夹紧力 对于重要夹具，往往通过试验的方

45、法来测定所需的夹紧力。 v 下图夹紧力Q、工件重力G始终指向地面、切削力Fv 从装夹工件出发，以图（a）、（b）最好，因为主要定位元件表面是水平朝上，使工件装夹稳定可靠。图（c）、（d）、（e）情况较差；图（f）情况最差，不便装夹。v 从减小夹紧力出发，假定图中G和F大小相同，所需要的Q力以图（a）最小，图（b）次之，图（f）最大。v 当Q、F、G方向相同时，所需夹紧力最小，此时施加夹紧力的目的就是防止工件在加工中的振动。 螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。把楔块绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹

46、紧工件。单个螺旋夹紧机构P88图1.98摆动压块夹紧机构P88图1.99快速螺旋夹紧机构P89图1.100螺旋压板夹紧机构P89图1.101 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，常见的偏心件用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，常见的偏心件为偏心轮和偏心轴。为偏心轮和偏心轴。圆偏心夹紧机构P90图1.102 用工件对称中心或轴线作为设计基准，在实现定心的用工件对称中心或轴线作为设计基准，在实现定心的同时将工件夹紧。与工件接触的元件既是定位元件又同时将工件夹紧。与工件接触的元件既是定位元件又是夹紧元件。是夹紧元件。轴向固定式弹簧夹头P91图1.103液性介质定心夹紧机构P91图1.104保证加工的各项

47、技术要求； 提高机械加工的劳动生产率； 结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件； 应能降低工件的制造成本。研究原始资料，明确设计任务； 考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图； 绘制夹具总图； 确定并标注有关尺寸和夹具技术要求； 绘制夹具零件图。2.1 钻模主要类型钻模主要类型固定式钻模固定式钻模； P93图图1.105回转式钻模回转式钻模 ；P94图图1.106移动式钻模；移动式钻模；翻转式钻模；翻转式钻模；盖板式钻模；盖板式钻模； P94图图1.107滑柱式钻模滑柱式钻模钻套；钻套；P96图图1.108，109-引导刀具、增加刚度、保证精度固定钻套可换钻套快换钻套特殊钻套钻模板钻模板-安装钻套、保证钻套位置固定式钻模板P93图1.105铰链式钻模板P94图1.110分离式钻模板P94图1.111作用作用-一次装夹后，可以按照一定角度或一定距离加工一组表面。组成组成-固定部分、可动部分、分度对定机构、锁紧机构分度盘轴向-结构紧凑，图1.112径向-精度高，图1.11