機制工藝與夾具第1章教案

1、 教案(章節(jié)備課) 學時：15章節(jié)第一章 機械加工工藝規(guī)程及工件的裝夾教學目的機械加工工藝過程的組成、生產類型與機械加工工藝規(guī)程、機械加工工藝規(guī)程的設計原則及步驟和內容工件的定位及基準、定位基準的選擇、定位誤差的計算夾緊機構及夾緊裝置、加工方法的確定、加工順序的安排、機床的選擇、工時定額的計算加工余量的概念、加工余量的確定、工序尺寸與公差的確定直線尺寸鏈的基本計算公式及其在工藝過程中的應用重點難點重點：工藝規(guī)程的編制方法難點：尺寸鏈、工序尺寸計算教學內容教學方法教學手段學時分配第一章 機械加工工藝規(guī)程及工件的裝夾第一節(jié) 基本概念 2課時第二節(jié) 零件的結構工藝性分析 1課時第三節(jié) 毛坯的確定 1

2、課時第四節(jié) 工件的定位 4課時第五節(jié) 工件的加緊 2課時第六節(jié) 工藝路線的擬定 2課時第七節(jié) 加工余量的確定 1課時第八節(jié) 工序尺寸及其公差的確定 2課時講授法章思考題1、試述設計基準、定位基準、工序基準的概念，并舉例說明。2、何謂“六點定位原理”？“不完全定位”和“過定位”，是否均不能采用？為什么？3、什么是可調支承？什么是輔助支承？它們有什么區(qū)別？4、試分析三種基本夾緊機構的優(yōu)缺點。主要參考資料蘭建設主編.機械制造工藝與夾具.北京：機械工業(yè)出版社.2006.7王先逵主編.機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社.1995劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社.1997.10備注教案

3、（課時備課）第 1 次課 3 學時課目、課題第一章 機械加工工藝規(guī)程及工件的裝夾§1.1 基本概念§1.2 零件的結構工藝性分析教學目的和要求機械加工工藝過程的組成、生產類型與機械加工工藝規(guī)程、機械加工工藝規(guī)程的設計原則及步驟和內容重點難點掌握機械加工工藝規(guī)程制訂的基本方法教學內容教學方法 教學手段師生互動時間分配板書設計第一章 機械加工工藝規(guī)程及工件的裝夾§1.1 基本概念一、生產過程與工藝過程二、工藝過程的組成三、生產綱領與生產類型四、機械加工工藝規(guī)程§1.2 零件的結構工藝性分析一、零件的結構工藝性概念二、合理標注零件的尺寸、公差和表面粗糙度三、零

4、件要素的工藝性四、零件整體結構的工藝性講授法作業(yè)布置P74：3、4主要參考資料蘭建設主編 機械制造工藝與夾具 北京：機械工業(yè)出版社 2004.7王先逵主編 機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社 1995劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社.1997.10課后自我總結分析教學過程教 學 內 容教學方法相關說明課程名稱：機制工藝與夾具 考試課 課時：48課時作業(yè)要按時交，平時成績占30（包括考勤、作業(yè)、期中測驗成績），期末測驗占70將設計圖紙轉化成產品，離不開機械制造工藝與夾具精密加工精度已經達到亞微米級，而超精密加工已經進入0.01級工藝：使各種原材料、半成品成為產品的方法和過程；

5、機械制造工藝：各種機械的制造方法和過程的總稱；夾具：在生產過程中，用來迅速、方便、安全地裝夾工件的工藝裝備。機械制造工藝的內容，包括零件的毛坯制造、機械加工及熱處理和產品的裝配等；機械制造工藝及夾具課程的研究范圍主要是零件的機械加工及加工過程中工件的裝夾和產品的裝配兩個方面。(1)保證和提高產品的質量：產品質量包括整臺機械的裝配精度、使用性能、使用壽命和可靠性，以及零件的加工精度和加工表面質量。(2)提高勞動生產率：提高勞動生產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。二是改進工藝方法、創(chuàng)造新工藝。三是提高自動化程度，實現(xiàn)高度自動化。(3)降低成本：要節(jié)省和合理選擇原材料，研究

6、新材料；合理使用和改進現(xiàn)有設備，研制新的高效設備等。教學要求：1)掌握機械制造工藝的基本理論(包括定位和基準理論、工藝和裝配尺寸鏈理論、加工精度和誤差分析理論、表面質量和機械振動理論等)和夾具設計方法及典型結構，注重建立基本概念和理論的具體應用，學會對較復雜零件進行工藝分析和夾具設計的方法。2)具有制定中等復雜零件的機械加工工藝規(guī)程、設計夾具、制定一般產品的裝配工藝規(guī)程和主管產品工藝的初步能力。3)樹立生產制造系統(tǒng)的觀點，了解現(xiàn)代(先進)制造技術的新成就、發(fā)展方向和一些重要的現(xiàn)代(先進)制造技術，以擴大視野、開闊思路、提高工藝等制造技術水平和增強人才的競爭力及就業(yè)能力。本課程的特點和學習方法：

7、1)實踐性強。2)涉及面廣及內容豐富。3)靈活多變。教學過程教 學 內 容教學方法講授新課第一章 機械加工工藝規(guī)程及工件的裝夾機械加工工藝規(guī)程：是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。機械加工的目的是將毛坯加工成符合產品要求的零件。通常，毛坯需要經過若干工序才能轉化為符合產品要求的零件。一個相同結構相同要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經濟、最合理的。在現(xiàn)有的生產條件下，如何采用經濟有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產品要求的零件，這是本章所要解決的重點。第一節(jié) 基本概念一、機械產品生產過程與機械加工工藝過程

8、機械產品生產過程：是指從原材料或半成品到成品制造出來的各有關勞動過程的總和。對機器制造，生產過程主要包括：生產技術準備工作毛坯的制造零件的機械加工、熱處理和其它表面處理產品的裝配、調試、檢驗、油漆和包裝等各種生產服務活動在機械產品的生產過程中，對于那些與原材料變?yōu)槌善分苯酉嚓P的過程，如毛坯制造、機械加工、熱處理和裝配等，稱為工藝過程。機械加工工藝過程：是機械產品生產過程的一部分，是對機械產品中的零件采用各種加工方法直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學物理性能，使之成為合格零件的全部勞動過程。二、機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程由工序組成，工序又分為：安裝、工步、工位、走刀。毛

9、坯>零件根據(jù)學生車工實習引出加工工藝的概念。教學過程教 學 內 容教學方法1.工序工序：是指一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。區(qū)分工序的主要依據(jù)是：工作地點固定和工作連續(xù)。工序是組成工藝過程的基本單元，也是制定生產計劃、進行經濟核算的基本單元。2.安裝工件加工前，使其在機床或夾具中相對刀具占據(jù)正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾。（裝夾包括定位和夾緊兩過程）安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序。在一道工序中，工件可能安裝一次，也可能需要安裝幾次。工件在加工時，應盡量減少安裝次數(shù)。因為多一次安裝，會增加安裝工件的時間，也加大加工誤差

10、。3.工位工位是指在一次裝夾中，工件在機床上所占的每個位置上所完成那一部分工序。下圖為在三軸鉆床上利用回轉工作臺，按四個工位連續(xù)完成每個工件的裝夾、鉆孔、擴孔和鉸孔。多工位連續(xù)加工 復合工步采用多工位加工，可提高生產率和保證被加工表面的相互位置精度。4.工步當加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的那部分工序，稱為工步。工步是構成工序的基本單元。為了提高生產率，常常用幾把刀具同時加工幾個表面，這樣的工步稱為復合工步，如上圖所示。5.走刀走刀（又稱工作行程）是指刀具相對工件加工表面進行一次切削所完成的那部分工作。每個工步可包括一次走刀或幾次走刀。舉例：加工一簡單軸，通過兩種方案

11、，判斷它們所用的工序，引出工序區(qū)分的依據(jù)。教學過程教 學 內 容教學方法第一次走刀第二次走刀第一工步在，第二工步在三、生產綱領與生產類型1生產綱領產品（或零件）的生產綱領，是指企業(yè)在計劃期內生產的產品產量和進度計劃。計劃期通常為1年，所以生產綱領也稱為年產量。對于零件而言，產品的產量除了制造機器所需要的數(shù)量之外，還要包括一定的備品和廢品，因此零件的生產綱領應按下式計算：NQn（1十a）（1十b）舉例：讓學生判斷工步和走刀教學過程教 學 內 容教學方法式中 N零件的年產量（件/年）；Q產品的年產量（臺/年）； n每臺產品中該零件的數(shù)量（件/臺）；a該零件的備品率；b該零件的廢品率。2生產類型生產

12、類型是指企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類。人們按照產品的生產綱領、投入生產的批量，可將生產分為：單件生產、批量生產和大量生產三種類型。 單件生產 單個生產不同結構和尺寸的產品，很少重復甚至不重復，這種生產稱為單件生產。特點：生產的產品種類較多，而同一產品的產量很小，工作地點、加工對象經常改變。成批生產 一年中分批輪流制造幾種不同的產品，每種產品均有一定的數(shù)量，工作地點的加工對象周期性地重復，這種生產稱為成批生產。特點：產品的種類較多，有一定的生產數(shù)量，加工對象周期性地改變，加工過程周期性地重復。同一產品（或零件）每批投入生產的數(shù)量稱為批量。根據(jù)批量的大小又可分為大批生產、中批生產和小批生產。小批量生產

13、的工藝特征接近單件生產，大批量生產的工藝特征接近大量生產，中批生產的生產特點介于小批生產和大批生產之間。大量生產 同一產品的生產數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點經常按一定節(jié)奏重復進行某一零件的某一工序的加工，這種生產稱為大量生產。特點：同一產品的產量大，工作地點較少改變，加工過程重復。四、機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程是將產品或零部件的制造工藝過程和操作方法按一定格式固定下來的技術文件。它是在具體生產條件下，本著最合理、最經濟的原則編制而成的，經審批后用來指導生產的法規(guī)性文件。機械加工工藝規(guī)程包括零件加工工藝流程、加工工序內容、切削用量、采用設備及工藝裝備、工時定額等。如新產品試制、維修車間的配件制

14、造和重型機械制造等都屬此種生產類型。如一些通用機械廠、某些農業(yè)機械廠、陶瓷機械廠、造紙機械廠、煙草機械廠等的生產如自行車制造和一些鏈條廠、軸承廠等專業(yè)化生產即屬此種生產類型。教學過程教 學 內 容教學方法1工藝規(guī)程的作用（1）指導生產的主要技術文件：起生產的指導作用；工藝規(guī)程是在結合本廠具體情況，總結實踐經驗的基礎上，依據(jù)科學的理論和必要的工藝實驗后制訂的，它反映了加工過程中的客觀規(guī)律，工人必須按照工藝規(guī)程進行生產，才能保證產品質量，才能提高生產效率。（2）是生產組織和生產管理的依據(jù)：即生產計劃、調度、工人操作和質量檢驗等的依據(jù)；工廠進行新產品試制或產品投產時，必須按照工藝規(guī)程提供的數(shù)據(jù)進行技

15、術準備和生產準備，以便合理編制生產計劃，合理調度原材料、毛坯和設備，及時設計制造工藝裝備，科學地進行經濟核算和技術考核。（3）是新建或擴建工廠或車間主要技術資料根據(jù)工藝規(guī)程，可以確定生產所需的機械設備、技術工人、基建面積以及生產資源等?？傊慵臋C械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術文件。生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。2工藝規(guī)程的格式（1）機械加工工藝過程卡片：此卡片的特點：是以工序為單位，簡要說明產品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。這種卡片包括零件各個工序的名稱、工序內容，經過的車間、工段、所用的機床、刀具、夾具、量具，工時定

16、額等。它是生產管理的主要技術文件。適用范圍：主要用于單件小批生產以及生產管理中。（2）機械加工工藝卡片它是以工序為單位，詳細說明零件的機械加工工藝過程,其內容介于工藝過程卡片和工序卡片之間。它用來指導工人進行生產和幫助車間干部和技術人員掌握整個零件加工過程的一種主要工藝文件，廣泛用于成批生產和單件小批生產中比較重要的零件或工序。（3）機械加工工序卡片：此卡片的特點：在工藝過程卡片的基礎上按每道工序所編的一種工藝文件，主要用來具體指導操作工人進行生產的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細記載了該工序加工所需的資料，如定位教學過程教 學 內 容教學方法基準選擇、工序尺寸及公差以及機床、刀具、夾具

17、、量具、切削用量和工時定額等。適用范圍：主要用于大批大量生產中所有零件，中批生產中的重要零件和單件小批生產中的關鍵工序。3制定工藝規(guī)程的步驟1)分析研究零件圖樣，了解該零件在產品或部件中的作用，找出其要求較高的主要表面及主要技術要求，并了解各項技術要求制定的依據(jù)，審查其結構工藝性。2)選擇和確定毛坯。3)擬訂工藝路線：選擇定位基準、確定加工方法、安排加工順序以及安排熱處理、檢驗和其它工序等。4)詳細擬訂工序具體內容：確定工藝裝備，確定各工序技術要求和檢驗方法，確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差，確定切削用量，確定時間定額。5)對工藝方案進行技術經濟分析。6)填寫工藝文件。第二節(jié) 零件的結

18、構工藝性分析一、零件的結構工藝性概念零件結構工藝性是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性。它包括零件各個制造過程中的工藝性，如鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切掣加于篙手藝性。由此可見，零件結構工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制定機械加工工藝規(guī)程時，首先要進行零件的結構工藝性分析。零件的結構工藝性分析，主要包括零件的尺寸和公差標注、零件的組成要素和零件的整體結構等三方面來闡述。二、合理標注零件的尺寸、公差和表面粗糙度零件圖樣上的尺寸和公差的標注對切削加工工藝性有較大的影響，它是零件結構工藝性的一個重要內容。1按照加工順序標注尺寸，避免多尺寸同時保證2由

19、定位基準或調整基準標注尺寸，避免基準不重合誤差3由形狀簡單和易接近的輪廓要素為基準標注尺寸，避免尺寸換算教學過程教 學 內 容教學方法歸納小結三、零件要素的工藝性零件要素是指組成零件的各加工面。顯然零件要素的工藝性會直接影響零件的工藝性。零件要素的切削加工工藝性歸納起來有以下三點要求：1)各要素的形狀應盡量簡單，面積應盡量小，規(guī)格應盡量標準和統(tǒng)一。2)能采用普通設備和標準刀具進行加工：且刀具易進入、退出和順利通過加工表面。3)加工面與非加工面應明顯分開，加工面之間也應明顯分開。四、零件整體結構的工藝性零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應考慮零件整體結構的工藝性，具體有以下五點要求：1)

20、盡量采用標準件、通用件、借用件和相似件。2)有便于裝夾的基準。3)有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來。4)零件要有足夠的剛度，便于采用高速和多刀切削。5)節(jié)省材料，減輕重量。1、生產過程與工藝過程的概念2、工藝過程的組成3、生產綱領與生產類型4、機械加工工藝規(guī)程的概念及其作用5、零件的結構工藝性分析教案（課時備課）第 2 次課 2 學時課目、課題§1.3 毛坯的確定§1.4 工件的定位（一）教學目的和要求工件的定位及基準工件六點定位原理重點難點工件的定位及基準工件六點定位原理教學內容教學方法 教學手段師生互動時間分配板書設計§1.3 毛坯的確定一、毛坯

21、的種類及其選擇二、毛坯選擇應考慮的因素三、毛坯形狀與尺寸§1.4 工件的定位一、基準及其分類二、工件的定位方法三、工件定位的基本原理講授法作業(yè)布置P74：6P75：7主要參考資料蘭建設主編 機械制造工藝與夾具 北京：機械工業(yè)出版社 2006.7王先逵主編 機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社 1995劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社.1997.10課后自我總結分析教學過程教 學 內 容教學方法復習導入講授新課1、生產過程與工藝過程的概念2、工藝過程的組成3、生產綱領的概念4、生產類型有哪幾種5、機械加工工藝規(guī)程的概念第三節(jié) 毛坯的確定選擇毛坯，主要是確定毛坯的種類、

22、制造方法及其制造精度。毛坯的形狀、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，從而可以提高材料的利用率和生產效率，然而這樣往往會使毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，從而增加毛坯的制造成本。所以選擇毛坯時應從機械加工和毛坯制造兩方面出發(fā)，綜合考慮以求最佳效果。一、毛坯的種類及其選擇1機械加工中常見的毛坯（1）鑄件：適用于形狀復雜的零件毛坯。目前生產中的鑄件大多數(shù)是用砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質鑄件可采用特種鑄造(如金屬型鑄造，離心鑄造和壓力鑄造等)。（2）鍛件：適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯，其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。（3）型材：主要通過熱軋或冷拉而成。熱軋的精度低，價格較冷拉的便

23、宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格貴，多用于批量較大且在自動機床上進行加工的情形。按其截面形狀，型材可分為圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼以及其他特殊截面的型材。（4）焊接件：根據(jù)需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件，它制作方便、簡單，但需要經過熱處理才能進行機械加工。適用于單件小批生產中制造大型毛坯，其優(yōu)點是制造簡便，加工周期短，毛坯重量輕；缺點是焊接件抗振動性差，機械加工前需經過時效處理以消除內應力。（5）沖壓件：通過沖壓設備對薄鋼板進行冷沖壓加工而得到的零件，它可以非常接近成品要求，沖壓零件可以作為毛坯，有時還可以直接成為成品。沖壓件的尺寸精度高。適用

24、于批量較大而零件厚度較小的中小型零件。教學過程教 學 內 容教學方法（6）冷擠壓件：在壓力機上通過擠壓模掠奪而成。其生產效率高。冷擠壓毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工，但要求材料塑性好，主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適用于大批量生產中制造形狀簡單的小型零件。（7）粉末冶金件：以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經高溫燒結而成。其生產效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再進行精加工，但金屬粉末成本較高，適用于大批大量生產中壓制形狀較簡單的小型零件。2毛坯選擇的兩種不同方向 一種是使毛坯的形狀和尺寸盡量與零件接近，零件制造的大部分勞動量用于毛坯，機械加工多為精加

25、工，勞動量和費用都比較少；另一種是毛坯的形狀及尺寸與零件相差較大，機械加工切除較多材料，其勞動量及費用也較大。二、毛坯選擇應考慮的因素1零件的材料及其力學性能 當零件的材料選定以后，毛坯的類型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，自然應選擇鑄造毛坯；而對于重要的鋼質零件，力學性能要求高時，可選擇鍛造毛坯。2零件的結構和尺寸 形狀復雜的毛坯常采用鑄件，但對于形狀復雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對于一般用途的階梯軸，如果各段直徑相差不大、力學性能要求不高時，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應選擇鍛件。3生產類型 當零件的生產批量較大時，應采用精度和生產率都比較高的毛坯制造

26、方法，這時毛坯制造增加的費用可由材料耗費減少的費用以及機械加工減少的費用來補償。4現(xiàn)有生產條件 選擇毛坯類型時，要結合本企業(yè)的具體生產條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等。5充分考慮利用新技術、新工藝和新材料的可能性 為了節(jié)約材料和能源，減少機械加工余量，提高經濟效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等新工藝、新技術和新材料。三、毛坯形狀與尺寸通過毛坯精化使毛坯的形狀和尺寸盡量與零件接近，減少機械加工的勞動量，力求實現(xiàn)少、無切屑加工。毛坯尺寸和零件尺寸的差值稱為毛坯加工余量，毛坯尺寸的公差稱為毛坯公差。為節(jié)約能源與金屬材料，隨著毛坯制造專

27、業(yè)化生產的發(fā)展，毛坯制造應逐步沿著前一種方向發(fā)展。教學過程教 學 內 容教學方法第四節(jié) 工件的定位工件的裝夾有兩個含義，即定位和夾緊。定位：是指確定工件在機床或夾具中占有正確位置過程。夾緊：是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。工件的定位是通過定位基準與定位元件的緊密貼合接觸來實現(xiàn)的，這就必須掌握基準的概念。而不同的情況下工件的定位方法也不同。一、基準及其分類基準是指確定零件上某些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，或者說是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。按其作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。1設計基準設計者在設計零件時

28、，根據(jù)零件在裝配結構中的裝配關系以及零件本身結構要素之間的相互關系，確定標注尺寸（或角度）的起始位置。這些尺寸（或角度）的起始位置稱作設計基準。2工藝基準工藝基準是指在加工或裝配過程中所使用的基準。工藝基準根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準四種。 工序基準 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準，即工序圖上的基準。 定位基準 在加工時用作定位的基準。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點、線、面。思考：讓學生回答d1、d2、c三個尺寸的設計基準是什么？教學過程教 學 內 容教學方法定位基準常用的是“面”，所以也稱為定位面，常以符號“”

29、表示，其尖端指向定位面。如圖所示為加工齒輪時的定位基準表示法。粗基準：沒有經過切削加工就被用作定位基準的表面。精基準：經過機械加工的定位基準。 測量基準 在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準。一般情況下常采用設計基準作為測量基準。 裝配基準 裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。二、工件的定位方法根據(jù)定位的特點不同，工件在機床上的定位一般有三種方法：直接找正法、劃線找正法和夾具安裝法。(1)直接找正法：工件定位時，用量具或量儀直接找正工件上某一表面，使工件處于正確的位置，稱為直接找正裝夾。(2)劃線找正法：這種裝夾方式是先按加工表面的要求在工件上劃線，加工時在機床上

30、按線找正以獲得工件的正確位置。特點：精度高，生產率低，要求工人水平，單件小批生產。特點：加工余量均勻教學過程教 學 內 容教學方法前兩種裝夾方式都屬于直接安裝法，找正比較費時，定位精度的高低主要取決于所有工具或儀表的精度，以及工人的技術水平。(3)夾具裝夾工件安裝在為其加工專門設計和制造的夾具上中。機床夾具是指在機械加工工藝過程中用以裝夾工件的機床附加裝置。常用的有通用夾具和專用夾具兩種。特點：定位精度高，生產率高，適用于大批量生產。專用夾具裝夾：生產率高，不要求工人水平，大批大量生產。三、工件定位的基本原理1.六點定位原理未受限制的空間剛體有六個自由度。采用6個按一定規(guī)則布置的約束點，可以限

31、制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位，稱為六點定位原理。2.限制工件自由度與加工要求的關系工件應被限制的自由度與工件被加工面的位置要求存在對應關系。工件應被限制的自由度數(shù)目與工件被加工面存在幾個方位的位置要求有相應的關系。當被加工面只有一個方向的位置要求時，需要限制工件的三個自由度；當被加工面有兩個方向的位置要求時，需要限制工件的五個自由度；當被加工面有三個方向的位置要求時，需要限制工件的六個自由度。完全定位：工件的六個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個，但能滿足加工要求的定位。欠定位：根據(jù)加工要求應限制的自由度沒有被限制的定位。欠定位是不允許的，因為欠定位不能保證工件的

32、加工要求。特點：定位精度不易保證，生產率低，僅適用于單件小批量生產。XOY平面上1、2、3點；限制，XOZ平面上4、5點；限制，YOZ平面上6點：限制教學過程教 學 內 容教學方法3正確處理重復定位（過定位）兩個或兩個以上的定位元件同時限制工件的同一個自由度稱為重復定位。過定位是否允許，要視具體情況而定。通常，如果工件的定位面經過機械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。合理的過定位起到加強工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經過機械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。

33、過定位在生產中一般不允許。防止重復定位的方法有以下兩種。1)改變定位裝置結構2)提高工件定位基準之間與定位元件之間的位置精度歸納小結1、基準及其分類2、工件定位的三種方法3、六點定位原理4、完全定位、不完全定位、過定位、欠定位教案（課時備課）第 3 次課 3 學時課目、課題§1.4 工件的定位（二）教學目的和要求工件的定位方法及定位元件定位基準的選擇定位誤差的計算重點難點重點：定位基準的選擇難點：定位誤差的計算教學內容教學方法 教學手段師生互動時間分配板書設計§1.4 工件的定位四、工件的定位方法及其定位元件五、定位基準的選擇六、定位誤差的分析與計算講授法作業(yè)布置P75：2

34、0、21、22主要參考資料蘭建設主編 機械制造工藝與夾具 北京：機械工業(yè)出版社 2006.7王先逵主編 機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社 1995劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社.1997.10課后自我總結分析教學過程教 學 內 容教學方法復習導入講授新課1、毛坯的種類及其選擇2、基準及其分類3、工件定位的三種方法4、六點定位原理5、完全定位、不完全定位、過定位、欠定位第四節(jié) 工件的定位四、工件的定位方法及其定位元件在生產實踐中，常用的定位方法和定位元件主要有以下幾種：1工件以平面定位在機械加工中，以平面作為定位基準的定位方法是一種常用的定位方式。其所用定位元件，根據(jù)是否

35、起限制自由度的作用、能否調整等情況分為下列數(shù)種：(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。固定支承有支承釘和支承板兩種類型。支承釘有3種形式，各用于不同的場合。圖a所示平頭支承釘用于工件已加工過的平面定位，圖b所示球頭支承釘用于工件以毛面定位，圖c所示齒紋頭支承釘用于工件側面定位，它能增大摩擦因數(shù)，防止工件滑動。需要更換的支承釘應加襯套。支承板有兩種形式，都可用于工件已加工過平面定位。圖d所示支承板結構簡單。但孔邊切屑不易清除干凈，故適用于側面和頂面定位。圖e所示支承板便于清除切屑，適用于底面定位。當要求幾個支承釘或支承板在裝配后等高時，可采用裝配后補充加工的方法進行磨削

36、，以保證它們的等高要求。2)可調支承。在工件定位過程中，有些情況下要求支承釘?shù)母叨榷ㄆ诨虿欢ㄆ诘恼{整時，可采用可調支承。教學過程教 學 內 容教學方法可調支承用于分批鑄造的毛坯，其形狀尺寸變化較大、而又以粗基準定位的場合?？烧{支承也可用于同一夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件。應該注意，可調支承在一批工件加工前調整一次。在同一批工件加工中，其作用相當于固定支承。所以，可調支承在調整后都需用鎖緊螺母鎖緊。3)自位支承(或稱浮動支承)。在工件定位過程中，能自動調整位置的支承稱為自位支承，或浮動支承。其作用是提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性。作用仍相當于一個固定支承，只限制一個自由度。由于增加了接觸點數(shù)，故

37、可提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但夾具結構稍復雜。適用于工件以毛面定位或剛度不足的場合。(2)輔助支承：在工件定位過程中，不限制工件自由度、用于輔助定位的支承稱為輔助支承。此支承不起限制自由度的作用，也不允許破壞原有的定位。輔助支承有以下幾種類型：1)螺旋式輔助支承。這種支承結構簡單，但效率較低。2)自位式輔助支承3)推引式輔助支承4)液壓鎖緊的輔助支承2.工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔作為定位基準，常用以下定位元件：(1)定位銷(圓柱銷)：(2)定位心軸：間隙配合心軸、過盈配合心軸、花鍵心軸(3)圓錐銷：(4)小錐度心軸：3工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位時，常用以下定位元件：(1)v形塊：

38、工件以外圓柱面定位時，最常用的定位元件是V形塊，其優(yōu)點是對中性好。一個短V形塊限制兩個自由度；兩個短V形塊組合或一個長V形塊限制四個自由度；浮動式V形塊只限制一個自由度。教學過程教 學 內 容教學方法v形塊既能用于精基面定位，又能用于粗基面定位，既能用于完整的圓柱面，也能用于局部圓柱面，而且具有對中性(使工件的定位基準總處在V形塊兩工作表面的對稱面內)，活動v形塊還可兼作夾緊元件。因此，當工件以外圓柱面定位時，V形塊是用得最多的定位元件。(2)定位套：工件以外圓柱面在圓孔中定位時，其定位元件常作成鋼套。(3)半圓套：這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于I

39、T8IT9，半圓套的最小內徑應取工件定位基面的最大直徑。(4)圓錐套：4工件以一面兩孔定位教學過程教 學 內 容教學方法五、定位基準的選擇在制訂工藝規(guī)程時，定位基準的選擇是否正確，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求以及零件各表面間的加工順序安排有很大的影響。定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。選擇定位基準，是從如何保證工件加工精度要求考慮的。1粗基準的選擇在起始工序中，只能選擇未經加工的毛坯表面做定位基準，這種基準稱為粗基準。選擇粗基準時，應重點考慮兩個問題：一是保證主要加工面有足夠而均勻的余量和各待加工表面有足夠的余量。二是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度。具體選擇原則是：1

40、)為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。當工件上有多個不加工面與加工面之間有位置要求時，則應以其中要求最高的不加工面為粗基準。2)合理分配各加工面的余量。在分配余量時應考慮以下兩點：為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量最小的面為粗基準。為了保證重要加工面的余量均勻，應選重要加工面為粗基準。3)粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上(即同一自由度方向上)通常只允許使用一次。4) 便于工件裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠。2精基準的選擇在最終工序和中間工序，應采用已加工表面定位，這種定位基面稱為精基準。選擇精基準時，重點是考慮如何

41、減小工件的定位誤差、保證工件的加工精度、同時也要考慮裝夾工件的方便、夾具結構簡單。選擇精基準時一般應遵循下列原則：(1)基準重合原則：即選用設計基準(或工序基準)作為定位基準，以避免定位基準與設計基準(或工序基準)不重合而引起的加工尺寸誤差。（2）基準統(tǒng)一原則：當工件以某一組精基準定位，可以比較方便地加工其它各表面時，則應盡早地把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序均以它為精基準加工其它表面。教學過程教 學 內 容教學方法（3）自為基準原則旨在減少表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準進行加工。（4）互為基準原則某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準反

42、復加工的辦法來達到位置度要求。加工表面和定位表面互相轉換的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。（5）便于裝夾原則所選擇的精基準，應能保證定位準確、可靠，夾緊機構簡單，操作方便。六、定位誤差的分析與計算能否保證工件的加工精度，取決于刀具與工件之間的相互位置關系。這種只與工件定位有關的誤差，稱為定位誤差，用D表示。一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件位置不一致的原因有二：一是定位基準與工序基準不重合；二是定位基準位置的變化。(1)基準不重合誤差：由于定位基準與工序基準不重合而引起的加工尺寸誤差，稱為基準不重合誤差，用B表示。(2)基準位移誤差：工件在夾具中定位時，由于定位副的制造誤差和最小配合間隙

43、的影響，導致各個工件定位基準的位置不一致，從而給加工尺寸造成誤差，這個誤差稱為基準位移誤差，用y表示。教案（課時備課）第 4 次課 2 學時課目、課題§1.5 工件的夾緊教學目的和要求夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的選擇夾緊機構及夾緊裝置重點難點夾緊機構的原理教學內容教學方法 教學手段師生互動時間分配板書設計§1.5 工件的夾緊一、夾緊裝置的組成和基本要求二、夾緊力的確定三、基本夾緊機構四、聯(lián)動夾緊機構五、定心夾緊機構六、氣動夾緊裝置講授法作業(yè)布置P75：15P76：28主要參考資料蘭建設主編 機械制造工藝與夾具 北京：機械工業(yè)出版社 2004.7王先逵主編 機械制造工藝學

44、 北京：機械工業(yè)出版社 1995劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社.1997.10課后自我總結分析教學過程教 學 內 容教學方法復習導入講授新課1、基準及其分類2、完全定位、不完全定位、過定位、欠定位3、定位基準的選擇原則第五節(jié) 工件的夾緊一、夾緊裝置的組成和基本要求工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。1夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成主要由以下三部分組成。（1）動力源裝置 它是產生夾緊作用力的裝置。分為手動夾緊和機動夾緊兩種。（2）傳力機構 它是介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機構。傳力機構的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；

45、具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點在手動夾緊時尤為重要。（3）夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。2對夾緊裝置的基本要求(1)夾緊既不應破壞工件的定位，或產生過大的夾緊變形，又要有足夠的夾緊力，防止工件在加工中產生振動；(2)足夠的夾緊行程，夾緊動作迅速，操縱方便、安全省力；(3)手動夾緊機構要有可靠的自鎖性，機動夾緊裝置要統(tǒng)籌考慮夾緊的自鎖性和原動力的穩(wěn)定性；(4)結構應盡量簡單緊湊，制造、維修方便。二、夾緊力的確定設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。1夾緊力的方向（1）夾緊力的作用方

46、向應垂直于工件的主要定位基面，應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。（2）夾緊力的作用方向應盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。（3）夾緊力的作用方向應盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。（4）夾緊力的方向應使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準確可靠。教學過程教 學 內 容教學方法2夾緊力作用點的選擇1）夾緊力作用點應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內，以保證工件已獲得的定位不變。2）夾緊力作用點應處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。3）夾緊力作用點應盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對工件造成的翻轉力矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲

47、變形。3夾緊力大小的確定夾緊力過大會增大工件的夾緊變形，還會無謂地增大夾緊裝置，造成浪費；夾緊力過小工件夾不緊，加工中工件的定位位置將被破壞，而且容易引發(fā)安全事故。在確定夾緊力時，可將夾具和工件看成一個整體，將作用在工件上的切削力、夾緊力、重力和慣性力等，根據(jù)靜力平衡原理列出靜力平衡方程式，即可求得夾緊力。為使夾緊可靠，應再乘一安全系數(shù)k，粗加工時取k2.53，精加工時取k1.52。加工過程中切削力的作用點、方向和大小可能都在變化，估算夾緊力時應按最不利的情況考慮。三、基本夾緊機構機床夾具中所使用的夾緊機構絕大多數(shù)都是利用斜面將楔塊的推力轉變?yōu)閵A緊力來夾緊工件的。其中最基本的形式就是直接利用有

48、斜面的楔塊，偏心輪、凸輪、螺釘?shù)炔贿^是楔塊的變種。1斜楔夾緊機構斜楔是夾緊機構中最基本的增力和鎖緊元件。斜楔夾緊機構是利用楔塊上的斜面直接或間接（如用杠桿）等將工件夾緊的機構。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。斜楔夾緊具有結構簡單，增力比大，自鎖性能好等特點，因此獲得廣泛應用?？色@得的夾緊力為 Fs作用在斜楔上的原始力（N）；斜楔與工件之間的摩擦角；斜楔與夾具體之間的摩擦角； 斜楔的楔角。教學過程教 學 內 容教學方法講授新課斜楔夾緊機構的缺點是夾緊行程小，手動操作不方便。斜楔的自鎖條件為 2螺旋夾緊機構由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件組成，采用螺旋直接夾緊或與其它元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構

49、，統(tǒng)稱為螺旋夾緊機構。螺旋夾緊機構不僅結構簡單、容易制造，而且自鎖性能好、夾緊可靠，夾緊力和夾緊行程都較大，是夾具中用得最多的一種夾緊機構。（1）單個螺旋夾緊機構：直接用螺釘或螺母夾緊工件的機構；(2)螺旋壓板夾緊機構：夾緊機構中，螺旋壓板夾緊機構應用最為廣泛、結構形式也比較多樣化。3偏心夾緊機構用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，稱為偏心夾緊機構。常用的偏心件是偏心輪和偏心軸。四、聯(lián)動夾緊機構在工件的裝夾過程中，有時需要夾具同時有幾個點對工件進行夾緊；有時則需要同時夾緊幾個工件；而有些夾具除了夾緊動作外，還需要松開或固緊輔助支承等，這時為了提高生產率，減少工件裝夾時間，可以采用各種聯(lián)動機構。聯(lián)

50、動夾緊機構可分為單件聯(lián)動夾緊機構和多件聯(lián)動夾緊機構。前者對一個工件實現(xiàn)多點夾緊，后者同時夾緊幾個工件。1單件聯(lián)動夾緊機構這類夾緊機構其夾緊力作用點有兩點、三點或多至四點，夾緊力的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。2多件聯(lián)動夾緊機構多件聯(lián)動夾緊機構一般有平行式多件聯(lián)動夾緊機構和連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構。(1)平行式多件夾緊(2)連續(xù)式多件夾緊教學過程教 學 內 容教學方法五、定心夾緊機構定心夾緊機構是一種同時實現(xiàn)對工件定心定位和夾緊的夾緊機構，即在夾緊過程中，能使工件相對于某一軸線或某一對稱面保持對稱性。定心夾緊機構能夠在實現(xiàn)定心作用的同時，又起著將工件夾緊的作用。定心夾緊機構中與工件定位基面相

51、接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。定心夾緊機構的特點是：1）定位和夾緊是同一元件；2）元件之間有精確的聯(lián)系；3）能同時等距離地移向或退離工件；4）能將工件定位基準的誤差對稱地分布開來。定心夾緊機構按其工作原理可分為兩大類：1.以等速移動原理工作的定心夾緊機構此類機構是利用工作元件的等速移動來實現(xiàn)定心夾緊。2.以均勻變形原理工作的定心夾緊機構(1)彈性筒夾定心夾緊機構(2)液性介質彈性定心夾緊機構(3)膜片卡盤定心夾緊機構六、氣動夾緊裝置機動夾緊裝置有氣動夾緊裝置、液動夾緊裝置、電磁夾緊裝置、真空夾緊裝置等，其中，氣動夾緊裝置應用最為廣泛。1氣壓夾緊裝置的特點1)動作迅速，反應快。2)工作

52、壓力低(0406MPa)，因而氣動回路及其結構較為簡單，對裝置所用材質、制造精度要求較低，制造成本也就較低。3)空氣粘度小，輸送中壓力損失小，能實現(xiàn)遠距離輸送、操縱或控制等。4)空氣取之不盡、用之不竭，廢氣對環(huán)境污染小。5)主要缺點是，空氣可壓縮性大，切削載荷大小的變化對夾緊剛度及穩(wěn)定性影響較大。此外，因工作壓力低，使動力裝置的結構尺寸增大、不緊湊。教學過程教 學 內 容教學方法歸納小結2氣壓夾緊裝置的主要設計內容1)氣缸的結構形式、直徑、行程的設計。2)控制閥和輔助裝置的配置和選用。3)回路的布置，安裝和管件的選用。設計圖樣一般應有氣壓傳動回路圖(用規(guī)定圖形符號畫出)，以及管路的安裝施工圖等。3氣缸的選擇和設計氣缸的種類，按活塞結構分為活塞式和薄膜式；