機械制造技術(shù)基礎(chǔ)A

1、目 錄實驗一 刀具認識及刀具角度三維測量1實驗二 車床及滾齒機傳動分析7實驗項目（一）CA6140型車床傳動系統(tǒng)剖析7實驗項目（二）Y3150E滾齒機調(diào)整實驗10實驗三 加工誤差綜合分析16實驗四 組合夾具設(shè)計性實驗20 實驗一、刀具認識及刀具角度三維測量一、實驗?zāi)康?. 熟悉外圓車刀刀頭部分的構(gòu)造，掌握刀具參考系及參考平面的確定方法；2. 了解萬能角度尺的結(jié)構(gòu)，并掌握其使用方法；3. 一般了解生產(chǎn)中常用各種金屬切削刀具的形狀、結(jié)構(gòu)、切削加工原理及用途。二、實驗設(shè)備外圓車刀、外圓車刀模型、萬能角度尺；生產(chǎn)中常用的各種金屬切削刀具實物。三、實驗原理及方法 一般了解生產(chǎn)中常用各種金屬切削刀具 由實

2、驗指導(dǎo)教師向?qū)W生展示生產(chǎn)中常用各種金屬切削刀具，并講授刀具的形狀、結(jié)構(gòu)、切削加工原理及用途。 外圓車刀幾何角度的測量1. 測量原理根據(jù)刀具幾何角度的定義利用量具進行測量。2測量方法將量具的測量平面置于刀具代測角度所在的平面上，調(diào)整量具的測量邊，使其與相應(yīng)平面重合，讀數(shù)即可。（用萬能角度尺測量外圓車刀的具體方法見附錄二）四、實驗步驟1實驗準備（預(yù)習(xí)） 復(fù)習(xí)有關(guān)刀具參考系、參考平面的知識：掌握刀具角度的標注方法；熟悉刀具基本角度（0、0、s、r、r）的定義；閱讀本實驗指導(dǎo)書，重點了解萬能角度尺的使用方法及刀具角度的測量方法。2實驗 測量刀具角度并作記錄； 認真考察各種常用金屬切削刀具的外形、刀具結(jié)

3、構(gòu)和切削原理，了解各類刀具的生產(chǎn)用途。3完成實驗報告五、思考題1、 主剖面參考系中，參考平面：基面、切削平面和主剖面的定義是什么？2、 車刀的刃傾角在哪個參考平面中測量？刃傾角在切削中起什么作用？3、 車刀的前刀面的型面有哪幾種？各起何種作用？附錄一 萬能角度尺的使用方法萬能角度尺是在實際生產(chǎn)中常用的角度測量量具，其測量范圍0320°，測量精度為2。它由基尺、直尺、直角尺及夾持件組成，見圖12所示。在基尺上，游尺可繞原點轉(zhuǎn)動。游尺上的“0”線所對主尺上的刻度，就是基面與測量邊之間的夾角。讀數(shù)方法與游標卡尺相似?？捎萌f能角度尺反面的調(diào)整旋鈕調(diào)整測量邊的位置，使基面、測量邊與被測面（或線

4、）重合，擰緊鎖緊螺釘，便可讀取被測面（或線）之間的角度?；吲c附件可組裝成多種形式，用以測量不同范圍內(nèi)的角度，見圖13所示。42附錄二 外圓車刀基本角度的測量方法為了便于同學(xué)們能直觀理解和操作方便，我們選用的外圓車刀的各個刀面均由平面組成，因此各切削刃均為直線，切削刃上各點的刀具角度均相同。（一） 前角0的測量選擇刀具的主剖面為測量平面，測出刀具底面與前刀面的夾角1（如圖14所示），由于底面與基面平行，所以01。注意判斷前角的正負。 （二） 后角0的測量選擇刀具的主剖面為測量平面，測出刀具切削平面與后刀面的夾角2（如圖15所示），由于底面與切削平面垂直，所以0290°。（三） 刃傾角

5、s的測量選擇刀具的切削平面為測量平面，測出刀具底面與主切削刃的夾角3（如圖16所示），由于底面與基面平行，所以s3。注意判斷刃傾角的正負。（四） 主偏角r的測量選擇刀具的基面為測量平面，測出刀桿側(cè)面與主切削刃的夾角4（如圖17所示），由于刀桿側(cè)面與刀桿中心平行，刀具在安裝時刀桿中心與進給方向是垂直的，所以r490°。（五） 副偏角r的測量選擇刀具的基面為測量平面，測出刀桿側(cè)面與副切削刃的夾角5（如圖18所示），r 590°。實驗二、車床及滾齒機傳動分析實驗項目（一） CA6140型車床傳動系統(tǒng)剖析一、實驗?zāi)康? 掌握主運動傳動鏈傳動路線及其功能；2 掌握進給運動傳動鏈傳動路

6、線及其功能；3 了解離合器M1M8的結(jié)構(gòu)與功能，重點是M1、M6、M7；4 了解卸荷機構(gòu)、基本組、增倍機構(gòu)、互鎖機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與功能。二、實驗設(shè)備與用具1 CA6140型車床 1臺2 CA6140型車床教學(xué)模型 1臺3 CA6140型車床掛圖 1套三、實驗內(nèi)容（一） 主運動傳動鏈1 主電機皮帶副主軸箱軸I軸I與從動輪之間有一個卸荷機構(gòu)，其通過滾動軸承與軸承套筒安裝在箱體上，以增強軸I的抗彎強度，傳遞扭矩負荷。雙向多片式摩擦離合器M1具有使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止及過載保護等四個功能，通過現(xiàn)場演示，介紹M1結(jié)構(gòu)以及操作手柄控制的傳動機構(gòu)，突出其結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏的特點。2軸軸通過現(xiàn)場演示，介紹軸上的雙聯(lián)

7、滑移齒輪和軸上的三聯(lián)滑移齒輪，它們同時由一個操作手柄實現(xiàn)調(diào)速功能。3軸軸從軸傳到軸（主軸）須經(jīng)齒式離合器M2分成兩條路線：（1） 高速路線當M2脫開并與軸上齒輪（63）嚙合時，將使軸直接傳動主軸，使其獲得6級較高轉(zhuǎn)速（4001400r/min）。（2） 低速路線當M2嚙合時，軸須經(jīng)、兩軸傳動主軸，使其獲得18級低速轉(zhuǎn)速（10500r/min）?，F(xiàn)場演示M2嚙合和脫開的情形，并展示三個滑移齒輪同時由一個操作手柄控制的情形。進給運動傳動鏈始環(huán)是主軸，終環(huán)是刀架。刀架在絲杠傳動下只能實現(xiàn)縱向進給運動，用于切削各種螺紋；刀架在光桿傳動下實現(xiàn)縱向或橫向進給運動，用于切削除螺紋以外的工件。（二） 絲杠傳動

8、刀架的進給運動傳動鏈（以切削公制螺紋為例）預(yù)先設(shè)置：齒式離合器M3、M4脫開，M5嚙合。1 主軸軸軸滑移齒輪與主軸齒輪（58）嚙合時，能實現(xiàn)正常螺紋切削；當滑移齒輪與軸上齒輪（26）嚙合時，能實現(xiàn)擴大螺距切削，要特別注意：此時的進給鏈要經(jīng)過一部分主傳動鏈的環(huán)節(jié)，例如當M2嚙合時，主軸軸軸軸軸軸2軸軸上滑移齒輪可用來選擇切削左旋或右旋螺紋?，F(xiàn)場演示以上兩個滑移齒輪同時由一個操作手柄控制的情形。3掛輪箱介紹掛輪箱內(nèi)傳動齒輪的兩個特點：按切削需要拆換齒輪，并中心距可調(diào)。4進給箱軸 軸軸 基本組基本組是一個重要的調(diào)速機構(gòu)，它由8個固定齒輪、4個滑移齒輪組成，同時由一個圓手柄控制。5軸 軸 從軸 齒輪（

9、25）傳動至軸 滑移齒輪（25）要經(jīng)過一個空套齒輪（36），它起一個“橋梁”作用。軸 上的兩個滑移齒輪組成增倍調(diào)速機構(gòu)。6軸 軸 軸 滑移齒輪（28）屬于M5,由于M5嚙合，于是使絲杠旋轉(zhuǎn)，若壓下開合螺母手柄，可實現(xiàn)帶動刀架作縱向進給運動切削公制螺紋。（三） 光杠傳動刀架的進給運動傳動鏈預(yù)先設(shè)置：M3、M4、M5均為脫開。1 主軸M5從主軸傳動至軸 M5之間傳動路線與上述相同。2溜板箱軸 軸 軸 由于M5脫開，滑移齒輪（28）與軸 上齒輪（56）嚙合，然后再通過軸 齒輪（32）軸 齒輪（56）及M8使蝸輪副旋轉(zhuǎn)。 重點介紹M8復(fù)合型離合器（安全離合器超越離合器）的結(jié)構(gòu)與功能。3M6或M7刀架

10、當蝸輪副旋轉(zhuǎn)時，可帶動齒端式離合器M6和M7的四個空套齒輪轉(zhuǎn)動，如果操作手柄使M6嚙合，則可通過軸 實現(xiàn)刀架縱向進給運動；如果操作手柄使M7嚙合，則可通過軸 實現(xiàn)刀架橫向進給運動。 通過現(xiàn)場演示，重點介紹M6和M7的結(jié)構(gòu)與功能；介紹互鎖機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與功能。四、思考題1、 CA6140車床的皮帶輪為何要采用卸荷結(jié)構(gòu)，卸荷原理是什么？2、 摩擦片離合器的工作原理是什么？3、 CA6140車床的成形運動是什么？機床有幾條傳動鏈？傳動性質(zhì)是什么？4、 進給傳動鏈在工作時，能否同時啟動遛板快速移動電機？為什么？5、 車床為什么要設(shè)絲扛和光扛？不設(shè)光扛可行嗎？實驗項目（二）Y3150E滾齒機調(diào)整實驗一、實驗

11、目的1 分析滾齒機的運動及傳動系統(tǒng)；2 熟悉滾齒機的結(jié)構(gòu)和性能；3 通過加工直齒或斜點圓柱齒輪，熟悉滾齒機的換置計算和調(diào)整方法。二、實驗內(nèi)容1 實驗前的準備工作：1) 認真閱讀本指導(dǎo)書，明確實驗?zāi)康募皟?nèi)容；2) 根據(jù)傳動系統(tǒng)圖畫出傳動原理圖；3) 根據(jù)傳動系統(tǒng)圖列出加工各種工件時的平衡方程式，求出調(diào)整公式；4) 根據(jù)所給的數(shù)據(jù)進行必要的調(diào)整計算。2 實驗工作1) 對照機床的傳動系統(tǒng)圖，在機床上找出各傳動鏈的傳動路線，各組掛輪（交換齒輪）的位置。熟悉機床結(jié)構(gòu)。2) 按步驟安裝工件并找正（如果齒坯以內(nèi)圓定心例外）。3) 安裝刀具并調(diào)整刀架角度。4) 調(diào)整切削深度，開動機床，切削完畢，測量工件，確定

12、質(zhì)量是否合格并進行分析。5) 拆卸掛輪，擦凈機床。三、Y3150E滾齒機的主要技術(shù)規(guī)格及用途本機床主要用于切削直齒、斜齒圓柱齒輪以及用徑向進給切削蝸輪；此外還可以用包絡(luò)法加工花鍵軸、多面體、鏈輪等工件。進行上述各種工件的加工時要分別采用適當截面形狀的滾刀。主要技術(shù)指標加工齒輪最大模數(shù)工件為鋼件（6mm）工件為鑄件（8mm）加工齒輪最大直徑500mm刀具最大直徑160mm刀架最大回轉(zhuǎn)角度240°刀具主軸轉(zhuǎn)速共九級： 高速鋼滾刀的切削規(guī)范表3 加工材料切削速度 米/分粗切精切鑄 鐵16202025鋼（極限強度 60kg/mm2以下）25283035鋼（極限強度 60kg/mm2以上）20

13、252530青銅及一些有色金屬2550塑 料2550主電動機功率4千瓦快速電動機功率1.1千瓦交換掛輪的齒輪齒數(shù)（分齒掛輪及差動掛輪公用）20（兩件）232425263033343536（兩件）37404143454647485052535557585960（兩件）616265677071737579808385899092959798100共46種（49件）模數(shù)m2機床的傳動系統(tǒng)圖：四、機床的調(diào)整計算（公式由學(xué)生求出，這里只作必要的說明）1加工直齒圓柱齒輪（1）主運動：根據(jù)刀具外徑、刀具材料、合理的切削速度V，求得所需刀具轉(zhuǎn)速。 n（滾刀）（轉(zhuǎn)/分）其中：D為滾刀直徑（毫米）n：主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)

14、/分） V：切削速度（米/分）按滾刀主軸轉(zhuǎn)速掛輪表選取A/B掛輪。（2）分度運動：傳動鏈聯(lián)系滾刀和工件，差動機構(gòu)（合成機構(gòu)）為不用差動機構(gòu)時的情況（用M1接合爪）調(diào)整計算公式為： Ux式中e、f掛輪是一對“結(jié)構(gòu)性掛輪”,根據(jù)被加工齒輪的齒數(shù)來選取:=時用于21Zz142=時用于5Zz20=時用于143Zz（3）刀架垂直進給運動:根據(jù)加工粗糙度要求選取進給量S值,然后由垂直進給量掛輪表選取a1/b1掛輪.(參看表2、表3)2加工斜齒圓柱齒輪：（1）主運動（同上）（2）分齒運動：運動關(guān)系同上，但此時差動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為用差動機構(gòu)時的情況（用M2接合爪）（3）刀架的垂直進給運動（同上）（4）差動運動Uy

15、9式中：工件螺旋斜角 mn工件法向模數(shù) k滾刀頭數(shù)注：由調(diào)整公式計算出的數(shù)值通過“掛輪選用表”或掛輪對數(shù)表查出具體齒數(shù)五、刀具、工件的安裝根據(jù)工件、刀具的螺旋角方向和度數(shù)調(diào)整刀架的安裝角度，使?jié)L刀螺旋線與工件齒向平行。（1）加工圓柱直齒時刀架偏轉(zhuǎn)角度（2）加工圓柱斜齒時刀架偏轉(zhuǎn)角度及掛輪分配情況工件坯應(yīng)牢固地裝夾在工作臺上，不用心軸定位時需用千分表調(diào)正齒坯外圓，使工件與工作臺同心。六、調(diào)整切削深度根據(jù)工作時的模數(shù)、材料強度，以及所要求加工精度來確定走刀次數(shù)和切削深度。用滾刀切削不超過7級精度的圓柱齒輪時，對模數(shù)mn2毫米的齒輪用一次走刀切出；對模數(shù)mn>2毫米以上時用二次或三次以上走刀。

16、七、思考題1加工斜齒圓柱齒輪，在調(diào)整機床時，是根據(jù)工件的端面模數(shù)選刀，還是根據(jù)工件的法向模數(shù)選刀？為什么？2在Y3150E型滾齒機上決定加工的精度的是哪個傳動鏈？而這傳動鏈中又以哪些傳動件為關(guān)鍵件？實驗三、加工誤差綜合分析一、實驗?zāi)康膶嶋H生產(chǎn)中影響加工精度是多因素的、是錯綜復(fù)雜的，生產(chǎn)中常采用統(tǒng)計分析法。本實驗通過對一批工件進行檢查測量，將所測得的數(shù)據(jù)進行處理與分析，找出誤差分布與變化的規(guī)律，從而找出解決問題的途徑。 二、實驗設(shè)備測量儀器: 電感比較議若干臺； 試 件：50件三、實驗原理及方法n 分布曲線法：測量一批零件的實際尺寸，根據(jù)測得的尺寸數(shù)據(jù)繪制出的一條尺寸分布曲線，從而判斷加工誤差的

17、大小及產(chǎn)生的規(guī)律。n 點圖法：按加工順序、逐個測量工件的尺寸，并記錄在以工件順序號為橫坐標，工件尺寸為縱坐標的圖中，從而判斷加工誤差產(chǎn)生的規(guī)律和性質(zhì)。 四、實驗步驟 實驗分布曲線（直方圖）的繪制1、 測量樣本零件的尺寸，并作記錄；2、 按工件尺寸的大小，在一定的尺寸間隔范圍內(nèi)分組（確定組數(shù)k、計算組距h；記錄各組零件的頻數(shù)）；并計算各組的上下界： 第一組的下界為：（） 其中：為樣本零件的最小尺寸） 第一組的上界為： （） 第二組的下界為：（） 第二組的上界為：（）+h 第三組的下界為：（）+h 第三組的上界為：（）+2h 依此類推。3、計算樣本零件的平均尺寸： 計算公式：式中：n樣本零件的個數(shù)

18、 4、計算零件尺寸的公差帶分布中心尺寸和公差T 比如：某零件的尺寸要求為 ，則5、繪制實驗分布曲線（直方圖） 以工件尺寸為橫坐標、頻數(shù)為縱坐標，建立坐標系；并繪制直方圖； 頻數(shù)：同一尺寸間隔內(nèi)的零件個數(shù) 比如： 點圖的繪制1、 個值點圖的繪制 根據(jù)樣本零件順序號，依次描點，繪制個值點圖。2、 均值-極差R點圖的繪制極差 R 一組工件中的最大尺寸與最小尺寸的差值。采用順序小樣本（46） ，由小樣本均值點圖和極差點圖組成，橫坐標為小樣本組序號。具體作法如下： 定期測小樣本尺寸； 計算均值 和極差 R： R =xmax- xmin 中心線和控制線的求法：系數(shù)A、D按組內(nèi)工件數(shù)m 由下表查出：每組個數(shù)

19、(m)AD40.752.2850.582.11 圖作法 圖: 縱坐標 ， 橫坐標組次 R圖: 縱坐標 R ， 橫坐標組次3、 實驗結(jié)果分析與討論分析實驗分布曲線Ø 工件尺寸的分散范圍是多少？Ø 有無過小或過大廢品？Ø 存在常值系統(tǒng)誤差否？其大小是多少？Ø 該樣本零件的尺寸符合何種曲線分布規(guī)律？ 分析個值點圖和圖本工序?qū)賻准壒に嚹芰? 從圖看，本工序的工藝過程是否穩(wěn)定? 如不穩(wěn)定,試分析其原因。附：生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定的判斷依據(jù)：生產(chǎn)過程穩(wěn)定的標志： 沒有點子超出控制線； 大部分點在中線附近波動，小部分點在控制線附近； 點子無明顯規(guī)律性生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的標志：

20、點子超出控制線或密集在控制線附近； 連續(xù)點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)； 明顯規(guī)律性，如上升或下降傾向； 點子有周期性波動4、 完成實驗報告五、思考題1、 樣本零件的大小對加工誤差分析有何影響？2、 實驗分布曲線（直方圖）能否完全替代正態(tài)分布曲線，進行誤差分析？3、 均方根誤差的大小能反映工序精度的高低嗎？為什么？4、 分布曲線法與點圖法在分析加工誤差方面有何不同？實驗四、組合夾具設(shè)計性實驗一、實驗?zāi)康碾S著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造工業(yè)的自動化程度越來越高，生產(chǎn)成本越來越低，尤其組合夾具的使用，在機械制造工業(yè)中取得了十分顯著的經(jīng)濟效果。因此，了解組合夾具的使用，對于機械制造專業(yè)的學(xué)生尤為重要。通過對組

21、合夾具的組裝實驗，可以了解到組合夾具的使用范圍，類型，初步掌握組合夾具的使用原則，設(shè)計原理、以及簡單的裝配技術(shù)。實驗中，學(xué)生必須綜合運用機床夾具、金屬切削機床、金屬切削原理、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計和裝備設(shè)計方面的知識，才能完成本實驗。工藝規(guī)程的設(shè)計、組合夾具元器件的選擇，組合夾具裝配方案的確定以及自己動手組裝組合夾具，這些都具有設(shè)計性。加強學(xué)生綜合運用各種專業(yè)知識的能力、開拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維、提高學(xué)生的動手能力是開設(shè)本實驗的根本初衷。二、實驗設(shè)備1、 十套典型零件的組合夾具組件，其中包括鉆削類和銑（或刨）削類組合夾具，以及每個零件加工某道工序所用的基礎(chǔ)件、定位元件、夾緊元件、以及鉆套、鉆模、對刀

22、塊等輔助元件。2、 裝配所用工具若干套。三、實驗內(nèi)容和要求1. 實驗分組打散班機建制，每20人為一個大組（每班約分1.5個大組），每個大組由10個小小組組成。每兩人組成一個小小組，合作完成組裝兩套組合夾具。組合夾具組裝實驗用典型零件：(參見附圖，單擊圖面可以放大閱讀零件圖)圖號zhjj01：撥叉（鉆鉸孔） 圖號zhjj02：叉子（鉆鉸孔）圖號zhjj03：活塞（鉆孔） 圖號zhjj04：底座（鉆斜孔） 圖號zhjj05：楔塊（鉆斜孔） 圖號zhjj06：支座（刨面和槽）圖號zhjj07：支架（銑斜槽） 圖號zhjj08：鼓輪（銑斜面）圖號zhjj09：滑塊（銑雙斜面） 圖號zhjj10：托腳（

23、銑開口槽）2實驗工作任務(wù)：每個實驗小組中的每兩個學(xué)生必須任選二個零件，根據(jù)零件圖的加工要求，合作完成組裝兩套組合夾具，具體實驗工作任務(wù)如下： 確定這兩個零件各加工表面的加工方法，分析零件加工工藝過程，并設(shè)計選定零件的機械加工工藝規(guī)程；分析指定工序加工表面的機械加工定位原理、并選擇合理的定位元件； 分析該加工表面的夾緊原理（夾緊力的方向、夾緊力的作用點和夾緊力的大小），確定夾緊方案，并選擇合適的夾緊機構(gòu)； 如需要設(shè)置鉆、鏜刀具的導(dǎo)向裝置時，選擇合適的鉆?；?qū)Φ堆b置； 根據(jù)定位和夾緊方案，畫出該零件的工序簡圖。 根據(jù)工序圖的定位和夾緊方案，組裝完成合理、完整的組合夾具裝置。 根據(jù)組裝完成的組合夾具

24、，現(xiàn)場繪制夾具的裝配示意圖，以作為設(shè)計性實驗的成果。 學(xué)生做完實驗后，必須根據(jù)上述實驗過程，詳細寫出詳細的實驗報告。3實驗報告要求實驗報告，包含如下內(nèi)容：1 畫出零件圖，并對該零件進行工藝分析，確定各表面的機械加工方法、定位原理并擬定工件的加工工藝路線；2 分析指定加工表面的定位原理和夾緊原理，并畫出工序圖；3 根據(jù)工序圖的定位和夾緊方案，選擇適當?shù)慕M合夾具元件進行組裝，并將組裝好的組合夾具用裝配示意圖形式繪制在實驗報告中；4 做完綜合設(shè)計性實驗后的收獲、體會與感想。4.注意事項 實驗前認真閱讀教材和實驗指導(dǎo)書，了解工件定位、夾緊的概念，初步了解組合夾具的各種元件及用途。通過組合夾具的組裝實驗

25、，初步了解機床與組合夾具之間的相互聯(lián)系，初步掌握組合夾具的設(shè)計思路及設(shè)計方法。實驗時嚴格執(zhí)行實驗室的規(guī)章制度，嚴格按操作規(guī)程操作。實驗過程中嚴禁戲耍打鬧，確保實驗安全順利完成。學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成整個實驗，指導(dǎo)教師只給學(xué)生答疑，但不提供具體的實驗方案。四、實驗步驟1. 學(xué)生應(yīng)提前三天領(lǐng)取實驗報告紙，并在武漢理工大學(xué)網(wǎng)站中的機電學(xué)院網(wǎng)上，點擊“實驗中心” ，下載有關(guān)綜合設(shè)計性實驗的實驗指導(dǎo)書，并加以認真閱讀。要求學(xué)生提前預(yù)學(xué)習(xí)，以熟悉實驗要求和過程(要求寫出預(yù)習(xí)報告)。2. 了解組合夾具各個元件的功能和作用；3. 每個學(xué)生任意選擇銑、刨類零件和鉆削類零件各一個，對零件進行工藝分析；4. 選

26、擇組合夾具元器件，組裝成合理完整的組合夾具。 5. 現(xiàn)場繪制組裝好的組合夾具裝配示意圖。 6. 認真、詳細地撰寫實驗報告。五、設(shè)計性實驗教學(xué)的考核辦法指導(dǎo)教師在指導(dǎo)過程中，注意考察學(xué)生的動手能力和刻苦鉆研的工作態(tài)度，作為學(xué)生評定實驗成績的重要依據(jù)之一。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在實驗操作中的工作表現(xiàn)和實驗報告質(zhì)量，給出學(xué)生的實驗成績（實行優(yōu)、良、中、及格和不及格五級分制）。實驗成績將計入機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程綜合考試成績中（平時成績占30，其中實驗成績占10）、（從機自04級開始執(zhí)行）。六、組合夾具基本概念 （一）概述夾具，尤其是機床夾具，在機械制造中應(yīng)用很廣。由機床夾具和機床、刀具、工件組成的加工工藝系

27、統(tǒng)，能夠根據(jù)工藝要求，迅速實現(xiàn)工件的定位和夾緊，并在加工過程中保持它們之間的正確相對位置。使用夾具，可提高勞動生產(chǎn)率和加工精度。夾具是重要的機械制造工藝裝備，其主要作用包括：1） 提高加工精度和保證產(chǎn)品質(zhì)量。2） 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。3） 擴大機床的工藝范圍。4） 減輕工人的勞動強度?，F(xiàn)代的組合夾具是伴隨著大批大量生產(chǎn)的發(fā)展而出現(xiàn)的，早期的夾具為專用夾具。隨著近代工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代，零件的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)亦發(fā)生變化，原有的專用夾具就要報廢，必須設(shè)計新的專用夾具，顯然，在經(jīng)濟上和生產(chǎn)周期上是非常不合理的。為解決這個問題，從本世紀四十年代開始，科技人員就著手研制能夠適合單件

28、小批量和成批生產(chǎn)的可多次重復(fù)使用的夾具，即組合夾具。組合夾具的使用范圍：組合夾具的使用范圍十分廣泛。從不同生產(chǎn)類型講，由于組合夾具靈活多變和便于使用，它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和小批量的輪番生產(chǎn)。對成批生產(chǎn)的工廠，也可利用組合夾具代替臨時短缺的專用夾具，以滿足生產(chǎn)要求。大批生產(chǎn)的工廠也可在工具車間、機修車間和試制車間使用組合夾具。近年來，隨著組合夾具組裝技術(shù)的提高，不少工廠也在成批生產(chǎn)中使用組合夾具，效果也較好。（二）組合夾具元件我國目前生產(chǎn)和使用的組合夾具，多為槽系組合夾具，其元件間以鍵和鍵槽定位。用孔和圓銷定位的組合夾具稱作孔系組合夾具，也已在生產(chǎn)中使用。1 元件的編號 組合

29、夾具根據(jù)其承載能力的大小分為三種系列： 16mm槽系列，俗稱大型組合夾具； 12mm槽系列，俗稱中型組合夾具； 8mm、6mm槽系列，俗稱小型組合夾具。其劃分的依據(jù)主要是連接螺栓的直徑、定位鍵槽尺寸及支承件界面尺寸。 組合夾具的分類編號原則和標記方法，按照原機械工業(yè)部標準(JB281479)規(guī)定如下：1） 編號方法元件分類編號以分數(shù)形勢表示。1. 分子表示元件的型、類、組、品種，稱之為“分類編號”。元件分大、中、小三個類型，用漢語拼音大、中、小三字的字頭表示：D-大（Da）型組合夾具元件，即16mm槽系列組合夾具元件;Z-中（Zhong）型組合夾具元件，即12mm槽系列組合夾具元件;X-?。╔

30、iao）型組合夾具元件，即8mm或6mm槽系列組合夾具元件。元件的類、組、品種各用一位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示元件的“類”，按元件的用途劃分，用數(shù)字19表示。1-基礎(chǔ)件；2-支承件；3-定位件；4-導(dǎo)向件；5-壓緊件；6-緊固件；7-其它件；8-合件；9-組裝用工具和輔具。第二位數(shù)字表示元件類中的“組”，按元件的用途劃分，用數(shù)字09表示。第三位數(shù)字表示“組”中的“品種”，按元件的結(jié)構(gòu)特征劃分，用數(shù)字09表示。2. 分母表示元件的規(guī)格特征尺寸，一般用L×B×H 表示規(guī)格尺寸?！纠?型別（中型），亦稱12mm槽系列 類別，支承件類 組別，支承件中的5號組 品種，伸長板中的4號

31、品種 Z 2 5 4 180×90×302） 元件的分類組合夾具元件的分類，主要根據(jù)元件的結(jié)構(gòu)、形狀和用途而劃分的。組合夾具元件，按其用途不同，可劃分為八大類，詳見表1表1 元件類別及用途序號類別作 用序號類別作 用1基礎(chǔ)件夾具的基礎(chǔ)元件5壓緊件作壓緊元件或工件的元件2支承件作夾具骨架的元件6緊固件作緊固元件或工件的元件3定位件元件間定位和工件正確安裝用的元件7其它件在夾具中起輔助作用的元件4導(dǎo)向件在夾具上確定切削工具位置的元件8合 件用于分度、導(dǎo)向、支承等的組合件2.元件的名稱、結(jié)構(gòu)及尺寸標注要組裝好夾具，必須熟悉各類元件的結(jié)構(gòu)、尺寸和使用方法，才能充分發(fā)揮各種元件的效能

32、和特長，組裝出剛度大、結(jié)構(gòu)良好和使用方便的夾具。1985年機械工業(yè)部頒布了“12mm槽系列組合夾具元件”部標準(JB3930.13930.119-85)。各類元件名稱、結(jié)構(gòu)和尺寸標注如下。第一類，基礎(chǔ)件：包括方型基礎(chǔ)板、長方形基礎(chǔ)板和基礎(chǔ)角鐵等；第二類，支承件：包括各種墊片、墊板、支承、角鐵、V型角鐵、伸長板和菱形板等；第三類，定位件：包括各種鍵、定位銷、定位盤、角度定位件、定位支承、定位板和V型件；第四類，導(dǎo)向件：包括各種鉆模板、鉆套、鉸套和導(dǎo)向支承等；第五類，壓緊件：包括各種壓板；第六類，緊固件：包括各種螺栓、螺釘、螺母和墊片等；第七類，其它件：包括除上述六類外的各種用途的單件元件，如連接

33、板、滾花手柄、各種支釘和支承冒、支承環(huán)、彈簧、二爪支承、三爪支承及平衡塊等。另外還有一些組合件及組裝工具和輔具等，可參見有關(guān)資料。（三） 工件在組合夾具中的定位與夾緊1.工件的定位 1）定位在機械加工中，為了保證工件各加工表面間的相互位置精度，工藝系統(tǒng)的各要素，即機床、刀具、組合夾具及工件之間，要有正確的相對位置關(guān)系。而工件相對于刀具或切削成形運動的相對位置關(guān)系，是由工件在組合夾具上的定位和組合夾具在機床上的定位來保證的。工件在組合夾具上定位的任務(wù)是，既要保證單個工件相對于已經(jīng)調(diào)整好刀具位置的準確性，又要保證一批工件相對于刀具位置的一致性。 工件定位的準確性和可靠性是影響加工后工件各表面相互位

34、置精度的重要因素。定位的準確性和可靠性，除了與工件定位基準面的制造精度有關(guān)外，還取決于夾具元件定位精度和定位結(jié)構(gòu)的合理性。實踐證明，在組裝組合夾具時，首先要熟悉和掌握工件在組合夾具中的定位基本原理和方法，擬定出定位方案，在此基礎(chǔ)上根據(jù)工件的加工要求，分析定位的準確性和可靠性，最后通過組裝達到夾具結(jié)構(gòu)的合理化。2）基準基準就是人們在評價或衡量某一事物時，所采用的出發(fā)點或參照物。在機械加工中人們討論工件上某些點、線和面的位置時，總是相對于工件上的另一些點、線 和面而言，后者就是衡量前者的參照點、線和面，成為基準。根據(jù)基準的性質(zhì)和作用，可分為設(shè)計基準和工藝基準。在工藝基準中又可分為工序基準、定位基準

35、和測量基準。與組合夾具關(guān)系較大的是工序基準和定為基準。(1) 工序基準在機械加工工序中確定本工序被加工表面位置的基準被稱為工序基準。在工藝規(guī)程中的工序簡圖上，要表示出被加工表面本道工序基準的尺寸（稱為加工尺寸）和相互位置要求（如平行度、垂直度等）。工序基準可以使工件上的實際表面，也可以是幾何軸線和對稱面。工序基準與設(shè)計基準不同，設(shè)計基準是零件圖上所用的基準、設(shè)計尺寸經(jīng)過最終加工才能達到。而工序基準是在加工過程中所用的基準。所以工序基準可能是設(shè)計基準，也可能不是設(shè)計基準，這要根據(jù)工件的加工過程來決定。組合夾具是為加工工件的某些表面而組裝的，所以工序基準和加工尺寸是選擇定位基準和組裝夾具的重要依據(jù)

36、。(2) 定位基準 用來確定工件相對于夾具位置的基準稱為定位基準。定位基準是工件與夾具定位元件接觸或配合的實際點、線和面。在機械加工過程中，一般將工件視為剛體，剛體上各質(zhì)點的相對位置是固定不變的。對于單個的工件來說，只要定位基準的位置被確定，其余部分的位置也隨之確定。因此，工件的定位也就是使定位基準獲得確定的位置。2.工件定位原理1) 六點定位原理當工件不受任何條件約束時，其位置是任意的和不確定的。設(shè)工件為一理想的剛體，并以一個空間直角坐標系作為參照來觀察剛體的位置變動。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的剛體，具有六個自由度，即沿 x、 y、 z三個坐標軸的移動，和繞著這三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，如

37、圖2所示。這六種位置變動是基本的變動形式，工件在空間的任何位置狀態(tài)，都可由這六種基本位置變動的組合來得到。在機床夾具設(shè)計中，用符號 、 、 和 、 、 分別表示沿三個坐標軸移動和繞這三個軸轉(zhuǎn)動的自由度。從自由度的數(shù)量來看，自由狀態(tài)下的工件有六個自由度。當工件受到外界條件約束時，它的某些自由度被限制，所以工件定位的實質(zhì)就是從加工要求出發(fā)，限制其應(yīng)該限制的自由度。2) 完全定位與部分定位如圖2所示，當剛體的六個自由度被完全限制時，這種定位叫做工件的完全定位。但在許多情況下，不需要對工件的自由度都限制，只限制那些對加工后位置精度有影響的自由度就可以了，這樣的定位叫做工件的部分定位。在保證加工精度的前

38、提下，部分定位可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。圖2 剛體在空間的六個自由度3) 欠定位與過定位如果一個定位結(jié)構(gòu)所限制的自由度，沒有完全包括必須限制的自由度，就會發(fā)生工件定位的不足，這種現(xiàn)象為欠定位。欠定位不能滿足加工要求，因此不允許出現(xiàn)。如果在一個定位結(jié)構(gòu)中，不同的支承點重復(fù)的限制工件的同一個或幾個自由度，就會發(fā)生工件定位的不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象為過定位（或稱重復(fù)定位）。過定位結(jié)構(gòu)是否允許，要具體情況具體分析，一般情況下是不允許出現(xiàn)過定位。3.工件的夾緊 在機械加工過程中，切削力、重力、支承反力和慣性力均作用在工件上，為了使工件保持定位時的正確位置，必須將工件夾緊，以使夾緊力與上述各力平衡。夾具中將工件夾緊的機構(gòu)稱為夾緊機構(gòu)。對組合夾具的夾緊機構(gòu)有如下要求：(1) 夾緊不能破壞工件的定位。(2) 加緊后工件和組合夾具元件的變形要小。(3) 夾緊力的大小要適合。(4) 夾緊動作力求迅速、省力。(5) 加緊裝置不要妨礙工件的裝卸。(6) 夾緊力應(yīng)指向工件各定位基準的支承面，力的作用點應(yīng)落在支承面內(nèi)或支承點上。（四） 組合夾具的組裝組裝就是將組合夾具元件按照一定的原則，裝配成具