第1章機械加工工藝裝備機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課件

第1章機械加工工藝裝備本章要點1.1機床1.2刀具1.3夾具機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機械加工工藝裝備EquipmentofMechanicalManufacturingProcess1.1

機床MachineTools1.1機床內(nèi)容提要1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)1.1.2典型機床的加工工藝范圍1.1.3車床的傳動原理1.1.4數(shù)控機床與加工中心1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

1.機床的分類1.1按加工性質(zhì)和所用刀具來分類，分成為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機床、鋸床和其它機床。1.2按結(jié)構(gòu)、性能和工藝特點每類機床分為若干組，如普通車床、立式車床、六角車床等。每一組又細分為若干系。1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

1.3同類機床按照應(yīng)用范圍分為：通用機床----適用于單件小批生產(chǎn)，如普通車床；專門化機床----適宜一類或幾類零件的特定工序，如絲杠車床；專用機床----適宜某一工件的特定工序的加工，如導(dǎo)軌磨床。1.4同類機床按照精度分為：普通精度機床精密機床高精度機床

1.5同類機床按照自動化程度分為：手動機床機動機床半自動機床自動機床1.6

同類機床按照重量和尺寸分為：儀表機床中型機床大型機床重型機床超重型機床

（10-30t）（30-100t）（100t以上）注：1）有“?”符號者，為大寫的漢語拼音字母；“（）”表示可選項

2）有“△”符號者，為阿拉伯數(shù)字；

3）有“●”的代號為大寫的漢語拼音字母、阿拉伯數(shù)字或兩者兼而有之。1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

2.機床型號

（△）?（?）△△△（×△）（）/（）（-）分類代號組別代號（P14表1.3）系別代號（P14表1.3）主參數(shù)或設(shè)計順序號（P16表1.4）重大改進序號其它特性代號(用“／”分開)企業(yè)代號類別代號（P13表1.1）通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號（P13表1.2）主軸數(shù)或第二主參數(shù)1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

MG1432A（最大磨削直徑320mm，高精度萬能外圓磨床）

M-類別代號（磨床類）

G-通用特性（高精度）

1-組別代號（外圓磨床組）

4-系別代號（萬能外圓磨床系）

32-主參數(shù)（最大磨削直徑320mm）

A-重大改進序號（第一次重大改進）MB8240（最大回轉(zhuǎn)直徑400mm半自動曲軸磨床）例1-機床型號例2-機床型號1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

CA6140（床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm臥式普通車床）

C-類別代號（車床類）

A-結(jié)構(gòu)特性（A類）

6-組別代號（落地及臥式車床組）

1-系別代號（臥車系）

40-主參數(shù)（最大車削直徑400mm）C2150（最大棒料直徑500mm的六軸棒料自動車床）例3-機床型號1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

Z3040Ｘ16（最大鉆孔直徑40mm，最大跨距為1600mm的搖臂鉆床）ZH5120（最大鉆孔直徑20mm立式鉆削加工中心）TH6150（工作臺面寬度500mm，基本結(jié)構(gòu)與臥式鏜床相似的加工中心）TG4280（工作臺面寬度800mm，高精度雙柱坐標鏜床）2M2120（最大珩孔直徑為200mm的深孔珩磨機）2M5820（工作臺面寬度為200mm的平面砂帶磨床）3M1120（最大工件孔徑為200mm的擺式軸承內(nèi)圈溝磨床）3MZ319（最大工件孔徑為90mm的自動軸承內(nèi)圈溝超精機）YM3180（最大工件直徑為800mm的精密滾齒機）Y5132（最大工件直徑為320mm的插齒機）XK5040（工作臺面寬度400mm的數(shù)控立式升降臺銑床）X8125（工作臺面寬度250mm的萬能工具銑床）B2016（最大刨削寬度為1600mm的龍門刨床）例4-機床型號1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

例如：B1-3100B1-北京第一機床廠

3-第三組（銑床組）

100-序號（第100種專用機床）3.機床技術(shù)性能指標

1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

3.1機床工藝范圍工序種類，加工零件類型、使用刀具、達到加工精度及表面粗糙度，適用的生產(chǎn)規(guī)模。3.2機床技術(shù)參數(shù)尺寸參數(shù)機床能夠加工工件的最大幾何尺寸運動參數(shù)主運動速度范圍、速度數(shù)列、進給速度、空行程速度動力參數(shù)驅(qū)動機床主運動、進給運動、空行程運動的電動機額定參數(shù)3.3機床的精度與剛度幾何精度靜止狀態(tài)下的原始精度，包括制造精度和位置精度運動精度主要部件運動時各項精度，如回轉(zhuǎn)精度、傳動精度。機床剛度機床受力作用下抵抗變形的能力。4.1動力源：為機床提供動力（功率）和運動的驅(qū)動部分4.2傳動系統(tǒng)：包括主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)和其他運動的傳動系統(tǒng)，如變速箱、進給箱等部件4.3支撐件：用于安裝和支承其它固定的或運動的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等4.4工作部件4.機床的組成與主運動和進給運動的有關(guān)執(zhí)行部件，如主軸及主軸箱、工作臺及其溜板、滑枕等安裝工件或刀具的部件；與工件和刀具有關(guān)的部件或裝置，如自動上下料裝置、自動換刀裝置、砂輪修整器等；與上述部件或裝置有關(guān)的分度、轉(zhuǎn)位、定位機構(gòu)和操縱機構(gòu)等。1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

4.5控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用于控制各工作部件的正常工作，主要是電氣控制系統(tǒng)，有些機床局部采用液壓或氣動控制系統(tǒng)。數(shù)控機床則是數(shù)控系統(tǒng)。4.6冷卻系統(tǒng)4.7潤滑系統(tǒng)4.8其他裝置如排屑裝置，自動測量裝置1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

1.1.2典型機床的加工工藝范圍

1.車床應(yīng)用最廣的一類金屬切削機床臥式車床的基本結(jié)構(gòu)及運動1—主軸箱2—夾盤3—刀架4—后頂尖5—尾座6—床身7—光杠8—絲杠9—溜板箱10—底座11—進給箱1.1.2典型機床的加工工藝范圍

XZn1.1車床分類（P14表1.3）1.2車床組成1.3車床的運動（主運動、進給運動）1.4車床的加工范圍（P18圖1.2）2.銑

床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

應(yīng)用多刃銑刀進行切削加工的金屬切削機床立式升降臺銑床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

2.1銑床分類（P14表1.3）圓臺銑床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

龍門銑床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

2.2銑床組成2.3銑床的運動（主運動、進給運動）2.4銑床的加工范圍（P19圖1.4）nXY萬能臥式升降臺銑床1—底座2—床身3—懸梁4—主軸5—支架6—工作臺7—回轉(zhuǎn)盤8—床鞍9—升降臺1.1.2典型機床的加工工藝范圍

3.磨床刀具為砂輪、砂帶、油石、研磨料（P14表1.3）1.1.2典型機床的加工工藝范圍

3.1普通外圓磨床組成普通外圓磨床1—床身2—床頭箱3—砂輪4—砂輪主軸箱5—尾座6—導(dǎo)軌7—工件8—工作臺fLfRnGnW1.1.2典型機床的加工工藝范圍

磨削外圓柱面扳轉(zhuǎn)工作臺磨削長圓錐面扳轉(zhuǎn)砂輪架磨削短圓錐面扳轉(zhuǎn)頭架磨削內(nèi)圓錐面3.2磨床加工工藝1.1.2典型機床的加工工藝范圍

鉆床和鏜床都是孔加工機床。主要用于加工外形復(fù)雜，沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線的工件上的孔。4.鉆床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

底座工作臺主軸箱立柱手柄臺式鉆床外立柱內(nèi)立柱搖臂主軸箱底座搖臂鉆床臺式鉆床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

4.1鉆床分類P14表1.3nnff立式鉆床1—工作臺2—主軸3—主軸箱4—立柱5—底座搖臂鉆床1—底座2—工作臺3—立柱4—搖臂5—主軸箱和進給箱6—主軸1.1.2典型機床的加工工藝范圍

鉆孔擴孔鉸孔攻螺紋鉆埋頭孔刮平面1.1.2典型機床的加工工藝范圍

4.2鉆床加工方法5.鏜床臥式鏜床1—床身2—下滑座3—工作臺4—主軸箱5—前立柱6—主軸7—后立柱8—后支撐XZfn5.1鏜床的主要類型

P14表1.31.1.2典型機床的加工工藝范圍

T68型臥式鏜床外觀圖后立柱工作臺鏜軸平旋盤徑向刀架主軸箱前立柱尾架床身下滑座上滑座1.1.2典型機床的加工工藝范圍

床身立柱橫梁工作臺立柱頂梁主軸箱立式雙柱坐標鏜床外觀圖坐標鏜床屬高精度機床，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，如鉆模、鏜模和量具上的精密孔的加工。

坐標鏜床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

主軸頭床身工作臺主軸切削速度高，可獲得很高的加工精度和很細的表面粗糙度。主軸端部設(shè)有消振器，且結(jié)構(gòu)粗短，剛性高，故主軸運轉(zhuǎn)平穩(wěn)而精確。金剛鏜床廣泛地用于汽車、拖拉機制造中，常用于鏜削發(fā)動機氣缸、油泵殼體、連桿、活塞等零件上的精密孔。金剛鏜床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

1.1.2典型機床的加工工藝范圍

5.2臥式鏜床的主要加工方法

6.1分類（P14表1.3）滾齒機范成法加工齒輪仿形法加工齒輪6.齒輪加工機床1.1.2典型機床的加工工藝范圍

1.1.2典型機床的加工工藝范圍

6.3滾刀安裝角（P23表1.10）滾刀軸線與齒輪坯端面間的夾角

δ=β±γ

γ-滾刀螺旋升角β-工件齒輪螺旋角

滾刀螺旋升角與工件齒輪螺旋角方向一致取“–”,反之取“+”滾刀主軸床身立柱后立柱刀架工件心軸工件臺6.2滾齒機組成（P22圖1.9）立式滾齒機1.1.3車床的傳動原理

進給換向臥式車床的傳動原理圖主換向機構(gòu)主變速機構(gòu)主軸進給變速刀架進給1.車床的傳動原理圖和傳動框圖（P23圖1.11）（P24圖1.12）主軸箱主軸主運動帶傳動掛輪箱電動機進給箱光杠絲杠溜板箱刀架進給運動CA6140型臥式車床傳動路線框圖1.1.3車床的傳動原理

2.CA6140臥式車床傳動系統(tǒng)圖（P25圖1.13）1.1.3車床的傳動原理

CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖1.1.3車床的傳動原理

1.1.3車床的傳動原理

3.CA6140臥式車床主運動傳動鏈（P26）（主電機----主軸）主軸正轉(zhuǎn)有6級高速，18級低速，反轉(zhuǎn)有12級速度P27圖1.144.CA6140臥式車床進給傳動鏈主電機----刀架縱向進給

----刀架橫向進給

切削螺紋車削圓柱面和端面刀架快速移動1.1.3車床的傳動原理

1.1.4數(shù)控機床與加工中心

1.數(shù)控機床數(shù)控機床是計算機通過數(shù)字化信息實現(xiàn)對機床自動控制的機電一體化產(chǎn)品。CNC即數(shù)控系統(tǒng)綜合了微電子技術(shù)、精密檢測技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、機械設(shè)計與制造技術(shù)，是一種先進的機械加工設(shè)備。2.數(shù)控機床的特點適應(yīng)性廣加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)率高減輕勞動強度、改善勞動條件實現(xiàn)復(fù)雜零件的加工便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理3.數(shù)控機床的工作原理控制介質(zhì)計算機數(shù)控裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)機床機械部件4.數(shù)控機床的組成控制介質(zhì)穿孔帶、磁帶、磁盤計算機數(shù)控裝置將控制介質(zhì)上指令編譯、運算、邏輯處理， 輸出信號及指令伺服驅(qū)動系統(tǒng)伺服電機、各種驅(qū)動元件及執(zhí)行部件。機床機械部件主運動部件、進給運動部件、支撐部件及其它 輔助裝置。1.1.4數(shù)控機床與加工中心

5.加工中心nXYZ立式加工中心1—床身2—滑座3—工作臺4—立柱5—數(shù)控柜6—機械手7—刀庫8—主軸箱9—驅(qū)動電柜10—操縱面板1.1.4數(shù)控機床與加工中心

具有自動換刀裝置的數(shù)控機床稱為加工中心加工中心能夠自動連續(xù)完成銑、車、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工。加工中心適宜加工箱體、支架、蓋板、殼體、模具、凸輪、葉片等復(fù)雜零件的多品種小批量加工。加工中心分為臥式、立式、萬能加工中心加工中心分為車削加工中心、鉆削加工中心、復(fù)合加工中心加工中心的附件包括：工件自動檢測裝置、尺寸調(diào)整裝置、刀具破損監(jiān)測裝置、 自動更換工作臺、自動更換主軸頭、自動更換主軸箱、自動更換刀庫等。1.1.4數(shù)控機床與加工中心

6.數(shù)控機床的分類按運動軌跡方式點位控制移動過程中不加工，獲得準確的加工坐標點位置。直線控制起點、終點位置正確，控制兩點間位移軌跡為一條直線輪廓控制對兩個或兩個以上坐標方向的運動同時進行連續(xù)控制并 切削加工按伺服系統(tǒng)類型開環(huán)控制無檢測反饋裝置，不能校正誤差，由步進電機、配速齒輪和 絲杠絲母副組成，機床精度不高，但結(jié)構(gòu)簡單。閉環(huán)控制安裝在工作臺上的位移檢測裝置將工作臺的實際位置反饋到 數(shù)控裝置中，與指令要求的位置進行比較，用差值進行控制 ，可以保證高的位移精度。半閉環(huán)控制位置檢測裝置安裝在傳動絲杠上，絲杠絲母傳動機構(gòu)及工 作臺不在控制環(huán)內(nèi)，其誤差無法校正，精度不如閉環(huán)控制1.1.4數(shù)控機床與加工中心

機床的類別代號1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

割G鋸床D拉L拉床刨銑絲牙

三磨

二磨

磨

鏜

鉆

車讀音BXSY3M2MMTZC代號刨插床銑床螺紋加工機床齒輪加工機床磨床鏜床鉆床車床類別其他機床Q其特種加工機床電通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心仿型輕型加重型簡式或經(jīng)濟型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高

密自

半控換仿輕重

簡柔顯速通用特性代號1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

注：結(jié)構(gòu)特性代號排在通用特性后，且通用特性代號已用字母及I、O不可再用表2-7常用機床主參數(shù)和第二主參數(shù)尺寸參數(shù)

表示機床加工范圍，包括主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他參數(shù)。1.1.1機床的分類、型號和技術(shù)參數(shù)

最大模數(shù)最大工件直徑滾齒機工作臺工作面長度工作臺工作面寬度坐標鏜床工作臺工作面長度工作臺工作面寬度矩臺平面磨床最大磨削長度最大磨削直徑外圓磨床主軸直徑臥式鏜床最大跨矩最大鉆孔直徑搖臂鉆床工作臺工作面長度工作臺工作面寬度升降臺銑床最大車削直徑立式車床工件最大長度床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑普通車床第二主參數(shù)主參數(shù)機床名稱最大刨削長度牛頭刨床機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機械加工工藝裝備FundamentalofMechanicalManufacturingProcess1.2

刀具CuttingTool1.2刀具內(nèi)容提要1.2.1金屬切削加工的基本概念1.2.2刀具材料1.2.3刀具幾何角度1.2.4刀具種類及選用1.2.5砂輪1.2.1金屬切削加工的基本概念

1.切削加工成形方法軌跡法——刀具切削點按照一定規(guī)律作軌跡運動，工件繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動，最終獲得回轉(zhuǎn)曲面。成型法——刀具刀刃的形狀與被加工面的母線形狀一致相切法——刀具刀刃旋轉(zhuǎn)，刀具中心按照一定的規(guī)律做軌跡運動。需要兩個獨立的運動，如刀具邊旋轉(zhuǎn)邊進給。范成法——刀具與工件間范成運動，形成共軛線。

1.2.1金屬切削加工的基本概念

2.切削運動刀具與工件間的相對運動主運動——對切削起主要作用的工作運動，速度最高，消耗機床的主要功率。機床主運動只有1個。

◆主要形式：工件或刀具作回轉(zhuǎn)運動，用轉(zhuǎn)速（r/mim）表示；工件或刀具作直線運動，用速度（m/s）或行程次數(shù)（dst/min）表示；復(fù)合運動進給運動——使工件不斷投入切削，逐漸加工出完整表面所需的運動。機床的進給運動可以有一個或幾個。

◆兩種形式：連續(xù)進給和間歇進給。

◆表示方法：mm/s，mm/r，mm/dst合成運動——主運動與進給運動稱為合成運動。1.2.1金屬切削加工的基本概念

◆待加工表面：工件上即將被切除的表面。

◆過渡表面：工件上由切削刃正在切除的表面?！粢鸭庸け砻妫汗ぜ弦呀?jīng)切削形成的表面。3.加工表面1.2.1金屬切削加工的基本概念

4.切削參數(shù)

----切削用量（切削三要素）

4.1切削速度vc單位：m/s刀具切削刃上選定點相對工件主運動的瞬時速度。主運動為旋轉(zhuǎn)運動時：式中n——主運動轉(zhuǎn)速（r/s）；

d——刀具或工件的最大直徑（mm）。主運動為往復(fù)運動時：

式中nr

——主運動每秒鐘往復(fù)次數(shù)（str/s）；

l——往復(fù)運動行程長度（mm）。d1.2.1金屬切削加工的基本概念

4.2進給量f

主運動每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時，刀具在進給運動方向上對工件的位移。單位：mm/r或mm/行程。有時用進給速度vf

表示，單位：mm/min或m/min

vf=nf4.3背吃刀量ap在主運動方向及進給運動方向所組成的平面的法線方向上測量的切削層最大尺寸值。單位：mm車外圓時：ap=（dw-dm）/2式中

dw-------待加工表面直徑，單位mm；

dm

-------已加工表面直徑，單位mm；fapdwdm1.2.1金屬切削加工的基本概念

5.切削參數(shù)----切削層參數(shù)

切削公稱厚度

切削公稱寬度

ap切削層公稱橫截面積AD=hDbD=apf切削層截面apbDhD=ffdwDmΚrhDbD

=ap切削參數(shù)的選擇直接影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、切削過程

1.2.2刀具材料

1.刀具材料應(yīng)具備的性能1）高的硬度和耐磨性2）足夠的強度和韌性3）較好的熱硬性4）良好的工藝性5）經(jīng)濟性1.2.2刀具材料

刀具材料的發(fā)展與切削加工高速化的關(guān)系切削速度（m/min）2000100050020010050201018001850190019502000年代碳素工具鋼合金工具鋼WC系硬質(zhì)合金高速鋼WC-TiC系硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金TiC-TiN金屬陶瓷TiAlN涂層硬質(zhì)合金DLC涂層硬質(zhì)合金陶瓷聚晶金剛石（PCD）聚晶立方氮化硼（PCBN）1.2.2刀具材料

天然金剛石PCBNPCD氧化物陶瓷氮化物陶瓷硬質(zhì)合金涂層WC硬質(zhì)合金涂層超細粒狀硬金屬涂層高速鋼TiN涂層高速鋼斷裂韌性耐磨性刀具材料的耐磨性與斷裂韌性1.2.2刀具材料

2.常用刀具材料工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石（天然和人造）和立方氮化硼等。2.1

高速鋼

含有鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。強度高，抗彎強度為硬質(zhì)合金的2～3倍韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍硬度HRC63-70以上較好的耐熱性,540-620℃可加工性好，熱處理變形較小。常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。1.2.2刀具材料

常用高速鋼牌號及其應(yīng)用范圍類別牌號主要用途普通高速鋼W18Cr4V廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等W14Cr4VmnRe用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等高性能高速鋼高碳95W18Cr4V用于制造對韌性要求不高，但對耐磨性要求較高的刀具高礬W12Cr4V4Mo用于制造形狀簡單，對耐磨性要求較高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造復(fù)雜刀具和難加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高強度耐熱鋼的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形狀簡單的刀具，如加工鐵基高溫合金的鉆頭W12Cr4V3Mo3Co5Si耐磨性、耐熱性好，用于制造加工高強度鋼的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復(fù)雜刀具，價格昂貴1.2.2刀具材料

2.2

硬質(zhì)合金高硬度、高熔點的金屬碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)高壓成型后，再在高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。高耐磨、硬度74-81HRC耐熱性達890-1000℃，允許的切削速度遠高于高速鋼，抗彎強度較低、脆性較大抗振動、沖擊性能較差。制作各種刀具車刀、面銑刀、深孔鉆、立銑刀、孔加工刀具1.2.2刀具材料

各種硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍牌號應(yīng)用范圍YG3X鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG3鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG6X普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工、半精加工YG6鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工YG8鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料粗加工，也可用于斷續(xù)切削YG6A冷硬鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬硬鋼的半精加工和精加工YT30碳素鋼、合金鋼的精加工YT15碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時的粗加工、半精加工，亦可用于斷續(xù)切削時的精加工YT14同YT15YT5碳素鋼、合金鋼的粗加工，也可以用于斷續(xù)切削YW1高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和精加工YW2高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工和半精加工抗彎強度、韌性、進給量硬度、耐磨性、切削速度抗彎強度、韌性、進給量硬度、耐磨性、切削速度抗彎強度、韌性、進給量硬度、耐磨性、切削速度鎢鈷類鎢鈷鈦類添加稀有金屬碳化物類1.2.2刀具材料

2.3

陶瓷刀具材料

陶瓷材料(氧化鋁、氮化硅）高硬度（HRA91～95）耐熱性（1200℃）耐磨性好、化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，抗粘結(jié)和擴散磨損能力強。性脆、抗沖擊韌性差，抗彎強度低。切削難加工的高硬度材料。1.2.2刀具材料

2.4

超硬刀具材料

天然金剛石自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃鈍圓半徑0.01μm，壽命達數(shù)百小時。價格昂貴，用于高速、精密加工，如磁盤。

聚晶金剛石金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低（HK6500～8000），價格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金剛石刀具主要材料

。

金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。

聚晶立方氮化硼（CBN）單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。硬度HV3000～4500，耐熱1300℃，化學(xué)惰性好。用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時可以代替磨削加工。1.2.2刀具材料

刀具材料種類

合金高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷天然

聚晶金剛石聚晶立方氮工具鋼W18Cr4VYG6Si3N4

金剛石

PCD

化硼

PCBN材料性能

硬度HRC65HRC66HRA90HRA93HV10000

HV7500

HV4000抗彎強度2.4GPa3.2GPa1.45GPa0.8GPa0.3GPa2.8GPa1.5GPa導(dǎo)熱系數(shù)40-50

20-30

70-100

30-40

146.5

100-12040-100熱穩(wěn)定性350℃620℃1000℃1400℃800℃

600-800℃＞1000℃化學(xué)惰性低惰性大惰性小惰性小惰性大耐磨性低低較高高最高最高很高一般精度Ra≤0.8高精度Ra=0.4-0.2加工質(zhì)量Ra≤0.8IT7-8Ra=0.1-0.05IT5-6IT7-8IT5-6可替代磨削加工對象低速加工一般鋼材、鑄鐵一般鋼材、鑄鐵粗、精加工一般鋼材、鑄鐵粗、精加工高硬度鋼材精加工硬質(zhì)合金、銅、鋁有色金屬及其合金、陶瓷等高硬度材料淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料普通刀具材料與超硬刀具材料性能與用途對比1.2.3刀具幾何角度

1.刀具切削部分的組成

前刀面（Aγ）----切屑流出所經(jīng)過的刀具表面主后刀面（A）----與工件過渡表面相對的刀具表面副后刀面（A′）----與工件已加工表面相對的刀具表面刀頭-切削刀體-裝夾主切削刃（s）----前刀面與主后刀面的交線副切削刃（s′）----前刀面與副后刀面的交線刀尖----主切削刃與副切削刃匯交的一小段切削刃。基面Pr1.2.3刀具幾何角度

2.車刀標注角度坐標系（正交平面參考系）基面Pr：通過切削刃選定點與主運動方向垂直的平面。基面與刀具底面平行。切削平面Ps：通過切削刃選定點與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。正交平面Po：通過切削刃選定點垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。車刀主剖面坐標系（正交平面）切削平面Ps正交平面Po主切削刃主后刀面前刀面1.2.3刀具幾何角度

3.刀具標注角度(正交平面參考系角度)3.1前角γo前刀面與基面的夾角。刀尖位于前刀面最高點時γo定為正值；位于最低點時時γo定為負值。Aκr′A向f車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλsγo影響切削難易程度。增大前角可使刀具鋒利，切削輕快。但前角過大，刀刃和刀尖強度下降，刀具導(dǎo)熱體積減小，影響刀具壽命。

用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件，γo取10～20°；切削灰鑄鐵，γo取5～15°；切削鋁及鋁臺金，γo取25～35°；切削高強度鋼，γo取-5～-10°。1.2.3刀具幾何角度

后角αo是后刀面與切削平面的夾角。刀尖位于后刀面最高點時，后角為正，反之為負。

后角的作用是為了減小主后刀面與工件加工表面之間的摩擦以及主后刀面的磨損。但后角過大，刀刃強度下降，刀具導(dǎo)熱體積減小，反而會加快主后刀面的磨損。Aκr′A向f

車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλs

粗加工和承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強度，后角可選小些，一般為4°～6°；精加工時切深較小，為保證加工的表面質(zhì)量，后角可選大一些，一般為8°～12°。3.2后角αo1.2.3刀具幾何角度

3.3楔角βo

楔角βo是前刀面與主后刀面間的夾角。

楔角+前角+后角=90°Aκr′A向f

車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλsβo1.2.3刀具幾何角度

在基面內(nèi)測量，是主切削刃在基面上投影與假定進給方向的夾角。κr的大小影響刀具壽命。減小主偏角，主刃參加切削的長度增加，負荷減輕，同時加強了刀尖，增大了散熱面積，使刀具壽命提高。κr的大小還影響切削分力。減小主偏角使吃刀抗力增大，當加工剛性較弱的工件時，易引起工件變形和振動。Aκr′A向f車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλs

主偏角應(yīng)根據(jù)加工對象正確選取，車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°幾種。κr3.4主偏角κr1.2.3刀具幾何角度

κr′在基面內(nèi)測量，是副切削刃在基面上的投影與假定進給反方向的夾角。

副偏角的作用是為了減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，以防止切削時產(chǎn)生振動。副偏角的大小影響刀尖強度和表面粗糙度。κr′AA向f車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλsκr′

在切深、進給量和主偏角相同的情況下，減小副偏角可使殘留面積減小，表面粗糙度降低。3.5副偏角κr′1.2.3刀具幾何角度

Aκr′A向f

車刀的主要角度正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλs3.6刀尖角εγ

刀尖角εγ

在基面上投影的夾角。

刀尖角+主偏角+副偏角=180°1.2.3刀具幾何角度

切削平面內(nèi)測量，是主切削刃與基面的夾角。當?shù)都馐乔邢魅凶罡唿c時,λs定為正值；反之位負。

λs影響刀尖強度和切屑流動方向。粗加工時為增強刀尖強度，λs常取負值；精加工時為防止切屑劃傷已加工表面，λs常取正值或零。3.7刃傾角λs

λs=0，為正切削或直角切削。

λs=0，為斜切削或斜角切削。Aκr′A向f

車刀的主要角度

正交平面γ0γ′0α′0α0κrεrλsβo1.2.3刀具幾何角度

a）b）c）刃傾角對排屑方向的影響λs<0，切屑流向已加工表面λs>0，切屑流向待加工表面λs＝0，切屑流向過度加工表面的法線方向1.2.3刀具幾何角度

Aκr′A向f

車刀的主要角度

（副正交平面）γ0γ′0α′0α0κrεrλsβo4.1副前角γo′

前刀面與基面的夾角。刀尖位于前刀面最高點時γo定為正值；位于最低點時時γo定為負值。4.2副后角α0′o副后角α0′是副后刀面與切削平面的夾角。刀尖位于后刀面最高點時，后角為正，反之為負。4.刀具標注角度(副正交平面參考系角度)1.2.3刀具幾何角度

5.刀具工作角度（工作參考系）5.1

刀具安裝對工作角度的影響道具安裝高度影響前角及后角（圖1.26），γre=γrα0e=α0a）c）α

0e＞α0γre＜γrα

0e＜α0b）γre＞γr車刀安裝高度對工作角度的影響刀具安裝偏斜影響主偏角及副偏角（圖1.27）1.2.3刀具幾何角度

5.2

進給運動對工作角度的影響橫切（切端面或切斷）式中μ角是主運動方向與合成切削速度方向間的夾角。稱合成切削速度角。α0e=α0-μγ0e=γ0+μ

μγ0μPsPes切斷刀的工作角度fxα01.2.3刀具幾何角度

縱切（車外圓或螺紋）在主剖面內(nèi)：在進給剖面，有：將其換算到主剖面內(nèi)得到合成切削速度角與螺旋升角的關(guān)系：O—O外圓車刀工作角度μffγoeαoeπdwμγooαμfoκrACAO

vf

B

C

B

f

O

dwαffeαγfγfe1.2.4刀具種類及選用

1.刀具分類單刃和多刃刀具標準和非標準刀具定尺和非定尺刀具整體式、裝配式和復(fù)合式刀具切刀、孔加工刀具、拉刀、銑刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動化刀具1.2.4刀具種類及選用

3.車刀的結(jié)構(gòu)（P47圖1.30，1.31）

整體式、焊接式、機夾重磨式、可轉(zhuǎn)位式、可換式成形車刀（P48圖1.32）焊接式車刀整體式車刀機夾式車刀2.車刀（P47）

外圓車刀是最基本、最典型應(yīng)用最廣的刀具。車刀可加工內(nèi)圓、外圓、端面、螺紋、切槽及切斷等1.2.4刀具種類及選用

4.孔加工刀具麻花鉆（P49圖1.33）——粗加工、預(yù)制孔擴孔鉆（P50圖1.35）——擴孔锪鉆（P50圖1.36）——沉頭孔，凸臺鉸刀（P51圖1.37，P51圖1.38

）——孔的精加工、半精加工鏜刀（P52圖1.39，P52圖1.40，P52圖1.41）——精鏜孔復(fù)合孔加工刀具（P53圖1.43）——保證其位置精度5.拉刀（P53圖1.44，P54圖1.45

）6.銑刀（P55圖1.46）圓柱形銑刀硬質(zhì)合金面銑刀三面刃銑刀鋸片銑刀立銑刀模具銑刀鍵槽銑刀角度銑刀成型銑刀1.2.4刀具種類及選用

8.齒輪刀具（P58圖1.51，圖1.52，圖1.53，圖1.37，圖1.54，圖1.55，圖1.56

）7.螺紋刀具（P56圖1.47，P57圖1.48，P57圖1.49，P58圖1.50）螺紋車刀----螺紋車刀、螺紋梳刀板牙與絲錐----圖1.47,1.48螺紋銑刀----粗加工蝸桿\梯形螺紋圖1.49螺紋滾壓工具----滾絲輪、搓絲板(適于大批標準螺紋生產(chǎn))圖1.50銑刀圖1.51---成形法成形齒輪齒輪滾刀圖1.52---直齒\斜齒圓柱齒輪,生產(chǎn)率高插齒刀1.54---直齒\內(nèi)齒\多聯(lián)齒輪\人字齒\齒條剃齒刀圖1.54---未淬硬的直齒\斜齒的精加工1.2.4刀具種類及選用

1.2.5砂輪

1.砂輪參數(shù)（P62表1.7）磨料構(gòu)成砂輪的主要成分。粒度磨料顆粒的大小，尺寸大于40m稱磨粒，粒度號為8#-240#；尺寸小于40m稱微粉，如W20代表磨粒最大尺寸是20m。結(jié)合劑將磨粒黏結(jié)起來具有一定的形狀和硬度。硬度砂粒從砂輪上脫落的難易程度。硬度從低到高分為16級。砂輪硬度高，即砂粒不易脫落，反之砂粒易脫落。組織砂輪的砂粒、結(jié)合劑、氣孔稱砂輪三要素,三者的比例關(guān)系即組織。磨料占的比例越大，砂輪的組織越緊密，組織號越小。2.砂輪硬度選用原則半精磨選用較軟的砂輪，精磨選用較硬的砂輪。磨削接觸面積大時采用較軟的砂輪。材料較硬選用較軟的砂輪。磨削有色金屬采用較軟的砂輪1.2.5砂輪

3.砂輪種類及用途常見砂輪形狀及用途（P63表1.8）砂輪代號PSA400100127A60L5B35形狀尺寸磨料粒度硬度組織號結(jié)合劑速度雙面凹砂輪外徑400mm內(nèi)徑127mm厚度100mm棕剛玉60號中軟35m/s中等樹脂圓柱銑刀加工面銑刀加工加工溝槽的銑刀成形銑刀及鋸片銑刀1.1.2典型機床的加工工藝范圍

◆銑床加工刀具不同種類的鉸刀1.2.4刀具種類及選用

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機械加工工藝裝備FundamentalofMechanicalManufacturingProcess1.3

夾具FixingTool1.3夾具內(nèi)容提要1.3.1機床夾具概述1.3.2工件的定位1.3.3工件的夾緊1.3.4典型夾具1.3.1機床夾具概述1.機床夾具的作用夾具安裝在機床上，使工件相對機床和刀具有一個正確的位置，并能夠承受切削力。保證加工精度（P64圖1.58,1.58套筒鉆夾）提高勞動生產(chǎn)率(不需劃線找正)擴大機床的使用范圍改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全2.夾具的分類（P65圖1.59）2.1按夾具使用范圍劃分4）組合夾具根據(jù)工件的工藝要求，由標準元件組合而成。組裝成各種專用夾具。各元件可拆開、洗凈后存放，待需要時重新組裝。適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。1）通用夾具三爪、四爪卡盤，平口鉗等，常作為機床附件提供給用戶2）專用夾具為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。5）隨行夾具：在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具1.3.1機床夾具概述可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具等。2.2按使用機床劃分可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、真空夾具、電動夾具等。2.3按夾緊力源劃分氣動虎鉗液壓夾具1.3.1機床夾具概述3.夾具的組成定位元件及裝置夾緊元件及裝置對刀及導(dǎo)向元件連接元件夾具體其他元件及裝置（防護、防錯、分度…）銑軸端槽夾具1—V型塊2—支撐套3—手柄4—定向鍵5—夾具體6—對刀塊1.3.1機床夾具概述1.3.2工件的定位1.定位的含義

裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內(nèi)容。定位——使工件在機床或夾具上占有正確位置夾緊——對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變2.工件定位方法直接找正裝夾——精度高，效率低，對工人技術(shù)水平高劃線找正裝夾——精度不高，效率低，用于形狀復(fù)雜的鑄件夾具裝夾——

精度和效率均高，廣泛采用3.工件的定位原理------六點定位原理

要確定其空間位置，就需要限制其6個自由度

將6個支承抽象為6個“點”，6個點限制了工件的6個自由度，這就是六點定位原理。六點定位原理XZY任何一個物體在空間直角坐標系中都有6個自由度——用表示1.3.2工件的定位3.1定義工件以平面3點定位XYZ3.2兩點注意：“點”的含義

——對自由度的限制，與實際接觸點不同

與理論力學(xué)、機構(gòu)學(xué)自由度概念差別

——位置不定度

——夾緊與定位概念分開

——工件、夾具是彈性體1.3.2工件的定位XYZ3.2兩點注意：“點”的含義

——對自由度的限制，與實際接觸點不同

與理論力學(xué)、機構(gòu)學(xué)自由度概念差別

——位置不定度

——夾緊與定位概念分開

——工件、夾具是彈性體1.3.2工件的定位工件以平面3點定位4.完全定位與不完全定位1.3.2工件的定位4.1完全定位六個自由度都需要限制的定位方法，稱為完全定位。工件在夾具中具有完全確定的位置當工件在坐標三個方向上都有尺寸精度或位置精度要求時，必須采用完全定位方式4.2不完全定位沒有完全限制六個自由度而仍然保證有關(guān)工序尺寸的定位方法稱為不完全定位。在滿足加工要求的前提下，不完全定位是允許的。1.3.2工件的定位不完全定位主要有兩種情況：工件本身相對于某個點、線是完全對稱的，則工件繞此點、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動等。工件加工要求不需要限制某一個或某幾個自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制3個自由度就夠了。4.3完全定位與不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXd）工件應(yīng)限制的自由度ZYXc）3562451.3.2工件的定位B5.欠定位與過定位5.1欠定位工件加工時必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。欠定位示例XZY1.3.2工件的定位B5.2過定位

過定位——工件某一個自由度（或某幾個自由度）被兩個（或兩個以上）約束點約束，稱為過定位。

過定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)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。有時還是必要的，因為合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)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。1.3.2工件的定位5.3過定位分析過定位分析1.3.2工件的定位例1（桌子與三角架）a）ZYXYc）YXZYb）ZYXY粗糙面應(yīng)該采用3點定位，或加輔助支撐；定位面已加工可以4點定位。1.3.2工件的定位例2（平面）xyz短圓柱限制2個自由度平面限制3個自由度xyz長圓柱限制4個自由度平面限制3個自由度1.3.2工件的定位例3（連桿小頭）XYa）ZYb）ZYXY右短圓柱銷限制y移動,z轉(zhuǎn)動，而左短圓柱銷限制x和y移動，有過定位，右銷改削邊銷1.3.2工件的定位例4（一面兩孔）D1D2d2d1b一面兩孔定位干涉分析1.3.2工件的定位如圖示，齒輪坯以內(nèi)孔和一小端面定位，車削外圓和大端面。加工后檢測發(fā)現(xiàn)大端面與內(nèi)孔垂直度超差。試分析原因，提出改進意見。4A0.02A間隙配合剛性心軸過定位示例1.3.2工件的定位例5過定位引起夾緊變形1.3.2工件的定位橡膠墊過定位處理分析1.3.2工件的定位分析圖示定位方案：①各方案限制的自由度②有無欠定位或過定位③對不合理的定位方案提出改進意見。

a）YXZb）XZYXc）XZYX過定位分析1.3.2工件的定位例6a）YXZa1）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ過定位示例分析1.3.2工件的定位例6（a）b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX過定位示例分析1.3.2工件的定位例6(b)c）XZYXc’）XZYXc1）YXXZ過定位示例分析1.3.2工件的定位例6(c)定位元件固定式定位元件可調(diào)式定位元件輔助式支承元件浮動式定位元件支承釘支承板定位銷定位心軸V型塊定位元件的種類1.3.2工件的定位6.定位元件6.1工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。ZXYZXYZXYZXYZXYZXY工件以平面定位1.3.2工件的定位可調(diào)支撐----支撐釘可以調(diào)整P72圖1.71固定支撐----支撐釘和支支撐板P72圖1.69主要支撐自位支撐----能夠自動調(diào)整位置的支撐P72圖1.72輔助支撐提高工件裝夾穩(wěn)定性和剛度，不起支撐作用P72圖1.73P72圖1.741.3.2工件的定位6.2工件以圓孔定位圓柱銷圓角、倒角、熱處理、襯套配合P74圖1.75圓柱心軸圓柱孔與端面同時定位，間隙配合P75圖1.76（a）過盈配合用于精度要求高時P75圖1.76（b）

花鍵心軸P75圖1.76（c）圓錐銷圓柱孔與端面同時定位，間隙配合P75圖1.77（a）過盈配合用于精度要求高時P76圖1.78（b）

花鍵心軸P75圖1.76（c）圓錐心軸錐度心軸彈性變形與圓柱孔配合定位，適于高精度的精加工P76圖1.791.3.2工件的定位6.3工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個自由度，長V型塊（或兩個短V型塊組合）限制4個自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ1.3.2工件的定位V型塊設(shè)計安裝的基準是檢驗心軸的中心，安裝尺寸T是檢驗V型塊的制造、裝配精度的主要參數(shù)。P77圖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。P78圖1.83半圓套下半圈為定位元件，上半圈為夾緊元件。適宜大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。P78圖1.84圓錐套即反頂尖P79圖1.851.3.2工件的定位6.4工件以其他表面定位除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時還可能以其它表面（如圓錐面、漸開線齒面、曲面等）定位。圖2-27為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動外的5個自由度。工件以錐孔定位1.3.2工件的定位1.3.2工件的定位6.5定位表面的組合在多個表面同時參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱定位點數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面，稱定位點數(shù)次多的表面為第二定位基準面或?qū)蛎?，稱定位點數(shù)為1的表面為第三定位基準面或止動面。XZY工件在兩頂尖上定位在分析多個表面定位情況下各表面限制的自由度時，分清主次定位面很重要。如圖2-28所示工件在兩頂尖上的定位，應(yīng)首先確定前頂尖限制的自由度，他們是。然后再分析后頂尖限制的自由度。此時，應(yīng)與前頂尖一起綜合考慮，可以確定其限制的自由度是。1.3.2工件的定位7.典型定位方式及所限制的自由度7.1平面定位1.3.2工件的定位7.2孔定位1.3.2工件的定位7.3圓柱面定位力源裝置---產(chǎn)生夾緊力的原始作用力的裝置中間傳動機構(gòu)---將力源裝置產(chǎn)生的夾緊力傳給夾緊元件的機構(gòu)。改變作用力的方向改變作用力的大小起自鎖作用夾緊元件---與工件直接接觸起夾緊作用的元件1.3.3工件的夾緊1.夾緊裝置的組成

為了使工件加工時在切削力、慣性力、重力等外力作用下，仍然保持已定的位置，在夾具上還須設(shè)有夾緊裝置，對工件產(chǎn)生適當?shù)膴A緊力。1.3.3工件的夾緊夾緊裝置的設(shè)計和選擇是否合理，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。對夾緊裝置的要求：夾緊動作要準確迅速；操作省力方便；夾緊安全可靠；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。夾緊力力的大小力的方向力的作用點這三要素是夾緊裝置設(shè)計和選擇的核心問題。2.夾緊裝置的基本要求夾緊力的組成：3.確定夾緊力三要素的原則1.3.3工件的夾緊3.1夾緊力三要素的設(shè)計原則----作用點力的作用點的位置能保持工件的正確定位而不發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)；作用點的位置落在支承范圍內(nèi)，使夾緊力均勻分布在接觸面上。如圖1.89夾緊力的作用點位于工件剛性較大處，且作用點有足夠的數(shù)目，這樣可使工件的變形量最小，如圖1.90；也可增加夾緊面積，減小夾緊變形，如圖1.91

夾緊力的作用點盡量靠近工件被加工表面，這樣可使切削力對該作用點的力矩減小，工件的振動也可以減小，如圖1.921.3.3工件的夾緊為避免夾緊力過分集中，可設(shè)計成特殊形狀的夾緊元件。如圖(a)是用三爪卡盤將薄壁套筒零件用徑向力夾緊,因剛性不足易引起工件變形。改為圖(b)用特定的螺母通過軸向力夾緊工件，則工件不易變形。減小工件夾緊變形的措施P84圖1.911.3.3工件的夾緊夾緊力的方向方便裝夾和有利于減小夾緊力，即與切削力、重力方向一致。圖1.94

。

3.2夾緊力三要素的設(shè)計原則----作用方向夾緊力的方向垂直主要定位面，保證主要定位面與定位元件有較大的接觸面積，使工件裝夾穩(wěn)定可靠。如圖1.93夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小。工件的夾緊力過大，會引起工件變形，達不到加工精度要求，而且使夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸加大，造成結(jié)構(gòu)不緊湊；夾緊力過小，會造成夾不牢工件，加工時易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求，甚至?xí)鸢踩鹿?。實際夾緊力為：

FJ＝K?F’

式中K----安全系數(shù)，一般1.5～3；粗加工取大值，精加工時取小值。

F’----在最不利條件下按工件受力平衡所需要的夾緊力；

FJ----實際需要的夾緊力對于重要夾具，往往通過試驗的方法來測定所需的夾緊力。3.3夾緊力三要素的設(shè)計原則----力的大小1.3.3工件的夾緊下圖夾緊力Q、工件重力G始終指向地面、切削力F從裝夾工件出發(fā)，以圖（a）、（b）最好，因為主要定位元件表面是水平朝上，使工件裝夾穩(wěn)定可靠。圖（c）、（d）、（e）情況較差；圖（f）情況最差，不便裝夾。從減小夾緊力出發(fā)，假定圖中G和F大小相同，所需要的Q力以圖（a）最小，圖（b）次之，圖（f）最大。當Q、F、G方向相同時，所需夾緊力最小，此時施加夾緊力的目的就是防止工件在加工中的振動。1.3.3工件的夾緊1.3.3工件的夾緊4.常用夾緊裝置4.1斜楔夾緊裝置斜楔夾緊機構(gòu)（圖1.95）斜楔的夾緊力（圖1.96）斜楔的自鎖條件斜角一般取=10~14°

較大的升角用來快速趨近工件，較小的升角用來夾緊工件（圖1.95b）

螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的，相當于把楔塊繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動螺旋時即可夾緊工件。單個螺旋夾緊機構(gòu)P88圖