機械工藝與工裝夾具的設(shè)計

機械工藝與工裝夾具的設(shè)計一．工裝夾具設(shè)計的基礎(chǔ)㈠．具備機械設(shè)計方面的知識；㈡．具備機械原理、液壓（氣壓）傳動原理、電機電氣等方面的知識；㈢．具備制造工藝方面的知識；㈣．具備材料工程方面的知識；㈤．具備檢測方面的知識；㈥．具備機械繪圖（特別是計算機輔助設(shè)計）方面的知識；㈦．具備有關(guān)國家、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面的知識；二．制造工藝的簡單介紹Ⅰ、機床的分類機床主要是按加工方法和所用刀具進行分類，根據(jù)國家制定的機床型號編制方法，機床分為11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，鋸床和其他機床。在每一類機床中，又按工藝范圍，布局型式和結(jié)構(gòu)性能分為若干組，每一組又分為若干個系（系列）。除了上述基本分類方法外，還有其它分類方法：1.按照萬能性程度，機床可分為：1

①通用機床工藝范圍很寬，可完成多種類型零件不同工序的加工，如臥式車床、萬能外圓磨床及搖臂鉆床等。②專門化機床工藝范圍較窄，它是為加工某種零件或某種工序而③專用機床工藝范圍設(shè)計制造的，如大量生產(chǎn)的汽車零件所用的各種鉆、鏜組合機床。2.按照機床的工作精度，可分為普通精度機床、精密機床和高精度機最窄，它一般是為某特定零件的特定工序而床。3.按照重量和尺寸，可分為儀表機床、中型機床（一般機床）、大型機床（質(zhì)量大于10t）、重型機床（質(zhì)量在30t以上）和超重型機床（質(zhì)量在100t以上）。4.按照機床主要器官的數(shù)目，可分為單軸、多軸、單刀、多刀機床等。5.按照自動化程度不同，可分為普通、半自動和自動機床。三．自動機床具有完整的自動工作循環(huán)，包括自動裝卸工件，能夠連續(xù)的自動加工出工件。半自動機床也有完整的自動工作循環(huán)，但裝卸工件還需人工完成，因此不能連續(xù)地加工。（一）刀具分類由于機械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很2多。刀具常按加工方式和具體用途，分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動線及數(shù)控機床刀具和磨具等幾大類型。刀具還可以按其它方式進行分類，如按所用材料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等；按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機夾刀具和復(fù)合刀具等；按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。（二）常用刀具簡介1.車刀車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽和切斷等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機械夾固刀片的車刀。機械夾固刀片的車刀又可分為機床車刀和可轉(zhuǎn)位車刀。機械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多。2.孔加工刀具孔加工刀具一般可分為兩大類：一類是從實體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆、鉸刀及鏜刀等。例如，下圖示標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的結(jié)構(gòu)。工作部分（刀體）的前端為切削部分，承擔(dān)主要的切削工作，后端為導(dǎo)向部分，起引導(dǎo)鉆頭的作用，也是切削部分的后備部分。3.銑刀銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀和3

螺紋可用切削法和滾壓法進行加工。齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時，應(yīng)注意以下幾點：（1）刀具基本參數(shù)（模數(shù)、齒形角、齒頂高系數(shù)等）應(yīng)與被加工齒輪相同。（2）刀具精度等級應(yīng)與被加工齒輪要求的精度等級相當(dāng)。（3）刀具旋向應(yīng)盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時，一般用左旋齒刀。7.自動線與數(shù)控機床刀具刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點的硬度、數(shù)量和分布。2、足夠的強度和韌性為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強度和韌性。3、高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性得能力。4、良好的工藝性5為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性。如，切削加工性、鑄造性、鍛造性和熱處理性等。5、良好的經(jīng)濟性（二）常用的刀具材料目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。?高速鋼?定義：是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。?性能：有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等的主要材料。?分類：按用途分：通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝分：熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。1、通用型高速鋼鎢鋼：典型牌號為W18Cr4V，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。鎢鉬鋼：典型牌號為W6Mo5Cr4V2，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱性塑特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性好，目前各國廣泛應(yīng)用。2、高性能高速鋼典型牌號為高碳高速鋼9W18Cr4V、高釩高速鋼W6MoCr4V3、鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8和超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。適合于加工高溫合金、鈦合金和超高強度鋼等難加工材料。3、粉末冶金高速鋼用高壓氬氣或氮氣霧化熔融的高速鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材形狀。適合于制造切削難加工材料的刀具、大滾刀、插齒刀）、精密刀具量大的復(fù)雜刀具、高動載荷下使用或刀具尺寸刀具（如、磨加工的刀具等。?硬質(zhì)合金6

由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占50%）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強度低、沖擊韌性差，很少用于制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類：（各種牌號的應(yīng)用范圍見p16表1.1）1、YG(K)類，即WC-Co類硬質(zhì)合金2、YT(P)類，即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金3、YW(M)類，即WC-TiC-TaC-Co類硬質(zhì)合金（三）其它刀具材料1、涂層刀具2、陶瓷：硬度高、耐用度高，還可用于沖擊負(fù)荷下的粗加工，切削效率顯著提高。3、金剛石4、立方氮化硼三、刀具選用1.刀具種類的選擇刀具種類主要根據(jù)被加工表面的形狀、尺寸、精度、加工方法、所用機床及要求的生產(chǎn)率等進行選擇。2.刀具材料的選擇刀具材料主要根據(jù)工件材料、刀具形狀和類型及加工要求等進行選擇。Ⅲ.機械加工方法7

根據(jù)機床運動的不同、刀具的不同，可將去除零件毛坯多余材料的切削方法分為幾種主要不同方法。主要有：車削、刨削、磨削、鉆削和特種加工等。下面對這些主要方法逐一介紹。車削中工件旋轉(zhuǎn)，形成主切削運動。刀具沿平行旋轉(zhuǎn)軸線運動時，就形成內(nèi)、外園柱面。刀具沿與軸線相交的斜線運動，就形成錐面。仿形車床或數(shù)控車床上，可以控制刀具沿著一條曲線進給，則形成一特定的旋轉(zhuǎn)曲面。采用成型車刀，橫向進給時，也可加工出旋轉(zhuǎn)曲面來。車削還可以加工螺紋面、端平面及偏心軸等。車削加工精度一般為IT8—IT7，表面粗糙度為6.3—1.6μm。精車時，可達IT6—IT5，粗糙度可達0.4—0.1μm。車削的生產(chǎn)率較高，切削過程比較平穩(wěn)，刀具較簡單。車床加工的典型工藝（FLASH動畫）錐面車削（avi）二、銑削主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)。臥銑時，平面的形成是由銑刀的外園面上的刃形成的。立銑時，平面是由銑刀的端面刃形成的。提高銑刀的轉(zhuǎn)速可以獲得較高的切削速度，因此生產(chǎn)率較高。但由于銑刀刀齒的切入、切出，形成沖擊，切削過程容易產(chǎn)生振動，因而限制了表面質(zhì)量的提高。8銑削力的水平分力與工件的進給方向相同，工件臺進給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切順削力容易引起工件和工作臺一起向前竄動，使進給銑量突然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工件時，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損?？梢员苊忭樸姇r發(fā)生的竄動現(xiàn)象。逆銑時，切削厚逆度從零開始逐漸增大，因而刀刃開始經(jīng)了歷一段在切削硬化的已加工表面上擠壓滑行的階段，加速了銑刀具的磨損。同時，逆銑時，銑削力將工件上抬，易引起振動，這是逆銑的不利之處。銑削的加工精度一般可達IT8—IT7，表面粗糙度為6.3—1.6μm。普通銑削一般只能加工平面，用成形銑刀也可以加工出固定的曲面。數(shù)控銑床可以用軟件通過數(shù)控系統(tǒng)控制幾個軸按一定關(guān)系聯(lián)動，銑出復(fù)雜曲面來，這時一般采用球頭銑刀。數(shù)控銑床對加工葉輪機械的葉片、模具的模芯和型腔等形狀復(fù)雜的工件，具有特別重要的意義。9刨削時，刀具的往復(fù)直線運動為切削主運動。因此，刨削速度不可能太高，生產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)，其加工精度一般可達IT8—IT7，表面粗糙度為Ra6.3—1.6μm，精刨平面度可達0.02/1000，表面粗糙度為0.8—0.4μm。四、磨削磨削以砂輪或其它磨具對工件進行加工，其主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)。砂輪的磨削過程實際上是磨粒對工件表面的切削、刻削和滑擦三種作用的綜合效應(yīng)。磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當(dāng)切削力超過粘合劑強度時，圓鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，形成砂輪的“自銳性”。但切屑和碎磨粒仍會將砂輪阻塞。因而，磨削一定時間后，需用金剛石刀車等對砂輪進行修整。磨削時，由于刀刃很多，所以加工時平穩(wěn)、精度高。磨床是精加工機床，磨削精度可達IT6—IT4，表面粗糙度Ra可達1.25—0.01μm，甚至可達0.1—0.008μm。磨削的另一特點是可以對淬硬的金屬材料進行加工。因此，往往作為最終加工工序。磨削時，產(chǎn)生熱量大，需有充分的切削液進行冷卻。按功能不同，磨削還可分為外園磨、內(nèi)孔磨、平磨等五、鉆削與鏜削在鉆床上，用鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆削孔，是孔加工的最常用方法。鉆削的加工精度較低，一般只能達到IT10，表面粗糙度一般為12.5—6.3μm在鉆削后常常采用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工。擴孔采用擴孔鉆，鉸孔采用鉸刀進行加工。鉸削加工精度一般為IT9—IT6，表面粗糙度為Ra1.6—0.4μm。擴孔、鉸孔時，鉆頭、鉸刀一般順著原底孔的軸線，無法提高孔的位置精度。鏜孔可以較正孔的位置。鏜孔可在鏜床上或車床上進行。在鏜床上鏜孔時，鏜刀基本與車刀相同，不同之處是工件不動，鏜刀在旋轉(zhuǎn)。鏜孔加工精度一般為IT9—IT7，表面粗糙度為Ra6.3—0.8mm。。六、齒面加工齒輪齒面加工方法可分為兩大類：成形法和展成法。成形法加工齒面所使用的機床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單成形運動：刀具的旋轉(zhuǎn)運動和直線移動。展成法加工齒面的常用機床有滾齒機、插齒機等。七、復(fù)雜曲面加工三維曲面的切削加工，主要采用仿形銑和數(shù)控銑的方法或特種加工方法。仿形銑必須有原型作為靠模。加工中球頭仿形頭，一直以一定壓原觸型曲面。仿形頭的運動變換為電感量，加工放大控制銑床三個軸的運動，形成刀頭沿曲面運動的軌跡。銑刀多采用與仿形頭等半徑的球頭銑刀。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)為曲面加工提供了更有效的方法。在數(shù)控銑床或加工中心上加工時，是通過球頭銑刀逐點按坐標(biāo)值加工而成。采用加工中心加工復(fù)雜曲面的優(yōu)點是：加工中心上有刀庫，配備幾十把刀具。11

曲面的粗、精加工，可用不同刀具對凹曲面的不同曲率半徑，也可選用適當(dāng)?shù)牡毒?。同時，可在一次安裝中加工各種輔助表面，如孔、螺紋、槽等。這樣充分保證了各表面的相對位置精度。光、熱、磁)或電化學(xué)方法對工件材料進行加工的一系列加工方法的總1、生產(chǎn)過程：從原材料或半成品到成品制造出來的各有關(guān)勞動過程的總和稱為工廠的生產(chǎn)過程。一臺產(chǎn)品的生產(chǎn)過程包括的內(nèi)容有：提示：2、工藝過程：在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機械性能等)以及相對位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱二、機械加工工藝過程(二)機械加工工藝過程的組成工序：指一個（或一組）工人在一個工作地點（如一臺機床或一個鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。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。(三)機械加工工藝過程與生產(chǎn)類型不同的生產(chǎn)類型，其生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織、車間的機床布置、毛坯零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)由下式計算：2、生產(chǎn)類型：根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，生產(chǎn)可分為三種類型：1）單件生產(chǎn)：定義：單個的生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品。特點：是產(chǎn)品的種類繁多。2）成批生產(chǎn)：定義：一年中分批、分期地制造同一產(chǎn)品。特點：生產(chǎn)品種較多，每種品種均有一定數(shù)量，各種產(chǎn)品分批、分期輪番進行生產(chǎn)。小批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點與單件生產(chǎn)基本相同。???中批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。大批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點與大量生產(chǎn)相同。3）大量生產(chǎn)：定義：全年中重復(fù)制造同一產(chǎn)品。特點：產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量大，長期重復(fù)進行同一產(chǎn)品的加工。Ⅴ.零件工藝性分析與毛坯的選擇一、零件工藝性分析1、查零件圖的完整性：審查零件圖上的尺寸標(biāo)注是否完整、結(jié)構(gòu)表達是否清楚。2、分析技術(shù)要求是否合理：（1）加工表面的尺寸精度；（2）主要加工表面的形狀精度；（3）主要加工表面的相互位置精度；（4）表面質(zhì)量要求；（5）熱處理要求。零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標(biāo)注，應(yīng)根據(jù)零件的功能經(jīng)濟合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。3、審查零件材料選用是否適當(dāng)：材料的選擇既要滿足產(chǎn)品的使用要求，又要考慮產(chǎn)品成本，盡可能采用常用材料，如45號鋼，少用貴重金屬。4、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析：（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性：是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。15

它包括零件的各個制造過程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性。由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機械加工工藝規(guī)程時，主要進行零件切削加工工藝性分析。（2）機械加工對零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求（3）機械加工對零件整體結(jié)構(gòu)工藝性的要求零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應(yīng)考慮零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性，具體有以下幾點要求：1）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。2）在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟值3）盡量選用切削加工性好的材料4）有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾表緊面。5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。二、毛坯的選擇1、毛坯的種類：（1）鑄造毛坯：適合做形狀復(fù)雜零件的毛坯（2）鍛造毛坯：適合做形狀簡單零件的毛坯；（3）型材：適合做軸、平板類零件的毛坯；（4）焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。16

2、選擇毛坯的原則：（1）選擇原則：毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工。（2）毛坯選擇應(yīng)考慮的因素：1）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。簩τ诖笈罅可a(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機械加工，節(jié)省材料。2）現(xiàn)有生產(chǎn)條件：要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。Ⅵ.基準(zhǔn)一、基準(zhǔn)的概念及分類：1、基準(zhǔn)的定義：在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定其它點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準(zhǔn)。2、基準(zhǔn)的分類：按其功用可分為：1）設(shè)計基準(zhǔn)：2）工藝基準(zhǔn)：a、工序基準(zhǔn)：零件工作圖上用來確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn)，為設(shè)計基準(zhǔn)。是加工、測量和裝配過程中使用的基準(zhǔn)，又稱制造基準(zhǔn)。是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準(zhǔn)。它與加工表面有尺寸、位置要求。b、定位基準(zhǔn)：是加工過程中，使工件相對機床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基準(zhǔn)。c、度量基準(zhǔn)（測量基準(zhǔn)）：是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準(zhǔn)。d、裝配基準(zhǔn)：是裝配過程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)。舉例如下：17

二、定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)：用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：用已加工過的表面做基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇原則：粗基準(zhǔn)影響：位置精度、各加工表面的余量大?。ň鶆?？足夠？）。重點考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。1）合理分配加工余量的原則a、應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準(zhǔn)；b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導(dǎo)軌面；在床身零件中，導(dǎo)軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導(dǎo)軌面具有均勻的導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時，導(dǎo)軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導(dǎo)軌面材料質(zhì)地致密，砂眼、氣孔相對較少，因此要求加工床身時，導(dǎo)軌面的實際切除工床身底面量要盡可能地小而均勻，故應(yīng)選導(dǎo)軌面作粗基床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面準(zhǔn)加工床身底面，然后再以加工過的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時從導(dǎo)軌面上去除的加工余量可較小而均勻。2）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則一般應(yīng)以非加工面做為粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為精確的相對位置。當(dāng)零件上有幾個不加工表面時，應(yīng)選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。具體實例圖示套筒法蘭零件，表面為不加工表面，為保證鏜孔后零件的壁厚均勻，應(yīng)選表面作粗基準(zhǔn)鏜孔、車外圓、車端面。套筒法蘭加工實例3）便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，這是因為粗基準(zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間位置誤差會相當(dāng)大，因此，粗基一般不得重復(fù)使用。2、精基準(zhǔn)的選擇：重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。1）基準(zhǔn)重合原則：利用設(shè)計基準(zhǔn)做為定位基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則。2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：在大多數(shù)工序中，都使用同一基準(zhǔn)的原則。這樣容易保證各加工表面的相互位置精度，變換所產(chǎn)生的誤差。例如，基準(zhǔn)加工軸類零件時，一般都采用兩個頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。3）互為基準(zhǔn)原則：加工表面和定位表面互相換轉(zhuǎn)的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準(zhǔn)磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準(zhǔn)磨主軸錐孔，最后達到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。4）自為基準(zhǔn)原則：以加工表面自身做為定位基準(zhǔn)的原則，如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的不能提高表面間的位置精度。精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以尺寸精度，還有一些表面的加工表面自身為基準(zhǔn)，例如：圖示為在導(dǎo)軌磨床上磨床身導(dǎo)軌表面，被加工床身1通過楔鐵2支承在工作臺上，縱向移動工作臺時，輕壓在被加工導(dǎo)軌面上的百分表指針便給出了被加工導(dǎo)軌面相對于機床導(dǎo)軌的不平行度讀數(shù)，根據(jù)此讀數(shù)操作工人調(diào)整工件1底部的4個楔鐵，直至工作臺帶動工件縱向移動時百分表指針基本不動為止，然后將工件1夾緊在工作臺上進行磨削。20在導(dǎo)軌磨床上磨床身導(dǎo)軌面三．工裝夾具設(shè)計原理Ⅰ.工藝裝備的概念與分類從廣義來說，工藝過程所使用的一切工具，都屬于“工裝”的范疇。各工序使用的主機，如機床、沖壓設(shè)備等是工藝裝備的主要部分，而每工序使用的各種輔助工具，如夾具、刀具、量檢具以及各種模具等也是工裝的內(nèi)容。通常，我們說的“工裝”，指的是后者。機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準(zhǔn)確的相對位置。當(dāng)用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：①一批工件在夾211.機床夾具的概念機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。裝夾:定位+夾緊2.機床夾具的分類（1）按專門化程度分類1）通用夾具通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點精度和生產(chǎn)當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再用使而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。3）通用可調(diào)夾具和成組夾具其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于加工所用的夾具，稱為成組通用可調(diào)夾具與成組夾具對象不很明確，適用范圍更廣一些。相似零件的成組夾具。相比，加工4）組合夾具組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生23

產(chǎn)。5）隨行夾具隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。（2）按使用的機床分類由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。（3）按夾緊動力源分類根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。3.機床夾具的組成(1)定位元件:它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。如圖6-1中的定位銷6。(2)夾緊裝置:用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。24

如圖6-1中的螺母5和開口墊圈4。(3)對刀、引導(dǎo)元件或裝置:這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。如圖6-1中的快換鉆套1。圖為用于鉆軸套工件上φ6H7孔的鉆床夾具，工件以內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)，在夾具的定位銷6及其端面上定位，即確定了工件在夾具中的正確位置。擰緊螺母5，通過開口墊圈4可將工件夾緊，然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套1導(dǎo)引鉆頭進行鉆孔。圖6-1鉆床夾具1—快換鉆套2—導(dǎo)向套3—鉆模板4—開口墊圈5—螺母6—定位銷7—夾具體(4)連接元件使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關(guān)系。(5)夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。如圖6-1中的夾具體7。(6)其它元件及裝置有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。4、機床夾具的功用1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。2）能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；26

可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進一步3）能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能在空間直角坐標(biāo)系中都⑵．完全定位與不完全定位工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。圖6-2a所示，在工件上加工不通槽。槽寬由刀具直徑保證，但是要保證尺寸A，就需要限制、、,要保證尺寸B，需要限制、，要保證尺寸C，需要限制，所以六個自由度都要限制。圖6-3b所示，在工件上加工通槽，不需要保證尺寸C，所以也不必限制，只需要限制其它五個可以了。這種定自由度就位雖然沒有完全限制工圖6-2不同加工要求的工件件的六個自由精度的自由度已全因此也是合理的實際夾具定位中度，但保證加工部限制，定位，在普遍存在。⑷.欠定位與過定位圖6-3工件過定位情況及改善措施按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復(fù)限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過定位。圖6-3a為某工件以孔與端面聯(lián)合定位情況，長銷與工件孔配合限制工件四個自由度，支承大端面限制工件三個自由度，可見被兩個定位元件重復(fù)限制，出現(xiàn)過定位。消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：①改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度；如圖6-3b中將大端面改為小端面，圖6-3c中在工件與大端面間加球形墊圈。②提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉。⑶.支承點與定位元件常見的定位方式及其定位元件：（一）工件以平面定位圖5-7兩種常用的支承板平面定位的主要形式是支承定位，工件的定位基準(zhǔn)平面與定位元件表面相接觸而實現(xiàn)定位。常見的支承元件有下列幾種：1．固定支承支承的高矮尺寸是固定的，使用時不能調(diào)整高度。1）支承釘圖5-6所示為用于平面定位的幾種常用支承釘，它們利用頂面對工件進行定位。其中圖5-6a圖5-6幾種常用支承釘為平頂支承釘，常用于精基準(zhǔn)面的定位。圖5-6b為圓頂支承釘，多用于粗基準(zhǔn)面的定位。圖5-6c為網(wǎng)紋頂支承釘，常用在要求較大摩擦力的側(cè)面定位。圖5-6d為帶襯套支承釘，由于它便于拆卸和更換，一般用于批量大、磨損快、需要經(jīng)常修理的場合。支承釘限制一個自由度。2）支承板支承板有較大的接觸面積，工件定位穩(wěn)固。一般較大的精基準(zhǔn)平面定位多用支承板作為定位元件。圖5-7是兩種常用的支承緊湊，但不易清除落入沉頭螺孔中的切屑，一般用于側(cè)面定位。圖5-7b為斜槽式支承板，它在結(jié)構(gòu)上做了改進，即在支承面上開兩個斜槽為固定螺釘用，使清屑容易，適用于底面定短支承板限制一板，圖5-7a為平板式支承板，結(jié)構(gòu)簡、單位。個自由度，長支承板限制兩個自由度。支承釘、支承板的結(jié)構(gòu)、尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可查國家標(biāo)準(zhǔn)手冊。2．可調(diào)支承可調(diào)支承的頂端位置可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)整。圖5-8為幾種常用的可調(diào)支承典型結(jié)構(gòu)，按要求高度調(diào)整好調(diào)整支承釘1后，用螺母2鎖緊?？烧{(diào)支承用于未加工過的平面定位，以調(diào)節(jié)補償各批毛坯尺寸誤差，一般不是對每個加工工件進行調(diào)整，而是一批工件毛坯調(diào)整一次。3．自位支承又稱浮動支承，在定位過程中，支承本身所處的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動調(diào)整并與之相適應(yīng)。圖5-9是幾種常見的自位支承結(jié)構(gòu)，盡管每一個自位支承與工件間可能是二點或三點接觸，但實質(zhì)上仍然只起一個定位支承點的作用，只限制工件的一個自由度，常用于毛坯表面、斷續(xù)表面、階梯表面定位。圖5-8幾種常用的可調(diào)支承1—可調(diào)支承螺釘2—螺母圖5-9幾種常見的自位支承結(jié)構(gòu)4．輔助支承輔助實現(xiàn)定位后才參與支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工時剛度或起輔助定位作用。圖5-10為常用的幾種輔助支承類型，圖5-10a、b為螺旋式輔助支承，用于小批量生產(chǎn)；圖5-10c為推力式輔助支承，用于大批量生產(chǎn)。圖5-11為輔助支承應(yīng)用實例，圖5-11a的輔助支承用于提高工件穩(wěn)定性和剛度；圖5-11b的輔助支承起預(yù)定位作用。圖5-10常見的幾種輔助支承1—支承2—螺母3—手輪4—楔塊圖5-11輔助支承應(yīng)用實例（二）工件以外圓定位的精基準(zhǔn)定位；圖5-12b用于較長5-12c用于兩段精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場合；圖5-12d中的V形塊是在鑄鐵底座上鑲淬火鋼墊而成，用于定位基準(zhǔn)直徑與長度較大的場合。圖5-12常用固定式V形塊圖5-13中的活動式V形塊限制工件在Y方向上的移動自由度。它除定位外，還兼有夾緊作用。根據(jù)工件與V形塊的接觸母線長度，固定式V形塊可以分為短V形塊和長V形塊，前者限制工件兩個自由度，后者限制工件四個自由度。V形塊定位的優(yōu)點是：①對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在V形塊兩斜面的對稱平面上，在左右方向上的不會發(fā)生偏移，且安裝方便；②應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用圖5-13活動V形塊應(yīng)用實例V形塊定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60°、90°和120°，其中以90°應(yīng)用最多。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可查國家標(biāo)準(zhǔn)手冊。V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深0.8～1.2mm，淬火硬度為60～64HBC。2.定位套工件以外圓柱表面為定位基準(zhǔn)在定位套內(nèi)孔中定位，這種定位方法一般適用于精基準(zhǔn)定位，見圖5-14所示。圖5-14a為短定位套定位，限制工件兩個自由度，圖5-14b為長定位套定位，限制工件四個自由度。3.半圓套圖5-15為半圓套結(jié)構(gòu)簡圖，下半圖5-14工件在定位套內(nèi)定位4.圓錐套工件以圓柱面為定位基準(zhǔn)面在圓錐孔中定位時，常與后頂尖（反頂尖）配合使用。如圖5-16所示，夾具體錐柄1插入機床主軸孔中，通過傳動螺釘2對定位圓錐套3傳遞扭矩，工件４圓柱左端部在定位圓錐套3中通過齒紋錐面進行定位，限制工件的三個移動自由度；工件圓柱右端錐孔在后頂尖5(當(dāng)外徑小于6mm時，用反頂尖)上定位，限制工件兩個轉(zhuǎn)動自由度。圖5-16工件在圓錐套中定位1—夾具體錐柄2—傳動螺釘3—定位圓錐套4—工件5—后頂尖（三）工件以圓孔定位)，常用的定位元件有定位銷、圓柱心軸、圓錐銷、圓錐心軸等。圓孔定位還經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。1．定位銷圖5-17為幾種常用的圓柱定位銷，其工作部分直徑d通常根據(jù)加工要求和考慮便于裝夾，按g5、g6、f6或f7構(gòu)，這種定位銷與襯套的配合采用圖5-17幾種常用的圓柱定位銷在加工套筒、空心軸等類工件時，也經(jīng)常用到圓錐銷，如圖5-18所示。圖它限制工了件、、三個移動自由度。上定位容易傾斜，所以圓錐銷一般與其它定位元件組合定位。如圖主要定位基面，采用活動圓錐銷，簡類和空心盤類工件的圖5-18圓錐銷圖5-19圓錐銷組合定位限制工件的四個自由度。圓錐心軸上定位的情形。這類定位方式是圓錐面與圖5-20幾種常見的圓柱心軸圓錐面接觸，要求錐孔和圓錐心軸的錐度相同，接觸良好，因此定心精度與角向定位精度均較高，而軸向定位精度取決于工件孔和圖5-21圓錐心軸箱體工件時，往往采用一面兩孔組合定位，即一個平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準(zhǔn)，如圖5-22所示。當(dāng)采用—平面、兩短圓柱銷為定位元件時，此時平面限制、、三個自由度，第一個定位銷限制、兩個移動自由度，第二定位銷限制X和XY，因此X過定位。又設(shè)兩孔直徑分別為D、D，兩孔中心距為，兩銷直ZL1，兩銷中心距為L。由于兩孔、兩銷的直徑，兩孔中心Ld、d1距和兩銷中心距都存在制造誤差，故有可能使工件兩孔無法套在兩定位銷上，如圖5-22a圖5-22一面兩孔組合定位情況解決X過定位的方法有：①減小第二個銷子的直徑。此種方法由于銷子直徑減小，配合間隙加大，故③第二個銷子采用削邊銷結(jié)構(gòu)，即采取在過定位方向上，將第二個圓柱銷削邊，如圖5-18b所示。平面限制X、Y、Z三個自由度，短圓柱銷限制X、Y兩個（菱形銷）限制一個自由度。它不需要減小第二個銷子直徑，因此轉(zhuǎn)角誤差較小。Z圖5-22c所示削邊銷的截面形狀為菱形，又稱菱形銷，用于直徑小于50mm的孔，圖5-22d習(xí)題與思考題1根據(jù)六點定位原理，分析圖5-47所示各種定位方案中定位元件所限制的自由度。2圖5-44所示零件以平面3和兩個短V形塊1、2進行定位，試分析該定位方案是否合理？圖5-48題5-9圖㈢．定位誤差分析計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。㈠引言①△總≤δ其中△為多種原因產(chǎn)生的誤差總和，δ是工件被加夾具中彈性變形和熱變形誤差，機床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。?總工尺寸的公差，△包括夾具在機床上的裝夾誤差，工件在總的定位誤差和夾緊誤差，機床調(diào)整誤差，工藝系統(tǒng)的②△定+ω≤δ其中，ω除定位誤差外，其他因素引起的誤差總??和，可按加工經(jīng)濟精度查表確定。所以由①和②知道：△定≤δ-ω（是驗算加工工件合格與否的公式）或者：△定≤1/3δ（也是驗算加工工件合格與否的公式）㈡定位誤差的組成1、定義：定位誤差是工件在夾具中定位，由于定位不準(zhǔn)造成的加工面相對于工序基準(zhǔn)沿加工要求方向上的最大位置變動量。2、定位誤差的組成：1)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤35

差，即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，以△表示。不定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時才會產(chǎn)生，在試切法加工中不會產(chǎn)生。2)3)定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差，即定位基準(zhǔn)的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以△表示。故有：基準(zhǔn)不重合誤差的方向和定位副制造不準(zhǔn)基確誤差的方向可能不相同，定位誤差取為基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的矢量和?！?△+△定不基此外明確兩點：①只用調(diào)整法加工一批零件才產(chǎn)生定位誤差，用試切法不產(chǎn)生定位誤差；②定位誤差是一個界限值（有一個范圍）。㈣．工件的夾緊與常用的夾緊裝置一：工件的夾緊(一)夾緊裝置1.夾緊裝置的組成——動力裝置、夾緊元件、中間傳力機構(gòu)36

2.確定夾具力作用點的原則(1)加緊力的作用點應(yīng)正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)；(2)夾具力的作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位。矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形。二、常用的夾緊裝置夾具中常用的夾緊裝置有楔塊,螺旋,偏心輪等,它們都是根據(jù)斜面夾緊原理而夾緊工件的。楔塊夾緊裝置?楔塊夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一,其他夾緊裝置均是它的變形。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。⑴楔塊夾緊裝置特點:①自鎖性(自鎖條件α≤ψ1+ψ2)②斜楔能改變夾緊作用力方向③斜楔具有擴力作用,ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]④夾緊行程小⑤效率低(因為斜楔與夾具體及工件間是滑動摩擦,所以夾緊效率低)所以適用范圍:多用與機動夾緊裝置中螺旋夾緊裝置?螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的,相當(dāng)于把楔塊繞在圓柱體上,轉(zhuǎn)動螺旋時即可夾緊工作.⑴螺旋夾緊裝置特點:①結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,夾緊可靠②擴力比ip大,夾緊行程S不受限制③夾緊動作慢,效率低應(yīng)用場合:手動夾緊裝置常采用.偏心夾緊裝置?偏心夾緊裝置也是由楔塊夾緊裝的一種變形.特點及應(yīng)用場合:偏心夾緊與螺旋夾緊相比,夾緊行程小,夾緊力小,自鎖能力差,但夾緊迅速,結(jié)構(gòu)緊湊,所以常用與切削力不大,振動較小的的場合,常與其他夾緊元件聯(lián)合使用.39

定心夾緊結(jié)構(gòu)?定心夾緊結(jié)構(gòu)是一種利用定位夾緊元件等速移動或彈性變形來保證工件準(zhǔn)確定心或?qū)χ械难b置.使工件的定位和夾緊過程同時完成,而定位元件與夾緊元件合二為一.㈤．機床夾具的基本要求和設(shè)計步驟一、對機床夾具的基本要求對機床夾具的基本要求可總括為四個方面：①穩(wěn)定地保證工件的加工精度；②提高機械加工的勞動生產(chǎn)率；③結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動條件；④應(yīng)能降低工件的制造成本。二、夾具設(shè)計的工作步驟⑴研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù)⑵考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖⑶繪制夾具總圖40

⑷確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求⑸繪制夾具零件圖㈥．精度設(shè)計中的主要原理與原則工藝裝備一般有較高的精度要求，在精度設(shè)計時，應(yīng)遵循以下的主要原理與原則，并在實踐中靈活加以運用。⑴．阿貝誤差原理其內(nèi)容為：長度測量時，被測尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸必須處在測量方向的同一直線上，或者兩者彼此處在對方的延長線上。⑵．運動學(xué)設(shè)計原理一個空間物體具有6個自由度，要使其定位，需要適當(dāng)配置6個約束加以限制，這是6點定位原理。相反，要使物體相對固定的坐標(biāo)運動，只能配置少于6個約束才能實現(xiàn)。因此，運動學(xué)設(shè)計原理應(yīng)遵守下列條件：①．物體相對運動數(shù)=自由度②．要求約束條件為點接觸，且該點應(yīng)垂直于欲限制自由度的方向。同時要求在同一平面或直線上點接觸之間的距離盡可能大些，以免運動到端部造成不穩(wěn)定。數(shù)-約束數(shù)；運動學(xué)設(shè)計原則，一般僅適用于高精度的、承載小及運動行程不大的場合。當(dāng)運動零件重量較大或有載荷作用時，其接觸應(yīng)力較大。點接觸就會便成小面積接觸，因此，理想的點接觸是不存在的。為了克服這一缺點，就產(chǎn)生了半運動學(xué)設(shè)計原理。半運動學(xué)設(shè)計原理，就是以小面積接觸或短線接觸代替點接觸來約束運動方向。⑶．平均效應(yīng)原理在運動副和定位機構(gòu)設(shè)計中，采用運動學(xué)設(shè)計原理和6點定位原理，就可產(chǎn)生靜不定和相互干涉。但是，用單點定位約束某個自由度時，由于定位點的誤差，其定位精度始終低于該定位點的精度。而且，由于單點定位的接觸避免應(yīng)力較大，產(chǎn)生相應(yīng)的接觸變形，隨時間的推移，磨損增加其精度會降低。為41

克服這一缺點，產(chǎn)生了多點定位原理，應(yīng)用平均效應(yīng)作用，使誤差得到均化，從而提高機構(gòu)的運動精度或定位精度。采用平均效應(yīng)原理使機械精度均化是有條件的，即：①．參與工作的滾動體或其它中間元件要易產(chǎn)生彈性變形。②．滾動③．在工作時的外力應(yīng)使間隙自動得到消除。體或其它中間元件的制造誤差要小于或等于彈性變形誤差。⑷．變形最小原則精密機構(gòu)的零部件受到自重、外載、溫度變化、工藝內(nèi)應(yīng)力以及振動等因素的作用，都會產(chǎn)生變形誤差。因此，變形最小原責(zé)即要求上述各種變形誤差最小。①．提高零部件結(jié)構(gòu)剛度：是減少載荷引起變形的重要措施。②．減少溫度的③．內(nèi)應(yīng)加工、熱處理等有影響：使熱變形最小。力產(chǎn)生的變形：影響設(shè)備精度的穩(wěn)定性；與材料、鑄造、切削密切的關(guān)系。⑸．基面統(tǒng)一原則零件設(shè)計時，應(yīng)以減少制造和測量遵守以下四個基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，誤差。若因零件結(jié)構(gòu)等原因，不符合這一原則時，可選擇精度較高的面作為輔助基面。①．設(shè)計基面②工藝基面③測量基面④裝配基面⑹．誤差縮小和放大原理（速比原理）在機械傳動系統(tǒng)中，經(jīng)常采用減速或增速齒輪傳動裝置，各軸在裝置中有不同的轉(zhuǎn)速，它使傳動轉(zhuǎn)角誤差放大或縮小，這取決于兩軸之間的傳動比或減速比。⑺．誤差配置原理一臺裝置或部件，如果各部分的誤差配置得當(dāng)，就可提高裝配成品的總精度。㈦.小結(jié)42

1.機床夾具是由定位元件,夾緊裝置,對刀元件,夾具體部分組成,機床夾具設(shè)計也就是針對夾具組成的各個部分進行設(shè)計,其中定位與夾緊量個環(huán)節(jié)是夾具設(shè)計的重點。2.定位就是確定工件在夾具種的正確位置,是通過在夾具上設(shè)置正確的定位元件與工件定位面的接觸來實現(xiàn)的.工件的定位有完全定位和不完全定位,要根據(jù)其具體加工要求而定,欠定位在夾具設(shè)計種是不容許的,而過定位則有條件地采用。3.通常，由于定位副制造不準(zhǔn)確或采用了基準(zhǔn)不重合定位等原因,定位過程中會引入定位誤差,定位誤差的計算要根據(jù)具體情況分析計算。4.夾緊是為了克服切削力等外力干擾而使工件在空間中保持正確的定位位置的一種手段.夾緊一般在定位步驟之后,有時定位與夾緊是同時進行的,入膨脹式定心夾緊機構(gòu)。5.車,銑,鉆,等磨不同的機床其夾具設(shè)計具有各自典型特點,應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計任務(wù),遵循夾具設(shè)計的基本要求和步驟進行設(shè)計。四．機械裝配工藝制造一臺機械設(shè)備或產(chǎn)品會經(jīng)過設(shè)計—零件制造—裝配三個制造過程。裝配是機械設(shè)備(產(chǎn)品)制造過程個的最后一個階段，在這一階段中，要進行裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作，落實設(shè)計的總體要求。43

裝配工作的重要性在于機械設(shè)備(產(chǎn)品)的質(zhì)量如工作性能、使用效；同時通過它也是對機械設(shè)備(產(chǎn)一次總檢驗，發(fā)現(xiàn)設(shè)計和加工中存在的問題從而，因此它對產(chǎn)品的經(jīng)果和使用壽命等，最終是由它來保證的品)和零件加工質(zhì)量的不斷加以改進。另外，裝配工作占有較多的勞動量濟放益也有較大影響。機械裝配工藝概述一、機器裝配的基本概念根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的過程，稱為裝配。機器的裝配是機器制造過程中最后一個環(huán)節(jié)，它包括裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。裝配過程使零件、套件、組件和部件間獲得一定的相互位置關(guān)系，所以裝配過程也是一種工藝過程。為保證有效地進行裝配工作，通常將機器劃分為若干能進行獨立裝配的裝配單元。1、零件：是組成機器的最小單元，由整塊金屬或其它材料制成的。2、套件（合件）：是在一個基準(zhǔn)零件上，裝上一個或若干個零件構(gòu)成的。是最小的裝配單元。3、組件：是在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干套件及零件而構(gòu)成的。如，主軸組件。4、部件：是在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干組件、套件和零件而構(gòu)成的。44

如，車床的主軸箱。部件的特征：是在機器中能完成一定的、完整的功能。二、保證裝配精度的四種裝配方法㈠、互換裝配法采用互換法裝配時，被裝配的每一個零件不需作任何挑選、修配和調(diào)整就能達到規(guī)定的裝配精度要求。用互換法裝配，其裝配精度主要取決于零件的制造精度。根據(jù)零件的互換程度，互換裝配法可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法，現(xiàn)分述如下：1.完全互換裝配法(1)定義：在全部產(chǎn)品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選或不需改變其大小或位置，裝配后即能達到裝配精度要求的裝配方法，稱為完全互換法。(2)特點：優(yōu)點：裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠（裝配質(zhì)量是靠零件的加工精度來保證）；裝配過程簡單，裝配效率高（零件不需挑選，不需修磨）；易于實現(xiàn)自動裝配,便于組織流水作業(yè)；產(chǎn)品維修方便。不足之處：當(dāng)裝配精度要求較高，尤其是在組成環(huán)數(shù)較時多，組成環(huán)的制造公差規(guī)定得嚴(yán)，零件制造困難，加工成本高。(3)應(yīng)用：完全互換裝配法適用于在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機器結(jié)構(gòu)。45

2.統(tǒng)計互換裝配法（不完全互換裝配法）用完全互換法裝配，裝配過程雖然簡單，但它是根據(jù)增環(huán)、減環(huán)同時出現(xiàn)極值情況來建立封閉環(huán)與組成環(huán)之間的尺寸關(guān)系的，由于組成環(huán)分得的制造公差過小常使零件加工產(chǎn)生困難。完全互換法以提高零件加工精度為代價來換取完全互換裝配有時是不經(jīng)濟的。統(tǒng)計互換裝配法又稱不完全互換裝配法，其實質(zhì)是將組成環(huán)的制造公差適當(dāng)放大，使零件容易加工，但這會使極少數(shù)產(chǎn)品的裝配精度超出規(guī)定要求，但這種事件是小概率事件，很少發(fā)生。尤其是組成環(huán)數(shù)目較少，產(chǎn)品批量大量，從總的經(jīng)濟效果分析，仍然是經(jīng)濟可行的。統(tǒng)計互換裝配方法的優(yōu)點是：擴大組了成環(huán)的制造公差，零件制造成本低；裝配過程簡單，生產(chǎn)效率高。不足之處是：裝配后有極少數(shù)產(chǎn)品達不到規(guī)定的裝配精度要求，須采取另外的返修措施。大數(shù)互換裝配方法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高且組成環(huán)數(shù)又多的機器結(jié)構(gòu)。㈡、選擇裝配法1、選擇裝配法定義：是將裝配尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟可行的程度，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的裝配方法，稱為選擇裝配法。適用場合：裝配精度要求高，而組成環(huán)較少的成批或大批量生產(chǎn)。2、選擇裝配法種類46

?直接選配法：（1）定義：在裝配時，工人從許多待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的選擇裝配法，稱為直接選配法。（2）特點：1）裝配精度較高；2）裝配時憑經(jīng)驗和判斷性測量來選擇零件，裝配時間不易準(zhǔn)確控制；3）裝配精度在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平。?分組選配法：（1）定義：將各組成環(huán)的公差相對完全互換法所求數(shù)值放大數(shù)倍，使其能按經(jīng)濟精度加工，再按實際測量尺寸將零件分組，按對應(yīng)的組分別進行裝配，以達到裝配精度要求的選擇裝配法，稱為分組選配法。（2）應(yīng)用：在大批大量生產(chǎn)中，裝配那些精度要求特別高同時又不便于采用調(diào)整裝置的部件，若用互換裝配法裝配，組成環(huán)的制造公差過小，加工很困難或很不經(jīng)濟，時此可以采用分組選配法裝配。（3）分組選配法的一般要求：1）采用分組法裝配最好能使兩相配件的尺寸分布曲線具有完全相同的對稱分布曲線，如果尺寸分布曲線不相同或不對稱，則將造成各組相配零件數(shù)不等而不能完全配套，造成浪費。2）采用分組法裝配時，零件的分組數(shù)不宜太多，否則會因零件測量、分類、保管、運輸工作量的增大而使生產(chǎn)組織工作變得相當(dāng)復(fù)雜。（4）分組法裝配的特點：主要優(yōu)點是：零件的制造精度不高，但卻可獲得很高的裝配精度；組內(nèi)零件可以互換，裝配效率高。不足之處是：增加了零件測量、分組、存貯、運輸?shù)墓ぷ髁?。分組裝配法適用于在大47

批大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)少而裝配精度又要求特別高的機器結(jié)構(gòu)。㈢、修配裝配法1、定義：是將裝配尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟加工精度制造，裝配時，通過改變尺寸鏈中某一預(yù)先確定的組成環(huán)尺寸的方法來保證裝配精度的裝配法，稱為修配裝配法。采用修配法裝配時，各組成環(huán)均按該生產(chǎn)條件下經(jīng)濟可行的精度等級加工，裝配時封閉環(huán)所積累的誤差，勢必會超出規(guī)定的裝配精度要求；為了達到規(guī)定的裝配精度，裝配時須修配裝配尺寸鏈中某一組成環(huán)的尺寸(此組成環(huán)稱為修配環(huán))。為減少修配工作量，應(yīng)選擇那些便于進行修配的組成環(huán)做修配環(huán)。在采用修配法裝配時，要求修配環(huán)必須留有足夠但又不是太大的修配量。2、修配裝配法的特點：主要優(yōu)點是：組成環(huán)均可以加工經(jīng)濟精度制造，但卻可獲得很高的裝配精度。不足之處是：增加了修配工作量，生產(chǎn)效率低；對裝配工的人技術(shù)水平要求高。3、應(yīng)用：修配裝配法適用于單件小批生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較多而裝配精度又要求較高的