夾具的設計方法知識目標：技能目標：夾具設計的一般要求：夾具設計的一般步驟；夾具的精度與夾具設計的經(jīng)濟性分析；夾具與機床的連接方式。正確應用機床夾具的理論和方法，培養(yǎng)學生夾具設計的基本能力；

培養(yǎng)學生熟悉有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力；進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。P.93夾具的設計方法任務描述：P.93夾具的設計方法本模塊內(nèi)容學習情境一夾具設計的基本要求和一般步驟學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題學習情境三

夾具體的設計學習情境四

夾具與機床的連接方式學習情境五

夾具設計實例P.93學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求一、夾具設計的基本要求1.保證加工精度保證加工精度是前提，定位、夾緊、刀具導向等都要確保加工精度。

2.能提高生產(chǎn)效率、降低成本

生產(chǎn)效率、和降低成本是目標，夾具復雜程度要與生產(chǎn)綱領相適應。3.夾具設計應具有良好的結構工藝性

夾具結構合理能滿足夾具使用要求；結構工藝性好便于夾具制造。4.夾具設計應考慮經(jīng)濟性

三化：通用化、標準化、系列化

考慮車間現(xiàn)有裝置條件5.夾具設計應符合人機工程學

操作：簡便、省力、安全、可靠。P.95學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）合理、有效的夾具設計步驟會對夾具的設計質(zhì)量及使用性能影響很大,同時也對機械零件的加工效率起到事半功倍的作用，因此，夾具的設計步驟非常關鍵。

夾具設計一般步驟流程圖P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料夾具設計者應收集的資料

還應聽取工藝、生產(chǎn)部門提出的要求和建議

P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料夾具設計具體應收集的資料（1）收集被加工件的有關技術資料，如工件材料、毛坯、技術要求；（2）工件的生產(chǎn)批量及組織形式、夾具使用量；

（3）工件具體的工藝規(guī)程及技術要求；（4）工件的定位、夾緊方案，本工序的加工余量和切削用量及與后續(xù)工序的關系；

（5）相關量具的精度等級、刀具和輔具等的型號、規(guī)格；

（6）使用機床的主要技術參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結構的聯(lián)系尺寸等。（7）夾具設計零部件的各種標準、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊及有關指導資料；

（8）國內(nèi)外同類工件的加工方法和相關夾具，借鑒先進又適合本企業(yè)要求的技術。P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料2.擬定夾具結構方案與繪制夾具設計草圖

（1）確定工件的定位方案、定位方式、定位裝置及定位元件（構思幾套方案備選）；

（2）確定夾緊方案；

（3）確定對刀或引導方案及裝置；

（4）確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件；

（5）確定夾具其他裝置；

（6）借鑒成熟夾具，協(xié)調(diào)考慮各類元件、裝置的布局、相互關系及總體結構和尺寸；

（7）繪制夾具草圖、并標注尺寸、公差及技術要求；

P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料2.擬定夾具結構方案與繪制夾具設計草圖（3）確定對刀或引導方案及裝置；

P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料2.擬定夾具結構方案與繪制夾具設計草圖

3.進行必要的分析計算對加工精度要求較高的要進行加工精度分析及定位誤差分析計算；對動力夾緊裝置進行夾緊力的分析計算；有可選方案時要進行經(jīng)濟性分析。4.審查方案與改進設計P.96P.96

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求P.96P.96二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）

1.明確設計要求與收集設計資料2.擬定夾具結構方案與繪制夾具設計草圖

3.進行必要的分析計算4.審查方案與改進設計5.繪制夾具裝配總圖

1）夾具裝配總圖的一般步驟

（1）按加工位置畫出工件（透明體）（2）畫定位元件（3）畫出夾緊元件（4）畫出對刀元件（5）給出夾具體（6）標注有關尺寸和公差

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）5.繪制夾具裝配總圖P.96P.961）夾具裝配總圖的一般步驟2）夾具裝配總圖上需要標注的尺寸（五類尺寸）（1）夾具的輪廓尺寸，包括可動部分的極限空間尺寸；（2）工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸及公差，如配合尺寸、定位表面間的尺寸等；（3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸及公差。P.98學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）5.繪制夾具裝配總圖P.96P.961）夾具裝配總圖的一般步驟2）夾具裝配總圖上需要標注的尺寸3）夾具裝配總圖上尺寸公差的確定（1）夾具上定位元件之間、對刀元件、導向元件之間的尺寸公差，一般按工件尺寸公差的1/5～1/2；（2）確定定位元件與夾具體之間的尺寸公差、夾緊裝置各組成件間的配合尺寸公差；考慮因素：批量大，考慮夾具磨損量，公差值應取較小值，考慮加工難度也可以取較大值。

P.98通常：對工件上的未注公差，夾具上相應尺寸取±0.1～±0.05；夾具尺寸的公差帶應位于相應工件公差帶的對稱中心。學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）5.繪制夾具裝配總圖P.96P.961）夾具裝配總圖的一般步驟2）夾具裝配總圖上需要標注的尺寸3）夾具裝配總圖上尺寸公差的確定

4）夾具裝配總圖上應標注的技術條件（主要是位置精度）（1）定位元件間或與夾具體間的位置精度要求，以保證工件定位面與加工表面的位置精度；（2）定位元件與連接元件間的位置精度要求；

（3）對刀元件與連接元件間的位置精度要求；（4）定位元件的工作面與導向元件工作面間的位置精度要求；（5）夾具在機床上安裝時的位置精度要求；（6）導向元件與導向元件工作面間的位置精度要求；

（7）定位元件（或?qū)蛟┑亩ㄎ幻嫦鄬τ趭A具找正基準面的位置精度要求；（8）與夾具裝配精度或檢驗方法有關的特殊技術要求；

（9）編制零件明細表、標題欄。P.99學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）5.繪制夾具裝配總圖P.96P.964）夾具裝配總圖上應標注的技術條件（主要是位置精度）

P.99學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求二、夾具設計的一般步驟（8個步驟）P.96P.966.夾具的精度校核（1）夾具結構設計方案確定后，進行精度分析，估算定位誤差、對刀誤差、加工過程誤差等；（2）夾具總體設計完成后，再次進行誤差分析復核。

7.繪制夾具零件圖

夾具總裝圖完成后，應繪制非標件的零件工作圖及相關技術要求；零件圖的視圖盡量與總裝圖一致；零件圖上尺寸公差、位置公差、表面粗糙度要合理。

上述任務完成后，要參與夾具制造和試用，還有可能修改原設計圖。8.夾具設計質(zhì)量評估

夾具精度：本工序加工的過程誤差，其中夾具誤差所占比重；

夾具使用壽命：夾具磨損公差的大?。p余量）。P.100學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例

夾具設計任務：

設計T一加工內(nèi)燃機連桿的夾具，零件圖如圖所示：加工連桿大頭上的Φ7孔鉆孔和鉆螺紋底孔Φ5。P.96P.96P.101學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例

夾具設計任務：

設計一加工內(nèi)燃機連桿的夾具，零件圖如圖所示：加工連桿大頭上的Φ7孔鉆孔。1.零件加工工藝過程分析

工藝過程如下表P.96P.96P.101工序過程工藝內(nèi)容機床型號工序1同時銑削大小端面X5025工序2同時銑削另一方向的大小端面X5025工序3鉆鉸Φ12H9孔并倒角Z5125工序4鉆鉸Φ8H9孔并倒角Z5125工序5鉆Φ7孔和螺紋底孔Φ5Z5125工序6銑削2mm槽X6132工序7攻螺紋M6Z5125學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例1.零件加工工藝過程分析2.工件定位夾緊方案的確定P.96P.96P.102學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例1.零件加工工藝過程分析

2.工件定位夾緊方案的確定3.夾具總體結構的設計

（1）布置定位元件

（2）布置導向元件（3）布置夾緊元件

（4）設計夾具體，完成夾具總圖P.96P.96P.102學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例1.零件加工工藝過程分析2.工件定位夾緊方案的確定3.夾具總體結構的設計P.104

4.夾具總圖上尺寸的標注（ABCDE五類尺寸）

（1）A類：外形輪廓尺寸；

（2）B類：工件與定位元件的聯(lián)系尺寸（配合）；（3）C類：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸；

（4）D類：夾具與機床的聯(lián)系尺寸；（5）E類：其它裝配尺寸學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例

P.96P.96P.103

4.夾具總圖上尺寸的標注

（ABCDE五類尺寸）學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例1.零件加工工藝過程分析2.工件定位夾緊方案的確定3.夾具總體結構的設計P.96P.96P.105

4.夾具總圖上尺寸的標注5.夾具總圖上公差配合的標注

標注場合：定位銷（菱形銷）與工件、夾具體之間的配合、刀具導向元件與定位元件之間的配合。

（1）夾具標準件相關零件的配合參照機床夾具設計手冊；（有電子檔）

（2）與工件加工尺寸公差無關的夾具公差，參照表4－2選擇；

（3）與工件加工尺寸公差有關的夾具公差，參照表4－3、4－4、4－5選擇；學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注《機床夾具手冊》（電子文檔）學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注

《機床夾具零件及部件國家部頒標準》（電子文檔）學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注表4－2夾具上常用配合的選擇學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注表4－3按工件公差選擇夾具公差學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注注：此表中，各類夾具中的數(shù)據(jù)是乘數(shù)。學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注表4－4學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1055.夾具總圖上公差配合的標注表4－5學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1066.夾具總圖上技術條件的標注1）夾具總圖上技術條件的含義

技術條件內(nèi)容：裝配中的注意事項、裝配后應滿足的位置精度要求、夾具操作要求等。

裝配后的位置精度要求如圖4－11和表4－6。

學習情境一

夾緊裝置的組成和基本要求三、夾具總體結構設計實例P.96P.96P.1076.夾具總圖上技術條件的標注1）夾具總圖上技術條件的含義

2）夾具總圖上技術條件大小的確定原則（1）與工件技術條件相關時，夾具公差為其加工尺寸公差的1/5～1/2;（2）與工件無關時，公差大小參照表4－7確定。

學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題一、成組設計思想P.96P.96P.108

成組設計：同類工件，其夾具也類似（相似性原理）；

成組技術：根據(jù)現(xiàn)有已有夾具的名稱、類別、所用機床、服務對象、結構形式、尺寸規(guī)格、精度等級對夾具零部件進行分類編碼，設計資料分類存放。

利用成組思想設計新夾具：盡量檢索出已有夾具中編碼相同或相近的夾具，對其做相應的修改或參考，以此加快設計速度和降低設計成本。二、夾具設計的規(guī)范化

1.夾具設計規(guī)范化的主要目的

保證質(zhì)量效率；便于計算機輔助設計；利于初學者掌握設計技術。2.夾具設計質(zhì)量

生產(chǎn)綱領的適應性；相容性；技術指標先進性；精度控制合理性；結構工藝性；經(jīng)濟性。

學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題三、夾具結構的工藝性分析P.96P.96P.1081.夾具零件的結構工藝性

夾具零件的結構工藝性與一般機械零件的結構工藝性相同，注意選用標準件和通用件。2.夾具最終精度的保證方法

夾具是單件生產(chǎn)，適合采用調(diào)整、整修、配作、機床就地加工等方式來達到夾具的最終精度。

3.夾具的測量與檢驗

設計夾具時，要考慮重要精度的檢測方法。

學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析

選擇夾具的類型及檔次，要根據(jù)加工質(zhì)量、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本來決定。P.96P.96P.1091.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)

（1）工件的年批量N（件）；（2）單件工時td（小時/件）；

（3）機床每小時生產(chǎn)費用f（元/小時）

包括：工人工資、機床折舊、生產(chǎn)輔料消耗、管理費等，各企業(yè)有規(guī)定。

（4）夾具年成本Cj（元）

專用夾具制造費夾具年成本

式中：P為材料的平均價格（元/千克）；m為夾具毛坯質(zhì)量（千克）；t為夾具制造工時（小時）；fe

為制造夾具的每小時平均生產(chǎn)費用（元/小時）。K1專用夾具設計系數(shù)，常取0.5；K2

為專用夾具使用系數(shù)，常取0.2～0.3；T為專用夾具使用年限，簡單夾具T=1,中等復雜程度T=2～3，復雜夾具T=4～5。學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析P.96P.96P.1091.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)2.經(jīng)濟分析的計算步驟

學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析P.96P.96P.1101.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)2.經(jīng)濟分析的計算步驟夾具使用成本與生產(chǎn)批量的關系學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析P.1111.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)2.經(jīng)濟分析的計算步驟

夾具經(jīng)濟分析例學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析P.1121.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)2.經(jīng)濟分析的計算步驟

夾具經(jīng)濟分析例三種方案：使用通用夾具、使用簡單專用夾具、使用自動化夾具學習情境二

夾具設計中的幾個重要問題四、夾具設計的經(jīng)濟性分析P.1121.經(jīng)濟分析的原始數(shù)據(jù)2.經(jīng)濟分析的計算步驟

夾具經(jīng)濟分析例三種方案：使用通用夾具、使用簡單專用夾具、使用自動化夾具。

三種方案成本與批量關系圖如圖：

結論：當工件批量小于38件時，采用通用夾具為好；當工件批量為38～665件時，采用簡單夾具經(jīng)濟性好；當工件批量大于665件時，宜采用半自動夾具。學習情境三

夾具體的設計一、夾具體設計中的幾個重要問題P.113夾具體的特點

夾具體是夾具的基礎件，尺寸最大、形狀復雜（非標準件），要安裝夾具上各類元件和工件。1.有足夠的強度和剛度

夾具體受力復雜，必須要有足夠的強度和剛度，如足夠的壁厚、加強筋處理。

2.減輕質(zhì)量，便于操作

手動夾具總質(zhì)量不超過10KG3.安放穩(wěn)定、可靠

降低重心；重心和受力作用點落在夾具體與機床的支承面內(nèi)；夾具體底面應中空；夾具體各安裝面應在一次安裝中加工出（磨、研刮）。4.結構緊湊、工藝性好

夾具體的結構應能便于三組重要表面（夾具體與機床、夾具體與定位元件、夾具體與對刀或?qū)蛟模┑募庸?；滿足一般零件加工的其它工藝性要求。學習情境三

夾具體的設計一、夾具體設計中的幾個重要問題P.1131.有足夠的強度和剛度2.減輕質(zhì)量，便于操作3.安放穩(wěn)定、可靠4.結構緊湊、工藝性好5.尺寸穩(wěn)定、有一定精度注意內(nèi)應力，加工精度特別是位置精度。7.排屑方便8.吊裝方便重型夾具要有吊環(huán)；手動夾具翻轉時要有手扶結構。學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1152.夾具體的毛坯結構

夾具體毛坯的制造方法有多種，應根據(jù)對制造周期、經(jīng)濟性、結構工藝性等方面的要求，結合工廠的具體條件加以選定。夾具體毛坯的結構類型鑄造夾具體鍛造夾具體焊接夾具體裝配夾具體

1.夾具體設計的基本要求

結構形式取決于機床類型和加工方式；精度和結構工藝性；足夠的強度和剛度；重心低，高寬比小于1.25；結構簡單尺寸穩(wěn)定；容屑與排屑性能；打印標記。學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1152.夾具體的毛坯結構學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1152.夾具體的毛坯結構1)鑄造夾具體優(yōu)點：工藝性好，可鑄造出各種復雜的內(nèi)、外輪廓形狀，有較好的抗壓強度、剛度和抗振性；易于加工，價格低廉，成本低。缺點：生產(chǎn)周期長，單件制造成本高，需時效處理。材料：灰鑄鐵HTl50或HT200。高精度夾具可用合金鑄鐵或磷鑄鐵，用鑄鋼件有利于減輕重量，輕型夾具可用鑄鋁（ZL110）件。鑄件均需時效處理，精密夾具體在粗加工后需作第二次時效處理。

鑄造夾具體的要求：滿足機械制造對鑄造零件的工藝要求。學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1152.夾具體的毛坯結構2）焊接夾具體優(yōu)點：容易制造、生產(chǎn)周期短；采用鋼板、型材，如結構合理，布置得當，可減小質(zhì)量；成本低、使用也較靈活。當發(fā)現(xiàn)夾具體剛度不足時，可補焊肋和隔板。缺點：焊接變形較大，抗振性不好。材料：焊接件材料的可焊性要好，適用材料有碳素結構鋼Q195，Q215，Q235，優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼20鋼、15Mn等。焊接后需經(jīng)退火處理，局部熱處理后進行低溫回火。

3）鍛造夾具體優(yōu)點：有較高的強度和剛度。缺點：只適用于尺寸較大且形狀簡單的夾具體。材料：優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼40鋼，合金結構鋼40Cr，38CrMoAl等鍛造后酌情采用調(diào)質(zhì)、正火或回火制成。學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1152.夾具體的毛坯結構4）裝配夾具體裝配夾具體是選用夾具專用標準毛坯件或標準零件，根據(jù)使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。標準毛坯和標準零件可組織專業(yè)化生產(chǎn)，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。要使裝配夾具體在生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實行夾具零部件的標準化、系列化。學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1133.夾具體外形尺寸的確定

方法：經(jīng)驗類比法

學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1134.夾具體排屑措施

學習情境三

夾具體的設計二、夾具體設計的具體分析P.1135.夾具體的找正基準

對于高精夾具，可以夾具上設置安裝找正基準（此時夾具在機床上的安裝面不是基準），這時夾具上的定位元件與找正基準要有嚴格的位置精度要求。學習情境四

夾具與機床的連接方式

夾具與機床的連接方式，主要取決于機床類型，其連接精度對加工精度有決定性的影響。一、夾具與機床回轉主軸的安裝主要是車床夾具

這類夾具精度是夾具回轉精度與機床主軸的同軸度。兩種類型，分別與機床主軸錐孔或主軸外圓安裝定心。1.徑向尺寸較小的夾具在機床主軸上的連接尺寸較?。篋<140mm,或D<（2～3）d，d為主軸錐孔前端直徑。

連接方式：

（1）夾具用莫氏圓錐心軸與車床主軸錐孔連接，后端用拉桿加固定。

（2）夾具連接件用內(nèi)錐與車床主軸外短錐配合，用圓螺母固緊。

特點：定心精度高、剛性不好，適合于輕型夾具。P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式一、夾具與機床回轉主軸的安裝主要是車床夾具1.徑向尺寸較小的夾具在機床主軸上的連接尺寸較?。篋<140mm,或D<（2～3）d，d為主軸錐孔前端直徑。P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式一、夾具與機床回轉主軸的安裝

1.徑向尺寸較小的夾具在機床主軸上的連接2.徑向尺寸較大的夾具在機床主軸上的連接

連接方式：夾具體通過過渡盤與車床主軸外圓定心與安裝。

特點：因過渡盤與夾具間存在配合間隙，定心精度受限、但連接強度與剛性好，適合于較重的夾具。P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式一、夾具與機床回轉主軸的安裝P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式二、夾具在機床工作臺上的安裝

如：銑床、鉆床、鏜床等，這類機床以平面工作臺安裝工件，其上有T型槽用于安裝夾具。連接定位方式

一般精度：在夾具體上安裝能與機床T型槽配合并固定的定位鍵。

定位鍵的類型：標準件：A、B型；鍵與T槽配合面可配作，也可以推向一側消除間隙。

較高精度：精度要求高的夾具，在夾具上設找正面，在夾具側面上加工一狹長面，在安裝時用于找正。

P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式二、夾具在機床工作臺上的安裝連接固定方式

在夾具體上設一對或兩對耳座，用T型螺栓連接工作臺與夾具體。

P.118學習情境四

夾具與機床的連接方式課堂練習：找出下面銑床夾具中，與銑床工作臺連接的關鍵零件？從夾具找正與固緊方向回答。

P.118學習情境五

夾具設計實例一、明確要加工零件的設計任務

圖4－25為汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉零件圖，其在中型機械加工車間中批量生產(chǎn)，要求編制萬向節(jié)滑動叉的機械加工工藝規(guī)程文件并設計該零件加工的專用夾具。P.121學習情境五

夾具設計實例二、分析零件的性能及工藝1.萬向節(jié)滑動叉零件的作用

傳遞扭矩、調(diào)節(jié)傳動軸長短及位置。P.121學習情境五

夾具設計實例二、分析零件的性能及工藝2.零件的材料及類型

材料：45鋼鍛件，優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼；經(jīng)調(diào)質(zhì)后具有優(yōu)良的綜合力學性能和加工工藝性能；能承受復雜的交變應力。P.121學習情境五

夾具設計實例二、分析零件的性能及工藝3.零件的工藝要求分析

零件有兩處主要加工面，且有位置精度要求。1）以孔為中心的加工表面

包括：一對孔加工及倒角；

尺寸

的兩平面

；4-M8內(nèi)螺紋加工

P.121學習情境五

夾具設計實例二、分析零件的性能及工藝3.零件的工藝要求分析

零件有兩處主要加工面，且有位置精度要求。2）以花鍵孔為中心的加工表面

包括：花鍵孔；

階梯孔

；外圓表面；外螺紋加工；

P.121學習情境五

夾具設計實例二、分析零件的性能及工藝3.零件的工藝要求分析三處關鍵位置精度要求：

P.121學習情境五

夾具設計實例三、設計零件工藝規(guī)程文件1.確定生產(chǎn)類型

根據(jù)年產(chǎn)5000件，為成批生產(chǎn)。

生產(chǎn)綱領：

P.1232.確定毛坯制造形式

根據(jù)零件承受交變載荷及成批生產(chǎn)，選用45鋼模鍛成形。學習情境五

夾具設計實例三、設計零件工藝規(guī)程文件1.確定生產(chǎn)類型

根據(jù)年產(chǎn)5000件，為成批生產(chǎn)。

生產(chǎn)綱領：

P.1232.確定毛坯制造形式

根據(jù)零件承受交變載荷及成批生產(chǎn)，選用45鋼模鍛成形。學習情境五

夾具設計實例三、設計零件工藝規(guī)程文件3.制定工藝路線及方法

P.123

機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號

零件圖號

產(chǎn)品名稱萬向節(jié)滑動叉

零件名稱

共

頁第

頁材料牌號

毛坯種類

毛坯外形尺寸

每毛坯件數(shù)

每臺件數(shù)

備注

工

序

號

工名

序稱

工

序

內(nèi)

容

車

間

工

段設

備工

藝

裝

備

工

時

準終

單件

00車

車端面及外圓Φ62、Φ60，車螺紋M60

*1

C620-1專用車床夾具

05

鉆

鉆、擴花鍵底孔Φ43，并锪沉頭孔Φ55，以Φ62外圓為基準。

C365L轉塔車床

10車

內(nèi)花鍵孔5*60°倒角

C620-1

專用車床夾具

15

鉆鉆錐螺紋R

cl/8底孔。

Z525立式鉆床

專用鉆模

20

拉拉花鍵孔

L6120臥式拉床專用拉床夾具

25銑

粗銑Φ39的兩孔端面

X63臥式銑床

專用銑床夾具

30鉆

鉆、擴Φ39的兩孔及倒角

Z525立式鉆床

專用鉆模

35

鏜

精、細鏜Φ39的兩孔，

T740臥式金剛鏜床

專用夾具

40

磨

磨

Φ39二孔端面，保證尺寸118

M7130平面磨床

專用夾具

45鉆

鉆4個M8螺紋底孔及倒角

Z4012立式鉆床

專用夾具

50攻螺紋

攻螺紋4*M8，Rcl/855沖箭頭60

終檢標記處數(shù)更改文件號簽

字

日

期標記處數(shù)更改文件號簽

字

日

期

設計（日期）

校對（日期）

審核（日期）

標準化（日期）

會簽（日期）學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計（以“工序25：粗銑Φ39的兩孔端面”

為例）1.工序的分析

工序25的加工內(nèi)容粗銑Φ39的兩孔端面。

加工方法在X63臥式銑床上，用兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，同時銑削兩個端面。

專用銑床夾具保證粗銑Φ39的兩孔端面的加工。P.123學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計2.夾具的設計1）定位基準的選擇P.127學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計2.夾具的設計2）切削力及夾緊力計算

切削條件：刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀，直徑da=Φ225mm，刀齒Z=20。

單片銑刀圓周切削力（查機械工程手冊）

P.127學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計2.夾具的設計2）切削力及夾緊力計算

切削力計算：單片銑刀切削力（查機械工程手冊）F=1480.5N雙片銑刀切削力F實

=2961N

計算水平分力：FH=1.1F實

=3257N

計算垂直分力：FV=0.3F實

=888N

考慮安全系數(shù)：K=K1K2K3K4式中：K1取1.5為基本安全系數(shù)；K2取1.1為加工性質(zhì)系數(shù)；K3取1.1為刀具鈍化系數(shù)；K4取1.1為斷續(xù)切削系數(shù)。

實際水平分力：Fˊ=KFH=1.5*1.1*1.1*1.1*3257=6503N

P.127學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計2.夾具的設計2）切削力及夾緊力計算

選用氣缸－斜楔夾緊機構，楔角α＝10°，擴力比i＝3.42；

工件需要的夾緊力N

P.128氣缸動力：選用Φ＝100mm，氣壓p=0.5MPa，氣缸推力為3900N,經(jīng)斜楔擴力3.42倍后，實際夾緊力為：學習情境五

夾具設計實例四、萬向節(jié)滑動叉夾具設計2.夾具的設計3）定位誤差分析夾具的主要定位元件為花鍵軸。（1）定位元件尺寸及公差的確定

定位花鍵軸與該工件配合花鍵軸的尺寸與公差可以相同。

（2）花鍵孔鍵槽寬度中心線與Φ39兩孔軸線（兩端面的垂線）的轉角誤差

鍵槽寬為，所配定位花鍵軸鍵寬