《机械制造工艺及工装设计》学习指导.doc

机械制造工艺与工装设计学习指导（王先逵主编.机械制造工艺学(第2版).北京:清华大学出版社,2008）第一部分 机械加工工艺规程设计一、工艺过程基本概念1生产过程和工艺过程(1)生产过程：机械产品的生产过程是将原材料或半成品转变为产品的全过程。(2)工艺过程：在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、性能以及相对位置关系的过程。(3)机械加工工艺过程：采用各种机械加工方法，使零件从毛坯变为成品的工艺过程。(4)机械加工工艺规程：规定产品或零部件机械加工工艺过程的工艺文件。(5)机械加工工艺路线：仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程。2工艺系统和工艺装备(1)工艺系统：由工件、机床、工具和夹具组成的系统称为工艺系统。其中的工具包括刀具、量具、模具等。(2)工艺装备：在机械加工中使用的各种机床、夹具、刀具、量具以及辅助工具统称为工艺装备，简称“工装”。按其使用范围可将工装划分为“通用工装”和“专用工装”两大类。注意：制造行业通常将机床设备不包含在工艺装备之中。3工艺过程的组成工序、安装、工位、工步、走刀4生产类型及其工艺特点生产纲领（年产量）、生产类型、工艺特征5经济加工精度在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的工时定额），所能保证的加工精度。二、基准1基准概念：用来确定零件上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面称之为基准。2基准分类：3设计基准：在产品或零件图上使用的基准4工艺基准：在加工和装配等工艺过程中使用的基准5工序基准：在工序图上使用的基准（即在工序图上用来规定所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准）6定位基准：工件在机床或夹具中占有正确位置时所使用的基准。三、毛坯的选择1毛坯的种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件、冷挤压件、粉末冶金2毛坯制造方法：铸造、锻造、焊接、冲压、烧结3毛坯的选择原则：零件材料、零件结构、外形尺寸、生产类型、生产条件四、定位基准选择1精基准选择：基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹原则2粗基准选择：保证相互位置原则、余量均匀分配原则、便于工件装夹原则、不得重复使用原则。五、工艺路线拟订1加工方法选择：(1)典型加工方法选择：外圆面加工方法、平面加工方法、内圆面加工方法(2)加工方法选择步骤：首先选定主要加工表面的最终加工方法，然后再选定其先行各工序的加工方法，最后再选定各次要加工表面的加工方法。2加工阶段划分(1)四个加工阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段（超精加工阶段）(2)划分加工阶段的目的：有利于保证零件的加工质量、合理安排加工设备和操作工人、便于热处理工序的安排。3工序集中与分散(1)工序集中的特点：将零件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序加工内容多、工序数目少、工艺路线短。随着数控技术的发展，工序集中已成为现代化生产的发展趋势。(2)工序分散的特点：将零件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序加工内容少、工序数目多、工艺路线长。4工序顺序的安排：(1)机械加工工序顺序安排：基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔(2)热处理工序的安排：改善切削性能：正火和退火、调质等，安排在切削加工之前；消除内应力：时效、退火和正火等，通常安排在粗加工之后，精度要求不太高的也可安排在切削加工之前；改善物理力学性质：淬火、渗碳淬火、渗氮，通常安排在精加工之前，变形小的也可安排在精加工之后；稳定零件尺寸：冰冷处理等，安排在淬火之后；装饰表面处理：镀铬、镀锌、阳极氧化、发蓝等，安排在工艺过程最后。(3)辅助工序安排：检验、去毛刺、清洗、防锈、去磁、平衡等六、工序尺寸确定1加工余量(1)概念：某一表面在加工过程中应切除的金属层厚度称为加工余量(2)工序加工余量：同一加工表面相邻两工序尺寸之差称为工序加工余量(3)总加工余量：同一加工表面各工序加工余量之和称为总加工余量（即毛坯尺寸与零件尺寸之差）(4)加工余量变化：在实际加工过程中，由于工序尺寸有公差，实际切除的余量是有变化的，因此加工余量又有基本（公称）加工余量、最大加工余量、最小加工余量之分。2工序尺寸计算(1)计算方法：加工表面最终工序的尺寸及公差应等于零件图上标注的尺寸和公差；中间工序的尺寸则根据零件图上该表面的尺寸加上或减去工序的加工余量逐步推算而得，其公差和表面粗糙度均可按加工方法的经济加工精度和经济表面粗糙度值确定。(2)入体原则：中间工序尺寸的公差习惯上按“入体原则”标注，即被包容面的工序尺寸上偏差为零，包容面的工序尺寸下偏差为零。毛坯尺寸公差、孔轴心距以及内孔到平面的距离一般按双向标注。3加工余量、工序尺寸及公差的关系（图4-20）4工艺尺寸链计算(1)极值法计算公式：封闭环公差（TS）、封闭环上偏差（ES(TS)）、封闭环下偏差（EI(TS)）(2)工艺尺寸链：首先按加工顺序将间接获得的尺寸作为封闭环，然后从封闭环的任一端开始顺序查找有关尺寸直至封闭环的另一端以组成封闭的尺寸链环，最后根据计算公式计算得到所求组成环（含封闭环）的尺寸和公差。七、切削用量选择1考虑因素：生产率（金属切除率）、机床功率、刀具耐用度、加工表面粗糙度2基本原则：首先选择背吃刀量，以求一次进刀全部切除加工余量；其次根据机床进给动力允许或被加工表面粗糙度的要求，选择一个较大的进给量；最后根据已确定的背吃刀量和进给量，并在刀具耐用度和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。3选择步骤(1)背吃刀量ap的选择：根据加工余量大小，除留下后续工序的余量外，尽可能一次切除，以使走刀次数最少。当粗切余量太大或工艺系统刚性较差时，才考虑分几次切除；(2)进给量f的选择：根据工艺系统的刚性和强度，采用计算或查表的方式来确定。粗加工的进给量主要受到机床进给动力的限制，半精加工和精加工的进给量主要受到表面粗糙度的限制。(3)切削速度vc的选择：按照刀具耐用度所允许的切削速度进行计算，或者按实践经验和手册查表确定。(4)校验机床功率：根据机床功率计算最大切削速度。八、工艺规程文件1机械加工工艺过程卡：列出整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯制造、机械加工和热处理等）。该卡片中的工序内容说明不具体，主要用于生产管理。2机械加工工序卡：在工艺过程卡的基础上，按照每道工序一张卡片的方式，列出每道工序的加工尺寸和公差、工件装夹方式、刀具和夹具类型、切削用量和工时等，主要用于批量生产。九、拟定工艺路线1一般传动轴对于7级公差等级、表面粗糙度Ra0.80.4mm的一般传动轴，其典型工艺路线如下：下料毛坯及预备热处理车端面、钻中心孔粗车各表面精车各表面铣键槽、铣花键热处理修研中心孔粗磨外圆精磨外圆检验注1：预备热处理是在机械加工之前所进行的热处理，为后续加工或最终热处理消除组织缺陷，消除残余应力，改善组织结构和调整硬度。下料后若采用锻造毛坯，则锻造后应安排正火工序，下料后若无需锻造毛坯则无需预备热处理；调质通常安排在粗加工后进行，以便消除粗加工后产生的应力以及获得良好的综合机械性能；淬火工序则安排在磨削工序之前。注2：轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的工艺方案。在单件小批量生产中，常在普通车床上分工步进行车端面钻中心孔工序；在大批量生产中，常在铣端面钻中心孔专用机床上同时进行该工序。注3：传动轴上的键槽、花键等表面的加工，一般安排在外圆精车之后、磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行，以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量，而且磨削之后也难以铣键槽。注4：修研中心孔通常是在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行（涂研磨膏W10、W20）。如果精度要求更高，则采用在中心孔磨床上修研中心孔。2盘套类零件第二部分 机床夹具设计一夹具组成、作用与分类(1)夹具与机床夹具：夹具是一种装夹工件的工艺装备，我们把在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。(2)夹具功能：主要功能：定位和夹紧；特殊功能：对刀和导向。(3)夹具组成：基本组成：定位装置、夹紧装置和夹具体；其它装置：连接元件、对刀及导向装置以及其它元件或装置（分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等）。(4)夹具作用：一是容易地、稳定地保证加工精度；二是提高劳动生产率；三是扩大机床工艺范围；四是改善劳动条件。(5)夹具分类：按照应用范围（通用夹具、专用夹具、组合夹具等）、夹具动力源（手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具等）、使用机床（车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等）来划分。(6)通用夹具和专用夹具：通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产。二、定位原理1定位：工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。2夹紧：工件定位后，使其在加工过程中始终保持位置不变的操作。3装夹：工件在机床或夹具中定位和夹紧的过程4工件定位方式：直接找正定位、划线找正定位、使用夹具定位5六点定位原理：按照一定要求合理布置夹具上的六个定位点，使工件在夹具中的位置完全确定的方法称为六点定位原理。注意：六点定位原理是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。6完全定位与不完全定位：限制6个自由度的定位称为完全定位；限制15个自由度的定位称为不完全定位。7过定位与欠定位的区别：存在重复限制的自由度称为过定位；应限制的自由度未被限制的定位称为欠定位；注意：在某些条件下，过定位的现象不仅允许，而且是必要的。此时应当采取适当的措施提高定位基准之间及定位元件之间的位置精度，以免产生干涉。如车削细长轴时，工件装夹在两顶尖间，已经限制了所必须限制的五个自由度（除了绕其轴线旋转的自由度以外），但为了增加工件的刚性，常采用跟刀架，这就重复限制了除工件轴线方向以外的两个移动自由度，出现了过定位现象。此时应仔细调整跟刀架，使它的中心尽量与顶尖的中心一致。三、定位元件与定位方案1单个典型表面的定位元件（参见表1-7，P16）(1)工件以平面定位的定位元件一般情况下，平面定位时的定位基准就是平面本身。在机械加工中，大多数工件都以平面作为主要定位基准，如箱体、机体、支架、圆盘等零件。主要支承：起定位作用，限制自由度 固定支承：支承高度不变的支承称为固定支承。主要有支承钉（圆头、平头、锯齿头）和支承板 可调支承：支承高度可调的支承称为可调支承。 自位支承（浮动支承）：支承位置可以自动调整的支承称为自位支承。自位支承通常只限制一个自由度。辅助支承：不起定位作用的支承称为辅助支承。其作用有三：一是起预定位作用，二是提高夹具工作稳定性（即提高装夹刚度），三是提高工件加工稳定性（即防止工件变形）。因为不影响原来的定位，因而不起限制自由度的作用注意：辅助支承与可调支承的区别：辅助支承是在工件完成定位后才参与支承的元件，其位置是由工件确定的，因此它不起定位作用，不破坏原有定位；而可调支承在调整好并锁紧后就成为固定支承。(2)工件以外圆定位的定位元件 定心定位：卡盘、弹簧夹头、定位套 支承定位：V形块(60、90和120)、支承板注意：V形块具有对中性：即当工件外圆直径发生变化时，其中心线始终位于V形块两斜面的对称平面上，所以可以认为定位基准为外圆中心线。(3)工件以内孔定位的定位元件：一般情况下，内孔定位时的定位基准是内孔中心线。定位圆柱孔：圆柱心轴（刚性心轴、小锥度心轴、弹性心轴、液塑心轴）、圆柱销、菱形销、圆锥销定位圆锥孔：顶尖、圆锥心轴(4)工件组合定位：工件以两个或两个以上表面同时定位的方式称为组合定位。如一面两孔定位。组合定位中各定位元件限制自由度的分析 组合定位中的转动自由度，与定位元件单个定位时的作用不变； 组合定位中的移动自由度，若无重复，则该定位元件的作用不变；若有重复，判断方法如下：首参的定位元件限制移动自由度的作用不变；次参的定位元件相对首参的定位元件在重复限制移动自由度的方向上移动，引起工件的动向就是次参的定位元件所限制的自由度。注意：按照各定位元件实际参与定位的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假设；YXZXZY例1：工件以一面两孔在一面两销上定位，如右图所示单个定位分析支承板：圆柱销1：圆柱销2：组合定位分析首先分析圆柱销1：其次分析圆柱销2：最后结论组合限制了 ，重复限制了属于完全定位， 是过定位。解决方法圆柱销2采用菱形销例2：工件在三个V形块上定位，如右图所示单个定位分析V1：V2：V3：组合定位分析首先分析V1：其次分析V2：最后分析V3：最后结论：完全定位例3：工件两顶尖中定位，如右图所示单个定位分析 前顶尖（固定顶尖）：后顶尖（活动顶尖）：组合定位分析首先分析前顶尖（固定顶尖）：其次分析后顶尖（活动顶尖）：最后结论：不完全定位组合定位中重复定位现象的消除方法 使定位元件沿某一方向可以移动，如可移动V形块、可移动顶尖等 采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个(或两个)坐标轴转动的自由度，如下图所示 改变定位元件结构，如在一面两孔定位中，将一个圆柱销改为菱形销 提高定位基准之间、定位元之间的位置精度，避免因重复定位带来的干涉a) 消除绕X轴和Y轴转动的限制；b) c) d) 消除绕X轴转动的限制2定位分析中的相对关系定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关：(1)长度关系：短圆柱限制2个自由度，长圆柱限制4个自由度；短V形块限制2个自由度，长V形块限制4个自由度。(2)大小关系：矩形支承板限制3个自由度，长条形支承板限制2个自由度，支承钉限制1个自由度。(3)数量关系：一个短V形块限制2个自由度，两个短V形块限制4个自由度。(4)组合关系：一个长条形支承板限制2个自由度，两个长条形支承板限制3个自由度。这相当于一个矩形支承板。3定位方案综合分析四、工件的夹紧1夹紧装置的组成：动力装置、中间传力机构、夹紧元件2对夹紧装置的基本要求：夹紧过程可靠、夹紧力大小适当、结构工艺性好、夹紧动作迅速、操作方便并安全省力a) 两支承板、两支承钉、菱形销的组合 b) 三爪、中心架的组合c) 支承板、活动锥坑、圆锥销的组合 d) 长圆柱销、定位块、自位支承的组合解答：a) 两支承板： ；b) 三爪卡盘： ； c) 支承板： ；d) 长圆柱销：两支承钉： ； 中心架： ； 活动锥坑： ； 定位块：菱形销： ； 圆锥销： ； 自位双支承：3夹紧力的方向、作用点和大小(1)夹紧力的方向：夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面、夹紧力方向应是工件刚度较高的方向（使工件的变形尽可能小）、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力，即尽可能实现“三力同向”（夹紧力、切削力、工件重力）。(2)夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应靠近定位元件的几何中心或落在定位元件的支承范围内、夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位、夹紧力作用点应尽量靠近加工部位。(3)夹紧力的大小：理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。4基本夹紧机构 (1)斜楔夹紧装置：采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。主要内容：夹紧力计算、增力比计算、行程比、自锁条件、升角的选择、结构特点、适用范围结构特点：斜楔具有自锁性、斜楔能改变夹紧作用力的方向、斜楔具有扩力作用、斜楔的夹紧行程很小、斜楔夹紧效率低。适用范围：毛坯质量较高，机动夹紧装置(2)螺旋夹紧机构：用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。其结构形式包括简单螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构（如下图所示）和快速装卸机构。注意：螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上，因此它的夹紧作用原理与斜楔是一样的。结构特点：结构简单、扩力比大、自锁性能好、行程不受限制、夹紧动作慢。适用范围：手动夹具上用得最多的一种夹紧机构。(3)偏心夹紧机构：用偏心件直接或间接夹紧工件的机构为偏心夹紧机构。其结构形式包括圆偏心和曲线偏心(4)定心夹紧机构：同时实现对工件定心定位和夹紧的机构称为定心夹紧机构。即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或一对称面保持对称性。如卧式车床的三爪自动定心卡盘即为最常用的典型实例。按其定心作用原理有两种类型：一种是依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，如螺旋式、杠杆式、楔式机构等；另一种是利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。(5)联动夹紧机构：对一个或几个工件只在一处施力、可同时在几处夹紧的机构称为联动夹紧机构。当需要对一个工件上的几个点或需要对多个工件同时进行夹紧时，为减少装夹时间、简化机构，常采用各种联动夹紧机构。5夹紧机构分析五、典型夹具1钻床夹具（钻模）(1)结构特点：钻床夹具安装在钻床工作台上，通过钻套引导刀具进行加工，主要用于加工内孔及螺纹(2)钻模类型：固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模、滑柱式钻模(3)钻套型式：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套注意：钻套内孔的基本尺寸等于刀具的最大极限尺寸，并与刀具之间取基轴制间隙配合.(4)钻模板：固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、悬挂式钻模扳2车床夹具(1)结构特点：车床夹具通常安装在车床主轴端部，加工时夹具随机床主轴一起旋转。所以工件回转轴线应与车床主轴回转轴线重合，夹紧装置应有足够的夹紧力和自锁性能。此外，为消除回转不平衡还需要采用一定的平衡措施。主要用于加工内外圆柱和圆锥面、回转成形面、螺纹表面及端面等。(2)主要类型：心轴类车床夹具（如圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等）、角铁类车床夹具、花盘类车床夹具(3)与车床主轴连接：由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。径向尺寸较小的车床夹具通过锥柄与主轴锥孔直接连接、径向尺寸较大的车床夹具通过过渡盘与车床主轴前端连接(4)车床夹具的平衡：设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承；夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 3铣床夹具(1)结构特点：铣床夹具安装在铣床工作台上，通过定位键确定夹具位置，通过对刀装置确定刀具位置，主要用于加工平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工容易引起冲击和振动，所以夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能，夹具本身要具有足够的强度和刚度，合理布置定位元件以尽量扩大主要支承面。此外，为提高夹紧刚度，必要时可采用辅助支承和浮动支承。主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。(2)定位键和对刀装置定位键用于快速确定夹具在铣床工作台上的正确位置；定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断面为矩形。对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键，而用找正的方法安装夹具对刀装置用于快速确定夹具与刀具的相对位置。对刀装置由对刀块和塞尺组成，对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。4镗床夹具（镗模）(1)结构特点：镗床夹具安装在镗床工作台上，通过镗套引导镗杆进行加工，主要用于加工箱体或支座类零件上精度较高的孔或孔系。若采用双支承引导，其镗孔精度不受机床精度影响，用于加工精密孔或孔系。应用镗床夹具可以加工出有较高精度要求的内孔或孔系，广泛用于镗床和组合机床上，也可通过使用镗床夹具来扩大车床、摇臂钻床的加工范围。(2)镗模支架(导向支架)： 单支承引导（单支承前引导、单支承后引导）：镗杆与主轴刚性联接，镗杆一端直接插入机床主轴的莫氏锥孔中，并通过调整使主轴轴线与镗套轴线重合。 双支承引导（前后支承引导、双支承后引导）：镗杆与主轴浮动联接，镗孔的位置精度主要取决于镗模支架上镗套位置的精度，而不受机床精度的影响。(3)镗套固定式镗套：镗杆在镗套内一边转动，一边作轴向移动，外形尺寸小，结构简单、导向精度高，但镗套易磨损，故只适用于低速镗孔（线速度18m/min）。回转式镗套：镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔（线速度18m/min）。回转式镗套可分为滑动镗套和滚动镗套两种，而滚动镗套又分为外滚式镗套和内滚式镗套。(4)镗杆镗杆直径：d =(0.60.8)D，加工小孔时取大值，加工大孔时取小值，一般取中间值镗杆导向结构：开有油槽的导向、开有直槽（类似于铰刀齿形槽）的导向、开有螺旋槽（类似于扩孔钻齿形槽）的导向、镶有镶块的导向镗杆引入镗套的方式： 对于镗杆：螺旋导向槽，如右下图所示 对于镗套：引刀槽+尖头键（或勾头键），如左下图所示镗杆与主轴的连接：多支承时采用“浮动卡头”六、专用夹具设计方法1专用夹具基本要求（1）能够保证工件的加工精度要求。 （2）能够提高机械加工的生产效率。 （3）能够降低工件的生产成本。 （4）夹具的操作要方便、安全。（5）尽可能提高夹具元件的通用化和标准化程度。 （6）具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造、使用和维修。 2专用夹具设计步骤（1）设计准备 分析研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程等文件，了解零件的作用、形状、结构特点、材料和本工序的加工要求、切削用量和所使用的工艺基准及所使用的工艺装备，对设计任务书所提出的要求进行可行性研究，以便发现问题，及时与工艺人员进行磋商。 收集有关资料，包括所使用机床的技术参数，所使用刀具、量具的规格，夹具零部件的国家标准、行业标准和企业标准，夹具设计资料（图册和设计手册），工厂的生产组织、制造工艺及制造水平等。 （2）方案设计 确定夹具的类型。 定位设计。 确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。 确定刀具的对刀导向方案。 确定夹具与机床的连接方式。 确定其它元件和装置的结构形式，如定位键、分度装置和靠模装置等。 确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。 绘制夹紧方案设计图。（3）分析计算 定位误差、加工精度分析； 对动力夹紧装置进行夹紧力验算； 当夹具有多个方案时可进行经济分析，取效益高的方案。（4）审核 夹具的标志是否完整、夹具的搬运是否方便。 夹具与机床的连接是否牢固和正确。 定位元件是否可靠和精确。 夹紧装置是否安全和可靠。 工件的装卸是否方便。 夹具与有关刀具、辅具等之间的协调关系是否良好。 加工过程中切屑的排除是否良好。 操作的安全性是否可靠。 加工精度能否符合工件图样所规定的要求。 生产率能否达到工艺要求。夹具是否具有良好的结构工艺性扣经济性。夹具的标准化审核。（5）夹具总装配图的设计 尽量选用1：1的比例。 尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。 总图应把夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系表达清楚。 用双点划线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。待加工表面的加工余量可用网格线或粗实线表示。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条。 合理标注尺寸、公差和技术要求 合理选择材料 3夹具总图的五类尺寸和四类技术要求（1）五类尺寸 夹具外形的最大轮廓尺寸； 工件与定位元件间的联系尺寸； 对刀或导向元件与定位元件之间的联系尺寸； 夹具与机床联系部分的联系尺寸； 夹具内部的配合尺寸。（2）四类技术要求 定位元件之间的位置要求； 定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求； 导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求； 导引元件与定位元件间的相互位置要求。 （3）公差值确定 夹具上的尺寸公差和角度公差取工件上对应尺寸角度公差的1/21/5。 夹具上的位置公差取工件上对应位置公差的1/21/3。 工件尺寸为末注公差的加工面时，夹具尺寸公差取0.1mm。 工件尺寸为未注形位公差的加工面时，按GB1184中7、8级精度的规定选取。 第三部分 计算与分析一、工艺尺寸链计算实例1：参考教材图4.25(P173-174)实例2：参考教材图4.26(P174-175)二、定位误差分析与计算1基本概念(1)定位误差D(dw)：工件在夹具上(或机床上)定位不准确而引起的加工误差称之为定位误差。其大小等于按调整法加工一批工件而定位时工序尺寸的最大变动量。定位误差来源于两个方面：基准不重合误差和基准位移误差。(2)基准不重合误差B(Jb)：因工序基准与定位基准不重合(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准相对定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量 (结果)，称为基准不重合误差。若把工序基准与定位基准之间的联系尺寸称之为“定位尺寸”，则B就是定位尺寸的公差在工序尺寸方向上的投影（或者说定位尺寸的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。注意：基准不重合误差中的工序基准和定位基准都是针对工件而言的，与定位元件无关；(3)基准位移误差Y(Jw)：因定位副制造不准确(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量(结果)，称为基准位移误差。（或者说工序基准位置的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。基准位移误差可以划分为两类：工件定位表面制造不准