sn214轴承底座铣削的专用夹具设计

目录序言.1第1章零件分析.21.1零件功能说明.31.2零件工艺分析.4第2章工艺规程设计.52.1毛胚制造形式.62.2.1选择毛坯种类.62.2.2毛坯形状的确定.7第3章制定工艺路线.73.1工艺路线方案.9第4章毛胚加工尺寸确定与加工余量.104.1选择机床考虑的原则.124.2选择各加工刀具.14第5章切削用量的计算.155.1加工基准面切削用量的计算.165.2加工基准面工时定额的计算.17第6章端面铣削夹具的设计.186.1定位基准的确定.196.2定位误差的分析与判断.206.3夹紧机构设计计算.216.4夹具装配图与主要零件图.236.5夹具操作使用说明.28参考文献.29第0页共36页序言本课程设计主要内容包括是sn214轴承底座铣削的专用夹具设计，在课程设计过程中完成了零件图、毛坯图、夹具体装配图和夹具体零件图的绘制。能够顺利的完成这次课程设计，是老师的悉心指导，同学们的耐心解答。在设计过程中，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在同学们的帮助下，通过请教老师，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的许多的问题。机械制造技术基础课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、部分专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。在这次课程设计中，加深对本学科的理解与认识，也在知识的综合应用方面有了很大的提高，积累了一些经验第1页共36页一.零件分析1.1零件功能说明剖分式轴承座的上盖和底座可分离，主要承受径乡向载荷，适合于圆柱孔和圆锥孔的调心滚子轴承和调心球轴承。该种轴承座主要应用于冶金，矿山，输送系统，环保设备等等。主要的型号有SN系列、SD系列、SNU系列、SNL系列，1500、1600系列，Z2500Y、Z2600Y系列，GZ2、GZ4系列。各系列的主要区别是承受的负荷不同，密封形式不同（羊毛毡，双唇密封，U型密封，迷宫圈密封等）。它具有良好的导热性，安装和拆卸方便，并且大大提高了密封件的效用。本次需要设计的零件是sn214轴承座是属于对称式的SN系列，属于安装滚动轴承使用系列。1.2零件工艺性分析第2页共36页图1.1SN214尺寸规格表根据SN214尺寸规格表：图1.2SN214轴承座上盖零件图轴承上盖尺寸如图所示：上盖与下轴承座通过螺钉安装孔结合，主体外形是半圆内腔结构，上顶面左右侧是安装直孔直径17，前后是螺钉吊挂孔M8，内腔主要结构是左右侧密封圈主要内径尺寸为49.5，直径101。内部主要结构是轴承安装孔直径125及其两侧面尺寸为44（+0.04，+0.02），内孔直径与结合基准A面平行度为0.01。第3页共36页图1.3SN214轴承座零件图轴承底座与轴承上盖结合后进行加工内部腔体形状。轴承底座的结构主要是左右侧是两个凸台搭子尺寸30上侧面，搭子面处有安装槽18x5。零件基准面A是尺寸80下底面，尺寸80上顶面是结合面粗糙度为3.2，上顶面与底面A平行度为0.02。内腔主要结构是左右侧密封圈主要内径尺寸为99（+0.04，+0.02），直径101。内部主要结构是轴承安装孔直径125圆度为0.01，平行底面A为0.02，两侧面尺寸为44（+0.04，+0.02），内孔直径与结合基准A面平行度为0.01。尺寸80上顶面安装螺钉孔是M6，开档为150。第4页共36页二.工艺规程设计2.1确定毛坯造形式2.2.1选择毛坯种类毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素：（1）设计图样规定的材料及机械性能；（2）零件的结构形状及外形尺寸；（3）零件制造经济性；（4）生产纲领；（5）现有的毛坯制造水平。零件材料为HT250，生产批量为小批大量，零件结构内外结构属于一般复杂程度，同时由于零件的外形尺寸最大高度为275，属于中小件零件，所以选择金属型浇铸，可以避免多次造型，综合尺寸小，余量少，结构细密，并能承受较大的压力的工况要求，最后选择铸件做毛坯。2.2.2毛坯形状的确定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。（1）铸件孔的最小尺寸，根据机械制造技术基础课程设计表2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为1020mm。（2）铸件的最小壁厚。根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-7查得，铸件的最小壁厚为3mm。（3）铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据机械制造技第5页共36页术基础课程设计表2-8，斜度一般外表面为030，内表面的斜度为1。（4）铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的1/31/5，中小铸件圆角半径为35mm。（5）铸件浇铸位置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇铸不足的情况。零件材料给定HT200零件产量是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为沙漠及其造型，零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件尽量接近，内孔铸出。第6页共36页图1.4SN214轴承座底座毛胚图图1.1SN214轴承座上盖毛胚图第7页共36页三.制定工艺路线粗基准和精基准是加工制造过程中为了避免重复定位以及不正确的过定位设置的定位要求，一般情况下是先确定精基准，然后再确定粗基准，粗精基准需要保证定位有尺寸联系保证，尺寸的一致性。精基准的选择可以根据轴承底座的技术要求，选择下底面作为精基准，后续加工过程中很多工序可以采用它们作为基准进行加工，从而保证“基准统一”。实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。粗基准的选择需要保证面平整，无飞边、毛刺以及其他表面缺陷。本次的粗基准可以选择轴承底座左右侧面。这样的基准安排可以为后续工序进行精基准的加工做好准备。拟定工艺路线的第一步是选择定位基准，为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度，形状精度，位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序分散。应当考虑经济效果，以降低生产成本。3.1工艺路线方案机加工工艺过程的安排遵循一定的原则，主要的原则如下所示：（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即阀体下底面和第8页共36页左端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序铣削绝大部分余量，而后安排精加工工序对主要的尺寸以及精度进行加工制造。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，在本次的加工过程中主要是阀体的下底面和左端面，这样安排的原因是可以保证首先加工出重要的尺寸特征，由于加工这样的面或者尺寸容易出错也可以及早的发现避免在其他工序完成后出错加大浪费。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工阀体螺孔分布端面，在加工阀体的内孔以及钻孔、攻螺纹。热处理工序铸件在铸造成型和粗加工过程中都会不同程度出现残余应力，这样的残余应力会造成工件在加工后出现变形影响整体精度。所以需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理以消除由于铸造和粗加工引起的应力集中问题。辅助工序在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。中间检验一般是在重要的零件生产过程中出现。由于机加工过程中刀具切削等引起的零件毛刺需要在检验入库之前去除，保证美观度防止伤害。综上所述，轴承底座工序的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精及其精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。第9页共36页表3.1轴承底座工艺方案一：工序1，下料，木型铸造及清理（两件连铸）工序2，热处理，人工时效工序号工序名称工序内容1铸造金属型铸造、喷砂及其清理2热处理时效处理人工时效：加热到530560保温6-8小时，冷却速度小于303油漆非加工表面喷漆4划线备铣削5铣6热处理7铣8划线备钻9钳钻孔2-1410钳攻司2-M1611钳将下轴承座与轴承上盖根据定位孔2-M6进行配合装夹并校正，用螺栓及其螺母垫圈配套装夹，并检查周边是否对齐。12镗床专用夹具上活，校正尺寸80记号面，允差0.021.镗轴承安装孔尺寸125（+0.06，+0.03）及其靠山侧面至尺寸要求2.镗孔两端密封槽，保证尺寸99（+0.04，+0.02）3.光出端面13钳修去锐边，去毛倒钝14质检15入库第10页共36页工序3，油漆工序4，划线备铣削工序5，铣削铣尺寸80上下侧面放余量0.8-1；铣尺寸30上侧搭子面放余量0.8-1；工序6，人工时效工序7，工序10，攻司2-M6工序11，将下轴承座与轴承上盖根据定位孔2-M6进行配合装夹并校正，用螺栓及其螺母垫圈配套装夹，并检查周边是否对齐。工序12，1.镗轴承安装孔尺寸125（+0.06，+0.03）及其靠山侧面至尺寸要求2.镗孔两端密封槽，保证尺寸99（+0.04，+0.02）3.光出端面工序13,第11页共36页钳工去毛倒钝工序14检验工序15入库表3.2轴承座上盖工艺方案二：工序1，下料，木型铸造及清理（两件连铸）工序2，热处理，人工时工序号工序名称工序内容1铸造金属型铸造、喷砂及其清理2热处理时效处理人工时效：加热到530560保温6-8小时，冷却速度小于303油漆非加工表面喷漆4划线备铣削5铣6铣7划线8钻9钻10钳11镗床专用夹具上活，校正尺寸80记号面，允差0.021.镗轴承安装孔尺寸125（+0.06，+0.03）及其靠山侧面至尺寸要求2.镗孔两端密封槽，保证尺寸99（+0.04，+0.02）3.光出端面12钳修去锐边，去毛倒钝13质检14入库第12页共36页效工序3，油漆工序4，划线备铣削工序5，铣削1.铣尺寸50上下侧面放余量0.8-1；2.铣尺寸75上搭子面放余量0.8-1；工序6，1.铣尺寸50上下侧面至尺寸；2.铣尺寸75上搭子面至尺寸；3.光出尺寸115一侧面并做记号工序7，划线备钻工序8，钻孔2-17通，钻铰孔2-6.8工序9，攻司2-M8深15工序10，将下轴承座与轴承上盖根据2-17定位孔进行配合装夹并校正，用螺栓及其螺母垫圈配套装夹，并检查周边是否对齐第13页共36页工序11，1.镗轴承安装孔尺寸125（+0.06，+0.03）及其靠山侧面至尺寸要求2.镗孔两端密封槽，保证尺寸99（+0.04，+0.02）3.光出端面工序12，修去锐边，去毛倒钝工序13,检验工序14入库方案二和方案一分别是轴承底座和轴承座上盖的工艺过程，两者工艺全部采用工序集中原则进行。轴承底座以底面为加工基准进行精加工。两工件的结合面分别于轴承底座面有位置关系公差。保证整个加工过程基准一致，装配后可以进行镗孔加工达到设计要求。第14页共36页四.毛坯尺寸的确定与机械加工余量由于轴承底座零件材料为HT200，生产方式为大批生产，查有课程设计指导书表2-1、2-3、2-4、2-5厚度尺寸80加工余量取3厚度尺寸30加工余量取3内孔125mm径向加工余量取3得到119mm根据零件图结构，为减少成本考虑槽不进行铸造成型，依靠后期加工4.1选择机床是考虑的原则1)、机床的尺寸规格要与被加工工件的外廓尺寸相适应，应避免盲目加大机床规格。2）、机床的加工精度应与被加工工件在该工序的加工精度相适应。3）、机床的生产率应与被加工工件生产类型相适应。、机床的选择应考虑工厂的现有设备条件。根据进给量及加工精度要求钻床选择Z535，铣床选择X52，镗床T211。4.2选择各加工刀具加工端面选择端面车刀，螺纹车刀铣刀选择直柄立铣刀，切断刀，内孔镗刀，浮动镗刀，端面铣刀。钻孔选择直柄麻花钻，扩孔钻。攻螺纹选择丝锥选择量具；游标卡尺，螺纹塞规第15页共36页五.切削用量的计算5.1加工基准面切削用量计算1.粗铣顶面(1)背吃刀量确定Z1等于毛坯减去精加工余量Z3，Z1=3mm-1mm=2mm。(2)进给量确定，选刀具d32,齿数6，背吃刀量小于等于3，该工序的每齿进给量fz为0.2mm/z。(3)铣削速度计算取d/z=32/6，每齿进给量0.18，背吃刀量3，则铣削速度为39m/min。该工序的铣刀转速n=1000x39m/min/x32=387.940r/min。查得X52型立式铣床的主轴转速，取转速n=380r/min。再代入公式（5-1），求出该工序的实际铣削速度v=nd/1000=380xx32/1000=38.2m/min。2.精铣顶面(1)背吃刀量确定Z2=1mm。(2)进给量确定由取要求达到的粗糙度Ra3.2m，取进给量0.6mm/r。(3)铣削速度计算有表5-13取d/z=32/6，每齿进给量0.08，背吃刀量3，则铣削速度为46m/min，由公式（5-1）求得该工序的铣刀转速，第16页共36页5.2、加工基准面时间定额计算1.基本时间tm的计算粗铣顶面端铣刀铣平面（对称铣削、主偏角kr=90o）的基本时间计算公式tj=（l+l1+l2）/fmz，可求出该工序的基本时间。l=80mm，l2=1mm，l1=0.532-(322x302)0.5=10.43mm;fMz=fxn=fzxZxn=0.18x6x380=410.4mm/min。代入公式tj=(l+l1+l2)/fMz=80+10.4+1/410=13.31s精铣顶面端铣刀铣平面（对称铣削、主偏角kr=90o）的基本时间计算公式tj=（l+l1+l2）/fmz，可求出该工序的基本时间。l=80mm，l2=1mm，l1=0.532-(322x302)0.5=10.43mm;fMz=fxn=fzxZxn=0.6x490=294mm/min。代入公式tj=(l+l1+l2)/fMz=(80+10.4+1)/290=18.80s2.辅助时间ta=计算tf1=0.15x10.43=1.56stf2=0.15x18.80=2.82s5.3镗孔径1251.粗镗镗床选择为卧式镗床T611。1.切削用量的选择第17页共36页由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=3mm（直径上），f=0.5mm/r，v=35m/min。2.精镗镗床选择为卧式镗床T611。1.切削用量的选择由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=1.5mm（直径上），f=0.3mm/r，v=30m/min。2.确定主轴转速min/1.95014.30rdvncs根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，与相近的min/1.9r机床转速为与。现取，速度损失较小。in/6rin/2ri/20rw所以实际切削速度mi/4.31v3.粗镗时间根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，ifnlifLtm21mi65.0i5.031ifnt4.精镗时间根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，ifnlifLtm21第18页共36页则本道工序加工工时为min835.0i57.min26.01mtt第19页共36页六、专用机床夹具设计机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。其的作用有：（1）缩短辅助时间，提高劳动生产率；（2）易于保证加工精度，并使加工精度稳定；（3）扩大机床的工艺范围，实现一机多能；(4)降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动强度。专用夹具设计的基本要求（1）加工精度。要保证各个待加工要素的准确性必须从定位、夹紧方案，选择适当的定位、夹紧元件，确定合适的的尺寸、形位公差等因素来进行优化设计。（2）生产率。合理的夹具设计，可简化操作过程，减少辅助时间，同时借助于液压或者气压等辅助设备进一步优化设计，提高生产效率。（3）使用性能。夹具的设计初衷就是为了让繁琐的劳动变得可以被简单机械化设备所代替，所以设计总体结构、考虑结构工艺性、加工工艺性，如何更好的适用于实际生产中加工、装配、检验、维修等的重要任务之一。（4）经济性。在可以符合设计要求的情况下，夹具结构越简单、元件标准化程度越高，其制造成本越低、周期越短、效率越高，这样达到了设计与成本的有效融合。6.1定位基准的确定第20页共36页工件的定位：指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。在机械加工中，通过用一定规律分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在机床或夹具中的位置完全确定，称为工件的“六点定位原理。工件在x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度需要消除，这样可完全定位工件。根据零件分析可以知道为了保证轴承座零件前后工艺的基准一致需要注意尺寸位置关系要求，同时本次零件后续需要将两件合并进行加工，故更加需要保证基准一致以保证安装结合面加工后的准确性。在本次设计中，首道工序是铣削尺寸80的上下两个侧面，以及尺寸30的上侧搭子端面。初步选择定位基准一为尺寸90的下底面，定位基准二为槽尺寸18的远端圆孔面两侧面。第三个定位基准是厚度尺寸115的一侧记号面，在镗孔等工序是可以进行校正。通过以上三个定位基准的设定基本固定了该零件在此工序中的位置并检查校正。第21页共36页图6.1工件定位基准6.2定位误差分析根据前面分析可知，定位模式采用的是一面两销模式。这是常用的定位模式。三处基准，其中基准一尺寸80下侧面作为大端面来进行初始定位。同时其与尺寸80上顶面的平行度要求为0.02，故其最后镗出的中心高度将会受该平行精度的影响，底面作为整个工件的加工基准以及装配基准平面度控制在0.02，打表超差可以通过刮研尺寸80的下底面达到，通过红丹粉检查底面的贴合度，要求每12x12mm内大于8点的刮研点。基准二采用的是左右侧直径18开档为5的槽。选择两侧槽的远端进行销钉定位可以在工件的纵向限制工件的自由度，由于两侧槽的开档为230属于自由公差，销钉与槽之间有间隙，由于本次设计的铣削夹具在零件纵向没有精度要求，而主要是结合面与底面的平行度。同时在左右压板夹紧后由于底面与夹具底面巨大摩擦力不会对工件产生较大影响。基准三采用的尺寸115的一侧记号面，该基准主要是通过加工过程第22页共36页中不断校正该面来观察其与底面的垂直度。保证工件的加工精度一致。6.3夹紧机构设计计算机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、重力、惯性力等的作用，在这些外力作用下，为了使工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移，保证加工质量和生产安全，一般夹具结构中都必须设置夹紧装置将工件可靠夹牢。夹紧主要由以下三部分组成：1.力源装置2.中间传力机构3.夹紧元件本次夹具设计过程中的夹紧模式按照任务书的要求采用的常规的手动夹紧模式，通过拧紧螺母传力到垫片使得力均匀的释放到压板，这样正面压板压实来限制工件并辅助有定位销钉进行固定。工件按照预定的定位模式进行定位。工件夹紧的基本方式方法主要是夹紧力的确定确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1.夹紧力方向的确定第23页共36页夹紧力方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向切削力、工件重力方向一致2.夹紧力作用点的选择应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。应尽量避免或减少工件的夹紧变形夹紧力作用点应尽量靠近加工部位目前常用的夹紧结构主要有：斜楔夹紧结构，螺旋夹紧结构，单个螺旋夹紧结构，螺旋压板夹紧结构，偏心夹紧机构。在本次设计中选用的事螺旋夹紧机构，这种夹紧机构是常用的，从原理上可以看出是变相的一种斜楔结构。本工序加工是铣削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保证可靠的卡紧。1夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择原则：1）、夹紧力的作用点必须在定位元件支撑面上或几何元件形成的支撑面内；2）、夹紧力的作用点应在工件刚性较好的部位上3）、夹紧力的作用点应靠近加工表面根据夹紧力选用原则和工件的结构我们选择压板夹紧工件，由于工件左右对称，所以在工件两侧安装压板同时夹紧。2夹紧力作用方向的选择第24页共36页夹紧力作用方向的选择原则：切削力的计算夹紧力应垂直指向定位表面、夹紧力的方向有助于减少夹紧力、夹紧力的方向作用于工件刚性高的地方。根据这些原则我们设计的夹紧力垂直于定位表面，这样保证了足够的夹紧力和零件加工精度。还采用压板式机构来夹紧工件这样工件的变形更小，而且压板夹紧机构比较方便简单夹紧力也不需要太大。3夹紧力的计算1、夹紧力的计算工件材料为HT200，大平面加工余量为3mm，采用硬质合金端铣刀加工，切削力查参考文献可根据如下公式计算：式中：Fz-铣削力(N)af-每齿进给量(mm/r)aw-铣削宽度(mm)KFZ-铣削力修正系数d0-铣刀外径(mm)ap-铣削深度(mm)z-铣刀齿数确定各参数值:(1).铣刀外径d0315mm；(2).铣刀齿数Z16；(3).每齿进给量af是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:第25页共36页afVf/(zn)360/(16720)0.031mm/r(4).铣削深度ap对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:ap5mm(5).铣削宽度aw对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:aw42mm(6).修正系数KFZ取1.6；由表查得:cF7750xF1.0yF0.75uF1.1wF0.2qF1.3Fz=276.5N=28Kg(7).理论所需夹紧力计算确定安全系数:总的安全系数kk6.4夹具装配图及主要零件图CAD夹具的CAD图是夹具设计整体装配的指导文件，明确表达了各个零部件的组成关系，以及零部件、紧固件等之间的安装关系。图中双点划线部分是待铣削加工的轴承座底座所在位置。整体结构紧凑，设计合理。图6.2夹具装配图第26页共36页图6.3夹具体零件图夹具三维结构说明及使用说明图6.4夹具三维图零部件主要有：夹具底座、对刀块、压板、内六角螺钉、定位螺柱、螺母、垫片从上图夹具整体装配图与下图爆炸分解图可以清楚的看到整体夹具的组成结构。整个铣削夹具呈现左右对称结构。待加工零件通过一面两销的经典定位模式定位在夹具体的上顶面后，左右压板是对称结构，同时可以压住待加工工件两侧搭子面，在待加工件的前方有对刀块可以保证铣削时铣刀下降到该位置减少了整个对刀的时间提高效率。第27页共36页图6.5夹具分解图夹具体是用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,并与机床有关部位连接,以确定夹具相对于机床的位置.其在设计时应满足以下基本要求:应有足够的强度和刚度保证在加工过程中,夹具体在夹紧力,切削力等外力作用下,不至于产生不允许的变形和震动.结构应简单,具有良好工艺性.在保证强度和刚度条件下,力求结构简单,体积小,重量轻,以便于操作