机床夹具第四版教案

1、教 案 用 纸学 科机床 夹具绪论审批签字授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的学习目的，课程的安排教学重点 和 难点教材安排的思路结构复习提问教学内容、方法和过程附记相关知识：、机床夹具基础知识二、工件的定位三、工件的夹紧四、夹具图的绘制五、典型夹具设计实例教学内容、方法和过程附记一、铳床夹具为例二、主要围绕铳床夹具的分析设计进行讲解： 提高学生的分析、设计机床夹具的综合能力学 科机床 夹具第一章机床夹具基础知识第一节机床夹具概述审批签字授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的掌握机床夹具的组成，分类教学重点 和 难点重点：机床夹具的组成 难点：定位、夹紧二个概

2、念复习提问教学内容、方法和过程附记相关知识：一、机床夹具的概念及种类二、夹具的结构组成三、夹具的作用教学内容、方法和过程附 记一、机床夹具有关概念夹具：在机械制造的各类工序中，用以装夹工件的装置。 机床夹具：在各类机床上所使用的夹具统称为机床夹具。 定位：使工件在夹具中占有预期确定位置的动作过程，称为工作在夹具中和疋位。夹紧：能使工件在加工过程中始终保持其位置稳定不变的 动作过程，称为对工件的夹紧。装夹：工作在加工工位上的定位、夹紧过程，称为工件装 夹。二、机床夹具的组成1. 定位装置作用：使工件在夹具中占有正确的位置2. 夹紧装置作用：将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时，不离

3、开已占有的正 确位置3. 对刀或导向装置作用：确定刀具相对于定位元件的正确位置4. 连接元件作用：确定夹具在机床上正确为位置的元件5. 夹具体：机床夹具的基础件三、夹具的分类（一）按夹具的使用特点分类：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具（二）按机床使用分类车床夹具，钻床夹具，铳床夹具等（三）按夹具的动力源分类手动夹具，气动夹具，液压夹具等四、机床夹具在机械加工中的作用 保证加工精度提咼生产率、改善工人的劳动条件，减轻工人的劳动强度降低生产成本 保证工艺纪律 扩大机床的工艺范围教学内容、方法和过程附记学夹床第一章机床夹具基础知识审批签字第一节夹目的要求和设计前期准备五、机床夹具的设

4、计特点与要求八（一）特点：1、要有较短的设计与制造周期2、 夹具的精度一般比工件的精度高23倍3、夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切相关4、要求夹具在投产时一次成功5、设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求（二）要求：1、保证工件的加工精度要求2、保证工人的操作方便3、达到加工的生产率4、满足夹具一定的使用寿命和经济性要求作业：1、夹具的组成及各部分的功能2、夹具在机械加工中的作用授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的夹具的要求与设计的前期准备教学重点 和 难点重点：夹具的图样分析难点：夹具的定位基准复习提问什么是夹具？教学内容、方法和过程

5、附记相关知识：一、夹具的要求二、夹具设计的前期准备教学内容、方法和过程附记一、夹具的要求1. 保证工件的加工精度要求2. 提高机械加工生产效率3. 降低工件的生产成本4. 具有良好的工艺性二、夹具设计的前期准备1.准备设计资料2 .进行实际调查3 工件图样分析4.确定定位基准(1) 基准概念基准一一用来确定工件上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。(2) 基准分类设计基准一一设计图样上所采用的基准。工艺基准一一在工艺过程中所采用的基准。教学内容、方法和过程附记学机床第二章工件的定位审批签字1带肩固定钻套 在夹具的设计和应用中，主要涉及工序基准和定位基准。1 ）工序基准2 ）定位基准授课时数

6、授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的掌握六点定则原理教学重点 和 难点重点：不定度、六点定则难点：分析基本定位体所消除的不定度复习提问设计基准与工艺基准的区别？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、不定度概念二、六点定则三、六点定则的应用教学内容、方法和过程附记一、不定度概念不定度一一用来描述工件在某一预先设定的空间直角坐标系中定位时，其空间 位置不确定程度的六个位置参量。工件空间位置的不定度移动不定度和转动不定度二、六点定则八点疋则在工件的疋位中， 我们用在空间合理分布的取多八个疋位点（由疋位兀件抽象而来），来限制工件使其获得一个完全确定的位置的方法。三、六点定则的应用教学内容、方

7、法和过程附记学机床第二章工件的定位审批签字:2 盘类工件3 .轴类工件授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的确保加工要求，消除工件的不定度教学重点 和 难点重点：完全定位、不完全定位难点：绝不允许欠定位复习提问不定度的概念？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、加工要求与不定度消除二、完全定位三、不完全定位四、欠定位和重复定位教学内容、方法和过程附记一、加工要求与不定度消除显然，铳不通槽时，必须消除六个不定度，方能满足加工要求。 铳通槽，则只需消除五个不定度即可满足加工要求。教学内容、方法和过程附记几种常见加工方式所需消除的不定度情况。二、完全定位完全定位工件在夹具中，八个不疋

8、度全部被消除的疋位。教学内容、方法和过程附记三、不完全定位不完全定位 六个不定度不需要完全消除的定位。四、欠定位和重复定位欠定位一一工件实际定位所消除的不定度数目少于按其加工要求所必须消除的不定 度数目。夹具上的定位支承点多于六个或少于六个，但由于布局不合理， 将造成重复消除工件的一个或几个不定度的现象，这种重复消除工件不定度的定位称为重复定教学内容、方法和过程附记教学内容、方法和过程附 记学 科机床 夹具第一早工件的疋位 第三节工件的定位兀件审批签字授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的定位元件的应用教学重点 和 难点重点：定位元件的要求 难点：定位元件的选择复习提问对工件的

9、定位，不定度消除的数目不能少于几个？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、对定位元件的要求二、常用定位元件的选择学科机床 夹具第二早工件的疋位第四节 定位误差的产牛及纟组成审批签字一、对定位兀件的要更求1. 高精度2. 高耐磨性3. 足够的刚度和强度4. 良好的工艺性二、常用定位元件的选择1.平面定位基准面(1) 基本支承基本支承是用作消除工件定位不定度、具有独立定位作用的支承。其中包括支承 钉、支承板、自位支承、可调支承。工件上幅面较大、跨度较大的大型精加工平面，多选用支承板来体现夹具上定位元件的定位表面。自位轴承 是指能够根据工件实际表面情况，自动调整支承方向和接触部位的浮动 支承。可调支

10、承是指支承高度可以调节的定位支承。可调支承的常用结构及其应用见下 表(2 )辅助支承辅助支承一一为提高工件的安装刚性及稳定性，防止工件的切削振动及变形，或 者为工件的预定位而设置的非正式定位支承。2 圆孔定位基准面(1) 定位销(2) 定位心轴(3) 锥销类(4) 自动定心夹紧心轴3 外圆柱面定位基准面(1) V形块常用V形块两工作斜面间的夹角一般分为60°、90°、120°三种，其中90°角的V形块应用最多，其结构及规格尺寸均已标准化。(2) 圆柱孔用圆柱孔作定位元件时，通常采用定位套形式进行精基准定位授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学

11、目的分析定位误差教学重点 和难点重点：定位误差的组成难点；基准不重合误差、基准位移误差复习提问什么是基本支承？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、定位误差及其产生疋位只解决了工件在夹具中位置 疋与不疋 的冋题。夹具中的工件 还存在着位置“准与不准”的问题，即定位误差问题。教学内容、方法和过程附记学机床科夹具第二章工件的定位 ，一 、第五节定位综合分析一、定位误差及其产生? 基准不重合误差?基准位移误差定位误差一一一批工件定位时，被加工表面的工序基准在沿工序尺寸方向上 的最大可能变动范围，通常以符号表示。1 .基准不重合误差采用夹具定位时，如果工件的定位基准与工序基准不重合，则形成 差，以符号

12、 表示。 基准不重合的情况2.基准位移误差采用夹具定位时，由于工件定位基准面与定位元件不可避免地存在制造误差， 者配合间隙，致使工件定位基准在夹具中相对于定位元件工作表面的位置产生位移， 从而形成 基准位移误差，以符号 厶W表示。 定位基准位移的情况审批签字基准不重合误基准重合的情况或授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的会分析定位产生的误差，可否满足加工要求教学重点 和 难点重点：平面定位难点：圆柱孔与外圆柱面定位复习提问什么是基准不重合误差？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、工件以平面定位二、工件以圆孔定位二、工件以外圆柱面定位教学内容、方法和过程附记一、工件以平面定位

13、二、工件以圆孔定位1. 工件以圆柱孔在无间隙配合心轴上定位2. 工件以圆柱孔在间隙配合心轴上定位（1）圆柱孔与心轴固定单边接触（2）圆柱孔与心轴任意边接触教学内容、方法和过程附记学夹床第三章工牛的夹紧审批签字丿第一节夹紧装置【例2】如图所示，在轴套上铳削键槽。设定心轴水平放置，工件在垂直向下的外力 作用下，其圆柱孔与心轴的上母线接触。试求工序尺寸H2、H3的定位误差？二、工件以外圆柱面定位V形块定位误差分析授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的夹紧装置的应用教学重点 和 难点重点：夹紧装置的构成 难点；夹紧装置的夹紧机构复习提问平面定位时，主要考虑什么定位误差？教学内容、方法和

14、过程附记相关知识：一、夹紧装置的要求二、夹紧装置的组成 二、基本夹紧机构教学内容、方法和过程附记夹紧装置一一把工件在夹具中压紧、夹牢的装置。一、夹紧装置的要求(1) 在夹紧过程中，应不破坏工件定位所获得的确定位置。(2) 夹紧力应保证工件在加工过程中的位置稳定不变，不产生振动或移动；夹紧变 形小，不损伤工件表面。(3) 操作安全、可靠、方便、省力。(4) 结构简单、制造容易，其复杂程度和自动化程度应与工件的生产纲领相适应。二、夹紧装置的组成夹紧装置的结构一般由三部分组成，即力源装置、中间递力结构、夹紧元件。三、基本夹紧机构1.斜楔夹紧机构教学内容、方法和过程附记学夹床第三章工牛的夹紧审批签字丿

15、第一节夹紧力2 螺旋夹紧机构'常用螺旋夹紧机构包括普通螺旋夹紧机构、快速螺旋夹紧机构、螺旋压板组合夹紧机构等。（1）普通螺旋夹紧机构（2）快速螺旋夹紧机构（3）螺旋压板组合夹紧机构3 偏心夹紧机构轮缘上最大楔升角.2e% =arcsi 门石授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的夹紧力的分析教学重点 和 难点重点：夹紧力的三要素 难点：夹紧力方向的选择复习提问夹紧装置由哪几部分构成？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、夹紧力方向的确定二、夹紧力作用点的选择二、夹紧力大小的计算教学内容、方法和过程附记一、夹紧力方向的确定1 夹紧力应垂直于主要定位基准面2 .夹紧力应尽可能

16、和切削力、工件重力冋向夹紧力与切削力垂直的情况下，为了减小夹紧力，可以在切削分力相对的方向设置止推定位元件来承受切削力。二、夹紧力作用点的选择1 .夹紧力应洛在支承兀件上或洛在几个支承所形成的支承面内2 .夹紧力应落在工件刚性较好的部位上3 .夹紧力应靠近加工表面教学内容、方法和过程附记学夹床第三章工牛的夹紧审批签字第三节夹具的对定三、夹紧力大小的计算'' 夹紧力大小的计算是比较复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为了安全起见，估算出的夹紧力再乘以安全系数作为实际所需的夹紧力数值，即W= KW'。其中，W为实际所需的夹紧力，W为理论夹紧力，安全系数K通常为1.53。用于粗

17、加工时，取 K = 2.53 ;用于精加工时，K = 1.52。.授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的分析夹具的对定教学重点 和 难点重点：夹具的对刀装置 难点：孔加工刀具的导向复习提问夹紧力作用点的选择？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、夹具的定位二、夹具的对刀装置三、孔加工刀具的导向教学内容、方法和过程附记一、夹具的定位夹具的定位是指夹具在机床上的定位。1 .夹具与机床的连接(1) 夹具与平面工作台的连接(2) 夹具与回转主轴的连接2 .定位兀件对夹具定位面的位置要求一般情况下，夹具的对定误差应按工序尺寸公差的1/3考虑，但对定误差中还包括对刀误差等，所以夹具的定位误

18、差取工序尺寸公差的1/61/3.二、夹具的对刀装置教学内容、方法和过程附记三、孔加工刀具的导向钻床夹具在结构上设置有专供导引刀具的导向元件一一钻套，以及安装钻套的钻模板。1 钻套的结构型式 ?固定钻套?可换钻套?快换钻套? 特殊钻套(1 )固定钻套(2 )可换钻套(3 )快换钻套教学内容、方法和过程附记(3) 快换钻套(4) 特殊钻套特殊钻套是在工件形状或加工孔位置特殊的情况下采用的钻套，这类钻套需结合 具体情况自行设计。2 钻套导引孔的尺寸及公差(1 )钻套导引孔直径的公称尺寸应等于所导引刀具的最大极限尺寸。(2) 钻套导引孔与刀具的配合应按基轴制选取，这是因为钻套导引的刀具(如钻头、 扩孔

19、钻、铰刀等)都是标准的定尺寸刀具。(3) 钻套导引孔与刀具之间应保证有一定的配合间隙，以防止两者发生卡住或“咬 死”。一般根据所导引的刀具和加工精度要求来选取导引孔的公差带：钻孔和扩孔时 选用F7，粗铰时选用 G7,精铰时选用 G&(4) 当采用GB/T1132 2004的标准铰刀铰 H7或H9孔时，则不必按刀具最大尺寸来计算，可直接按孔的公称尺寸，分别选用F7或E7,作为导引孔的公称尺寸与公差带。3 钻套高度和钻套下端面与工件距离钻套高度()是指钻套导引孔的有效高度。钻套高度由孔距精度、工件材料、 孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素决定。教学内容、方法和过程附记学夹床第四章夹具

20、图的绘制审批签字丿第一节夹目总图4 .钻套位置的尺寸标注一般情况下，钻套的位置尺寸都是以定位兀件的定位面作为基准来标注的。授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的绘制夹具图教学重点 和 难点重点：夹具图的绘制内容与要求 难点：绘制夹具总图复习提问快换钻套应用于什么场合？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、夹具总图的绘制内容和要求二、夹紧总图的绘制步骤教学内容、方法和过程附记一、夹具总图的绘制内容和要求1.夹具总图的绘制内容2 夹具总图的绘制要求（1）图样绘制应符合国家制图标准（2）尽量采用1:1的绘图比例（3）局部结构视图不宜过多（4）反复进行局部结构的调整和完善二、夹紧总图的

21、绘制步骤（1）用双点划线（或红色细实线）绘出工件视图的外轮廓线和工件上的定位、夹紧 以及被加工表面。（2）将工件假想为透明体，即工件和夹具的轮廓线互不遮挡，然后按照工件的形状 和位置，依此画出定位元件、对刀一导向元件、夹紧机构、力源装置及其他辅助元件（如夹紧装置的支柱和支撑板、弹簧以及用来紧固各零件的螺钉和销等）的具体结构，最后绘制出夹具体，把夹具的各部分联成一个整体。教学内容、方法和过程附记机床夹具审批签字第四章夹具图的绘制 ,t第二节夹具零件图(3)标注总装配图上的尺寸和技术要求。? 夹具外形的最大轮廓尺寸? 配合尺寸?夹具与刀具的联系尺寸?夹具与机床的联系尺寸?其它装配尺寸(4)完成夹具

22、组成零件、标准件编号，编写装配零件明细表。 夹具零件编号夹具装配零件明细表授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的绘制夹具零件图教学重点 和 难点重点：夹具零件图的绘制内容和要求难点：正确选择和布置视图复习提问绘制夹具总图采用1：-的绘图比例？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、夹具零件图的绘制内容和要求二、夹具零件图的计算机绘制（步骤）教学内容、方法和过程附记一、夹具零件图的绘制内容和要求夹具零件图绘制内容1 图样绘制应符合国家制图标准2 选择和布置视图3 优先采用1:1的绘图比例4 .标注尺寸零件图上的尺寸是加工与检验的依据。在图纸上标注尺寸时，应做到正确、完整、 书写清晰

23、、工艺合理、便于检验。对于在夹具中需要配合的尺寸或者要求精确地尺寸，应注出尺寸的极限偏差。零件的所有表面（包括非加工表面）都应按照国家标准规定的标注方法注明表面粗 糙度。如零件较多表面具有冋一粗糙度时，可在图样右下角附近集中标注，并加“其 余”字样，但仅允许标注使用最多的一种粗糙度。对于在夹具中影响工件定位精度的零件，其零件图上应在相应位置标注必要的几 何公差，具体数值和标注方法按国家标准规定执行。5 编写技术要求对于夹具零件在加工或检验时必须保证的要求和条件，不便用图形或符号表示时，可在零件图技术要求中注出。 它的内容根据不冋零件、不冋材料和不冋的加工方法的 要求而疋。6 画出零件图的标题栏

24、在图纸的右下角画出标题栏，用来说明夹具零件的名称、图号、数量、材料、绘图 比例等内容，其格式按照国家标准规定执行，如前图所示。二、夹具零件图的计算机绘制（步骤）1 .打开已经创建的零件 SolidWorks文件。2 点击文件到“从零件制作工程图”，弹出“新建文件”对话框，选择工程图并确 定，打开工程图制作窗口。3 从右侧视图管理区域选择表达该零件合适的视图，并拖至图纸窗口，调整其位置。4 移动视图到合适位置，并激活各视图对图形机构尺寸、图形比例、显示样式等进 行设置，保证零件结构表达清楚。5 对夹具零件图添加中心线、表面粗糙度、形位公差及必要的技术要求，以确保零 件图能完整清晰表达零件结构和要

25、求。教学内容、方法和过程附记学夹床第五章典型夹具设计实例审批签字第一节 车床夹目设计实例6 最后将工程图另存为.dwg格式，并对图形做细节修改和调整，使图形符合国家标 准并能准确清晰表达意思。授课时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的学习车床夹具实例教学重点 和 难点重点：明确设计任务难点：夹具的定位分析与结构设计复习提问夹具零件图的绘制内容？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、明确设计任务一、疋位方案及疋位兀件三、夹紧方案及夹紧装置的设计四、夹具结构的设计五、绘制夹具总图教学内容、方法和过程附记一、明确设计任务设计“涡轮箱体”零件工艺流程中第8道工序的车床专用夹具。二、定位方案

26、及定位元件1 .确定定位方案2 .选择定位元件选择角铁（角铁支承面消除工件 3个不定度）、两个支承钉（消除工件2个不定度） 和削边心轴（消除工件 1个不定度）。一方案及夹紧装置的设计勺方向的确定.夹紧力作用点确定教学内容、方法和过程学夹床第五章典型夹具设计实例审批签字第二节一钻床夹目设计实例四、夹具结构的设计1 定位装置(1) 角铁(2) 定位心轴(3) 支承钉2 夹紧装置(1) 夹紧机构(2) 压板3 夹具体夹具体应根据被加工零件的尺寸、角铁的大小、配重块的安装以及车床的最大回 转直径要求等因素来确定其径向尺寸。4 .辅助装置(1) 平衡块(2) 防护罩5 .定位误差分析五、绘制夹具总图授课

27、时数授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的分析钻床夹具实例教学重点 和 难点重点：明确设计任务难点：夹具的定位分析与结构设计复习提问车床夹具主要用于什么场合？教学内容、方法和过程附记相关知识：一、明确设计任务一、疋位方案与疋位兀件三、夹紧方案及夹紧装置的设计四、夹具结构设计五、绘制夹具总图教学内容、方法和过程附记一、明确设计任务设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件上孔0 10 mm 和$ 13mm的钻夹具。1.杠杆臂零件图2 .杠杆臂加工工艺分析(1) 加工要求(2) 加工工艺一、疋位方案与疋位兀件1 .确疋疋位方案2 .选用定位元件三、夹紧方案及夹紧装置的设计四、夹具结构设计1.定位装置(1) 销轴(2) 可调支承钉(3) 辅助螺旋支承2 .夹紧装置教学内容、方法和过程附记学科机床 夹具第五章典型夹具设计实例第三节 铣床夹目设计实例审批签字(1) 夹紧(2) 开口垫圈3 辅助装置(1) 钻套(2) 钻模板4 夹具体五、绘制夹具