机械制造技术基础第29讲(2015)

1、第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计第六节第六节 机械产品设计的工艺性评价机械产品设计的工艺性评价一、概述一、概述机械产品设计除了应满足产品使用性能外，还应机械产品设计除了应满足产品使用性能外，还应满足制造工艺的要求，否则就有可能影响产品生满足制造工艺的要求，否则就有可能影响产品生产效率和产品成本。机械产品设计的工艺性评价产效率和产品成本。机械产品设计的工艺性评价实际就是评价所设计的产品在满足使用要求的前实际就是评价所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性。提下制造、维修的可行性和经济性。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计对机械产品设计进行工艺性评价须与具体生产条对机

2、械产品设计进行工艺性评价须与具体生产条件相联系。件相联系。本节只介绍机械加工艺性评价和装配本节只介绍机械加工艺性评价和装配工艺性评价。工艺性评价。 图图5-56 箱体同轴孔系结构箱体同轴孔系结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计二、机械产品设计的机械加工工艺性评价二、机械产品设计的机械加工工艺性评价1. 零件结构要素（如螺纹、花键、齿轮、中心孔零件结构要素（如螺纹、花键、齿轮、中心孔和空刀槽等）必须符合标准规定和空刀槽等）必须符合标准规定2. 尽量采用标准件和通用件尽量采用标准件和通用件标准件是指按照标准制造的零件；通用件是指在标准件是指按照标准制造的零件；通用件是指在同一类型不同规格的产

3、品中或不同类型产品中，同一类型不同规格的产品中或不同类型产品中，部分零件相同，它们彼此可以互换通用的零件。部分零件相同，它们彼此可以互换通用的零件。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计标准件和通用件在产品中所占的比例是评定产品标准件和通用件在产品中所占的比例是评定产品设计标准化程度的一个重要指标。设计标准化程度的一个重要指标。标准化程度可用标准化系数标准化程度可用标准化系数 A进行评定：进行评定：机械产品设计的标准化系数机械产品设计的标准化系数A一般不应低于一般不应低于70% 80%。 %100 JT+B=A该产品采用的该产品采用的标准件总数标准件总数该产品采用的通用件总数该产品采用的通用件

4、总数该产品零件总数该产品零件总数第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计3. 在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度值应取经济值的尺寸精度等级和表面粗糙度值应取经济值4. 尽量选用切削加工性好的材料尽量选用切削加工性好的材料 材料的切削加工性是指在一定生产条件下，该材材料的切削加工性是指在一定生产条件下，该材料切削加工的难易程度。料切削加工的难易程度。5. 零件上有便于装夹的定位基准面和夹紧表面零件上有便于装夹的定位基准面和夹紧表面（设置辅助基准面）（设置辅助基准面） 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计6. 保证能以较高的生

5、产率加工保证能以较高的生产率加工（1）被加工表面形状应尽量简单（图）被加工表面形状应尽量简单（图5-57a,b）图图5-57 两种键槽结构形状两种键槽结构形状第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计（2）尽量减少加工面积（图）尽量减少加工面积（图5-58、图、图5-59）图图5-59 箱体零件耳座结构箱体零件耳座结构图图5-58 气缸套工作表面结构气缸套工作表面结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计（3）尽量减少加工过程中的装夹次数（图）尽量减少加工过程中的装夹次数（图5-60）图图5-60 零件螺孔结构设计零件螺孔结构设计第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计（4）尽量减少工作行程次数（图

6、）尽量减少工作行程次数（图5-61a、b）图图5-61 零件平面结构设计零件平面结构设计第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计7保证刀具能正常工作保证刀具能正常工作 （图（图5-62，图，图5-63 ）图图5-62 保证刀具能正常工作的零件结构保证刀具能正常工作的零件结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计图图5-63 零件孔结构设计零件孔结构设计第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计8加工时工件应有足够的刚性（图加工时工件应有足够的刚性（图5-64） 图图5-64 增设加强肋提高零件刚性增设加强肋提高零件刚性第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计三、机械产品设计的装配工艺性评价三、机械产品

7、设计的装配工艺性评价1. 机器结构应能划分成几个独立的装配单元（图机器结构应能划分成几个独立的装配单元（图5-65a、b） 其好处是便于组织平行装配流水作业，缩短装配其好处是便于组织平行装配流水作业，缩短装配周期；便于组织厂际协作生产，便于组织专业化周期；便于组织厂际协作生产，便于组织专业化生产；有利于机器的维护修理和运输。生产；有利于机器的维护修理和运输。图图5-65 两种传动轴结构两种传动轴结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计2. 尽量减少装配过程中的修配劳动量（图尽量减少装配过程中的修配劳动量（图5-66a, b，图，图5-67）和机械加工劳动量（图）和机械加工劳动量（图5-68）

8、 图图5-66 车床主轴箱与床身的两种不同装配结构形式车床主轴箱与床身的两种不同装配结构形式第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计图图5-67 车床横刀架底座后压板的两种不同装配结构形式车床横刀架底座后压板的两种不同装配结构形式第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计图图5-68 两种不同的轴润滑结构两种不同的轴润滑结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计3. 机器结构应便于装配和拆卸（图机器结构应便于装配和拆卸（图5-69、5-70） 图图5-69 轴承座组件装配基面的两种设计方案轴承座组件装配基面的两种设计方案1壳体壳体 2轴承座轴承座 3、5轴承轴承 4锥齿轮锥齿轮第五章第五章 工艺规程

9、设计工艺规程设计图图5-70 轴承座台肩和轴肩结构轴承座台肩和轴肩结构第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计第六章第六章机床夹具设计机床夹具设计第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计第一节第一节 概概 述述一、机床夹具的作用一、机床夹具的作用1. 减少加工误差，提高加工精度减少加工误差，提高加工精度2. 提高生产效率提高生产效率3. 减轻劳动强度减轻劳动强度4. 扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计二、机床夹具的分类二、机床夹具的分类1按夹具的应用范围分类按夹具的应用范围分类（1）通用夹具）通用夹具通用夹具是指结构已经

10、标准化，且有较大适用范通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具。围的夹具。通用夹具适用于多品种、中小批量生产。通用夹具适用于多品种、中小批量生产。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计（2） 专用机床夹具专用机床夹具专用机床夹具是针对某一工件在某道工序上的装专用机床夹具是针对某一工件在某道工序上的装夹而专门设计制造的夹具。夹而专门设计制造的夹具。这类机床夹具主要适用于产品相对稳定而产量较这类机床夹具主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批大量生产类型中。大的成批大量生产类型中。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计（3） 组合夹具组合夹具组合夹具是用预先制造好的一套系列化标准零件组合夹

11、具是用预先制造好的一套系列化标准零件及合件组装而成的夹具。及合件组装而成的夹具。其特点是结构灵活多变，设计和组装周期短。使其特点是结构灵活多变，设计和组装周期短。使用后可以拆开、清洗和储存，以便多次重复使用，用后可以拆开、清洗和储存，以便多次重复使用，适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合应用。应用。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计（4） 成组夹具成组夹具成组夹具是指在采用成组加工时，为每个零件组成组夹具是指在采用成组加工时，为每个零件组设计制造的夹具。当加工零件组中的某一种零件设计制造的夹具。当加工零件组中的某一种零件转换为另一种零件时，只

12、需对成组夹具中的个别转换为另一种零件时，只需对成组夹具中的个别元件或装置进行调整或更换即可进行加工。元件或装置进行调整或更换即可进行加工。成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计（5） 随行夹具随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的移动式夹具。随行夹具是一种在自动线上使用的移动式夹具。工件在进入自动线之前先装在随行夹具上，然后工件在进入自动线之前先装在随行夹具上，然后在工件的各道工序加工过程中，该夹具始终随着在工件的各道工序加工过程中，该夹具始终随着工件在自动线上同行，直至工件完成全部加工退工件在自动线上同行，直至工

13、件完成全部加工退出生产线时，才将工件卸出。出生产线时，才将工件卸出。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计2. 按使用机床类型分类按使用机床类型分类机床类型不同，夹具结构各异。根据使用机床的机床类型不同，夹具结构各异。根据使用机床的不同类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、不同类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。镗床夹具、磨床夹具等。3. 按夹具动力源分类按夹具动力源分类按夹具动力源的不同，可将夹具分为手动夹具、按夹具动力源的不同，可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、真空夹具等。气动夹具、液压夹具、电磁夹具、真空夹具等。第六章第六章 机床夹具设计机床

14、夹具设计三、机床夹具的组成三、机床夹具的组成机床夹具一般由下列元件和装置组成：机床夹具一般由下列元件和装置组成：1. 定位元件定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。用被定位元件是用来确定工件正确位置的元件。用被加工工件的定位基准或定位基面与机床夹具的定加工工件的定位基准或定位基面与机床夹具的定位元件相接触或配合来实现工件的定位。位元件相接触或配合来实现工件的定位。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计2. 夹紧装置夹紧装置夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。定位位置的装置。3. 对刀元件（导向元件）对刀元件（导向元件）对刀

15、元件（导向元件）是指夹具中用于确定或引对刀元件（导向元件）是指夹具中用于确定或引导刀具，使其相对于机床夹具的定位元件具有正导刀具，使其相对于机床夹具的定位元件具有正确位置关系的元件。确位置关系的元件。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计4. 连接元件连接元件连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置并与之联接的元件。置并与之联接的元件。5. 其他元件及装置其他元件及装置其他元件及装置是指根据工件加工要求，有些机其他元件及装置是指根据工件加工要求，有些机床夹具还设置了如进行多工位加工用的分度转位床夹具还设置了如进行多工位加工用的分度转位装置、工件抬起

16、装置和辅助支承等装置。装置、工件抬起装置和辅助支承等装置。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计6. 夹具体夹具体夹具体是用于连接夹具各元件和装置使之成为一夹具体是用于连接夹具各元件和装置使之成为一个整体的基础件，夹具通过夹具体与机床相连。个整体的基础件，夹具通过夹具体与机床相连。一般说来，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床一般说来，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计一、夹紧装置的组成和要求一、夹紧装置的组成和要求1. 夹紧装置的组成夹紧装置的组成 工件在机床夹具上正确定位

17、后，由夹具的工件在机床夹具上正确定位后，由夹具的夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置将工件夹紧。图图6-11所示为一典型的夹紧装置。所示为一典型的夹紧装置。 第三节第三节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计图图6-11 夹紧装置的组成夹紧装置的组成1-气缸气缸 2-斜楔斜楔 3-滚子滚子 4-压板压板第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计一般夹紧装置由三部分组成。一般夹紧装置由三部分组成。（1）动力装置）动力装置产生夹紧力的动力装置。产生夹紧力的动力装置。力源来自液压、气动、电动等形式的称为机动夹力源来自液压、气动、电动等形式的称为机动夹紧，而力源来自人力的称为手动夹紧。紧，而力源来自人力的称为手动夹紧。动力装置动力装置第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计（2）夹紧元件）夹紧元件直接用于夹紧工件的元件。直接用于夹紧工件的元件。（3）中间传力机构）中间传力机构将原动力以一定的大小将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。和方向传递给夹紧元件的机构。常将夹紧元件和中间传力机构统称为夹紧机构。常将夹紧元件和中