“十三五”普通高等教育本科规划教材 机械制造技术基础课程设计指导书PDF电子书下载

第1章 课程设计指导 1

1.1 课程设计的目的、任务与要求 1

1.2 课程设计的步骤与内容 3

第2章 机械加工工艺规程的制订与专用夹具设计 7

2.1 零件分析与毛坯选择 7

2.2 工艺路线的拟订 9

2.3 工序设计及工艺规程的制订 13

2.4 专用夹具的设计 16

第3章 机床夹具设计要点及常见错误 22

3.1 车床专用夹具设计要点 22

3.2 钻床专用夹具设计要点 22

3.3 铣床专用夹具设计要点 23

3.4 镗床专用夹具设计要点 24

3.5 机床夹具设计常见错误 24

第4章 课程设计实例 28

4.1 零件的分析 28

4.2 毛坯图的确定 28

4.3 工艺路线与工艺规程的制订 31

4.4 工序切削用量与基本工时的确定 35

4.5 工艺文件的填写 43

4.6 工序专用夹具设计 51

4.7 编写夹具设计说明书 53

第5章 机床夹具设计常用工艺设计资料 58

5.1 加工余量 58

5.1.1 铸锻件的加工余量 58

表5-1铸件机械加工余量 58

表5-2铸件机械加工余量等级 59

表5-3铸件尺寸公差数值 59

表5-4错型值 60

表5-5铸造孔的最小尺寸 60

表5-6 各种铸造方法的铸件最小壁厚 60

表5-7锻件形状复杂系数S分级表 60

表5-8锻件内孔直径的机械加工余量 60

表5-9模锻件内外表面加工余量 61

表5-10锻件的机械加工余量 61

表5-11 锻件的长度、宽度、高度及错差、残留飞边公差（普通级） 63

表5-12锻件的长度、宽度、高度及错差、残留飞边公差（精密级） 64

表5-13模锻件的厚度、顶料杆压痕公差及允许偏差（普通级） 65

表5-14模锻件的厚度、顶料杆压痕公差及允许偏差（精密级） 66

5.1.2 轴的加工余量 67

表5-15 轴的折算长度（确定半精车及磨削加工余量用） 67

表5-16 轴的机械加工余量（外旋转表面） 67

表5-17外圆磨削余量 69

表5-18研磨外圆加工余量 69

表5-19超精加工余量 69

5.1.3 孔的加工余量 70

表5-20 在钻床上用钻模加工孔（孔的长径比为5） 70

表5-21 按照基孔制7级公差（H7）加工孔 70

表5-22 按照基孔制8、9级公差（H8、H9）加工孔 71

表5-23按照7级与9级公差加工预先铸出或热冲出的孔 71

表5-24环孔钻加工余量 72

表5-25扩孔、镗孔、铰孔余量 72

表5-26磨孔余量 73

表5-27金刚镗孔余量 73

表5-28 圆孔拉削余量 73

表5-29花键孔拉削余量 74

表5-30孔的珩磨余量 74

表5-31孔的研磨余量 74

表5-32攻螺纹前钻孔用麻花钻直径 74

5.1.4 平面的加工余量 79

表5-33平面粗刨后精铣的加工余量 79

表5-34铣平面的加工余量 79

表5-35磨平面的加工余量 79

表5-36平面的刮研余量 79

表5-37端面的加工余量 80

表5-38研磨平面加工余量 80

表5-39外表面拉削余量 80

表5-40 凹槽加工余量及偏差 80

5.1.5 花键的加工余量 81

表5-41花键精加工余量 81

表5-42花键加工余量 81

5.1.6 有色金属及其合金零件的加工余量 81

表5-43 有色金属及其合金零件的加工余量 81

表5-44 有色金属及其合金壳体类零件的加工余量 82

表5-45 有色金属及其合金圆筒形零件的加工余量 83

5.1.7 热处理后的加工余量 83

表5-46调质件的加工余量 83

表5-47不渗碳局部加工余量 84

表5-48轴、杆类零件外圆热处理后的磨削余量 84

表5-49渗碳零件磨削余量 84

表5-50切除渗碳层余量 84

表5-51 轴、套、环类零件内孔热处理后的磨削余量 84

5.2 切削用量的选择 85

5.2.1 车削切削用量 85

表5-52硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量 85

表5-53硬质合金车刀和高速钢车刀半精车与精车外圆和端面时的进给量 86

表5-54切断及切槽时的进给量 86

表5-55切断和切槽时的切削用量 87

表5-56成型车削时的进给量 87

表5-57 车刀的磨钝标准及寿命 88

表5-58 车削时切削力及切削功率的计算公式 88

表5-59铜及铝合金的物理机械性能改变时，切削力的修正系数 89

表5-60钢和铸铁的强度、硬度改变时，切削力的修正系数 89

表5-61加工钢及铸铁刀具几何参数改变时车削力的修正系数 90

表5-62车削速度的计算公式 91

表5-63 钢和铸铁的强度和硬度改变时车削速度的修正系数kMv 92

表5-64车削条件改变时的修正系数 93

5.2.2 钻削切削用量 96

表5-65高速钢钻头钻孔时的进给量 96

表5-66硬质合金钻头钻孔时的进给量 97

表5-67高速钢钻头在铸铁件及钢件上钻孔的切削用量 98

表5-68硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量 98

表5-69 小钻头（φ1mm以下）的切削用量 98

表5-70麻花钻钻深孔时切削用量减少率 99

表5-71 硬质合金YG8钻头钻灰铸铁时的进给量 99

表5-72高速钢钻头钻孔时的切削速度 99

表5-73硬质合金钻头钻孔时的切削速度 100

表5-74钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式 101

表5-75钻孔条件改变时轴向力及转矩的修正系数 101

5.2.3 扩孔及锪钻的切削用量 102

表5-76高速钢及硬质合金扩孔钻的进给量 102

表5-77锪钻加工的切削用量 102

表5-78 扩钻与扩孔的切削用量 102

表5-79高速钢扩孔钻在结构碳钢（σb=650MPa）上扩孔时的切削速度 103

表5-80高速钢扩孔钻在灰铸铁（190HBS）上扩孔时的切削速度 104

表5-81硬质合金扩孔钻扩孔时的切削速度 105

5.2.4 铰削切削用量 106

表5-82高速钢及硬质合金机铰刀铰孔时的进给量 106

表5-83 高速钢铰刀加工不同材料的切削用量 106

表5-84 高速钢铰刀铰削结构碳钢、铬钢、镍铬钢（σb=650MPa）的切削速度 107

表5-85 高速钢铰刀铰削灰铸铁（190HBW）的切削速度 107

表5-86 高速钢铰刀铰锥孔的切削用量 108

表5-87 硬质合金铰刀铰孔的切削用量 109

表5-88钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 110

表5-89钻、扩、铰孔时切削速度的计算公式 111

表5-90钻、扩、铰孔条件改变时切削速度的修正系数 113

5.2.5 镗削切削用量 118

表5-91硬质合金及高速钢镗刀粗镗孔的进给量 118

表5-92 卧式镗床的镗削用量 120

表5-93铸铁的精密镗削用量 120

表5-94 钢的精密镗削用量 121

表5-95铜、铝及其合金的精密镗削用量 121

表5-96坐标镗床的切削用量 121

表5-97 坐标镗床镗削淬火钢的切削用量 122

表5-98坐标镗床的铣削用量 122

5.2.6 铣削切削用量 122

表5-99 按工件硬度选择铣削用量 122

表5-100 高速钢端铣刀、圆柱铣刀和盘铣刀加工时的进给量 122

表5-101 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工钢时的进给量 123

表5-102硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量 124

表5-103 硬质合金立铣刀加工平面和凸台时的进给量 124

表5-104各种常用工件材料的铣削速度推荐范围 124

表5-105铣刀磨钝标准 125

表5-106 铣削时切削速度的计算公式 125

表5-107铣削时切削力、转矩和功率的计算公式 127

5.2.7 外圆磨削切削用量 128

表5-108外圆磨削砂轮速度选择 128

表5-109 纵进给磨外圆的切削用量 128

5.2.8 内圆磨削切削用量 130

表5-110 内圆磨削砂轮速度选择 130

表5-111 磨内圆的切削用量 130

5.2.9 平面磨削切削用量 133

表5-112平面磨削砂轮速度选择 133

表5-113用砂轮圆周粗磨平面的切削用量——矩形工作台平面磨 133

表5-114用砂轮圆周精磨平面的切削用量——矩形工作台平面磨 134

表5-115用砂轮端面磨平面的切削用量——矩形工作台平面磨 135

表5-116砂轮耐用度 136

5.2.10 刨削切削用量 137

表5-117牛头刨床上刨平面、刨槽及切断的进给量 137

表5-118插床上插平面及插槽的进给量 137

表5-119 刨削（或插削）时切削速度，切削力及切削功率的计算公式 138

表5-120 刨削（或插削）条件改变时的修正系数 139

5.2.11 拉削切削用量 141

表5-121 拉削的进给量（单面的齿升） 141

表5-122拉削速度分组 141

表5-123拉削速度 142

5.2.12 螺纹加工切削用量 142

表5-124 用高速钢刀具车削螺纹的切削用量 142

表5-125 车削螺纹时精加工行程次数 143

表5-126 用YT类（P类）硬质合金刀具车削螺纹的切削用量 143

表5-127 用YG类（K类）硬质合金刀具车螺纹的切削用量 144

表5-128 高速钢及硬质合金车刀车削不同材料螺纹的切削用量 144

5.3 机床参数 145

表5-129 卧式铣床工作台尺寸 145

表5-130立式铣床工作台尺寸 145

表5-131 常见机床主轴转速及进给量 146

表5-132 C620-1型卧式车床相关参数 148

5.4 机动时间计算 148

表5-133 车削和镗削机动时间的计算公式 148

表5-134试切附加长度l3 149

表5-135钻削机动时间的计算公式 149

表5-136铰圆柱孔的超出长度l2 150

表5-137铣削机动时间的计算公式 150

表5-138 齿轮加工机动时间的计算公式 151

表5-139 螺纹加工机动时间的计算公式 152

表5-140 磨削机动时间的计算公式 153

5.5 常用金属切削刀具 154

5.5.1 麻花站 154

表5-141直柄短麻花钻 154

表5-142直柄麻花钻 154

表5-143莫氏锥柄麻花钻 154

表5-144硬质合金锥柄麻花钻 155

5.5.2 扩孔钻 155

表5-145 高速钢锥柄扩孔钻 155

表5-146高速钢直柄扩孔钻 155

5.5.3 锪钻 156

表5-147 60°、90°、120°锥柄锥面锪钻 156

表5-148 60°、90°、120°直柄锥面锪钻 156

表5-149 带导柱直柄平底锪钻形式和尺寸 157

5.5.4 中心钻 158

表5-150 不带护锥的中心钻的形式和尺寸 158

表5-151 弧形中心钻形式和尺寸 158

表5-152钻孔定中心用的中心钻 159

5.5.5 机用铰刀 159

表5-153直柄机用铰刀形式和尺寸 159

表5-154 锥柄机用铰刀形式和尺寸 160

表5-155硬质合金直柄机用铰刀 161

表5-156硬质合金锥柄机用铰刀 162

5.5.6 丝锥 162

表5-157 细柄机用和手用丝锥 162

5.5.7 铣刀 162

表5-158铣刀直径的选择 162

表5-159 圆柱形铣刀 162

表5-160镶齿套式面铣刀 163

表5-161 莫氏锥柄立铣刀 163

表5-162直柄粗加工立铣刀 163

表5-163 整体硬质合金直柄立铣刀 163

表5-164直柄键槽铣刀 164

表5-165 莫氏锥柄键槽铣刀 164

表5-166半圆键槽铣刀 164

表5-167镶齿三面刃铣刀 164

表5-168锯片铣刀 164

5.5.8 齿轮滚刀 165

表5-169 齿轮滚刀的基本形式和尺寸 165

5.6 常用量具 165

表5-170常用量具 166

5.7 新旧表面粗糙度标注方法 167

表5-171 表面粗糙度标注方法演变 167

表5-172定位、夹紧符号 168

5.8 各种加工方法所能达到的表面粗糙度和加工经济精度 168

表5-173 各种加工方法所能达到的表面粗糙度 168

表5-174各种加工方法的加工经济精度 169

5.9 标准公差值 170

表5-175标准公差值 170

第6章 机床夹具常用零件与部件标准 171

6.1 定位件 171

6.1.1 定位销及定位插销 171

表6-1 小定位销的规格尺寸 171

表6-2 固定式定位销的规格尺寸 172

表6-3 可换定位销的规格尺寸 173

表6-4定位衬套的规格尺寸 174

表6-5 定位插销的规格尺寸 175

6.1.2 键 176

表6-6定位键的规格尺寸 176

表6-7定向键的规格尺寸 177

6.1.3 V形块及挡块 178

表6-8 V形块的规格尺寸 178

表6-9 固定V形块的规格尺寸 179

表6-10调整V形块的规格尺寸 180

表6-11 活动V形块的规格尺寸 180

表6-12导板的规格尺寸 181

表6-13 薄挡板的规格尺寸 182

表6-14厚挡板的规格尺寸 182

6.1.4 定位器 183

表6-15手拉式定位器 183

表6-16 手拉式定位器定位销的规格尺寸 184

表6-17 手拉式定位器导套的规格尺寸 184

表6-18枪栓式定位器 185

表6-19枪栓式定位器定位销的规格尺寸 185

表6-20枪栓式定位器壳体的规格尺寸 186

表6-21枪栓式定位器轴的规格尺寸 186

表6-22齿条式定位器 187

表6-23齿条式定位器定位销的规格尺寸 188

表6-24齿条式定位器轴的规格尺寸 188

表6-25 齿条式定位器销套的规格尺寸 189

6.1.5 标准支承件 190

表6-26支承件的规格尺寸 190

表6-27 六角头支承的规格尺寸 191

表6-28顶压支承的规格尺寸 192

表6-29 圆柱头调节支承的规格尺寸 192

表6-30调节支承的规格尺寸 193

表6-31球头支承的规格尺寸 194

表6-32螺钉支承的规格尺寸 195

表6-33支柱的规格尺寸 195

表6-34低支脚的规格尺寸 196

表6-35 高支脚的规格尺寸 196

表6-36支承板的规格尺寸 197

表6-37支板的规格尺寸 198

表6-38螺钉用垫板的规格尺寸 199

6.1.6 非标准支承件 199

表6-39 长圆头支承钉的规格尺寸 199

表6-40锥体支承钉的规格尺寸 200

6.1.7 辅助支承 201

表6-41 自动调节支承的规格尺寸 201

表6-42 自动调节支承支承的规格尺寸 201

表6-43 自动调节支承挡盖的规格尺寸 202

表6-44 自动调节支承衬套的规格尺寸 202

表6-45 自动调节支承顶销的规格尺寸 203

表6-46推引式辅助支承的规格尺寸 203

表6-47推引式辅助支承调节楔的规格尺寸 204

表6-48推引式辅助支承挡盖的规格尺寸 205

表6-49推引式辅助支承支承的规格尺寸 205

表6-50推引式辅助支承衬套的规格尺寸 206

表6-51推引式辅助支承挡圈的规格尺寸 206

表6-52推引式辅助支承星形把手的规格尺寸 207

表6-53 推引式辅助支承半圆键的规格尺寸 207

6.2 夹紧件 207

6.2.1 压块、压板 207

表6-54光面压块的规格尺寸 208

表6-55槽面压块的规格尺寸 208

表6-56 圆压块的规格尺寸 209

表6-57 弧形压块的规格尺寸 209

表6-58移动压板的规格尺寸 210

表6-59 转动压板的规格尺寸 212

表6-60移动弯压板的规格尺寸 213

表6-61 转动弯压板的规格尺寸 214

表6-62 移动宽头压板的规格尺寸 214

表6-63转动宽头压板的规格尺寸 215

表6-64偏心轮用压板的规格尺寸 215

表6-65偏心轮用宽头压板的规格尺寸 216

表6-66平压板的规格尺寸 217

表6-67弯头压板的规格尺寸 217

表6-68 U形压板的规格尺寸 218

表6-69鞍形压板的规格尺寸 219

表6-70直压板的规格尺寸 220

表6-71铰链压板的规格尺寸 220

表6-72 回转压板的规格尺寸 221

表6-73双向压板的规格尺寸 222

表6-74 自调式压板的规格尺寸 223

表6-75 自调式压板压板的规格尺寸 224

表6-76 自调式压板转轴的规格尺寸 225

表6-77 自调式压板套盖的规格尺寸 225

表6-78钩形压板的规格尺寸 226

表6-79钩形压板（组成）（一）的规格尺寸 227

表6-80钩形压板（组合）（二）的规格尺寸 228

表6-81钩形压板（组合）（三）的规格尺寸 229

表6-82钩形压板（组合）套筒的规格尺寸 230

6.2.2 偏心轮 231

表6-83 圆偏心轮的规格尺寸 231

表6-84叉形偏心轮的规格尺寸 231

表6-85 单面偏心轮的规格尺寸 232

表6-86双面偏心轮的规格尺寸 232

表6-87偏心轮用垫板的规格尺寸 233

表6-88偏心轮的规格尺寸 233

6.3 支座、支柱 234

表6-89铰链轴的规格尺寸 234

表6-90铰链支座的规格尺寸 235

表6-91铰链叉座的规格尺寸 235

表6-92螺钉支座的规格尺寸 236

6.4 夹具专用零件 237

6.4.1 夹具专用螺钉和螺栓 237

表6-93压紧螺钉的规格尺寸 237

表6-94六角头压紧螺钉的规格尺寸 238

表6-95 固定手柄压紧螺钉的规格尺寸 239

表6-96 活动手柄压紧螺钉的规格尺寸 239

表6-97钻套螺钉的规格尺寸 240

表6-98镗套螺钉的规格尺寸 240

表6-99球头螺栓的规格尺寸 241

表6-100 T形槽快卸螺栓的规格尺寸 242

表6-101 钩形螺栓的规格尺寸 242

表6-102槽用螺栓的规格尺寸 243

6.4.2 夹具专用垫圈 244

表6-103 悬式垫圈的规格尺寸 244

表6-104 十字垫圈的规格尺寸 245

表6-105 十字垫圈用垫圈的规格尺寸 245

表6-106 转动垫圈的规格尺寸 245

表6-107 快换垫圈的规格尺寸 246

表6-108拆卸垫的规格尺寸 247

6.4.3 夹具专用螺母 247

表6-109 带肩六角螺母的规格尺寸 247

表6-110球面带肩螺母的规格尺寸 248

表6-111调节螺母的规格尺寸 249

表6-112连接螺母的规格尺寸 249

表6-113 带孔滚花螺母的规格尺寸 250

表6-114菱形螺母的规格尺寸 250

表6-115 内六角螺母的规定尺寸 251

表6-116 手柄螺母的规格尺寸 251

表6-117 手柄螺母螺母的规格尺寸 252

表6-118 T形槽用螺母的规格尺寸 253

6.5 导向件 253

6.5.1 钻套 253

表6-119 固定钻套的规格尺寸 253

表6-120钻套用衬套的规格尺寸 254

表6-121 可换钻套的规格尺寸 255

表6-122 快换钻套的规格尺寸 256

表6-123 薄壁钻套的规格尺寸 257

6.5.2 其他导向件 258

表6-124镗套的规格尺寸 258

表6-125镗套用衬套的规格尺寸 259

表6-126定位衬套的规格尺寸 260

6.6 对刀块及塞尺 261

6.6.1 对刀块 261

表6-127 圆形对刀块的规格尺寸 261

表6-128方形对刀块的规格尺寸 261

表6-129直角对刀块的规格尺寸 262

表6-130 侧装对刀块的规格尺寸 262

6.6.2 塞尺 262

表6-131对刀平塞尺的规格尺寸 262

表6-132对刀圆柱塞尺的规格尺寸 263

6.7 操作件 263

6.7.1 夹具常用操作件 263

表6-133 滚花把手的规格尺寸 263

表6-134 星形把手的规格尺寸 264

表6-135 活动手柄的规格尺寸 264

表6-136 固定手柄的规格尺寸 265

6.7.2 其他操作件 265

表6-137手柄的规格尺寸 265

表6-138 曲面手柄的规格尺寸 266

表6-139直手柄的规格尺寸 267

表6-140 转动手柄的组件尺寸 267

表6-141 转动手柄手柄套的规格尺寸 268

表6-142 转动手柄手柄杆的规格尺寸 268

表6-143 转动手柄弹性套的规格尺寸 269

表6-144球头手柄的规格尺寸 269

表6-145单柄对重手柄的组件尺寸 270

表6-146 单柄对重手柄手柄体的规格尺寸 271

表6-147手柄球的规格尺寸 271

表6-148手柄杆的规格尺寸（一） 272

表6-149 手柄杆的规格尺寸（二） 272

表6-150定位手柄座的规格尺寸 273

表6-151手轮的规格尺寸 273

表6-152 星形把手的规格尺寸 275

6.8 其他件 275

表6-153 圆柱螺旋压缩弹簧的规格尺寸 275

表6-154 弹簧自由长度H的尺寸范围 277

表6-155 自由状态下弹簧长度H的总系列 278

表6-156 圆柱螺旋拉伸弹簧的规格尺寸 278

表6-157 弹簧用螺钉的规格尺寸 279

表6-158 弹簧用吊环螺钉 280

表6-159带扳手孔圆螺母的规格尺寸 280

表6-160 带锁紧槽圆螺母的规格尺寸 281

6.9 夹具体 282

表6-161 夹具体的毛坯种类及基本要求 283

表6-162夹具体座耳尺寸 283

6.10 气缸与液压缸 284

表6-163法兰式气缸的基本尺寸 284

表6-164地脚式气缸的基本尺寸 285

表6-165 法兰式液压缸的基本尺寸 286

表6-166地脚式液压缸的基本尺寸 287

第7章 课程设计题目选编 288

附表1 机械加工工艺过程卡片 332

附表2 机械加工工序卡片 333

参考文献 334