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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kMv92

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l3149

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l2150

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