北碚机械制造

绪论

1. 机械制造装备

指加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备的总称，是机械制造技术的重要载体。

2. 加工设备

包括金属切削机床、特种加工机床（如电加工机床、激光加工机床等）及金属成形机床（如

锻压机床、冲压机等）。

3. 工艺装备

指机械加工中使用的刀具、模具、机床夹具、量具、工具的总称。

4. 工件输送装备

指坯料、半成品或成品在车间内工作地点间转移的装置，以及机床的上下料装置。

5. 辅助装备

包括清洗机、排屑装置和计量装置等。 章 金属切削机床的总体设计

6. 工艺范围

指机床适应不同生产要求的能力，包括可加工的零件类型、形状和尺寸范围，能完成的工序

种类等。

7. 加工精度

指被加工工件表面的形状、位置、尺寸的准确度及表面粗糙度。

8. 几何精度

指机床在不运动或空载低速运动时的精度，反映主要零部件的几何形状精度及其相对位置与

相对运动轨迹的精度。

9. 传动精度

指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度，取决于传动零件的制造精度和传动系统的设计合理性。

10. 运动精度

指机床在额定负载下运动时主要零部件的几何位置精度，受制造精度、动态刚度和热变形影

响。

11. 定位精度

指机床工作部件运动终了时所达到的位置的准确性和机床调整精度。

12. 精度保持性

指机床保持加工精度的能力，也称为使用寿命。

13. 生产率

指机床在单位时间内所能加工的工件数量。

14. 可靠性

指机床在整个使用寿命期间内完成规定功能的能力，包括无故障性和维修性。

15. 人机关系

指机床设计应符合人的生理和心理特征，实现人机环境协调，为操作者提供安全、舒适、高

效的工作条件。

16. 结构式

表达机床传动系统各变速组传动副数和级比指数关系的数学表达式，形式如 Z=(P a)x a×(P

b ) x b×⋯ 。

17. 公比（φ）

主轴转速等比数列的公比值，标准公比有 1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2 等。

18. 计算转速（n_j）

指主轴或其他传动件传递全部功率的更低转速，用于零件强度计算和校核。

19. 极限传动比

为防止传动机构过大或振动，规定的最小和更大传动比限制，一般 i min≥1/4，i max≤2（直齿轮）或 2.5（斜齿轮）。

20. 前缓后急原则

指在传动链中，前面的变速组传动比应较小（缓），后面的变速组传动比应较大（急），以

提高传动精度。 第二章 机床的传动设计

21. 转速图

表示主轴各转速传递路线、各传动轴转速数列及传动比的线图，由转速点、主轴转速线、传

动轴线和传动线组成。

22. 基本组

级比指数为 1 的变速组，其传动副数记为 P0 。

23. 扩大组

级比指数大于 1 的变速组，依次为扩大组、第二扩大组等，级比指数分别为 P0、P1 等。

24. 单回曲机构（背轮机构）

一种变速机构，通过离合器切换，可实现极大传动比变化，常用于扩大变速范围。

25. 对称双公比传动系统

指主轴转速数列中段采用小公比，两端采用大公比（通常为小公比的平方）的传动系统，以

扩大变速范围。

26. 无级变速系统

采用电动机（如变频电动机、伺服电动机）实现连续变速的传动系统，无级调速范围大，适

用于数控机床。

27. 伺服电动机

用于数控机床进给系统的电动机，具有高精度、高响应性，分为直流伺服和交流伺服两类。

28. 开环伺服系统

无检测和反馈装置的伺服系统，精度取决于步进电动机和传动机构精度。

29. 闭环伺服系统检测装置安装在工作台上，反馈实际位移，精度高，结构复杂。

30. 半闭环伺服系统

检测装置安装在传动部件（如丝杠端）上，精度介于开环和闭环之间，结构较简单。

31. 直线伺服电动机

直接将电能转化为直线运动的电动机，适用于高速、高精度进给系统。

32. 窄式排列与宽式排列

齿轮轴向布置的两种方式，窄式排列中滑移齿轮集中，宽式排列中固定齿轮集中。

第六章 机床夹具设计

72. 机床夹具

在机床上用于装夹工件（和引导刀具）的装置，它能确定工件相对于刀具和机床的正确位置，

并将工件可靠夹紧。作用是保证加工精度、提高生产率、减轻劳动强度、扩大机床工艺范围。73. 定位

使工件在夹具中占据正确加工位置的过程。即确定工件在机床或夹具中几何关系的过程。

74. 夹紧

在工件定位后，为防止其在加工过程中因受外力（切削力、重力、惯性力）作用而发生位移

或振动，将其压紧、固定的过程。定位与夹紧合称为装夹。

75. 六点定位原则

用合理分布的六个支承点（即定位元件）来限制工件六个自由度的规则。是工件定位的基本

原理。

76. 完全定位

工件的六个自由度全部被夹具定位元件所限制的定位方式。适用于工序要求工件位置完全确

定的场合。

77. 不完全定位

工件的六个自由度中，仅限制其中那些对加工精度有影响的自由度，而其他自由度未被限制

的定位方式。只要不影响加工要求，是允许且合理的。

78. 欠定位

工件实际被限制的自由度数少于工序加工要求所必须限制的自由度数。欠定位无法保证加工

要求，在夹具设计中是不允许的。

79. 过定位

工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位现象。过定位可能导致工件定位

不稳定或产生干涉，通常应避免，但在工件和定位元件精度很高时，有时可用于提高系统刚

度。

80. 定位基准

工件在定位时，用来确定其位置所依据的工件上的点、线、面。

81. 定位元件

夹具中直接与工件定位基准接触，并用于限制工件自由度的零件。如支承钉、支承板、V 形

块、定位销、心轴等。82. 主要定位基准面

限制工件三个自由度的定位表面，通常选择工件上面积更大、最稳定的表面。

83. 导向定位基准面

限制工件两个自由度的定位表面，通常选择工件上狭长的表面。

84. 止推定位基准面

限制工件一个自由度的定位表面。

85. 平面定位

以工件上的平面作为定位基准的定位方式。常用定位元件有固定支承（支承钉、支承板）、

可调支承、自位支承和辅助支承。

86. 自位支承

一种浮动支承，其支承点位置能随工件定位基准面位置的变化而自动调节。它能限制一个自

由度，但可增加与工件的接触点，减少接触应力，适用于毛坯面或不规则平面的定位。

87. 辅助支承

在工件完成主要定位和夹紧后，用于提高工件刚度和稳定性的支承。它不起限制自由度的作

用，使用时必须逐个锁紧。

88. 圆孔定位

以工件上的圆柱孔作为定位基准的定位方式。常用定位元件有圆柱销、圆柱心轴、圆锥销和

圆锥心轴。

89. 外圆柱面定位

以工件上的外圆柱面作为定位基准的定位方式。常用定位元件有 V 形块、圆孔、半圆孔和自

动定心装置（如三爪卡盘）。

90. V 形块

一种用于外圆柱面定位的标准元件。其对中性好，能使工件的定位轴线始终位于 V 形块的对

称中心面上，不受工件直径误差的影响。

91. 一面两销定位一种在组合机床和箱体类零件加工中广泛使用的典型定位方式。工件以一个平面和两个与其

垂直的孔作为定位基准，夹具用一个大支承板和两个定位销（一个为圆柱销，另一个为削边

销）作为定位元件。

92. 定位误差（ΔD）

由于工件定位造成的加工表面相对其工序基准的位置误差。它包括基准位移误差和基准不重

合误差。

93. 基准位移误差（ΔY）

由于定位副（工件定位基准与夹具定位元件）的制造误差和配合间隙，引起定位基准在加工

尺寸方向上的更大位置变动量。

94. 基准不重合误差（ΔB）

由于工序基准与定位基准不重合，而导致的工序基准在加工尺寸方向上的更大位置变动量。

95. 夹紧装置

由动力装置、中间传力机构和夹紧元件组成的装置，用于产生和传递夹紧力。

96. 夹紧力的三要素

指夹紧力的方向、作用点和大小。正确的确定是三要素是夹紧装置设计的核心。

97. 螺旋夹紧机构

利用螺旋副直接或间接夹紧工件的机构。结构简单，自锁性好，增力比大，但操作效率较低。

常用形式有单个螺旋夹紧和螺旋压板夹紧。

98. 圆偏心夹紧机构

一种快速夹紧机构，通过偏心轮或偏心轴的旋转来夹紧工件。操作方便迅速，但夹紧行程小，

自锁性不如螺旋机构。

99. 定心夹紧机构

一种能同时实现工件定位和夹紧的机构。其定位和夹紧元件为同一组元件，并以相同速度同

时移动，使工件的定位基准（如轴线或对称中心面）始终处于夹具的指定位置。如三爪卡盘、

弹簧夹头。

100.铰链夹紧机构一种扩力比大、摩擦损失小的增力机构，常与气缸、液压缸等动力装置联用，用于需要大夹

紧力的场合。

101.夹具的对刀装置

用于确定夹具与刀具相对位置的装置，如对刀块、塞尺等。用于在机床上调整夹具时，快速

准确地确定刀具的最终位置。

102.夹具的导向装置

用于确定刀具相对于夹具的位置，并在加工过程中引导刀具的装置。如钻夹具中的钻套、镗

夹具中的镗套。

103.分度装置

能使工件在一次装夹中，按一定规律依次改变其加工位置的装置。由转动（或移动）部分和

分度对定机构组成。

104.夹具体

夹具的基础元件，用于连接和固定夹具上的所有元件和装置，使其成为一个整体，并通过它

与机床连接。

105.机床夹具的总体设计步骤

一般步骤为：明确设计任务，收集分析资料 → 确定定位方案，设计定位装置 → 确定夹紧

方案，设计夹紧装置 → 确定其他装置（对刀、导向等）的结构形式 → 设计夹具体，绘制

夹具总图 → 标注尺寸、公差及技术要求 → 编制零件明细表。