摇臂钻床夹具设计说明书

课程设计说明书

课程设计名称：《机械制造技术基础》课程设计

专业：机械设计制造及其自动化

学号：

学生姓名：

指导教师：

目录

第一章课程设计任务书 (1)

1.1 设计题目 (1)

1.2 设计要求 (1)

1.3 设计时间 (1)

1.4 设计内容 (1)

第二章目的及意义 (2)

第三章零件的工艺分析 (2)

第四章工艺规程设计 (5)

4.1 确定毛坯的制造形式 (5)

4.2 制定工艺路线 (5)

第五章工序尺寸的确定 (6)

5.1 工序过程 (6)

5.2 工序尺寸链 (7)

第六章夹具设计 (9)

6.1 定位方式 (9)

6.1.1 定位要求 (9)

6.1.2 定位情况的说明 (9)

6.2 卡紧方式 (10)

6.3 定位误差分析 (10)

6.4 夹具设计 (10)

第七章配合及技术要求 (15)

第八章心得与体会 (15)

参考文献 (16)

第一章课程设计任务书

1.1 设计题目

设计钻摇臂小头孔的工序简图。已知：工件材料为45钢，毛胚为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，成批生产规模。为该工序设计一套钻床夹具。零件如图1-1所示。

图1-1 零件图

1.2 设计要求

中批量生产，手动夹紧，通用工艺装备，需要依次对被加工孔进行钻、扩、粗绞、精绞等。

1.3 设计时间

2015年6月23日——2015年7月1日

1.4 设计内容

(1)熟悉零件图

(2)绘制零件图（1张）

(3)绘制毛坯图（1张）

(4)编写工艺工程卡片和工序卡片（本工序，各1张）

(5)绘制夹具总装图（1张）

(6)说明书一份

第二章目的及意义

《机床夹具设计》课程设计是在学完了《机械制造技术基础》课程后进行的一个实践性教学环节。其目的是：

1、培养学生综合应用《机械制造技术基础》课程及其它有关先修课程的理论知识，把理论知识和生产实际密切结合，能够根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。

2、培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关资料文献的能力。

3、进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

第三章零件的工艺分析

摇臂工件三维图如图3-1所示。

图3-1 摇臂工件立体图

由三维图可大致看出其工艺要求，主要为确定基准孔、孔的定位及两空之间轴间距离，保证两摇臂孔精度。

零件的工艺性分析：

零件材料：45钢切削加工性良好。无特殊加工问题，故加工中不需要采取特殊工艺措施。刀具材料选择范围大，高速钢或YT类硬质合金都能胜任。刀具几何参数可根据刀具类型通过相关表格查取。

零件组成表面：端面、外圆面、孔、连接面等。

零件结构分析：两孔起定位作用，光度要求高，轴向尺寸在安装后通过配磨保证两孔精度。轴向尺寸小，为典型的摇臂零件。

零件摇臂的工程图如图3-2所示。

图3-2 零件的工程图

由三维图和工程图分析，确定夹具结构方案如下：

1、确定定位元件根据工序简图规定的定位基准，选用定位销和活动V形块实现定位，如图3-3所示。

图3-3 定位示意图

上述定位方案是否可行，需核算其定位误差。

定位孔与定位销的配合尺寸取为Φ30 H7/g6。对于工序尺寸（120±0.8）而言，所以其定位基准与工序基准重合为Δjb=0；所以其定位基准位移误差为Δjw=（0.026+0.017+0.0095）=0.0525mm；其定位误差Δdw=0.0525mm，它小于该工序尺寸制造公差0.16的1/3，证明上述定位方案可行。

2、确定导向装置本工序需对工件加工孔进行钻、扩、粗铰、精铰等4个工步的加工，才能达到工序简图上规定的加工要求（φ18H7,120±0.8)，又为大批量生产，故此夹具选用可换钻套4作导向元件，如图3-4所示。选用标准钻套高度H=28mm，排屑空间高度h=d=10mm。

图3-4 钻套及定位剖视图

3、确定夹紧机构针对其生产的工艺特征，此夹具选用螺旋夹紧机构夹压工件。装夹工件时，先将工件定位孔装入定位销2上，接着向右移动V形块8使之与工件小头外圆靠紧，实现定位；然后在工件与螺母3之间插上开口垫圈。拧紧螺母夹紧工件如图3-4及3-5所示。

图3-5 定位及夹紧俯视图

4、确定其他装置为提高工艺系统的刚度，为提高工艺系统的刚度，在工件小头的孔端面设置一辅助支承6，画夹具体，将上述各种装置组成一个整体。

第四章工艺规程设计

4.1 确定毛坯的制造形式

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。

工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生产。

由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。

工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定。

摇臂毛胚通过铸造得到。

4.2 制定工艺路线

（1）机械砂型铸造毛坯；

（2）清理表面残余沙粒；

（3）人工时效温度（500°～550°）消除应力；

（4）磨削小孔、大孔的上圆柱面；

（5）换面，磨削小孔、大孔的下圆柱面；

（6）磨大，小孔下端面；

（7）磨大、小孔上端面；

（8）粗钻Ø18的孔；

（9）精钻Ø18的孔到尺寸；

（10）粗钻Ø36的孔；

（11）精钻Ø36的孔到尺寸；

（12）磨平面，去除倒刺，光整平面；