摆块夹具说明书

一、夹具设计任务
为加工下图零件中的三个Φ8的孔设计一个钻床专用夹具。

二、分析零件图及加工工艺工程的分析
（1）零件分析
该零件需要切削加工的地方有5个处：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括φ20+00.01；小孔φ8和扇形板两个外圆弧面的加工。

不去除材料加工上下两个表面。

⑴以平面为主有：
①扇形板上端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=6.3；下端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=3.2；
②扇形板R54弧面采用数控机床加工，其粗糙度要求是Ra=3.2。

⑵孔系加工有：
①φ20+00.01孔的粗镗、半精镗，精镗加工，并且进行倒角1x45°。

其表面粗糙
度为Ra=3.2；
②φ8孔钻、铰加工，其表面粗糙度要求Ra=3.2；
扇形板毛坯的选择用铸造，因为生产率较高，所以可以免去每次造型。

单边余量一般在3.5-4mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。

（2）零件的工艺过程
工序1：铸造毛坯
工序2：粗铣零件的上端面，以下端面为粗基准。

工序3：粗铣零件的下端面，以上端面为粗基准。

工序4：精铣零件的下端面，以上端面为精基准。

工序5：精铣零件的上端面，以下端面为精基准。

工序6：对φ20+00.01孔进行粗镗，以下端面为基准。

工序7：对φ20+00.01孔进行半精镗，以下端面为基准。

工序8：对φ20+00.01孔进行倒角1X45°，以上、下端面为基准。

工序9：对φ20+00.01孔进行精镗，以下端面为基准。

工序10：用数控机床加工R54外圆弧，以下端面和孔为基准。

工序11：中检。

工序12：对φ8孔空进行钻——铰----精铰。

以φ22+00.021孔和下端面为基准。

工序13：清洗表面。

工序14：剔除毛刺。

工序15：终检。

三、根据零件图及加工工艺过程确定定位夹紧方案
根据题目所给的条件，在加工3个Φ8的孔前，其他表面均已加工完毕。

本设计采用六点定位。

即一个大平面限制三个方向的自由度（限制沿x轴旋转，限制沿y轴移动，限制沿z轴旋转）；
Φ4的挡销限制一个方向的自由度（限制沿y轴旋转）；
Φ20的短销限制两个方向的自由度（限制沿x轴移动，限制沿z轴移动）。

这样摆块的六个自由度被全部限制，摆块处于唯一位置。

为简化夹紧装置，故采用拉杆与开口垫圈，当拉杆受到拉力时，拉杆对开口垫圈有一个拉力，同时开口垫圈对大头圆柱的另一端面有一个压力，从而将拉杆压紧。

四、布置定位元件
所采用的定位元件为：大平面，挡销，短销。

1.大平面限制了四个自由度，限制沿y轴的移动，限制沿x轴的旋转，限制沿z轴的旋转。

2.挡销限制了一个自由度，限制沿y轴的旋转。

3.短销限制了两个自由度，限制沿x轴的移动，限制沿z轴的移动。

五、布置引导元件
本题中要求加工3个Φ8的孔，为了方便更换，我选用了快换钻套，其优点就是可以方便快换，快换钻套通过压紧螺钉来压紧，保证其在工作过程中，不会因外力而发生转动。

与此同时我选取了衬套，衬套的孔与快换钻套间隙配合，衬套的外圆柱面与钻模板上的孔过盈配合，衬套与钻套组合可以钻多个规格不同的孔，而只需在钻模板上钻一个孔，大大的节省了时间，提高了效率，降低了成本。

六、布置夹紧元件
本夹具用于在钻床上加工孔。

工件以端面、一短销、一挡销为定位基准，在定位环上实现完全定位，采用手动螺旋压紧机构夹紧工件，该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

拧紧开口垫圈旁的螺母，可以使工件与分度机构贴紧，拧紧另一个螺母整个装配体就夹紧了，这样就可以开动机床进行第一个孔的加工，先钻孔然后换刀具进行铰孔，这样一个孔就加工好了，旋转螺母，使分度盘与夹具体之间有空隙，这样拔出定位销就可以旋转分度盘，旋转到下一个孔，松开对位销旋紧螺母，这样就可以进行加工第二个孔，用同样的方法加工第三个孔，加工完后，松开开口垫圈旁的螺母，开口垫圈取下，换上下一个工件，如此往复进行。

此次设计是对扇形板零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工φ8孔工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。

七、课程设计心得
通过这次课程设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学3年中所学基础知识的理解。

课程设计是理论联系实际的最有效方法，是检验学生学习质量、老师教育成效最直接的方法。

在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，可能在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。

这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，课程设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具，“实践是检验真理的唯一标准”。

在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。

但也很有不足之处。

无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，过程曲折可谓一语难尽。

在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。

从开始时满富激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

在这次夹具课程设计中，用到了很多专业方面的知识，这就要求我们要在先掌握的前提下过才能运用，学过的知识不扎实要回去再温习，没有学过的知识就需要现学现用，无形之中对我们的要求就提高了，所谓先付出再收获，两星期下来突然觉得自己学到了很多知识，看到自己设计、编辑出来的东西感到很欣慰。

再则，在这期间，通过与同学一起研究探讨，互相学习，更加理解孔子论语中“三人行，必有我师”“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，深感团队的力量远大于单个人，无论个人有多么强悍，在讨论的过程中加深了同学间的友谊，增进了彼此的了解。

这也让我铭记在以后学习、工作要互相帮助，单靠自己一个人是做不出什么很大成就的。

八、参考资料
[1] 杨叔子，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，2002。

[2] 吴拓，方琼珊，机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书，北京：机械工业出版社，2005
[3] 孙本绪，熊万武，机械加工余量手册，北京：国防工业出版社，1999。