现代机床夹具课程设计说明书

CDIO三级项目报告书课程：现代机床夹具设计

题目：钻Φ15孔专用夹具

学院机电工程学院

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2017年 01月

目录

一、设计题目及任务书 (2)

二、零件的分析 (2)

1 零件的作用 (2)

2 零件的工艺分析 (2)

3 确定生产类型 (3)

三、毛坯制造方法 (3)

四、工艺规程设计 (3)

1 定位基准的选择 (3)

2 制定工艺路线 (3)

3 工序卡设计 (4)

五、工装夹具设计 (4)

1 定位面选择 (5)

2 定位元件结构设计 (5)

3 定位误差计算 (5)

4 夹紧力的分析 (6)

5 夹紧结构设计 (6)

6 夹具设计及操作的简要说明 (6)

六、装配图绘制 (6)

七、心得体会 (6)

八、参考文献 (7)

九、三维模型 (7)

十、小组成员分工说明 (7)

一、设计题目及任务书

设计题目：钻Φ15孔专用夹具

设计任务：

（1）设计内容：制订年产5000件**零件(指定零件)的加工工艺；+

（2）设计零件主要加工工序的夹紧定位方案；

（3）绘制零件二维图纸；

（4）查阅相关资料，分析所给题目的零件结构工艺性，编排出该零件的合理的加工工艺过程，设计合理的夹具结构,绘制夹具装配图(三维)；

（5）编写夹具说明书，字数在8000字以上,包含被加工零件基准分析、自由度分析、定位面选择、定位元件结构设计、定位误差计算、夹紧机构设计等相关内容。

（6）夹具主要零件二维图（二维.dwg格式）、夹具整体装配图（二维）、夹具装配图（二维和三维）加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。二、零件的分析

1零件的作用

题目所给的零件转子摆杆。

零件图如下：

2 零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产

工艺简单，铸造性能优良，但塑性较

差、脆性高，不适合磨削，为此以下

是转子摆杆需要加工的表面以及加工

表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ15大头孔Φ36，两

孔都需倒角。

2、大头孔有宽10深3.6的键槽。

3、转子摆杆大头孔下端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工转子摆杆下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此转子摆杆零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

3 确定生产类型

已知此转子摆杆零件的生产纲领为5000件/年，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该转子摆杆生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三、毛坯制造方法

摆架的外形较为奇特，适合用铸造的方式成型。

铸件毛坯铸铁、非铁金属以及碳的质量分数为0.45～0.5 ％的钢，由于具有良好的铸造工艺性能，均可用铸造方法获得铸件毛坯。

四、工艺规程设计

1 定位基准的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的底面为主要的定位粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原

则，φ36孔两端面与φ36孔中心线的垂直度误差为0.0.5mm；故以φ36孔为精基准

2制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

2.1工艺路线方案一

工序1 车φ36圆和端面

工序2 钻、扩φ15

工序3 铰、精铰φ15

工序4 插φ36槽

2.2工艺路线方案二

工序1 钻、扩φ15、φ36孔

工序2 铰、精校φ15、φ36孔

工序3 插φ36槽

工序4 铣φ36两端面

2.3工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一是先加工φ36圆和两端面，以便于后利用下端面作基准面续加工，提高零件精度，然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦；方案二是先加工孔，再钻、再插、再铣……显然，工序上不如方案一效率高。但由于圆与槽都与小孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；

所以还是先加工φ36大圆。

最终可以将工序定为：

工序 1 铸件按毛坯铸出

工序 2 粗、半精、精车φ36圆

工序 3 粗、半精车φ36圆两端面

工序 4 钻、扩、铰、精铰φ15圆孔

工序 5插φ36内槽

工序 6 钳工去毛刺

工序 7 终检

3工序卡设计

见附件

五、工装夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工转子摆杆时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计一套铣转子摆杆大头上端面使的钻床专用夹具。夹具将用于立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。