1、課 程 設 計 說 明 書課程設計名稱：機械制造技術基礎課程設計專 業：機械設計制造及其自動化 學 號： 學 生 姓 名：指 導 教 師： 目 錄第一章 課程設計任務書1 1.1 設計題目1 1.2 設計要求1 1.3 設計時間1 1.4 設計內容1第二章 目的及意義2第三章 零件的工藝分析2第四章 工藝規程設計5 4.1 確定毛坯的制造形式5 4.2 制定工藝路線5第五章 工序尺寸的確定6 5.1 工序過程6 5.2 工序尺寸鏈7第六章 夾具設計9 6.1 定位方式9 6.1.1 定位要求9 6.1.2 定位情況的說明9 6.2 卡緊方式10 6.3 定位誤差分析10 6.4 夾具設計10第

2、七章 配合及技術要求15第八章 心得與體會15參考文獻16第一章 課程設計任務書1.1 設計題目設計鉆搖臂小頭孔的工序簡圖。已知：工件材料為45鋼，毛胚為模鍛件，所用機床為Z525型立式鉆床，成批生產規模。為該工序設計一套鉆床夾具。零件如圖1-1所示。圖1-1 零件圖1.2 設計要求中批量生產，手動夾緊，通用工藝裝備，需要依次對被加工孔進行鉆、擴、粗絞、精絞等。1.3 設計時間2015年6月23日2015年7月1日1.4 設計內容(1)熟悉零件圖(2)繪制零件圖 （1張）(3)繪制毛坯圖 （1張）(4)編寫工藝工程卡片和工序卡片（本工序，各1張）(5)繪制夾具總裝圖 （1張）(6)說明書一份第

3、二章 目的及意義機床夾具設計課程設計是在學完了機械制造技術基礎課程后進行的一個實踐性教學環節。其目的是：1、培養學生綜合應用機械制造技術基礎課程及其它有關先修課程的理論知識，把理論知識和生產實際密切結合，能夠根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，進一步提高結構設計能力。2、培養學生熟悉并運用有關手冊、圖表、規范等有關資料文獻的能力。3、進一步培養學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。4、培養學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。第三章 零件的工藝分析搖臂工件三維圖如圖3-1所示。圖3-1

4、搖臂工件立體圖由三維圖可大致看出其工藝要求，主要為確定基準孔、孔的定位及兩空之間軸間距離，保證兩搖臂孔精度。零件的工藝性分析：零件材料：45鋼切削加工性良好。無特殊加工問題，故加工中不需要采取特殊工藝措施。刀具材料選擇范圍大，高速鋼或YT類硬質合金都能勝任。刀具幾何參數可根據刀具類型通過相關表格查取。零件組成表面：端面、外圓面、孔、連接面等。零件結構分析：兩孔起定位作用，光度要求高，軸向尺寸在安裝后通過配磨保證兩孔精度。軸向尺寸小，為典型的搖臂零件。零件搖臂的工程圖如圖3-2所示。圖3-2 零件的工程圖由三維圖和工程圖分析，確定夾具結構方案如下：1、確定定位元件 根據工序簡圖規定的定位基準，選

5、用定位銷和活動V形塊實現定位，如圖 3-3所示。圖3-3 定位示意圖上述定位方案是否可行，需核算其定位誤差。定位孔與定位銷的配合尺寸取為30 H7/g6。對于工序尺寸（1200.8）而言，所以其定位基準與工序基準重合為jb=0；所以其定位基準位移誤差為jw=（0.026+0.017+0.0095）=0.0525mm；其定位誤差dw=0.0525mm，它小于該工序尺寸制造公差0.16的1/3，證明上述定位方案可行。2、確定導向裝置 本工序需對工件加工孔進行鉆、擴、粗鉸、精鉸等4個工步的加工，才能達到工序簡圖上規定的加工要求（18H7,1200.8)，又為大批量生產，故此夾具選用可換鉆套4作導向元

6、件，如圖3-4所示。選用標準鉆套高度H=28mm，排屑空間高度h=d=10mm。圖3-4 鉆套及定位剖視圖3、確定夾緊機構 針對其生產的工藝特征，此夾具選用螺旋夾緊機構夾壓工件。裝夾工件時，先將工件定位孔裝入定位銷2上，接著向右移動V形塊8使之與工件小頭外圓靠緊，實現定位；然后在工件與螺母3之間插上開口墊圈。擰緊螺母夾緊工件如圖3-4及3-5所示。圖3-5 定位及夾緊俯視圖4、確定其他裝置 為提高工藝系統的剛度，為提高工藝系統的剛度，在工件小頭的孔端面設置一輔助支承6，畫夾具體，將上述各種裝置組成一個整體。第四章 工藝規程設計4.1 確定毛坯的制造形式生產過程是指將原材料轉變為成品的全過程。它

7、包括原材料的準備、運輸和保存，生產的準備，毛坯的制造，毛坯經過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經裝配成為產品，機械的質量檢查及其運行試驗、調試，機械的油漆與包裝等。工藝過程是指在生產過程中，通過改變生產對象的形狀、相互位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程。機械產品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變為成品直接有關的過程，稱為直接生產過程，是生產過程的主要部分。而與原材料變為產品間接有關的過程，如生產準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產。由于零件加工表面的多樣性、生產設備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求

8、及產量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續完成的那一部分工藝過程。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復雜程度、加工精度要求及其產量等因素決定。搖臂毛胚通過鑄造得到。4.2 制定工藝路線（1）機械砂型鑄造毛坯；（2）清理表面殘余沙粒；（3）人工時效溫度（500550）消除應力；（4）磨削小孔、大孔的上圓柱面；（5）換

9、面，磨削小孔、大孔的下圓柱面；（6）磨大，小孔下端面；（7）磨大、小孔上端面；（8）粗鉆18的孔；（9）精鉆18的孔到尺寸；（10）粗鉆36的孔；（11）精鉆36的孔到尺寸；（12）磨平面，去除倒刺，光整平面；第五章 工序尺寸的確定5.1 工序過程按照設計要求，及工藝要求需要用以下工序進行，首先定位如圖5-1所示，然后夾緊如圖5-2所示，接著進行鉆孔如圖5-3所示。圖5-1 定位剖視圖圖5-2 定位夾緊俯視圖圖5-3 下鉆孔俯視圖5.2 工序尺寸鏈 圖4.3 尺寸鏈圖擬訂工藝路線是工藝規程設計的關鍵步驟。工藝路線的優略，對零件的加工質量、生產率、生產成本以及工人的勞動強度，都有很大影響。通常情

10、況下，制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術 能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便生產成本盡量下降。在安排加工工序時，應根據加工階段的劃分、基準的選擇和被加工表面的主次來決定，一般應該遵循以下幾個原則：1.先基準后其他：即首先應加工用作精基準的表面，再以加工出的精基準為定位基準加工其他表面；2.先粗后精：各表面的加工順序，按加工階段，從粗到精進行安排；3.先主后次：先加工主要平面，在加工次要平面；4.先面后孔：先加工平面，后加工孔。因為平面定位比

11、較穩定、可靠，所以像箱體、支架、連桿等平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面，然后在加工該平面上的孔，以保證加工質量。機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規程的一項重要工作，它不但直接影響工件的加工質量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。1.機床的選擇原則機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應；機床的精度應與工序要求的精度相適應；機床的功率應與工序要求的功率相適應；機床的生產率應與工件的生產類型相適應；還應與現有的設備條件相適應。2.夾具的選擇本零件的生產類型為大批量生產，為提高生產效率，所用的夾具應為專用夾具。3.刀具的選擇刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所

12、要求的精度以及表面粗糙度、生產率及經濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具，必要時可采用符合刀具和其他專用刀具。4.量具的選擇量具主要根據生產類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產中應采用通用量具，在大批量生產中則采用各種量規和一些高生產率的專用量具。依據以上選用原則，選用機床及工藝裝備如下：1.機床的選擇：采用Z525立式鉆床、立式銑床、臥室鏜床。2.選擇夾具：該支撐塊零件的生產綱領為小批生產，所以采用專用夾具。3.選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用高速鉆刀即可保證加工質量；在鉆床上加工的工序采用麻花鉆；在鏜床上加工的工序采用通用鏜刀。選用硬質合金銑刀，硬質合金鉆頭，硬質合金擴孔鉆、硬質

13、合金鉸刀、硬質合金锪鉆。4.選擇量具：采用游標卡尺、塞規、內徑千分尺萬能角度卡尺。該零件加工所選設備有臥式車床、銑床、立式銑床、磨床、鉆床等。零件安裝用夾具選擇主要有三爪卡盤、虎鉗、磁力吸盤等。刀具選擇時注意定尺寸刀具的尺寸對應，不通孔加工應用盲孔車刀、量具選用游標卡尺。加工時從mm的毛坯用麻花鉆，粗鉆到17.6mm的孔；然后用鉸刀粗鉸到17.96mm；最后用鉸刀，精鏜到尺寸18mm。完成對小孔的加工。第六章 夾具設計6.1 定位方式6.1.1 定位要求定位要求及原理如圖6-1所示,以A為基準，B平面限制，內表面限制。圖6-1 定位原理及要求6.1.2 定位情況的說明（1）確定定位元件：根據工

14、序簡圖規定的定位基準，選擇定位銷和活動V型塊實現。（2）確定導向裝置：本工序需要對加工孔，先進行鉆然后進行粗絞和精絞等3個工步，才能達到工序簡圖上規定的加工要求，選用快換鉆套作為導向元件。（3）確定加緊機構：針對成批生產的工藝特性，此夾具選用了螺旋夾緊機構加壓工件。加緊工件是時，先將工件定位孔裝入定位銷上，接著移動V型塊使之工件小頭外圓緊靠，實現定位；然后在工件與螺母之間插上開口墊圈，擰緊螺母夾緊工件。（4）確定其他裝置：為提高工藝系統的剛度，在工件小頭端面設置一輔助支承。6.2 卡緊方式人工卡緊，夾具選用螺旋加緊機構夾壓工件。6.3 定位誤差分析定位孔和定位銷的配合尺寸取為。對于工序尺寸來講

15、（）mm而言，其定位基準與工序基準重合；其定位基準位移誤差mm；定位誤差小于mm，它小于該工序尺寸制造公差0.16的1/3，上述方案可行。6.4 夾具設計各零件圖如下所示。 圖6-2 開口墊圈 圖6-3 V型塊 圖6-4 手柄 圖6-5 定位軸圖6-6 輔助支承 圖6-7 定位支座圖6-8 夾具體 圖6-9 M6螺紋銷 圖6-10 不淬硬鋼圓柱銷M16 圖6-11 M8內六角頭螺栓 圖6-12 M5定位銷釘 圖6-13 鉆套 圖6-14 M16六角螺母圖6-15 總裝配圖圖6-16 裝配體剖視圖夾具零件匯總及材料要求見表6-1。表6-1 零件材料匯總零件材料備注開口墊鐵鑄鐵V型塊35鋼手柄鋁合

16、金階梯軸45鋼輔助支承鑄鐵定位座鑄鐵夾具體鑄鐵緊定螺釘M6鋼GB/T 711985不淬硬鋼圓柱銷M16不淬硬鋼GB/T 119.12000六角頭帶槽螺栓鋼GB/T 29.11988定位銷釘鋼鉆套鋼六角螺母鋼GB/T 412000圖6-17 裝配圖剖視圖工程圖圖6-18 裝配體工程圖零件裝配順序：（1）裝配時，首先把夾具組件的底座放置在水平的地方，保證水平穩定，然后將階梯軸垂直安置在底座上，保證底座平面和階梯軸中心軸的垂直度；（2）然后裝地位導套，好確定接下來V型塊的位置；接下來是手柄的裝載，手柄是限制V型塊水平位移的，保證V型塊固定搖臂的小孔位置；（3）接下來就是V型塊的裝配，下端面與底座水平

17、配置，中間的凸臺放置在定位導套上，加上手柄的位置限制，就可將V型塊完全固定；（4）接下來就是定位座的安裝，定位座安裝時候與底座的凸臺平齊，與其側面一底座的側面平齊成一條直線狀，接下來就是安裝入定位銷和螺栓固定，在定位座上安裝鉆削導套，為了準確鉆刀找到正確的位置，避免形位誤差；（5）最后就是裝入工件后，在搖臂大孔上方放上墊塊，防止加工時破壞表面，防止擦傷和刮痕，然后旋入六角螺母固定即可。第七章 配合及技術要求1、據工序簡圖上規定的兩孔中心距要求，確定鉆套中心線與定位銷中心線之間的尺寸取為（1200.02）mm，其公差值取零件相應尺寸（1200.08）mm公差值的1/4 ， 鉆套中心線對定位銷中心

18、線的平行度公差取為0.02mm 。2、活動V型塊對稱平面相對于鉆套4中心線與定位銷2中心線的對稱度公差取為0.05mm。3、定位銷中心線與夾具底面的垂直度公差取為0.01mm 。4、查夾具設計手冊，標注關鍵部位的配合尺寸：28F7/m6、40H7/n6、44H7/r6、20H7/r6。第八章 心得與體會我拿到了機床夾具設計課設要求。剛開始一頭霧水，都不知道從何入手。但是在老師的幫助下，在2周的時間內按時完成了任務。這是我第2次進行這樣的課程設計，雖然過程中不斷遇到困難，但是在老師的指點下，我很努力。我將所學的知識運用到現實中來，這對加深對課本知識的理解很有很大的幫助。特別是我所做的題目資料比較少，對于圖紙雖然覺得簡單，但是各種工序，工藝我依然很陌生，所以在編寫說明書時一頭霧水，還有做工藝卡片時更是這樣，但是在老師的努力輔導與幫