夹具设计课程设计设计“传力杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装备精品

1、 机械制造工艺与机床夹具课程设计说明书设计题目：设计“传力杆”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（生产纲领：10000件） 班 别： 设 计 者： 指导教师： 设计日期：2015年1月12日至2015年1月16日目 录序第一部分零件的分析（1） 零件的作用（2） 零件的工艺分析第二部分工艺规程制定（1） 确定毛坯的制造形式（2） 基面的选择（3） 制定工艺路线（4） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定（5） 确定切削用量的基本工时第三部分专用夹具设计（1） 对加工件的工艺分析（2） 定位方案设计（3） 导引方案设计（4） 夹紧方案设计（5） 其他装置设计（6） 夹具体设计（7） 技术条件制定

2、（8） 夹具工作原理简介参考文献机械制造工艺课程设计任务书设计题目：设计“传力杆”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（生产纲领：10000件）设计内容：1.产品零件图 1张 2.产品毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程卡片1份4. 机械加工工序卡片 1套5. 夹具设计装配图1份6. 夹具设计零件图12张7. 课程设计说明书1份 班 别： 设 计 者： 指导教师： 2015年1月12日序机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部技能实训课（钳工实训、车工实训、金工实训）、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在现阶段对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的演练，因此，它

3、在我们三年的学习生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：一、能熟练运用机械制造工艺与夹具中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，做到“定位准确 夹紧可靠”、以及工艺路线安排、工艺尺寸制定等问题，保证零件的加工质量。二、提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。三、学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。我个人希望能够通过本次课程设计，能够将所学之基础知识，融会贯通。将机械设计基础，机械制造装备设计，机械工程材料，金属切削原理与刀具等基

4、础理论知识合理运用到本次设计当中，熟练运用各、查阅各种计资料、手册、和国家标准等。并能巩固和加深所学知识，且能在本次设计课程中学到课堂上学不到的知识。本说明书主要是传力杆的有关工艺规程的设计说明以及专用夹具设计。第一部分零件的分析由小组共同完成，第二部分工艺规程制定由邹俊峰完成，第三部分专用夹具设计由刘言完成。由于学生本人及小组成员能力水平有限，设计存在许多错误和不合理之处，恳请伍老师给予指正和帮助，谢谢！中物院工学院13数控2班 邹俊峰 刘言 2015年1月13日第一部分 零件的分析（一）工艺分析该零件为传力杆。材料为HT250，年生产量10000件。本工序要求铣削加工12mm的直通槽，设计

5、手动铣床专用夹具。工件已加工过的大小孔径分别为12mm和26mm，两孔中心距为 46±0.03 mm,厚度为26mm。在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 1.1、加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.1mm； 1.2、加工槽的深度为34±0.3mm。第二部分 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT250。因为零件为大中批量生产综合考虑制造成本以及加工要求而且零件轮廓尺寸不大，故应该选用锻件作为毛坯

6、。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。（二）基面的选择 根据加工槽两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工槽宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。（三）制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术

7、要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本1. 工艺路线方案工序1：下料 毛坯尺寸 84x29x22。工序2：铣N面 保证粗糙度12.5。工序3：以N面为基准 铣M面 保证厚度26±0.03。工序4：划线找正26圆心O1，钻孔26 。工序5：划线找12圆心O2，钻孔12 ；O1：O2确保定位尺寸R46±0.03。工序6：以O1为基准，铣R18；以O2为基准，铣R14。工序7：铣R18，R14外切切线。工序8：使用专用夹具铣12mm直通槽。保证槽壁位置公差

8、要求。工序9：检验（四）机械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的确定“传动杆”零件材料为HT250，硬度为209HB，中批量加工采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 毛坯尺寸 为84x29x22 考虑大中批量铸造毛坯，为简化铸造工艺，采用实心毛坯。2. 基准面N对面M面 N面为设计基准，制造基准，专用夹具定位基准要求精加工。但考虑表面粗糙度为Ra12.5粗加工既能保证其要求，此时的长度方向余量应该3mm3. 26、12毛坯为实心，不铸造出孔。两孔精度介于IT7IT8之间，表面粗糙度为Ra1.6后期专用夹具定位基准面故参照教材确

9、定工序尺寸及余量为：钻孔 2Z=12mm扩孔 2Z=2mm铰孔 2Z=0.2mm4. 圆弧R18，R14采用铣削方式。由于没有粗糙度要求故取Ra25,加工余量为2Z=3mm第三部分 专用夹具设计（一）对加工件进行工艺分析 为了劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度故决定设计第8道工序-铣削直通槽，手动铣床专用夹具。在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 1.加工槽的宽度为，且两个侧面相对于中心面A对称度为。 2.加工槽的深度为。（二）定位方案设计 根据槽

10、的加工要求1.个侧面相对于中心面A对称度的要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据2.加工槽宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。 方案：可以选择孔O1及O2为第二和第三定位基准，通过图中所示的固定式圆柱销及菱形销实现定位。经分析，以孔O1及O2为第二和第三定位基准，对两孔

11、采用固定式圆柱销及菱形销定位，此方案实现了工件的完全定位，无重复定位，方案可取。1.计算定位误差现选取工件上两孔与两定位销的配合均为，则圆柱销的直径尺寸为,菱形销的圆弧部分直径尺寸为。圆柱销与菱形销之间的中心距为。工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的，为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。1.1、对加工槽深尺寸A进行分析 加工槽的深度尺寸的工序基准为工件小孔外圆面的上母线，定位基准为圆柱销中心线，则： 因定位（A）值小于工序尺寸公差值的，故能满足工序加工要求。1.2、对加工槽两侧面对中心面A对称度进行分析 加工槽的位置精度对称度的工序基准是中心面A，而定位基准

12、为第一基准平面，这里忽略基准的位移误差，则： 因定位（对称度）值小于工序位置精度要求的公差值的，故能满足工序加工要求。（三）导引方案设计：对此方案，我们采用每加工一批工件，只安装调整一次夹具，通过试切数个工件来对刀的，此种方案对导引方案的要求很高，如右图所示：我们要保证的第一个精度是槽的宽度关于工件厚度方向上的对称中心的对称性如，第二个精度为槽的深度即尺寸A。所以对导引元件初步设计方案为一个方形的块如右图所示，用于安装在夹具体上。正确的安装方法见夹具装配图。（四）夹紧方案设计：对此工件的铣削加工，我们所采用的是一面和两个定位销的原理，而且我们拟定采用的是手动夹紧，为了节约成本，我们采用一个压块

13、，一个螺母对其压紧根据工件上大孔的尺寸、菱形销、螺杆的尺寸大小，我们选用的压紧螺母，对压块的尺寸我们拟定为厚度，直径为。计算切削力 刀具：高速钢直齿三面刃铣刀。 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数校核定位销： 根据公式：可知直径为的螺杆和的螺母能满足夹紧力的要求。夹紧力：由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。（五）其它装置设计：铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台上平面及T型槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。为了减小安装时的偏斜角的误差，安装定向键时应当使它们靠向T型槽的同一侧。对定向键的设计方案如

14、右图所示（局部图）：对定向键的直角部分都倒的倒角，在夹具体与定向键的连接部分中的直角开出凹槽，如图中的小凹槽。定向键与夹具体采用螺钉连接，至于定向键的大小要根据铣床工作台是具体情况而定，在此我们就不对定向键的尺寸大小进行说明。（六）夹具体设计：在夹具体设计方面，我们采用了一个直角块，来进行大体上的定位，而且要设置导引装置的安装位置，对各个面的要求见零件图，（右图为夹具体的立体图）夹具体通过安装在夹具体上的定向键进而与铣床的工作台连接，从而实现对夹具的固定。此夹具在有加强筋的情况下，具有足够的刚度与强度，安放稳定，工艺性好，实用安全。（七）技术条件制定：1、定位元件和相对于夹具底平面的平行度公差在100mm上为0.03mm。2、夹具上与短销凸肩接触的垂直面相对于夹具底平面的垂直度公差在全长上为0.03mm。（八）夹具工作原理(操作)简介：对此夹具各个零件的装配关系见下图，下面我们来分析与说明它的工件原理：短销通过夹具体上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。菱形销也是能过同样的方法与夹。具体连接而得到固定，菱形销上设置一长螺纹用于压紧螺母对工件的夹紧。在夹具体的底平面上安装定向键用于与铣床工件台面的连接与定位。工件时，只要把压紧螺母、压块卸下，即可把工件套上去。利用一面二孔进行定位，当工件套上去后，先装入压块，再用压紧