第一篇：ca6140法兰盘夹具设计

机械制造装备设计

课程设计说明书

题目

CA6140法兰盘夹具设计

系

机械与运载学院

专业

机械设计制造及其自动化

班级

姓名

学号

指导教师

完成日期 年 月 日

沈阳理工大学应用技术学院

I

沈阳理工大学应用技术学院课程设计任务书

班级： 姓名： 学号：

课程名称: 机械制造装备设计 题 目：法兰盘夹具设计 专 业：机械设计制造及其自动化 主要内容及要求：

1、根据所给的零件草图，画出零件工作图。

2、完成法兰盘工件的4个孔的钻床的专用夹具总装配工作图。

3、完成专用夹具部分零件工作图。

4、编写设计计算说明书。

5、总工作量要求：总图量为：0图纸1张；设计计算说明书15页。主要参考资料：夹具设计手册、夹具设计图册、机械零件设计手册。进度安排： 1、1-2天完成工件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具部分零件图及设计计算说明书编写。

课程设计指导教师：

张 福

2012 年 6月 8日 教 研 室 主 任：

赵艳红

2012 年6月 8日

# II

《机械制造装备设计》课程设计计划书

一、课程设计目的

1、本课程设计是《机械制造装备设计》课程的延续，通过设计实践，进一步掌握机械制造装备设计的一般方法。

2、培养学生综合运用机械制图、机械设计基础、金属材料及热处理、机械制造结构工艺等相关知识，培养工程设计的能力。

3、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。

4、提高学生技术总结及编制技术文件的能力。

5、为毕业设计打下良好的基础。

二、课程设计题目

法兰盘夹具设计

三、课程设计的内容与基本要求

（一）内容

1、完成法兰盘工件的4个孔钻床专用夹具总装配图。

2、完成4个孔钻床专用夹具部分零件工作图。

3、编写设计计算说明书。

#

4、总工作量要求：总图量为：0图纸1张；设计计算说明书15页。

（二）基本要求

1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成总工作量要求。

2、根据设计题目，完成规定的设计内容和工作量要求。

3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。

4、设计计算说明书力求用工程术语，简明扼要，计算合理、准确，表达清晰，文字通顺简练，字迹工整。

四、进度安排 1、1-2天完成零件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具部分零件图及设计计算说明书。

课程设计指导教师： 张 福 2012 年 6月 8日

教研室主任： 赵艳红 2012 年6月 8 日

III

目录

         前言..........................................................................................................................................6 1.零件的分析...........................................................................................................................7

1.1零件的作用........................................................................................................................7  1.11零件的工艺分析..............................................................................................................7

2.夹具设计.............................................................................................................................11 2.1设计要求..........................................................................................................................11 2.2定位误差分析：..............................................................................................................11 2.3钻削力的计算：..............................................................................................................11 2.4夹紧力计算：..................................................................................................................12 2.5夹具结构设计及操作简要说明......................................................................................12  2.5.1 底座.......................................................................................................................12  2.5.2 固定导向件...........................................................................错误！未定义书签。 2.5.3 钻套、衬套的选择...............................................................................................13  2.5.4夹紧机构................................................................................................................13 结束语....................................................................................................错误！未定义书签。致

谢....................................................................................................................................15 参考文献................................................................................................................................16   

IV

摘 要

本次设计了一套法兰盘的专用夹具设计。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析，对工序进行对比，通过选定某一工序设计专用夹具，选择定位基准、定位方法和定位元件，进行定位误差分析。

在文档中第一部分，主要叙述了专用夹具设计基本要求和特点，对零件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对夹具设计，对夹具设计计算。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。

本次设计阐述了专用夹具结构设计及工作过程。本夹具性能可靠，运行平稳，提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。

关键字：夹具设计；基本要求；工艺分析；

V 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

前 言

夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的高低，应一能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本底，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。

一个优良是机床必须满足下列基本要求：

（1）保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中的其它零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求

（2）提高生产率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。

（3）工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。

专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。

（4）使用性能好 专用夹具的操作应简单、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用是前提下，应尽可能采用气动液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量而引起工艺系统变形。

（5）经济性好 专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。6 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

1.零件的分析 1.1零件的作用

题目是所给的零件是CA6140车床的法兰盘。为盘类零件，用于卧式车床CA6140上。车床变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，以保证主轴三个轴孔同心，使齿轮正确啮合，主要作用是表明刻度，实现纵向进给。

1.11零件的工艺分析

CA6140车床共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：

0.120045450.340.017（1）以φ100为基准面加工表面，这一组加工表面包括：，0.017 的右端面。

0450.017 端面为基准，先用16的钻头钻孔，然后再用铰刀铰孔由于孔（2）以0045450.017有跳动的要求，所以要以.以0.017 端面为基准。与000.1245451000.0170.60.34、90外圆，并导1.545，（3）以 端面为基准，车、145。

0.045200（4）以孔为基准，精车所有外圆面，使其达到要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘零件，该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：N=4000×(1+4%+1%)=4200(件/年)沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。

零件材料为HT200。年产量为中批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

因为法兰盘可归类为轴类零件，按照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时限制4个自由度，再以90的右端面定位可限制1个自由度，达到完全定位。

主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再计算。

本零件的加工面有个圆、内孔端面车槽等，材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》，其加工方法选择如下：

0（1）45表面粗糙度为0.8，采用粗车半精0.017外圆面:公差等级为IT6～IT8，车磨削的加工的方法。

（2）φ20内孔：公差等级为IT7 ～IT8,表面粗糙度为1.6，采用钻扩绞精绞的加工方法，倒角用45°车刀加工。

（3）φ450公差等级为IT13～IT14,表面粗糙度为0.4，采用粗车半0.6外圆面：精车磨削的加工的方法。

（4）φ90外圆面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用粗车半精车磨削的加工的方法。

（5）槽3×2：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗车。

（6）φ100突台右端面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用粗车半精车磨削的加工方法。

（7）φ90突台距离轴线34mm的平面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用粗铣精铣的加工方法。

沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

（8）φ90突台距离轴线24mm的平面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用粗铣精铣磨削的加工方法。

（9）4×φ9孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻绞。

（10）φ4的孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为12.5，采用的加工方法为钻削。

（11）φ6的孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻绞。

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,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。

工序一 铸造毛坯。

工序二 时效处理，刷油漆。

00.12工序三 车端面及外圆450.017，以1000.34为粗基准，选用CA6140机床。00.045工序四 以45通孔，先用钻16的钻头钻孔，再0.017外圆面为基准，钻2000.045铰孔达到20的尺寸。000.121.545，和工序五 以450.017外圆面为基准，粗车1000.34、90外圆，并导145。

0.12745，和145 工序六 以1000.34外圆面为基准，并倒0.0450.120工序七 以20内孔为基准精车10000.34左端面和90右端面和450.017保证跳动在0.03内,并车32槽。

工序八 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序九 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序十 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻4的通孔,再扩到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。

0.045工序十一 以20孔为基准面,利用专用夹具,钻4个9孔。0工序十二再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度。工序十三 刻字刻线。工序十四 镀锘。工序十五 检测入库。

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工序一 铸造毛坯。

工序二 时效处理，刷油漆。

00.12工序三 车端面及外圆45，以100为粗基准，选用CA6140机床。0.0170.3400.12工序四 以45外圆面为基准，粗车100、90外圆，并导1.545，和0.0170.34145。

00.045工序五 以45外圆面为基准，钻20通孔，先用钻16的钻头钻孔，再0.01700.04500.12铰孔达到20的尺寸。以45外圆面为基准，粗车100、90外圆，并导00.0170.341.545，和145。

0.12工序六 以100外圆面为基准，并导745，和145。0.340.0450.120工序七 20内孔为基准精车100左端面和90右端面和45保证跳00.340.017动在0.03内,并车32槽。

工序八 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序九 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24。工序十 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻4的通孔,再扩到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。

0.045工序十一 以20孔为基准面,利用专用夹具,钻4×9孔。0工序十二 用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度。工序十三 刻字刻线。工序十四 镀锘。工序十五 检测入库。

0虽然工序都是十三步，但第一个方案更为合理，450.017外圆和Φ90的端面有跳0动要就高，而且精度要求高，所以多次加工450.017表面是精度、粗糙度的要求和有跳动的要求是必须的，因此第一个方案更合理。

选择第一个方案。

CA6140车床法兰盘，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg，生产类型大批量，铸造毛坯。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

2.夹具设计

2.1设计要求

为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计在第10工序—钻4×φ9的孔的钻床夹具。本夹具将用于Z5125立钻床，刀具为φ8.4麻花钻和φ9绞刀。此道工序主要考虑的是如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

2.2定位误差分析：

（1）定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定

0位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即200.045。

（2）由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为0.4m，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为1.6m定位尺寸公差的确定。

（3）工件的孔尺寸要求不高，同轴度的误差主要有钻套和衬套的不同同轴度引起的,衬套的同轴度小于0.005，钻套的同轴度小于0.005而零件要求的最大同轴度为0.01定位尺寸公差的确定。夹具的主要定位元件是一根定位短轴一个定位块，公差现

0定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差配合,即200.045，定位轴与零件的最大间隙为

max=0.05-0=0.05mm 而零件要求的最小偏差为

min=0.045-0=0.045mm 因此最大间隙满足精度要求.2.3钻削力的计算：

PX419DS0.8kp

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8 0.6200HBkp1901900.61.03

D8.4、S10.25、S20.125

px1419DS0.8kp4198.40.250.81.031195.8Npx2419DS0.8kp41990.1250.81.03735.9N

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在计算切削力时，要考虑安全系数，安全系数Ｋ＝K1K2K3K4 式中 K1——基本安全系数，K1=1.5 K2 —— 加工性质系数，K2=1.1 K3 —— 刀具钝化系数，K3=1.1 K4 —— 断续切削系数, K4=1.1 于是 F1=KPx1=1.5×1.1×1.1×1.1×1195.8N=2387N 2.4夹紧力计算：

气缸选用φ100mm,当压缩空气单位压力为p＝0.4MPa时，气缸推力为3900N。因此N气已大于所需的2387N的夹紧力，故本夹具可安全工作。2.5夹具结构设计及操作简要说明 2.5.1 底座

底座使用HT200的铸造成型，进行时效处理，消除内应力，具有较好的抗压强度，刚度和抗振性。在四角有U型槽，与T型螺钉配合使用，将夹具固定在工作台上。

2.5.2固定导向件

固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成，退后处理，保证尺寸的稳定性，且在装配后修正尺寸，保证夹具的精度。焊接件制造方便，生产周期短，成本低。

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2.5.3 钻套、衬套的选择

因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换钻套，F7H7材料为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用配合，衬套与钻模之间采用

n6m6配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

2.5.4夹紧机构

夹紧使用气动推动移动轴，使工件上移，工件的φ90圆的上表面与导向件相接触，13 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

并夹紧。由于工件所需的夹紧力并不大，所以直接夹紧未采用其他的机构。

如前所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产效率，应首先着眼于机动夹紧方式。而且考虑到环保，所以选用气动源夹紧。气动反应速度快，环保，但工作压力小，所以气缸体积大。本工序为钻铰加工，由于夹紧方向为垂直向上，要克服零件和移动轴所受重力，可以在适当的提高压缩空气的工作压力（由0.4MPa增至0.5MPa）,以增加气缸推力。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书

结束语

为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，课程设计作为《机械制造装备设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经历的阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；

通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师批评指正 致谢

感谢张福教授在两周课设过程中对我的指导，这次课设让我学会了很多的东西明白了以前许多不懂和很模糊的地方，让我知道做学问要认真和务实这样才能学好知识，课设的成果当然要感谢老师的耐心指导以及同学的帮助，使我受益匪浅，至此，我向他们至以深切的感谢。谢谢你们的真诚指导。

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参考文献

［1］《切削加工简明实用手册》 黄如林主编 化学工业出版社，2004 ［2］《机械制造技术基础课程设计》指南崇凯主编 化学工业出版社，2006.12 ［3］《互换性与测量技术陈于萍》高晓康主编 北京高等教育出版社，2005.［4］《切削用量简明手册》艾兴，肖诗纲主编 机械工业出版社，2002

第二篇：法兰盘夹具设计.（范文模版）

目录

一、序言.......................................................................................................................2

二、零件分析...............................................................................................................2

1零件的作用.........................................................................................................2 2零件的工艺分析.................................................................................................2

三、工艺规程设计.......................................................................................................3

1确定毛坯的制造形式.........................................................................................3 2基面的选择.........................................................................................................3 3制定工艺路线.....................................................................................................3 4毛坯尺寸的确定与机械加工余量.....................................................................5 5确定各道工序的切削用量及基本工时.............................................................5

四、夹具的设计.........................................................................................................14 1问题的提出.......................................................................................................14 2夹具设计...........................................................................................................14 五、三维建模..............................................................................................................16

五、设计总结.............................................................................................................21

六、参考文献.............................................................................................................22

0

一、序言

机械制造装备课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我的大学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：

1、能熟练运用机械制造课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2、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。、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。

此次设计的是CA6140车床法兰盘及夹具设计。首先，对工件进行分析得出工艺路线；再着重进行夹具的设计，其中包括定位的设计、夹紧力的设计，夹紧和定位原件的选择。

由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请老师予以指教。

二、零件分析

1、零件的作用

题目所给的零件是法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。

2、零件的工艺分析

法兰盘零件，要求钻孔Ф6和Ф4，保证尺寸280.3，进行夹具设计，生产批量为中批量生产。以零件心轴和一端面定位，夹紧另外一端面。用快换钻套保证孔Ф6和Ф4的位置，即尺寸280.3。

三、工艺规程设计

1、确定毛坯的制造形式

零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。

2、基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），现选择Φ45外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持最右端外圆Φ45，并且使卡盘端面紧靠右端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

3、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）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生量生产的条件下，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。还应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

（1）工艺路线方案一

工序1粗车 Ф100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端Ф45 mm为粗基准。

工序2钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序3粗车Ф45，Ф90的外圆，粗车各端面，粗车Ф90的倒角，粗车3x2的槽，R5的圆角。以Ф20为精基准。

工序4 半精车Ф90外圆及各端面，车槽3×2，R5的圆角。工序5半精车Φ100左右端面及外圆，精车Ф100的左端面。工序6粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序7钻 4×Φ9孔。工序8 钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序9磨削Φ100的右端面，Φ90外圆及左右端面，Φ45外圆。工序10 磨削外圆面 Φ100，Φ 90。

工序11刻字刻线。工序12镀铬。工序13 检测入库。

(2)工艺路线方案二

工序1钻、扩、铰Φ20的孔，以右端Φ45的外圆为粗基准。

工序2粗车Φ100外圆，B面，Φ90外圆及右侧面，3x2槽，Φ45外圆。粗车零件左右端面

工序3粗车零件左右端面，并倒Φ20孔的倒角，以及零件右端45度倒角。工序4半精车Φ100外圆，Φ90外圆。工序5半精车零件左端面。

工序6精车Φ100外圆，并倒Φ100，Φ90的倒角。工序7精车零件右端面。

工序8粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序9 钻 4×Φ9孔。工序10钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序11磨削Φ90外圆及右侧Φ45外圆。工序12抛光B面。工序13刻字画线。工序14镀铬。工序15检测入库。(3)工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以Φ20孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 Φ20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。

4、毛坯尺寸的确定与机械加工余量

由于本零件材料为灰铸铁，由《工艺手册得》，毛坯为双侧加工，MA为G，加工精度为8到10级，这里选取9级。则，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得：

零件沿轴线方向的加工余量为：2x2.5mm=5mm Ф100径向加工余量为6mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф90径向加工余量为2x2.5mm=5mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф45径向加工余量为2x2.5mm=5mm 由《机械零件工艺性手册》表：2-64得：Ф100，Ф90柱体圆角为：R=2mm；右端Ф45的圆角为：R=4mm；

5、确定各道工序的切削用量及基本工时

工序1 ：钻，扩，铰Ф20孔 加工条件：

工件材料：HT200 硬度170—241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰Ф20孔 机床：Z3040型摇臂钻床(1)钻 Ф18孔

1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。

2）切削用量选择：查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 手册》取V =13m/min，vdwnw1000=18m/min。

车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明

1000vnsdw=230r/min，按机床选取n =238r/m,故3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=0.66min。(2)扩Ф19.8 孔

1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。

2）确定切削用量：查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：vc扩=（1/2~1/3）vc钻 查《切削用量简明手册》取VC =0.29m/s=17.4m/min，Vc=（1/2~1/3）VC =5.8~8.7m/min，ns1000vdw=93~140r/min，按机床选取n =136r/m,故vdwnw1000=8.5m/min。

3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中L=91，L1=14,L2=2。

(3)铰Ф20

1）刀具选择：20高速钢锥柄机用铰刀

2）确定切削用量：背吃刀量ap=0.12。由《切削用量简明手册》表2.11 f=1.3~2.5mm/r,取zvf=1.68由《切削用量简明手册》表

w2.30得

yvcdT.axf=7.9m/min，ns1000vd=125.8 r/min按机床选取nw =136 mvvcv0pr/min。所以实际切削速度vdwnw1000=8.54m/min。

3)计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f*n)=0.44min

工序2 ：粗车Ф100外圆、车B面，车Ф90外圆及右侧面、3x2槽、Ф45外圆。

加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o 060 kr600

s50 kr'8o '05o e0.51

刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45 刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25

（1）粗车Ф100外圆

1）选择刀具：选择刀具1 1)确定背吃刀量a 粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取 横向进给量取f =0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》vccvTm.axpfvyv=57.46 m/min，ns1000vdw=172 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与172r/min相近似的机床转速n =200r/min,则实际切削速度V = 66.6m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.149min。

（2）粗车 Ф90外圆

1）选择刀具：用刀具2 2）确定背吃刀量：粗车外圆ap=1.1mm。

3)确定进给量：由《切削用量简明手册》HT200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为Ф90mm，则f=0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度T=60mm。

4)确定切削速度Vc：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvm/min

Tmv.axpyf=44

vns1000vdw=147.6 r/min，按CA6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =47.728 m/min。5)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.153min。

(3)粗车Ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度：粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.45mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：xfvcT.amvyvcvp=62.7 m/min。

ns1000vdw=399 r/min按CA6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V = 62.8m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.286min。

(4)成型车刀加工B面

1）确定切削深度：一次走刀，则ap=2.5mm。T=120min 2)确定进给量：f=0.035~0.070mm/r。取f =0.050mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：vccTvmxvyv=40.602 m/min.apfns1000vdw=121.987 r/min，按CA6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度V =41.605m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=11.04min。

(5)车Ф90右端面及3x2槽

1)确定切削深度：一次走刀，则ap=2.5mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》表1.4，f=0.6~0.9mm/r。根据CA6140机床说明书（见《工艺手册》表1.31）取f=0.86 mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：vccTvmxvyv=13.965 m/min，.apfns1000vd=46.815 r/min。按CA6140车床说

w明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度。V = 15.072m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=1.419min。

工序3粗车零件左右端面，并倒Ф20孔的倒角，零件右端45度倒角 加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o 060 kr600

s5

0kr'8o '05o e0.51

(1)粗车零件左端面，即粗车Ф 100左端面 1）确定切削用量ap =1.1mm。

2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：取进给量为0.6——0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=49.56 m/min

ns1000vdw=149 r/min。按CA6140说明书，选择与149r/min相近似 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =53m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T= 0.385min。

(2)粗车零件右端面

1）确定切削用量ap =2.5mm。

2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：取进给量为0.4～0.5 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。根据《切削用量简明手册》，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27m/min 1000vvccvTmv.axpfyv=14 nsdw=89r/min按CA6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度V =15.7m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T= 0.674min

工序4半精车Ф100外圆、B面，Ф90外圆、Ф45外圆 机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r10 6 kr60

0o000s50 kr8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100外圆 用刀具1 1)确定背吃刀量：半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min

ns1000vdw=309.971 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与309.871r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.2.6min

(2)半精车 Ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量： 半精车外圆ap=1.4mm。

2)确定进给量：由《切削用量简明手册》表1.6，HT200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为Ф90mm，则f=0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量简明手册》表1.27，yvcT.axf=103.071m/minn1000vd=353.719 r/min。按CA6140车床转速 mvvcvpsw选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V =116.557 m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.115min。

(3)半精车Ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度：粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.30mm/r。

3)确定切削速度V：根据《切削用量手册》表1.27查取： yvcT.axf=103.071 m/minnmvvcvps1000vdw=686.719r/min按CA6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度V = 107.457m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.246min。

工序5 半精车零件左端面，即Ф100左端面 加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r10 06 kr60

o000s5 0 kr'8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100左端面

1)确定背吃刀量：半精车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvTmv.axpyf=103.071 m/min。nvs1000vdw=316.235 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与316.235r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=1.158min。

工序6 精车Ф100外圆，并倒Ф90，Ф100的倒角

1)确定背吃刀量a； 半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvTmv.axpyf=142.020 m/minnvs1000vdw=452.292 r/min按CA6140车床转速的（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.315min。

工序7精车零件左端面，即Ф100左端面

1)确定背吃刀量：半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.27，yvcT.axf=142.020 m/min，ns1000vmvvcvpd=452.292 r/min按CA6140车床转速

w（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。的4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=2.00min。

工序8粗铣Ф90左右侧面，精铣Ф90右侧面 加工条件：

机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚性好；

刀具的选择：铣刀材料为YG6，由ap=8，ae=11～21mm，根据《工艺手册》表3.1—28，铣刀选择为80～110mm；由《切削手册》表6---7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀d1000012，40，L80，d40，r15，o0oo~45oo，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀d30~35oo1000，L80，d40，r015，012，o，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min。(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量：ap=8，ae=11mm，一次完成

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度cv0vVc： 由《切削手册》表

sw3,27，yqpvcdtaxfauz=119.619m/minn1000vd=380.952r/min根据X61W机mpvvpzev床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为Vc =149.15m/min当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×475=1140mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min。

(2)粗铣右侧面，粗铣刀具

1）切削用量：ap=8，ae=10mm，俩次完成。

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取3)确定切削速度

fz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

3,27，Vc ：由《切削手册》表vcdcvqv0ptaxfauzmpvyvpzev=160.952m/min

ns1000vdw=512.586r/min，根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为Vc =188.4m/min，当n =600r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×600=1440mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min。

4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(48.2+5+38)/950=0.096 min。(3)精铣右侧面 精铣刀具

1）切削用量： ap=8，ae=1mm，一次完成

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取

fz=0.14-0.24mm/z,取

Vc:

fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度由《切削手册》表 3,27,vccvdq0vptaxfauzmpvyvpzev=404.312m/min,n1000vsdw=1287.618r/min根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为Vc 370.52m/min，当n =1180r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×14×1180=2832mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=1180mm/min。

4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(48.2+5)/1180=0.0451min。

工序9钻4×Ф9孔

1)刀具选择：选用Ф9高速钢,锥柄标准麻花钻。选用Z525型摇臂钻床。2）确定切削用量：4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由《切削用量手册》，取V查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min由钻床说明书，取n机=850r/min,故。

3）计算基本工时：其中L1=8，L2=0，L=84，T= 4x0.047min=0.188min。

工序10钻Ф 4mm孔，Ф铰6mm孔 机床选择：选用Z525型摇臂钻床。(1)钻Ф 4mm孔

1)刀具选择：由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。

2)确定切削用量：查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由《切削用量手册》取V =0.46m/s=27.6m/min=197r/m，由Z525钻床取n =1700r/min.，故Vc=21m/min。

3)基本工时：L1=10，L2=0，L=12.5，T= 0.07min。(2)铰 Ф6孔

1）刀具选择：6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度T=60min。

2）确定切削用量：加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。

(3)确定切削速度：计算切削速度vc(cvdTafm0pzvxvyv其中KV=1，)kv，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3，V = 0.21m/s=12.8m/min，n = 679r/min，取 n =670，V =8.415 m/min。

3）基本工时：其中L1=10，L2=2，L=7，T= 0.109min。

工序11 磨削Ф90外圆以及零件右端Ф45外圆

1)选择砂轮：WA46KV6P350x40x12。

2)切削用量的选择：砂轮转速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s。轴向进给量fa=0.5B=20mm，工件速度Vw=10m/min，径向进给量fr=0.015mm/（双行程）3)切削工时：加工Ф90外圆 圆

t12LbzbK1000vffar=0.819min，加工Ф45外t 12LbzbK1000vffar=1.606min。

工序12抛光B面 工序13刻线、刻字 工序14镀铬 工序15检测入库

四、夹具的设计 1问题的提出

本夹具用来钻Ф4和Ф6的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在Z525型摇臂钻床上，选用螺旋夹紧。

2、夹具设计

(1)定位和夹紧方案的选择：

由法兰盘零件的特征，采用一销一端面的定位方式，因此用一心轴和一端面的方式定位法兰盘，经过定位后的法兰盘已经限制了五个自由度，在零件的Ф100平面用螺旋夹紧方式夹紧。

（2）切削力及夹紧力计算 1)切削力的计算： 轴向力：其中：

zF.yF.(N)F9.81cFd0fkF。

cF42.7d0

4f0.22

kF0.9

zF1.0

yF0.8 则：F449.3N8 2扭矩:

zM.yM.M9.81cM.d0fkmM，其中：c0.021

zM2.0

yM0.8kM0.87

则：M0.884N*m 2）夹紧力的计算：

由《机床夹具设计手册》表1-2-20，查得：当D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夹紧力为W0=3680（N）

3）切削力与夹紧力比较

由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.1～0.15。此处取小值0.1。则F总=2f=2×368=736>449.238所以安全。由于钻头直径为Ф4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。五、三维建模

4.1夹具体三维建 模的最后效果

4.2钻模板三维建模的最后效果

4.3定位套三维建模的最后效果

4.4加长快换钻套三维建模的最后效果

4.5支承钉三维建模的最后效果

4.6六角螺杆三维建模的最后效果

4.7夹具总装备三维建模的最后效果

4.8夹具总装备爆炸后三维建模的最后效果

第三篇：法兰盘夹具设计说明书

法兰盘夹具设计

说明书

班级：

姓名：

题目：

设计法兰盘4*Φ9mm孔的夹具 任务：

（1）绘制零件图1张 A4纸

（2）绘制夹具零件图1张 A2纸

（3）课程设计说明书1份

原始资料：

该零件图样一张；材料为铸铁，产量为中批量生产。

分组要求：

全班同学共39人，分为10个小组，每组4名同学，每组同学在提供 备选题中选择一种零件。设计要求：

工艺规程可行，参数选择正确，设计计算准确，文字语句通顺，视图绘制规整。设计时间：

一周

零件图

目录

一 设计目的

二 加工工艺分析

三 定位方案和定位元件的设计

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

五 整体结构设计

六 确定夹具总图的技术要求

一 设计目的

1.通过完成支架通槽加工夹具的设计，将具有查找文献和标准的能力；且对机械生产实际中夹具的设计有进一步的了解和自身能力提高。

2.通过CAD画图，学生能够将以前的机械制图和专业知识有机结合，是一项综合能力的提升。

3.课程设计是在学完了机械制造装备设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。

二 加工工艺分析

基面的选择

工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

在本工序中除保证孔本身的尺寸精度和表面粗糙度要求外，还需要保证以下的位置精度：

左右Φ9孔圆心到圆柱的轴线的水平距离分别为12mm、20mm；

该工件刚度较好，4*Φ9孔的加工精度要求不高，且本工序前，工件上的各端面和各孔均已经过加工，故为定位基准的选择提供了有利条件。

三 定位方案和定位元件的设计

工件的定位必须解决两个问题：即根据加工技术要求限制工件的自由度；使定位误差控制在允许的范围内。1.工件的定位原理

在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计来具时原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均应符合六点定位原理。

六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。这里要清楚每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用，而绝不能用一个以上的点来限制三个自由度。因此，这六个点绝不能随意布置。2.完全定位和不完全定位

根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的六个自由度全部限制，称为完全定位。有时需要限制的自由度少于六个，称为不完全定位。

3.欠定位与过定位

根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，这就称为定位的正常情况，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称之为非正常情况，前者又称为欠定位，它不能保证位置精度，是绝对不允许的。后者称为过定位，加工中一般是不允许的，它不能保证正确的位置精度，但在特殊场合下，如果应用得当，过定位不仅是允许的，而且会成为对加工有利的因素。

定位误差分析

1）定位元件尺寸公差的确定

夹具的主要定位元件为短定位销。所以该定位销的尺寸公差现规定为本零件 在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差为：

2）零件规定孔4×Φ9mm在轴线 68mm圆周上，左边孔距离轴线20mm，右边孔距离轴线12mm，已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。

夹具体的制造误差为：对定位孔轴线平行度为：0.02，则夹具体与钻模板配合误差，则经过具体计算，故误差不超过允许误差。

3）夹具结构设计及操作简要说明

在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，使用铰链式钻模，一次固定4个钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力主法平衡。利用钻模板夹紧Φ90突台。

装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由短销定位，最后用定

位销定好位置把钻模板合上，把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。5.根据以上原则，工件的定位有下列两个方案。

第一方案：以Φ20孔和一端侧面为定位基准，以限制工件的自由度，在本工序前，该工件已经经过精加工，其平行度已经得到保证，优点是工件安装稳定，但结构复杂。

第二方案：以Φ20孔和销孔Φ4孔为定位基准，优点是工件安装稳定，结构简单。

从保证加工要求和夹具结构的复杂性两方面来分析比较，应以第一方案来设计定位装置。

为实现第一种定位方案，所使用的定位元件又有下列两种可能性： １）２）用心轴，支承板，此方案误差较大，不好操作。

用心轴，菱形销，此方案定位误差小，操作简单，故选此方案设计夹具。

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

1.夹紧的目的

工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会产生变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个重要的问题。

2.夹紧机构设计时，一般应满足以下主要原则

1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。

2）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。

3）使工件不产生过大的变形和表面损伤。

４）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。５）夹紧机构操作必须安全、省力、方便，符合工人操作习惯。

６）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

3.夹紧点选择的原则

1）尽可能使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上，这样会减少夹紧变形，凡有定位支承的地方，对应处都应选择为夹紧点并施以适当的夹紧力，以免在加工过程中工作离开定位元件。

２）夹紧点选择应尽量靠近加工表面，且选择在不致引起过大夹紧变形的位置。

４．对夹紧机构的设计要求

１）可浮动 ２）可联动 ３）可增力 ４）可自锁

根据以上原则和要求，应该使夹紧力落在刚性较好的部位，因该工件的刚性较好，且使用螺母拧紧。因此不需要另外施加夹紧力。

五 整体结构设计

一.1）钻床夹具结构的选择

在设计钻床夹具时，首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、质量和加工要求、工件的生产批量、工厂的工艺装备技术状况等具体条件，来选定夹具的结构类型。然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度问题。

2）钻床夹具的特点和主要类型

各类钻床和组合机床邓设备上进行钻、扩、铰孔的夹具，统称为钻床夹具。由于在钻孔时不便于用试钻发法把刀具调整到规定的位置、采用划线加工则精度低，生产效率低，故当生产批量较大时，常使用专用钻床夹具（钻床夹具习惯是上称钻模）在钻床夹具上，一般都装有距定位元件一定距离的钻套，通过它引导刀具就可以保证被加工孔的坐标位置，并防止钻头在切入后的偏斜。

3)钻套和钻模板的设计

钻套的作用是确定被加工工件的位置，引导钻头、扩孔或绞刀并防止在加工过程中发生偏斜。钻模板与夹具体接连，它是保证钻床夹具精度的重要零件。按钻模板在夹具体上链接方式可以分为一下几种。

1.固定式钻模板 固定式钻模板靠螺钉和销钉固定在夹具体上，在装配后镗钻套底孔，保证钻套底孔的位置精度要求。因此，固定式钻模板精度高，但装卸工件不方便。

2.铰链式钻模板 钻模板采用铰链与夹具体链接，可以方便的打开，便于装卸工件、清理切削，对于钻孔后需要攻螺纹尤为合适。但钻套位置精度较低，结构也较复杂。

3.可卸式钻模板 可卸受的钻模板以俩孔在家具提上的组圆销和菱形销定位，并用铰链螺栓将模板和工件一起夹紧，加工完毕需将钻模板卸下工件。其工件原理与盖板式钻床夹具相似。使用这类钻米版时，装卸模板费时费力，钻套的位置精度较低，故一般多在其他形式的钻模板不便于装卸工件时采用，当工件有几个加工面时，为便于装卸工件，可将其中的一个或俩个工作面的钻模板做成可卸式的。

4.活动式钻模板

在一些情况下，钻模板往往不能像上述钻床夹具一样设置在夹具上，而是将它连接在主轴箱上，并随主轴箱而运动，这种钻模板称为活动钻模板。

5.二、由零件结构图（如下图）尺寸设计夹具各部件的结构尺寸

1）底座

底座使用HT200的铸造成型，进行时效处理，消除内应力，具有较好的抗压强度，刚度和抗振性。在四角有U型槽，与T型螺钉配合使用，将夹具固定在工作台上。

2）固定导向件

固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成，退后处理，保证尺寸的稳定性，且在装配后修正尺寸，保证夹具的精度。焊接件制造方便，生产周期短，成本低。

3）钻套、衬套的选择

因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换钻套，材料

为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用用H7n6F7m6配合，衬套与钻模之间采配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

4）钻模板

5）开口垫圈的结构如图所示：

六 确定夹具总图的技术要求

１． 夹具总图上应标注的技术要求

１）２）３）夹具外形的最大轮廓尺寸

定位副的配合公差及定位支承间的位置