底板座架課程設(shè)計說明書

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1、底板座架課程設(shè)計說明書 目錄 一、設(shè)計任務(wù) (1) 二、零件分析 (1) 1、零件的作用 (2) 2、零件的工藝分析 (2) 三、選擇毛坯尺寸，設(shè)計毛坯 (2) 1、選擇毛坯 (2) 2、確定加工余量、尺寸和公差 (3) 3、設(shè)計毛坯圖 (3) 四、總體方案的確定 (4) 1、定位基準的選擇 (4) 2、零件加工方法的選擇 (4) 3、制定工藝路線 (5) 4、選擇機床 (6) 5、選擇夾具 (7) 6、選擇刀具 (7) 7、選擇量具 (7) 8、確定切削用量及基本時間 (8) 五、夾具設(shè)計 (10) 1、定位方案 (10) 2、夾緊方案 (11)

2、3、定位元件和定位裝置的設(shè)計和選擇.........…………. . . .11 4. 導向方案 (11) 六、繪制夾具裝配總圖 (12) 七、夾具使用說明 (13) 八、機構(gòu)特點 (13) 九、夾具精度分析……………............................ ........ .. .. 13 十、設(shè)計心得 (15) 十一、參考文獻……………………........................…...….. .16 摘要：本設(shè)計對底板座架的各個加工難點、生產(chǎn)類型進行了分析，針對零件的結(jié)構(gòu)特點進行毛坯設(shè)計、對其工藝過程進行了設(shè)計。為提高生產(chǎn)效率，設(shè)計了各個加工工序

3、的工裝夾具，對十字孔加工的夾具進行了詳細的分析，對其它座架零件的加工有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：底板座架工藝工裝夾具設(shè)計 序言 機械制造工藝裝備設(shè)計是包括機械制造基礎(chǔ)，互換性基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等其他課程綜合結(jié)合而成，是大學里面的比較重要的一門課程。這次課程設(shè)計使我們能綜合運用各科基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設(shè)計了機床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后和畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ) 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有很多不足之處，希望各位老師多加指教。 1、設(shè)計題目：底板座架零件,要求加工前后兩

4、個端面，保證尺寸124,表面粗糙度Ra值為12.5，進行夾具設(shè)計。 （1）設(shè)計說明書1份 （2）工藝過程卡1份 （3）機械加工工序卡1份 （4）夾具裝配圖1張 （5）夾具體零件圖1張 二、零件分析 1、零件的作用 零件底板座架在機械設(shè)備中是不可缺少的其主要作用： （1）構(gòu)架設(shè)備的支撐基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上安裝軸類零件及軸上零件（2）利用他們的工藝結(jié)構(gòu)起到其他重要零件的定位作用 （3）用以連接機器設(shè)備與地面的基礎(chǔ)零件 2、零件的工藝分析 該零件外圓和幾個孔的尺寸精度要求比較高，加工會有些困難。它的結(jié)構(gòu)復雜不對稱。以軸的中心線為基準，需加工面的的表面粗糙度都易獲得。十字

5、孔的的位置度要求雖說并不高，但需要經(jīng)過一番尺寸鏈的計算才能獲得。上端幾個臺階平面不好加工，各平面是以斜面和圓面連接，加工有些費時。根據(jù)設(shè)計任務(wù)已知底板座架零件,要求加工φ36H7孔，保證尺寸18.50.2,進行夾具設(shè)計。 三、選擇毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 1、選擇毛坯 該零件材料是HT200。考慮到該零件為不規(guī)則形狀，結(jié)構(gòu)比較的復雜，在加工過程中多半是在車床和銑床上，零件可以靜止不動，但也有的回轉(zhuǎn)運動，因此選用鑄造件，也可以較好的保證零件的形狀結(jié)構(gòu)。 2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 參考《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄4，鑄鐵的公差及機械加工余量按GB/T 6414-1999 標準

6、。確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量如下。 （1）公差等級 鑄件公差有16級，常用的為CT4～CT13，該零件采用砂型鑄造手工造型，材料是灰鑄鐵，根據(jù)附表4.1查得，公差為CT11～CT13。（2）要求的機械加工余量 根據(jù)附表4.3查得，鑄件的機械加工余量為3～5mm。 （3）確定毛坯尺寸 由零件圖可知，所有的表面粗糙度都≥Ra3.2μm,所以所有表面加工余量都無須增大。 （4）確定毛坯尺寸公差 由于零件是鑄件，所以尺寸公差一般非常大，根據(jù)附表4.2查得，公差帶在5.6至11mm。 3、設(shè)計毛坯圖 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，繪出該零件的毛坯圖如下： 四、總體方案 1、定位基準的選擇

7、本零件總體是帶通孔的軸，后加一個半圓帶孔的底座。以軸的中心線為其設(shè)計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)以軸為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，選軸及前后一端面為精基準。粗基準也可以用上端面。2、零件加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、平面及小孔等，材料為HT200。 （1）面的加工方法 ①、左端面表面粗糙度Ra6.3μm,粗車即可達到要求。 ②、R52左端面、臺階面和軸上銑的平面的尺寸精度和表面粗糙度要求較低，經(jīng)過粗銑即可達到。 ③、前后兩個端面尺寸精度要求和表面粗糙度要求較低，經(jīng)過粗銑即可。 ④、Φ45h6mm外圓面，公

8、差等級為IT6，面粗糙度為Ra3.2μm,需進行粗車、半精車、粗磨和精磨，附表4.7。 （2）孔的加工方法 ①、Φ13mm內(nèi)孔，沒有注公差尺寸,根據(jù)GB1800——79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25μm,只需要進行鉆削即可。 ②、Φ18mm內(nèi)孔，沒有注公差尺寸, 表面粗糙度為Ra25μm, 只需要鉆銷即可。 ③、Φ22H7mm內(nèi)孔，公差等級為IT7，面粗糙度為Ra3.2μm, 需進行鉆孔和鉸孔。 ④、Φ36H7mm內(nèi)孔，公差等級為IT7，面粗糙度為Ra3.2μm, 需進行粗鏜和精鏜。 ⑤、M10-6H螺紋孔，粗糙度為Ra6.3μm，加工到小徑尺寸后，考慮到加工效率選

9、用機加攻絲。 3、制定工藝路線 按照先加工基準面和先粗后精的加工原則，該零件加工可以按下述工藝路線進行。 工序1：粗車左端面以及粗車Φ45h6mm外圓 工序2：粗銑上臺階面 工序3：粗銑前后兩端面 工序4：粗鏜Φ36H7mm孔 工序5：鉆Φ13mm、Φ18mm、Φ22mm孔 工序6：鉸Φ22H7mm孔 工序7：半精車Φ45h6mm外圓 工序8：切槽3*1 工序9：倒角C2 工序10：鉆螺紋孔M10-6H 工序11：攻螺紋孔M10-6H 工序12：精鏜Φ36H7孔 工序13：精銑上臺階面 工序14：精銑外圓上表面 工序15：粗磨Φ45h6外圓 工序16：精磨Φ

10、45h6外圓 工序17：鉗工去毛刺 工序18：終檢入庫 4、選擇機床 ①、粗車、半精車、精車。中批生產(chǎn)要求有很高的生產(chǎn)率，所以選用數(shù)控普通臥式車床能滿足要求。本零件的外廓尺寸不大，但精度要求比較高，故選用CA6140型臥式車床。 ②、粗鏜孔、精鏜孔。由于加工的零件尺寸不大，加工精度比較高，所以選用T611型立式鏜床。 ③、要加工平面和打孔。由于加工的面不能回轉(zhuǎn)加工，加工的孔是工藝孔，尺寸和精度要求都不高，但考慮到加工效率，因此可以在銑床、鉆床上加工，所以選用X6132型萬能升降臺銑床、Z5135型立式鉆床。 ④、加工螺紋。由于螺紋的孔徑比較小，所以采用機動攻絲，選用Z5135型普

11、通立式鉆床。 5、選擇夾具 本零件加工時除工序5、6、7、8、9使用三爪自定心卡盤外，其他所有工序都要使用專用夾具。 6、選擇刀具 ①、在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工采用YG類硬質(zhì)合金車刀。切槽選用相應(yīng)寬硬質(zhì)合金刀。為了提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）。 ②、銑刀按附錄選直柄立銑刀摘自（GB/T 6117.1-1996）。 ③、鉆孔選用相應(yīng)大小直徑的鉆頭。由于螺紋要求的精度高，所以所用的絲錐要六級精度。 ④、鏜床粗鏜選用單刃鏜刀，半精鏜、精鏜選用雙刃鏜刀 7、選擇量具 本零件屬于中批生產(chǎn)，一

12、般情況下盡量用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考附表，選擇的量具如下表： 加工所用的量具 加工面尺寸尺寸公差量具 長152 自由公差讀數(shù)值0.05、測量范圍0～300游標卡尺槽31 外圓Ф45 0．016 讀數(shù)值0.01、測量范圍25～50千分尺 長225 自由公差讀數(shù)值0.05、測量范圍0～300游標卡尺 深95 讀數(shù)值0.05、測量范圍0～200深度游標卡尺深55 內(nèi)孔Ф13 鉆頭保證 內(nèi)孔Ф18 內(nèi)孔Ф22 0．025 讀數(shù)值0.01、測量范圍5～30內(nèi)徑千分尺Ф50圓臺 自由公差讀數(shù)值0.05、測量范圍0～300游標卡尺Ф8孔 臺階面

13、自由公差讀數(shù)值0.05、測量范圍0～300游標卡尺端面 Ф53孔0．025 讀數(shù)值0.01、測量范圍5～30內(nèi)徑千分尺M10螺紋孔0．016 螺紋通止規(guī) 8、確定切削用量及基本時間 1、車外圓Ф53mm到Ф45H7mm ①、確定背吃刀量 粗車圓時，=2.0mm 半精車時，=1.5mm 精車時，=0.5mm ②、確定進給量f 粗車時，根據(jù)附表4.12，取f=0.7 mm/r 半粗車時，根據(jù)附表4.12，取f=0.2 mm/r 精車時，根據(jù)附表4.12，取f=0.2 mm/r ③、確定切削速度Vc 粗車時，查附表4.12，取Vc=71m/min 半精車時，查附表4.12

14、，取Vc=101m/min 精車時，查附表4.12，取Vc=114m/min ④、確定機床主軸轉(zhuǎn)速n. n =min /4276.426min /5314.371 100010000r r d v c ≈=??=π n`= min /6564.656min /4914.3101 100010000r r d v c ≈=??=π n``= min /790789min /46 14.3114 100010000r r d v c ≈=??=π ⑤、計算基本時間 。 被加工軸的長度l=155mm j T = s i nf l 4.41min 69.07.02474115=≈?

15、+=?+ j T `= s i nf l 54min 9.02.06565 .3115=≈?+=?+ j T ``= s i nf l 4.44min 74.02 .07905 .2115=≈?+=?+ ⑥、確定輔助時間f T 查教材相關(guān)資料有，變換刀架的時間為3s ，變速或變換進給量的時間為1.2s ，啟動和調(diào)節(jié)切削液的時間為3s ，共計f T =7.2s 。 2、車端面 查教材相關(guān)資料，約為10s 左右。 3、倒角C2 取n=760r/min,基本時間=1.8s ，輔助時間f T =4.8s 。 4．確定加工時間 T j =總+f T 總=163.6s 啟動機床的時間為

16、 1.2s,取量具并測量的時間為30s,共計T=194.8s。 五、夾具設(shè)計 1、定位方案 工件以圓柱孔Φ13內(nèi)表面作為定位基準,采用定位銷（圓柱銷） 作為定位元件，限制兩個自由度（，），螺紋孔處圓柱銷限 制三個自由度（，，），Φ22處定位塊與螺栓的組合限制 一個自由度（）組合定位方案，將工件的六個自由度全部限制。 定位方案如下圖所示 2. 夾緊方案 由于工件為中等批量生產(chǎn)，產(chǎn)量不大，宜用簡單的手動夾緊裝置。 且該工序選用臥式銑床，故適宜采用螺旋夾緊機構(gòu)，使工件裝卸迅速、方便。因為該加工中的切削力與軸線方向垂直，主要考慮工件不會沿著X軸移動和繞Y軸旋轉(zhuǎn)，為了保證尺寸的精

17、度，螺紋孔和工件右側(cè)面處的螺栓要擰緊。 3.定位元件和定位裝置的設(shè)計和選擇 1 圓柱銷 材料: 20鋼熱處理55-60HRC,按GB/T699-1999查得定位銷。 2 螺栓 材料: 40Cr 熱處理39-44 HRC,按GB/T5782-2000查得螺栓。 3 對刀塊 材料：20鋼熱處理58-64HRC,按GB/T699-1999查得對刀塊。 4. 導向方案 夾具在機床上安裝完畢，在進行加工之前，尚需進行夾具的對刀，使刀具相對夾具定位元件處于正確位置。對刀的方法通常有三種：試切法對刀，調(diào)整法對刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對刀。不管采用哪種對刀方法，都涉及到對刀基準和對刀尺寸。通常是

18、以與工件定位基準重合的定位元件上的定位面作為對刀基準，以減少基準變換帶來的誤差。為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，本工序應(yīng)在銑床夾具上應(yīng)設(shè)置引導刀具的元件—對側(cè)裝對刀塊，如下圖所示。 六、繪制夾具裝配總圖 七、夾具使用說明 安裝工件時，把定位銷放入，讓工件豎直放入，將圓柱銷放入螺紋孔處，放入墊塊，旋轉(zhuǎn)螺栓壓緊工件即可。 八、機構(gòu)特點 本夾具結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，采用一般的夾緊定位方式，操作易懂、方便，有利于節(jié)約加工時間。 九．夾具精度分析 在機床上使用夾具加工一批工件時，影響工件加工精度的誤差因素有: 1) 定位誤差D ? 2) 安裝誤差A(yù) ? 3) 夾具誤差Z ?

19、4）加工方法誤差G ?=K δ/3 工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是： ∑?= K G Z A D δ≤?+?+?+?2222 即工件的總加工誤差∑?應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差K δ。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時需要留出一定的精度儲備量C J ,因此將上式改寫為： ∑?≤K δ -C J 或 C J =K δ-∑?≥0 C J >0時,夾具能滿足工件的加工要求. C J 值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值

20、K δ確定是否合理。 由以上就可以計算出底板座架前后端面的加工精度 工件在銑床上加工前后端面時，加工精度的計算列于下表中。 由 表可知，該夾具能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備。 表2.1 025 .0036+mm D ? 0 A ? G ? (0.025/3)mm=0.008 Z ? 1z ?+2z ?=(0.005)mm ∑? 22008.0005.0+=0.0094mm C J (0.025-0.0094)mm=0.0156mm>0 加 工 要 求 十．設(shè)計心得 這次課程設(shè)計，我學到了很多知識。通過這次課程設(shè)計實訓

21、，我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現(xiàn)在對機械設(shè)計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W習，在這次的課程設(shè)計里，我學會了一些機械設(shè)計的最基本的理論，同時也對機械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。 通過金屬切削機床夾具設(shè)計，使我能綜合運用夾具課程設(shè)計及其他相關(guān)專業(yè)課程的知識，學會了用所學理論知識指導設(shè)計實踐，培養(yǎng)了我分析和解決工程實際問題的能力，使我掌握機床夾具的一般設(shè)計方法和步驟，學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊、和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，強化學生的基礎(chǔ)設(shè)計技能，提高了其今后走上工作崗位所需的專業(yè)技能。 在這次課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多

22、不足之處，在設(shè)計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。 參考文獻 [1] 陳立德.機械制造技術(shù).北京：高等教育出版社, 2009. 4. [2] 陳立德.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計. 北京：高等教育出版社, 2009. 5. [3] 高國平. 機械制造技術(shù)實訓教程.上海：上海交通大學出版社, 2001. [4] 吳宗澤. 機械零件設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2004. [5] 黃鶴汀. 機械制造技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，1997. [6] 黃鶴汀. 金屬切削機床：上冊.機械工業(yè)出版社，1998. [7] 陳立德. 工裝設(shè)計. 上海:上海交通大學出版社, 1999. [8] 李華. 機械制造技術(shù). 北京：高等教育出版社，2000.