底板座架課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)1二、零件分析: .11、 零件的作用：.22、 零件的工藝分析.2三、選擇毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯 21、選擇毛坯22、確定加工余量、尺寸和公差 33、設(shè)計(jì)毛坯圖3四、總體方案的確定 .41、 定位基準(zhǔn)的選擇.42、 零件加工方法的選擇 .43、制定工藝路線-.54、選擇機(jī)床65、選擇夾具76、選擇刀具77、選擇量具78、 確定切削用量及基本時(shí)間 8五、夾具設(shè)計(jì)1、 定位方案 .102、 夾緊方案.113、定位元件和定位裝置的設(shè)計(jì)和選擇 .114. 導(dǎo)向方案 11六、繪制夾具裝配總圖 .12七、夾具使用說(shuō)明.13八、機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 13九、夾具精度分析 13十、設(shè)計(jì)心得. 15十一、參

2、考文獻(xiàn).16摘要：本設(shè)計(jì)對(duì)底板座架的各個(gè)加工難點(diǎn)、生產(chǎn)類(lèi)型進(jìn)行了分 析，針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行毛坯設(shè)計(jì)、對(duì)其工藝過(guò)程進(jìn)行了設(shè) 計(jì)。為提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)了各個(gè)加工工序的工裝夾具，對(duì)十字孔 加工的夾具進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)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(jì)序言機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)是包括機(jī)械制造基礎(chǔ)，互換性基礎(chǔ)、機(jī) 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等其他課程綜合結(jié)合而成，是大學(xué)里面的比較重要的一 門(mén)課程。這次課程設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用各科基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械 制造的工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今

3、后和畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，希望各 位老師多加指教。一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)題目：底板座架零件，要求加工前后兩個(gè)端面，保證尺 寸124,表面粗糙度Ra值為12.5，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。2.-I ;執(zhí)時(shí)|瓦7/2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份(2) 工藝過(guò)程卡1份(3) 機(jī)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(jī)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(lèi)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(jī)器

4、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(gè)孔的尺寸精度要求比較高，加工會(huì)有些困難。它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜不對(duì)稱(chēng)。以軸的中心線為基準(zhǔn)，需加工面的的表 面粗糙度都易獲得。十字孔的的位置度要求雖說(shuō)并不高，但需要經(jīng)過(guò)一番尺寸鏈的計(jì)算才能獲得。上端幾個(gè)臺(tái)階平面不好加工，各平 面是以斜面和圓面連接，加工有些費(fèi)時(shí)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)已知底板座 架零件要求加工©36H7孔，保證尺寸18.5 ±0.2,進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。三、選擇毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖1、選擇毛坯該零件材料是HT200?？紤]到該零件為不規(guī)則形狀，結(jié)構(gòu)比較 的復(fù)雜，在加工過(guò)程中多半是在車(chē)床和銑床上，零件可以靜止不動(dòng)，但也有的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此

5、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(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差參考機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)附錄4,鑄鐵的公差及機(jī)械 加工余量按 GB/T 6414-1999標(biāo)準(zhǔn)。確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加 工余量如下。(1) 公差等級(jí)鑄件公差有16級(jí)，常用的為CT4CT13，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(jī)械加工余量根據(jù)附表4.3查得，鑄件的機(jī)械加工余量為35mm。(3) 確定毛坯尺寸由零件圖可知，所有的表面粗糙度都 >Ra3.2 gm,所以所有表面 加工余量都無(wú)須增大。(4) 確定毛坯尺寸公差由于零件是鑄件，

6、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(jì)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(zhǔn)的選擇本零件總體是帶通孔的軸，后加一個(gè)半圓帶孔的底座。以軸的中 心線為其設(shè)計(jì)基準(zhǔn) （也是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn) 不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)以軸為定位基準(zhǔn)，即遵循 基準(zhǔn)重合”的原 則。具體而言，選軸及前后一端面為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)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 、左端面表面粗糙度Ra6.3gm,粗車(chē)即可達(dá)到要求。 、R52左端面、臺(tái)階面和軸上銑的平面

7、的尺寸精度和表面粗糙度要求較低，經(jīng)過(guò)粗銑即可達(dá)到。 、前后兩個(gè)端面尺寸精度要求和表面粗糙度要求較低，經(jīng)過(guò)粗銑即可。 、45h6mm外圓面，公差等級(jí)為IT6,面粗糙度為Ra3.2gm,需進(jìn) 行粗車(chē)、半精車(chē)、粗磨和精磨，附表4.7。(2)孔的加工方法 、13mm內(nèi)孔，沒(méi)有注公差尺寸，根據(jù)GB1800 79規(guī)定其公 差等級(jí)按IT14,表面粗糙度為Ra25gm,只需要進(jìn)行鉆削即可。 、18mm內(nèi)孔，沒(méi)有注公差尺寸，表面粗糙度為Ra25 m,只需 要鉆銷(xiāo)即可。 、22H7mm內(nèi)孔，公差等級(jí)為IT7,面粗糙度為Ra3.2呵，需進(jìn) 行鉆孔和鉸孔。 、36H7mm內(nèi)孔，公差等級(jí)為IT7,面粗糙度為Ra3.2呵

8、，需進(jìn) 行粗鏜和精鏜。 、M10-6H 螺紋孔，粗糙度為Ra6.3gm,加工到小徑尺寸后，考 慮到加工效率選用機(jī)加攻絲。3、制定工藝路線按照先加工基準(zhǔn)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(jìn)行。工序1 :粗車(chē)左端面以及粗車(chē)45h6mm外圓工序2:粗銑上臺(tái)階面工序3:粗銑前后兩端面工序4:粗鏜36H7mm 孔工序5:鉆13mm、18mm、22mm孑L工序6:鉸22H7mm孑L工序7:半精車(chē)45h6mm 外圓工序&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36H7孑L工序13:精銑上臺(tái)階面工序14 :精銑外圓上表面工

9、序15 :粗磨45h6外圓工序16 :精磨45h6外圓工序17 :鉗工去毛刺工序18 :終檢入庫(kù)4、選擇機(jī)床 、粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)。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(chē)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(chē)床。 、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。 、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(wàn)能升降臺(tái)銑床、 Z5135型立式鉆床。 、加工螺紋。由于螺紋的孔徑比較小，所

10、以采用機(jī)動(dòng)攻絲， 選用Z5135型普通立式鉆床。5、選擇夾具本零件加工時(shí)除工序5、6、7、& 9使用三爪自定心卡盤(pán)外， 其他所有工序都要使用專(zhuān)用夾具。6、選擇刀具 、在車(chē)床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。 加工采用YG類(lèi)硬質(zhì)合金車(chē)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(jì)性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-1985,GB5343.2-1985 )。 、銑刀按附錄選直柄立銑刀摘自(GB/T 6117.1-1996 )。 、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(jí)精度。 、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

11、零件屬于中批生產(chǎn)，一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(diǎn)，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(zhǎng)152自由公差讀數(shù)值0.05、測(cè)量范圍0300游標(biāo)卡尺槽3 X1外圓450. 016讀數(shù)值0.01 測(cè)量范圍2550千分尺長(zhǎng)225自由公差讀數(shù)值0.05、測(cè)量范圍0300游標(biāo)卡尺深95讀數(shù)值0.05、測(cè)量范圍0200深度游標(biāo)卡尺深55內(nèi)孔13鉆頭保證內(nèi)孔18內(nèi)孔220 . 025讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍530內(nèi)徑千分尺50圓臺(tái)自由公差讀數(shù)值0.05、測(cè)量范圍0300游標(biāo)卡尺8孔臺(tái)階面自由公差讀數(shù)值0.05、測(cè)量范圍0300游標(biāo)卡尺端面53孔0

12、 . 025讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍530內(nèi)徑千分尺M(jìn)10螺紋孔0. 016螺紋通止規(guī)8、確定切削用量及基本時(shí)間1、車(chē)外圓 53mm至U45H7mm 、確定背吃刀量旳粗車(chē)圓時(shí)，務(wù)=2.0mm半精車(chē)時(shí)，心=1.5mm精車(chē)時(shí)，勺=0.5mm 、確定進(jìn)給量f粗車(chē)時(shí)，根據(jù)附表4.12,取f=0.7 mm/r 半粗車(chē)時(shí)，根據(jù)附表4.12,取f=0.2 mm/r 精車(chē)時(shí)，根據(jù)附表4.12,取f=0.2 mm/r 、確定切削速度Vc粗車(chē)時(shí)，查附表4.12，取Vc=71m/min 半精車(chē)時(shí)，查附表4.12，取Vc=101m/min精車(chē)時(shí)，查附表4.12，取Vc=114m/min、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n.1000V

13、cd。1000 71 r/min3.14 53426.6427r / min1000vcdo1000 101 r/min3.14 49656.4656r / min1000vcd。1000 114r/min3.14 46789790r /min 、計(jì)算基本時(shí)間J 被加工軸的長(zhǎng)度l=155mmTj、'l.1154i nf2470.7l.1153.5i nf6560.2 l1152.5_ nfi7900.20.69 min0.9min0.74 minTj' =41.4s54 s44.4s 、確定輔助時(shí)間Tf查教材相關(guān)資料有，變換刀架的時(shí)間為3s,變速或變換進(jìn)給量 的時(shí)間為1.2S,

14、啟動(dòng)和調(diào)節(jié)切削液的時(shí)間為3s，共計(jì)Tf=7.2s。2、車(chē)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(shí)間廣l=1.8s，輔助時(shí)間Tf =4.8s。4、確定加工時(shí)間Tj=總 + Tf 總= 163.6s啟動(dòng)機(jī)床的時(shí)間為1.2s,取量具并測(cè)量的時(shí)間為30s,共計(jì)T=194.8s。五、夾具設(shè)計(jì)1、定位方案工件以圓柱孔 13內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)，采用定位銷(xiāo)（圓柱銷(xiāo)） 作為定位元件，限制兩個(gè)自由度（，），螺紋孔處圓柱銷(xiāo)限制三個(gè)自由度（，），22處定位塊與螺栓的組合限制一個(gè)自由度（ ）組合定位方案，將工件的六個(gè)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

15、量生產(chǎn)，產(chǎn)量不大，宜用簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊裝 置。且該工序選用臥式銑床，故適宜采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，使工件裝 卸迅速、方便。因?yàn)樵摷庸ぶ械那邢髁εc軸線方向垂直，主要考慮 工件不會(huì)沿著X軸移動(dòng)和繞Y軸旋轉(zhuǎn)，為了保證尺寸的精度，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(jì)和選擇1圓柱銷(xiāo)材料：20鋼 熱處理55-60HRC,按GB/T699-1999查得定位銷(xiāo)。2螺栓材料：40Cr熱處理39-44 HRC,按GB/T5782-2000查得螺栓。3對(duì)刀塊材料：20鋼 熱處理58-64HRC,按GB/T699-1999查得對(duì)刀塊。4. 導(dǎo)向方案夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾

16、具的對(duì) 刀，使刀具相對(duì)夾具定位元件處于正確位置。對(duì)刀的方法通常有三種： 試切法對(duì)刀，調(diào)整法對(duì)刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。不管采用哪種 對(duì)刀方法，都涉及到對(duì)刀基準(zhǔn)和對(duì)刀尺寸。通常是以與工件定位基 準(zhǔn)重合的定位元件上的定位面作為對(duì)刀基準(zhǔn)，以減少基準(zhǔn)變換帶來(lái) 的誤差。為能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，本工序應(yīng)在銑床夾具上應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件一對(duì)側(cè)裝對(duì)刀塊，如下圖所示。六、繪制夾具裝配總圖七、夾具使用說(shuō)明安裝工件時(shí)，把定位銷(xiāo)放入，讓工件豎直放入，將圓柱銷(xiāo)放入 螺紋孔處，放入墊塊，旋轉(zhuǎn)螺栓壓緊工件即可。八、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)間

17、。九. 夾具精度分析在機(jī)床上使用夾具加工一批工件時(shí)，影響工件加工精度的誤差因素有：1）定位誤差D2）安裝誤差A(yù)3）夾具誤差z4）加工方法誤差 G= k/3工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述 誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度 的條件是：_ 2222= DA ZGK即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差K。為保證夾具有一定的使用壽命 ，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢， 在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需要留出一定的精度儲(chǔ)備量 Jc，因此將上 式改寫(xiě)為：K - J C或Jc = K -0Jc>0時(shí),夾具能滿足工件的加工要求 Jc值的大小還表示了夾具 使

18、用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值K確定是否合理。由以上就可以計(jì)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(shí)，加工精度的計(jì)算列于下表中。 由表可知，該夾具能滿足工件的各項(xiàng)精度要求 ，且有一定的精度儲(chǔ) 備。表2.1加工“ 0.025360 mmD0A0G(0.025/3)mm=0.008Zzi + z2 = (0.005)mmJ0.0052 0.0082 =0.0094mmJc(0.025-0.0094)mm=0.0156mm>0十.設(shè)計(jì)心得這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)我對(duì)機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重 要的作用，當(dāng)然，我們現(xiàn)在對(duì)機(jī)械設(shè)