底板座架课程设计说明书.doc

目 录一、设计任务.1二、零件分析.1 1、零件的作用.2 2、零件的工艺分析.2三、选择毛坯尺寸，设计毛坯.2 1、选择毛坯.2 2、确定加工余量、尺寸和公差.3 3、设计毛坯图.3四、总体方案的确定.4 1、定位基准的选择.4 2、零件加工方法的选择 .43、制定工艺路线.54、选择机床65、选择夹具76、选择刀具77、选择量具78、确定切削用量及基本时间8五、夹具设计.10 1、定位方案.10 2、夹紧方案. 11 3、定位元件和定位装置的设计和选择 . . . .114.导向方案.11六、绘制夹具装配总图.12七、夹具使用说明.13八、机构特点.13九、夹具精度分析 . . . . 13十、设计心得. 15十一、参考文献. .16 摘要：本设计对底板座架的各个加工难点、生产类型进行了分析，针对零件的结构特点进行毛坯设计、对其工艺过程进行了设计。为提高生产效率，设计了各个加工工序的工装夹具，对十字孔加工的夹具进行了详细的分析，对其它座架零件的加工有一定的借鉴意义。关键词：底板座架 工艺 工装夹具 设计序言机械制造工艺装备设计是包括机械制造基础，互换性基础、机械设计基础等其他课程综合结合而成，是大学里面的比较重要的一门课程。这次课程设计使我们能综合运用各科基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后和毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础由于能力所限，经验不足，设计中还有很多不足之处，希望各位老师多加指教。一、设计任务1、设计题目：底板座架零件,要求加工前后两个端面，保证尺寸124,表面粗糙度Ra值为12.5，进行夹具设计。2、 设计内容：（1）设计说明书1份（2）工艺过程卡1份（3）机械加工工序卡1份（4）夹具装配图1张（5）夹具体零件图1张二、零件分析1、零件的作用零件底板座架在机械设备中是不可缺少的其主要作用：（1）构架设备的支撑基础，并在此基础上安装轴类零件及轴上零件（2）利用他们的工艺结构起到其他重要零件的定位作用（3）用以连接机器设备与地面的基础零件2、零件的工艺分析该零件外圆和几个孔的尺寸精度要求比较高，加工会有些困难。它的结构复杂不对称。以轴的中心线为基准，需加工面的的表面粗糙度都易获得。十字孔的的位置度要求虽说并不高，但需要经过一番尺寸链的计算才能获得。上端几个台阶平面不好加工，各平面是以斜面和圆面连接，加工有些费时。根据设计任务已知底板座架零件,要求加工36H7孔，保证尺寸18.50.2,进行夹具设计。三、选择毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯该零件材料是HT200。考虑到该零件为不规则形状，结构比较的复杂，在加工过程中多半是在车床和铣床上，零件可以静止不动，但也有的回转运动，因此选用铸造件，也可以较好的保证零件的形状结构。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参考机械制造技术基础课程设计附录4，铸铁的公差及机械加工余量按GB/T 6414-1999 标准。确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量如下。（1）公差等级铸件公差有16级，常用的为CT4CT13，该零件采用砂型铸造手工造型，材料是灰铸铁，根据附表4.1查得，公差为CT11CT13。（2）要求的机械加工余量根据附表4.3查得，铸件的机械加工余量为35mm。（3）确定毛坯尺寸由零件图可知，所有的表面粗糙度都Ra3.2m,所以所有表面加工余量都无须增大。（4）确定毛坯尺寸公差由于零件是铸件，所以尺寸公差一般非常大，根据附表4.2查得，公差带在5.6至11mm。3、设计毛坯图根据以上数据，绘出该零件的毛坯图如下：四、总体方案1、定位基准的选择本零件总体是带通孔的轴，后加一个半圆带孔的底座。以轴的中心线为其设计基准（也是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应以轴为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，选轴及前后一端面为精基准。粗基准也可以用上端面。2、零件加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、平面及小孔等，材料为HT200。（1）面的加工方法 、左端面表面粗糙度Ra6.3m,粗车即可达到要求。、R52左端面、台阶面和轴上铣的平面的尺寸精度和表面粗糙度要求较低，经过粗铣即可达到。、前后两个端面尺寸精度要求和表面粗糙度要求较低，经过粗铣即可。、45h6mm外圆面，公差等级为IT6，面粗糙度为Ra3.2m,需进行粗车、半精车、粗磨和精磨，附表4.7。（2）孔的加工方法、13mm内孔，没有注公差尺寸,根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra25m,只需要进行钻削即可。、18mm内孔，没有注公差尺寸, 表面粗糙度为Ra25m, 只需要钻销即可。、22H7mm内孔，公差等级为IT7，面粗糙度为Ra3.2m, 需进行钻孔和铰孔。、36H7mm内孔，公差等级为IT7，面粗糙度为Ra3.2m, 需进行粗镗和精镗。、M10-6H螺纹孔，粗糙度为Ra6.3m，加工到小径尺寸后，考虑到加工效率选用机加攻丝。3、制定工艺路线按照先加工基准面和先粗后精的加工原则，该零件加工可以按下述工艺路线进行。工序1：粗车左端面以及粗车45h6mm外圆工序2：粗铣上台阶面工序3：粗铣前后两端面工序4：粗镗36H7mm孔工序5：钻13mm、18mm、22mm孔工序6：铰22H7mm孔工序7：半精车45h6mm外圆工序8：切槽3*1工序9：倒角C2工序10：钻螺纹孔M10-6H工序11：攻螺纹孔M10-6H工序12：精镗36H7孔工序13：精铣上台阶面工序14：精铣外圆上表面工序15：粗磨45h6外圆工序16：精磨45h6外圆工序17：钳工去毛刺工序18：终检入库4、选择机床 、粗车、半精车、精车。中批生产要求有很高的生产率，所以选用数控普通卧式车床能满足要求。本零件的外廓尺寸不大，但精度要求比较高，故选用CA6140型卧式车床。、粗镗孔、精镗孔。由于加工的零件尺寸不大，加工精度比较高，所以选用T611型立式镗床。、要加工平面和打孔。由于加工的面不能回转加工，加工的孔是工艺孔，尺寸和精度要求都不高，但考虑到加工效率，因此可以在铣床、钻床上加工，所以选用X6132型万能升降台铣床、Z5135型立式钻床。、加工螺纹。由于螺纹的孔径比较小，所以采用机动攻丝，选用Z5135型普通立式钻床。5、选择夹具本零件加工时除工序5、6、7、8、9使用三爪自定心卡盘外，其他所有工序都要使用专用夹具。6、选择刀具 、在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工采用YG类硬质合金车刀。切槽选用相应宽硬质合金刀。为了提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）。、铣刀按附录选直柄立铣刀摘自（GB/T 6117.1-1996）。、钻孔选用相应大小直径的钻头。由于螺纹要求的精度高，所以所用的丝锥要六级精度。、镗床粗镗选用单刃镗刀，半精镗、精镗选用双刃镗刀7、选择量具本零件属于中批生产，一般情况下尽量用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考附表，选择的量具如下表：加工所用的量具加工面尺寸尺寸公差量具长152自由公差读数值0.05、测量范围0300游标卡尺槽31外圆450016读数值0.01、测量范围2550千分尺长225自由公差读数值0.05、测量范围0300游标卡尺深95读数值0.05、测量范围0200深度游标卡尺深55内孔13钻头保证内孔18内孔220025读数值0.01、测量范围530内径千分尺50圆台自由公差读数值0.05、测量范围0300游标卡尺8孔台阶面自由公差读数值0.05、测量范围0300游标卡尺端面53孔0025读数值0.01、测量范围530内径千分尺M10螺纹孔0016螺纹通止规8、确定切削用量及基本时间1、车外圆53mm到45H7mm、确定背吃刀量粗车圆时，=2.0mm半精车时，=1.5mm精车时，=0.5mm、确定进给量f粗车时，根据附表4.12，取f=0.7 mm/r半粗车时，根据附表4.12，取f=0.2 mm/r精车时，根据附表4.12，取f=0.2 mm/r、确定切削速度Vc粗车时，查附表4.12，取Vc=71m/min半精车时，查附表4.12，取Vc=101m/min精车时，查附表4.12，取Vc=114m/min、确定机床主轴转速n.n =n=n=、计算基本时间 。被加工轴的长度l=155mm=、确定辅助时间查教材相关资料有，变换刀架的时间为3s，变速或变换进给量的时间为1.2s，启动和调节切削液的时间为3s，共计=7.2s。2、车端面查教材相关资料，约为10s左右。3、倒角C2取n=760r/min,基本时间=1.8s，辅助时间=4.8s。4确定加工时间 Tj=总+总=163.6s启动机床的时间为1.2s,取量具并测量的时间为30s,共计T=194.8s。五、夹具设计1、定位方案工件以圆柱孔13内表面作为定位基准,采用定位销（圆柱销）作为定位元件，限制两个自由度（，），螺纹孔处圆柱销限制三个自由度（，），22处定位块与螺栓的组合限制一个自由度（）组合定位方案，将工件的六个自由度全部限制。定位方案如下图所示2.夹紧方案由于工件为中等批量生产，产量不大，宜用简单的手动夹紧装置。且该工序选用卧式铣床，故适宜采用螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。因为该加工中的切削力与轴线方向垂直，主要考虑工件不会沿着X轴移动和绕Y轴旋转，为了保证尺寸的精度，螺纹孔和工件右侧面处的螺栓要拧紧。3.定位元件和定位装置的设计和选择1圆柱销材料:20钢热处理55-60HRC,按GB/T699-1999查得定位销。2 螺栓材料:40Cr热处理39-44 HRC,按GB/T5782-2000查得螺栓。3 对刀块材料：20钢热处理58-64HRC,按GB/T699-1999查得对刀块。4.导向方案夹具在机床上安装完毕，在进行加工之前，尚需进行夹具的对刀，使刀具相对夹具定位元件处于正确位置。对刀的方法通常有三种：试切法对刀，调整法对刀，用样件或对刀装置对刀。不管采用哪种对刀方法，都涉及到对刀基准和对刀尺寸。通常是以与工件定位基准重合的定位元件上的定位面作为对刀基准，以减少基准变换带来的误差。为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，本工序应在铣床夹具上应设置引导刀具的元件对侧装对刀块，如下图所示。六、绘制夹具装配总图七、夹具使用说明安装工件时，把定位销放入，让工件竖直放入，将圆柱销放入螺纹孔处，放入垫块，旋转螺栓压紧工件即可。八、机构特点本夹具结构简单，制作容易，采用一般的夹紧定位方式，操作易懂、方便，有利于节约加工时间。九夹具精度分析在机床上使用夹具加工一批工件时，影响工件加工精度的误差因素有:1) 定位误差2) 安装误差3) 夹具误差4）加工方法误差=/3 工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加，因此保证工件加工精度的条件是： =即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差。 为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时需要留出一定的精度储备量,因此将上式改写为： -或 =-0 0时,夹具能满足工件的加工要求. 值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定是否合理。由以上就可以计算出底板座架前后端面的加工精度工件在铣床上加工前后端面时，加工精度的计算列于下表中。 由表可知，该夹具能满足工件的各项精度要求，且有一定的精度储备。 表2.1 加工要求 mm 0 0(0.025/3)mm=0.008+=(0.005)mm =0.0094mm (0.025-0.0094)mm=0.0156mm0 十设计心得这次课程设计，我学到了很多知识。通过这次课程设计实训，我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这次的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。通过金属切削机床夹具设计，使我能综合运用夹具课程设计及其他相关专业课程的知识，学会了用所学理论知识指导设计实践，培养了我分析和解决工程实际问题的能力，使我掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，学习运用标准、规范、手册、图册、和查阅有关技术资料等，强化学生的基础设计技能，提高了其今后走上工作岗位所需的专业技能。在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。 参考文献1