底板座架课程设计说明书

目 录 一、设计任务 .、零件分析 . . .、零件的作用 .、零件的工艺分析 .、选择毛坯尺寸，设计毛坯 .、选择毛坯 .、 确定加工余量、尺寸和公差 .、设计毛坯图 .、总体方案的确定 . .、定位基准的选择 . .、零件加工方法的选择 . 、制定工艺路线 . 、选择机床 6 5、选择夹具 7 6、选择刀具 7 7、选择量具 7 8、确定切削用量及基本时间 8 五、 夹具设计 . 、定位方案 . 、夹紧方案 . . 11 3、 定位元件和定位装置的设计和选择 . . . . . 导向方案 .、绘制夹具装配总图 . .、夹具使用说明 . . .、机构特点 . 、 夹具精度 分析 . . . . 13 十 、 设计心得 . . . 15 十一、参考文献 . . . 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。 1 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 为 行夹具设计 。 2 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 36证尺寸 行夹具设计。 三、选择毛坯尺寸，设计毛坯图 1、选择毛坯 3 该零件材料是 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 6414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 零件采用砂型铸造手工造型，材料是灰铸铁，根据附表 得，公差为 （ 2）要求的机械加工余量 根据附表 件的机械加工余量为 3 5 （ 3）确定毛坯尺寸 由零件图可知，所有的表面粗糙度都 m,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 得，公差带在 11 3、设计毛坯图 根据以上数据，绘出该零件的毛坯图如下： 4 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 （ 1）面的加工方法 、左端面表面粗糙度 m,粗车即可达到要求。 、 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。 5 、 45圆面，公差等级为 粗糙度为 m,需进行粗车、半精车、粗磨和精磨，附表 （ 2）孔的加工方法 、 13孔，没有注公差尺寸 ,根据 79 规定其公差等级按 面粗糙度为 m,只需要进行钻削即可。 、 18孔，没有注公差尺寸 , 表面粗糙度为 m, 只需要钻销即可。 、 22孔，公差等级为 粗糙度为 m, 需进行钻孔和铰孔。 、 36孔，公差等级为 粗糙度为 m, 需进行粗镗和精镗。 、 纹孔，粗糙度为 m，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 45工序 2：粗铣上台阶面 工序 3：粗铣前后两端面 工序 4：粗镗 36 工序 5：钻 13 18 22 工序 6：铰 22 6 工序 7：半精车 45工序 8：切槽 3*1 工序 9：倒角 序 10：钻螺纹孔 序 11：攻螺纹孔 序 12：精镗 36 工序 13：精铣上台阶面 工序 14：精铣外圆上表面 工序 15：粗磨 45圆 工序 16：精磨 45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 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 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 床、 立式钻床。 7 、加工螺纹。由于螺纹的孔径比较小，所以采用机动攻丝，选用 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 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（ 。 、铣刀按附录选直柄立铣刀摘自（ 、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 量范围 0 300游标卡尺 槽 3 1 外圆 45 0 016 读数值 量范围 25 50千分尺 长 225 自由公差 读数值 量范围 0 300游标卡尺 8 8、确定切削用量及基本时间 1、车外圆 53 45、确定背吃刀量 粗车圆时， =精车时， =车时， =、确定进给量 f 粗车时，根据附表 f=0.7 mm/r 半粗车时，根据附表 f=0.2 mm/r 精车时，根据附表 f=0.2 mm/r 、确定切削速度 车时，查附表 1m/精车时，查附表 01m/ 95 读数值 量范围 0 200深度游标卡尺 深 55 内孔 13 钻头保证 内孔 18 内孔 22 0 025 读数值 量范围 5 30内径千分尺 50圆台 自由公差 读数值 量范围 0 300游标卡尺 8孔 台阶面 自由公差 读数值 量范围 0 300游标卡尺 端面 53孔 0 025 读数值 量范围 5 30内径千分尺 0 016 螺纹通止规 9 精车时，查附表 14m/、确定 机床主轴转速 n. n = m i n/i n/ 0 01 0 0 00v c n= m i n/6 5 6m i n/ 11 0 0 01 0 0 00v c n= m i n/790789m i n/ 0 01 0 0 00v c 、计算基本时间 。 被加工轴的长度 l=155mm 115 4m 6 5 = 0 5 、确定辅助时间换刀架的时间为 3s，变速或变换进给量的时间为 动和调节切削液的时间为 3s，共计 2、车端面 查教材相关资料，约为 10 3、倒角 n=760r/本时间 =助时间 4确定加工时间 总 +10 启动机床的时间为 量具并测量的时间为 30s,共计T= 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 11 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 。 件和定位装置的设计和选择 1 圆柱销 材料 : 20 钢 热处理 55 699得定位销 。 2 螺栓 材料 : 40热处理 39 5782栓。 3 对刀块 材料： 20钢 热处理 58 699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 。 12 六、绘制夹具装配总图 13 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 D 2) 安装误差 A 3) 夹具误差 Z 4）加工方法误差G= K /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： = 2222即工件的总加工误差 应不大于工件的加工尺寸公差 K 。 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 的精度储备量此将上式改写为： 14 K K - 0 时 ,夹具能满足工件的加工要求 . 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 0 A 0 G() 1z + 2z =( 22 =J( 加 工 要 求 15 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。