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内容简介：

湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院 2010 2011 学年第 一 学期 课程名称 机械制造装备设计 指导教师 刘金华 职称 学生姓名 蔡加本 专业班级 机设074班 学号 07405100304 题 目 金属切削机床夹具设计 成 绩 起止日期 2010 年 12月 27 日 2010年 12 月 31日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计说明书12课程设计图纸2机械制造装备设计课程设计计算说明书设计题目金属切割机床夹具设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机设074班设计者蔡加本学号07405100304指导教师刘金华2010年 12月 29 日 目 录一、设计任务 .1二、分析零件图纸并确定其生产类型.5 2.1零件的作用.62.2零件的工艺分析.7 2.3零件的生产类型.7三、 总体方案的确定 .7 3.1钻孔简单工艺步骤.7 3.2. 定位方案.7 3.3定位元件和定位装置的设计和选择.83.4导向方案 .9 3.5夹紧方案.10 3.6夹具体的设计.10四、绘制夹具装配总图.11五、夹具使用说明.11六夹具精度分析.11七、机构特点.13八设计心得.13八参考文献.14湖南工业大学课程设计任务书20102011学年第一学期 机械工程 学院（系、部） 机械设计制造及自动化 专业 机设074 班级课程名称： 机械制造装备设计 1-5 设计题目： 底板座架夹具设计 起止日期：自 2010 年 12月 27 日至 2010 年 12 月 31日共 1 周内容及任务一、设计任务: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,生产批量为中批量生产。二、要求：1、 夹具设计方案应保证相关的技术和精度要求；2、 加工机床根据需要自己选择3、 如图形不够清晰，请查阅机械制造装备设计课程设计（陈立德编，高等教育出版社，ISBN978-7-04-022625-6）三、设计工作量1、 设计计算说明书一份, 非标准零件图1-2张，专用夹具装配总图1张，夹具爆炸图1张（3D图）；图纸工作量应大于一张A0图；2、 设计说明书及图纸必须为计算机输出稿；上交作业应包括电子稿以及打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面图纸文件格式为Autocad2010或以下版本文件格式，3D图可用任何三维造型软件绘制。进度安排（仅供参考）起止日期工作内容2011.1.101、设计准备工作：熟悉设计任务书，明确设计的内容与要求；2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等3、结构方案分析；2011.1.10机构（夹具）草图设计；2011.1.11机构（夹具）分析计算；2011.1.12装配图绘制；2011.1.13夹具零件图绘制；2011.1.14编写设计计算说明书；2011.1.18-19答辩主要参考资料1. 机械制造装备设计 冯辛安等著 机械工业出版社2. 机械制造装备设计课程设计 陈立德编 高等教育出版社3. 机械制造装备设计 陈立德编 高等教育出版社4. 金属切削机床夹具设计手册 浦林详等编 机械工业出版社5. 金属切削机床设计 戴曙著 机械工业出版社指导教师（签字）： 刘金华 2010 年 12月 16日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日摘要：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。二、分析零件图纸并确定其生产类型2.1零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图2.1底板座架实体图2.2底板座架零件2.2零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制，知道了该零件的视图正确、尺寸完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但是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。 该零件是一个不规则的零件，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不难获得。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。不好加工的就是上端几个台阶平面，各平面是以斜面和圆面连接，加工有些费时。2.3零件的生产类型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,生产批量为中批量生产三、总体方案的确定3.1工件在加工中心上加工36H7单工艺步骤：（1） 先选用34左右的麻花钻钻孔 （2）进行初铰留一定余量（2） 选用36H7铰刀进行精铰到要求尺寸由于本道工序所加工的孔只有在加工精度上要求比较高，而在位置度上要求并不高，所以所设计的夹具的定位尺寸也不需太高。3.2 定位方案根据图纸要求可得：选尾端的台阶面为定位基准，采用一个大平面定位可以限制三个自由度（X,Y的转动，Z的移动），一个小平面限制两个自由度（Y的移动，Z的转动），最后用一个定位销限制一个自由度（X的移动）的组合定位方案，将工件6个自由度全部限制。装夹定位如下图所示： 图3.1装夹定位方案 3.3定位元件和定位装置的设计和选择3.3.1 钩形压板 材料:45钢 热处理35 40HRC,按GB/T2196-91查得3.3.2 压紧螺钉 材料:45钢 热处理30 35HRC,按GB/T2160-91查得3.3.3 螺母 材料: 45钢 热处理35 40HRC,按GB/T2148-91查得3.3.4定位销材料: 20钢 渗碳深0.81.2mm,55 60HRC,按GB/T2202-91查得3.3.5钻套镗套材料: 20钢 渗碳深0.81.2mm,58 64HRC,按GB/T2262-91查得 3.4.导向方案 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，机床夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具具体连接，且要求钻套与工件之间要留有排屑空间。如下图4.1所示： 图3.2：钻套3.5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。采用铰链连接V型块，另一端采用螺栓连接，通过拧紧螺母使V型快夹紧工件来实现夹紧。有效的提高了工作效率。V型块夹紧工件主要是为了防止工件在加工过程中受力的作用产生倾覆和振动，手动夹紧是可靠的，可以免去夹紧力的计算。3.6夹具体的设计 夹本夹具根据加工的是通孔，因此把底板设计成有一条比加工的孔直径稍大点的通槽，所以领用这个通槽，采用压板与螺栓将夹具固定在工作台的T型槽上。具体须将定位、导向、夹紧装置连接成一体，并能正确地安装在机床上。如下图6.1所示： 图3.3夹具体 四、绘制夹具装配总图见附图五、夹具使用说明安装工件时，稍微松开螺母将V型块的U型口扯出，掀开V型块，将工件一侧面平放在底板上，靠紧小平面，伸长到定位稍处，再将V型块夹紧工作，将U型口插入螺栓，用扳手拧紧螺母即可。六、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36mm孔的加工精度 工件在钻床上加工36mm孔时，加工精度的计算列于表2.1中。 由表2.1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6.1 加工要求误差计算误差名称 mm 0 0(0.025/3)mm=0.008+=(0.005)mm =0.0094mm (0.025-0.0094)mm=0.0156mm0七、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。八、设计心得 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。九、参考文献 机械制造装备设计 冯辛安等著 机械工业出版社机械制造装备设计课程设计陈立德编 高等教育出版社 机械制造装备设计陈立德编 高等教育出版社金属切削机床夹具设计手册 浦林详等编 机械工业出版社 金属切削机床设计 戴曙著机械工业出版社22孔夹具使用说明书夹具用途：钻-扩-铰削22mm的孔工件的定位：通过V型铁和定位刀块三点径向定位，再通过夹具体底面轴向定位。工件的夹紧：通过旋转定位刀块的螺母，实现工件的压紧，防止工件轴向移动和旋转钻模板：钻模板通过简单的铰链结构，在Y方向上可绕销钉180旋转。通过右端的销钉、夹具体端面定位，锁紧把手锁紧，实现快速换件。此结构适合大批生产，快速换件。快换钻套：此夹具，通过可换钻套的结构，可以更换钻套，使夹具的使用周期延长，节约了成本，也可实现快速换模。机 械 加 工 工 序 卡产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共4 页第1 页车 间工序号工序名称材料牌号1粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件228.5*129.8*121.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K 1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件4.42工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数工步工时机动辅助1粗铣mm孔的两端面硬质合金端铣刀、双面游标卡尺950960.7131.022粗铣mm孔的阶梯面硬质合金端铣刀、双面游标卡尺950960.71103.4设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共4 页第2 页车 间工序号工序名称材料牌号2粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件228.5*129.8*121.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床C620-1 1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件7工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数工步工时机动辅助1粗车mm外圆柱面的端面硬质合金车刀、双面游标卡尺230960.65140.992粗车mm外圆柱面硬质合金车刀、双面游标卡尺185960.75123.363半精车mm外圆柱面硬质合金车刀、双面游标卡尺230960.65112.14车退刀槽3*1硬质合金车断刀、双面游标卡尺185960.75110.5设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共4 页第3 页车 间工序号工序名称材料牌号3粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件228.5*129.8*121.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5351夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件2.4工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数工步工时机动辅助1扩mm孔直柄麻花钻、双面游标卡尺100111.3124112绞mm孔锥柄机用铰刀、双面游标卡尺10011.31.3124113锪绞mm孔直柄平底锪钻、双面游标卡尺275270.21.510.4设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共5 页第4 页车 间工序号工序名称材料牌号4钻、绞孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件228.5*129.8*121.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5351夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件1.6工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数工步工时机动辅助1钻18孔直柄麻花钻、双面游标卡尺27515.540.815010.82绞22H7mm孔锥柄机用铰刀、双面游标卡尺1409.671.39510.563钻13孔直柄麻花钻、双面游标卡尺40016.330.647510.23设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共5 页第5 页车 间工序号工序名称材料牌号5钻锪攻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件228.5*129.8*121.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5351夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件1工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数工步工时机动辅助1钻M106H螺纹通孔直柄麻花钻、双面游标卡尺53014.980.52510.112锪M106H螺纹通孔直柄平底锪钻、双面游标卡尺110034.540.112510.023攻M106H螺纹孔M10丝锥、双面游标卡尺40012.561110.68设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期零件号材 料HT200编 制机械加工工艺过程综合卡零件名称底板座架毛坯质量指导生产类型大批生产毛坯种类审核工序安装工步工 序 说 明工序简图机床夹具刀具量具走刀次数走刀长度/mm背吃刀量/mm进给量/mmr-1主轴转速/rmin-1切削速度/ ms-1工时定额/min基本时间辅助时间单件时间111粗铣mm孔的两端面详细图见工序卡立式铣床X52K专用夹具硬质合金端铣刀游标卡尺321910.7950961.022粗铣mm孔的阶梯面立式铣床X52K专用夹具硬质合金端铣刀游标卡尺1073010.7950963.421粗车mm外圆柱面的端面卧式车床C620-1专用夹具硬质合金车刀游标卡尺4201.610.65230960.992粗车mm外圆柱面卧式车床C620-1专用夹具硬质合金车刀游标卡尺231110.75185963.363半精车mm外圆柱面卧式车床C6