底板座架加工工艺及加工φ36H7孔夹具设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 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 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目录 摘要 ................................................................................................................................................... I 序言 ................................................................................................................................................ 、 零件的分析 ............................................................................................................................. 1 （一） 零件的作用 ................................................................................................................. 1 （二） 零件的工艺分析 ......................................................................................................... 1 二、工艺规程设计 ........................................................................................................................... 1 （一）确定毛坯的制造形式 ................................................................................................... 1 （二）基面的选择 ................................................................................................................... 1 （三）制订工艺路线 ............................................................................................................... 1 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ........................................................... 4 （五）确定切削用量及基本工时 ........................................................................................... 5 三、 夹具结构设计 ......................................................................................................................... 19 紧机构 ........................................................................................................................... 19 向装置的选择 .............................................................................................................. 21 床夹具的总体形式 ....................................................................................................... 22 制夹具零件图 ............................................................................................................... 24 制夹具装配图 .............................................................................................................. 24 削力和卡紧力计算 ....................................................................................................... 27 四 ............................................................................................................................ 28 差分析 ........................................................................................................................... 28 位误差的计算 ............................................................................................................... 29 结 论 ........................................................................................................................................... 30 致 谢 ........................................................................................................................................... 31 参考文献 ......................................................................................................................................... 32 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它是我们四年的大学生活中占有重要的地位。 对我个人来说，这次课程设计的意义很大，我希望能通过这次课程设计对自己以 后将要从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，提高自己的实践能力。 由于能力有限，设计中海存在许多不足之处，恳请老师给予指教。 购买设计文档后加 费领取图纸 1 一、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的是底板座架，它的作用是：一、建立设备基础，用于构架设备的支撑基础，并在此基础上安装轴类零件；二、利用它们的工艺结构起到其他重要零件的定位作用；三、用于连接机器设备与地面的基础零件。 （二） 零件的工艺分析 底板座架总有三组加工表面，现分析如下： 1、 以φ 45外圆表面为中心的加工表面 这一组加工表面包括φ 45外 圆，以及退刀槽。 2、 加工孔φ 36+两个对称端面和三个台阶面。 3、 加工三个阶梯孔、φ 36和 螺纹孔。 由以上分析，对于以上三组加工表面，可以先加工第一组表面，然后利用专用夹具加工另外两个组的表面。 二、 工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件的材料为 虑到它是底板座架，要求刚度、强度、耐压性能好，抗震性好，因此，选用铸件。由于该零件的年产量为 4000 件，属于大批量生产，而且零件的外形尺寸不大，故可采用砂型铸造成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面的选择正确和合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 （ 1） 粗基准的选择 轴类零件，以外圆作为粗基准。按照有关粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个比加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准；取零件最右端面作为粗基准加工两个对称的端面。 （ 2） 精基准的选择 用φ 45外圆母线作为精基准。 （三）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度、及位 置精度等技术要 购买设计文档后加 费领取图纸 2 求能满足，得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配合专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应该考虑经济效益，以便使生产成本尽量降低。 1、工艺路线方案 工序 05 车φ 45外圆的端面，钻中心孔。 工序 10 精车φ 45外圆表面及倒角 2× 45° 。 工序 15 车退刀槽、粗车φ 45外圆表面、半精车φ 45外圆表面、切断 工序 20 粗刨三个台阶面、半精刨三个台阶面、刨台阶面的倒角。 工序 25 粗铣、半精铣φ 36+两个对称端面。 工序 30 铣φ 45外圆表面的台阶面及倒角 5× 45° 。 工序 35 钻φ 13孔、锪φ 18、铰φ 22孔、钻 螺纹、倒角、攻丝、攻螺纹。 工序 40 钻φ 36+、扩φ 36+、铰φ 36+ 工序 45 检查。 2、工艺路线方案二 工序 05 车φ 45外圆的端面，钻中心孔。 工序 10 车退刀槽、粗车φ 45外圆表面、半精车φ 45外圆表面、切断。 工序 15 粗铣、半精铣φ 36+两个对称端面。 工序 20 粗刨三个台阶面、半精刨三个台阶面、刨台阶面的倒角。 工序 25 精车φ 45外圆端面及倒角 2× 45° 。 工序 30 铣φ 45外圆表面的台阶面及倒角 5× 45° 。 工序 35 钻φ 36+、扩φ 36+、铰φ 36+ 工序 40 钻φ 13孔、锪φ 18、铰φ 22孔、钻 螺纹、倒角、攻丝、攻螺纹。 工序 45 检查。 3、工艺路线方案二 工序 05 车φ 45外圆的端面，钻中心孔。 工序 10 车退刀槽、粗车φ 45外圆表面、半精车φ 45外圆表面、切断。 购买设计文档后加 费领取图纸 3 工序 15 粗铣、半精铣φ 36+两个对称端面。 工序 20 粗刨三个台阶面、半精刨三个台阶面、刨台阶面的倒角。 工序 25 铣φ 45外圆表面的台阶面及倒角 5× 45° 。 工序 30 精车φ 45 外圆端面及倒角 2× 45° 。 工序 35 钻φ 36+、扩φ 36+、铰φ 36+ 工序 40 钻φ 13孔、锪φ 18、铰φ 22孔、钻 螺纹倒角、攻丝、攻螺纹。 工序 45 检查。 1、工艺方案的比较与分析 上述三个方案的特点在于：方案一是先加工三个台阶面，然后再铣两个对称的端面，而方案二、三与此相反，是先铣两对称端面，在刨三个台阶面。两种不同的工艺方案相比较，先加工三个台阶面，定位装夹都比较方便 。工艺方案一先精车φ 45外圆表面，但左端面与φ 45外圆表面有垂直度要求，基准是φ 45外圆表面的下母线，因此，必须先加工φ 45外圆表面，综合考虑，确定最终方案为： 工序 05 车φ 45外圆的端面，钻中心孔。以φ 45外圆表面作为粗基准，选用 通车床，高速钢车刀。 工序 10 车退刀槽、粗车φ 45外圆表面、半精车φ 45外圆表面、切断。以中心轴线作为基准，选用 通车床，高速钢车刀。 工序 15 粗刨三个台阶面、半精刨三个台阶面 、刨台阶面的倒角。以中心轴线作为基准，选用牛头刨床 头通切刨刀。 工序 20 粗铣、半精铣φ 36+两个对称端面。以φ 45外圆表面作为基准，选用 卧式铣床，高速钢端铣刀。 工序 25 铣φ 45外圆表面的台阶面及倒角 5× 45° 。以车φ 45外圆表面作为基准，选用 63 型卧式铣床，高速钢端铣刀。 工序 30 精车φ 45外圆端面及倒角 2× 45° 。φ 45外圆表面作为粗基准，选用 通车床，高速钢车刀。 工序 35 钻φ 13孔、锪φ 18、铰φ 22孔、钻 螺纹 倒角、攻丝、攻螺纹。中心轴线作为基准，选用机床：转塔车床 工序 40 钻φ 36+、扩φ 36+、铰φ 36+ 购买设计文档后加 费领取图纸 4 的孔。 工序 45 检查。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 底板座架零件的材料为 度为 160~180产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。 Ⅰ、毛坯尺寸 1、 φ 45外圆表面 为了简化铸造毛坯外形，现 直接取毛坯外圆表面为φ 51时，直径余量 2Z=6够满足加工要求。 2、φ 36+两个对称端面（保证尺寸 124 选取加工余量 Z=4时，毛坯尺寸 =124+2× 4=132Z=4够满足加工要求。 3、φ 45圆柱长度（保证尺寸 152 选取加工余量 Z=5够满足加工要求。毛坯尺寸 =152+5=157 4、 右端面铸造出一定的长度方便零件的装夹。取铸造出长度 L=10 5、 三个台阶面的毛坯余量取为 3阶梯孔中心线为基准，毛坯尺寸为 毛坯的总长度 =157+48+25+10=240Ⅱ、 分配加工余量 加工内容 余量（ 工序尺寸（ 粗车φ 45外圆的端面 Z=4 153 粗车φ 45外圆表面 2Z =4 47 半精车φ 45外圆表面 2Z=2 45 刨表面粗糙度 台阶面 Z=3 第二个台阶面 Z=4 表面粗糙度 台阶面 Z=3 铣φ 36+两个对称端面 Z=3 126 半精铣φ 36+两个对称端面 Z=1 124 精车φ 45外圆的端面 Z=1 152 铣左台阶面及倒角 5× 45。 Z=5 40 钻φ 13孔 2Z=13 13 锪φ 18孔 2Z=5 18 购买设计文档后加 费领取图纸 5 铰φ 22孔 2Z=4 22 钻 螺纹孔 2Z= 钻φ 36+ 2Z=32 32 扩φ 36+ 2Z=3 35 铰φ 36+孔 2Z=1 36 （五）确定切削用量及基本工时 工序 05：车φ 45外圆的端面，钻中心孔。 1、加工条件 工件材料： 60件。 加工要求：粗 车φ 45外圆的端面。 机床：普通机床 刀具：高速钢车刀，刀杆尺寸 25× 25（查《机械加工工艺手册》表 0°，γ 0=12°，α =8°， （查《机械加工工艺手册》表 2、计算切削用量 粗车 φ 45外圆的端面 1）切削深度 加工余量 Z=4两次加工， ）进 给量 根据《机械加工工艺手册》表 刀杆尺寸 25× 25 时， 3及工件为 60 f=r。根据 床刀架进给量（查《机械加工工艺手册》表 取 f=r。 3）计算切削速度 按《切削用量简明手册》表 削速度计算公式为（取寿命 T=60 vv 其中， c ， 15.040.0m=正系数 《切削用量简明手册》表  m i n )/(1.0 4）确定机床主轴转速 n 购买设计文档后加 费领取图纸 6 m (7751 0 01 0 0 0 rd  按机床说明书（见《机械加工工艺手册》表 与 77r/近的机床主轴转速有 60r/0r/选取 n=80r/以，实际的切削速度 m 1801000 w  5）切削工时 按《机械加工工艺手册》表 (w  ， 290t a n 22t a ， 0032  ( m i n )  m 6)检验机床功率 主切削力 《切削用量简明手册》表 示公式计算F 其中， 90160()190( H B ，，，，所以， )( 切削时消耗的功率 )w(209106 44   由《切削用量简明手 册》表 床说明书可知， 总效率η =以，机床的有效功率 P=P>，机床功率足够，可以正常加工。 7）校验机床进给系统的强度 已知主切削力 向切削力按按《切削用量简明手册》表 示公式计算 F 中， p  ，，，，所以， )( 6 5 F P  而纵向切削力F ，其中， 购买设计文档后加 费领取图纸 7 0 ff  f ，，，，， 所以， )( 9 F P  ， 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ =切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力 )( 8 6) 0 9( 9 5)(  而机床的纵向进给机构可承受的最大纵向力伟 3530N（见《切削用量简明手册》表 故机床进给系统可正常工作。 工序 10 车退刀槽、粗车φ 45外圆表面、半精车φ 45外圆表面、切断。 1、加工条件 机床： 床，刀具： 高速钢车刀。 2、计算切削用量 （ 1）车退刀槽 1）切削深度 取单边余量 Z=4两次加工， 2）进给量 根据《切削用量简明手册》表 用 3）计算切削速度i n )/(1.0 vv 4）确定主轴转速 m (11851 0 01 0 0 0 rd  按机床说明书，选 25 所以实际切削速度 m 01 0 00 511251 0 00 w  5）切削工时 按《机械加工工艺手册》表 (w  ， 290t a n 22t a ， 0032  ( m i n )  m （ 2）粗车φ 45外圆表面 1）切削深度 取单边余量 Z=2两次加工，  购买设计文档后加 费领取图纸 8 2）进给量 根据《切削用量简明手册》表 用 3）计算切削速度i n )/(1.0 vv 4）确定主轴转速 m ( 151 0 01 0 0 0 rd  按机床说明书，选 25 所以实际切削速度 m 01 0 00 511251 0 00 w  5）切削工时 按《机械加工工艺手册》表 l ， 290t a n 22t a ， 432  ，( m i n )42152321   m （ 3）半精车φ 45外圆表面 1）切削深度 取单边余量 Z=1两次加工， ）进给量 根据《切削用量简明手册》表 用 3）计算切削速度i n )/(1.0 vv 4）确定主轴转速 m (1 0 547 0 01 0 0 0 rd  按机床说明书，选 25 所以实际切削速度 m 00 471251 0 00 w  5）切削工时 按《机械加工工艺手册》表 l ， 290t a n 22t a ， 432  ， 购买设计文档后加 费领取图纸 9 ( m i n )42152321   m 工序 15 粗刨三个台阶面、半精刨三个台阶面、刨台阶面的倒角。 1、加工条件 机床：牛头刨床 轴电机功率 P ，转速 450n r （见《机械加工工艺手册》表 刀具： 头通切刨刀， B=15H=20 L=250 2、确定切削用量 （ 1）刨表面粗糙度 台阶面 1）切削深度 加工余量 Z=3次加工， 2）进给量 根据《机械加工工艺手册》表 用 3）切削速度、切削力及功率 根据《机械加工工艺手册》表 取 0 8m  ，，4）校验功率 机床的主电机功率为 4效功率 ，P ，所以机床可用。 5）切削工时 由《机械加工工艺手册》表 算公式 m 其中)1(1000 KL vn d 取 K=《机械加工工艺手册》表 83573L 32154  p ，，， 0 8 0 0)1(1 0 0 0  KL vn d m i dm （ 2）刨第二个台阶面 这个台阶面没有粗糙度要求，未来减少铺助时间，选择切削用量与上个工步相同。 切削深度 加工余量 Z=4 削工时为： 购买设计文档后加 费领取图纸 10 m i dm （ 3）刨表面粗糙度 台阶面 一、粗刨 1）切削深度 加工余量 Z=2次加工， 2）进给量 根据《机械加工工艺手册》表 用 3）切削速度、切削力及功率 根据《机械加工工艺手册》表 取 0 8m  ，，4）校验功率 机床的主电机功率为 4效功率 ，P ，所以机床可用。 5）切削工时 由《机械加工工艺手册》表 算公式 m 其中)1(1000 KL vn d 取 K=《 机械加工工艺手册》表 83573L 32154  p ，，， 0 8 0 0)1(1 0 0 0  KL vn d m i dm 二、半精刨 1）切削深度 加工余量 Z=1次加工， 2）进给量 根据《机械加工工艺手册》表 用 3）切削速度、切削力及功率 根据《机械加工工艺手册》表 取 。6.0 4） 校验功率 机床的主电机功率为 4效功率 ，P ，所以机床可用。 购买设计文档后加 费领取图纸 11 5）切削工时 由《机械加工工艺手册》表 算公式 m 其中)1(1000 KL vn d 取 K=《机械加工工艺手册》表 83573L 32154  p ，，， 0 8 0 0)1(1 0 0 0  KL vn d m dm （ 4）倒角 倒角的各切削用量与刨表面粗糙度 台阶面相同，用手动进给。 工序 20 粗铣、半精铣φ 36+两个对称端面。 一、粗铣 1、加工条件 工件尺寸：铣削宽度 0 073  ，长度的平面。 加工要求：用端铣刀铣削，加工余量 Z=3工余量不多，采用一次加工， 机床： 卧式铣床。 2、选择刀具 1）根据《切削用量简明手册》表 用高速钢端铣刀，根据铣 削深度 时，端铣刀直径为 80mm，0已知铣削宽度 ,73 故应根据 ,90 选择 000 ，由于采用标准镶齿端面铣刀，故齿数 Z=10（《机械加工工艺手册》表 2）铣刀几何形状（《切削用量简明手册》表 于50，故选择 。，，，，，，   5158823060 ''  （ 2）确定切削用量 1）切削深度  购买设计文档后加 费领取图纸 12 2）每齿进给量 采用不对称端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表 使用高速钢铣刀时，铣床功率为 13机械加工工艺手册》表 ， /，但因为是不对称铣，取 / 3）刀具寿命 （《切削用量简明手册》表 4）切 削速度削用量简明手册》表 000 ， Z=10， /， 时， m i n/88m i n/35m i n/14  ，，，各修正系数为  s v v ，故 m  ， m  ，m i n/  根据《机械加工工艺手册》表 择 m 1 8m  ，因此，实际的切削速度18m i n/151 0 0 0 0 00  ， 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 故P ， 因 此 ， 所 选 的 切 削 用 量 可 以 用 ， 即i n/15m i n/i n/1183  ，，，， 。 6）切削工时  查《切削用量简明手册》表 20y ，所以， m 8 201 0 0  二、半精铣 确定切削用量 购买设计文档后加 费领取图纸 13 1）切削深度 加工余量 Z=1次走刀， 。 2）每齿进给量 取 /。 3）刀具寿命 （《切削用量简明手册》表 4）切削速度削用量简明手册》表 000 ， Z=10， /， 时， m i n/88m i n/35m i n/14  ，，，各修正系数为  s v v ，故 m  ， m  ，m  根据《机械加工工艺手册》表 表 择 m 5m  ，因此，实际的切削速度5m i n/ 0 0 01 0 0 00  ， 5）校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 故P ， 因 此 ， 所 选 的 切 削 用 量 可 以 用 ， 即i n/15m i n/i n/1183  ，，，， 。 6）切削工时  查《切削用量简明手册》表 20y ，所以， m 8 201 0 0  工序 25 铣φ 45外圆表面的台阶面及倒角 5× 45° 。 1、加工条件 工件尺寸：铣削宽度  ，长度的平面。 购买设计文档后加 费领取图纸 14 加工要求：用端铣刀铣削，加工余量 Z=5工余量不多，采用两次加工， 床： 卧式铣床。 2、选择刀具 1）根据《切削用量简明手册》表 用高速钢端铣刀，根据铣削深度 时，端铣刀直径为 80 2）铣刀几何形状（《切削用量简明手册》表 于50，故选择 。，，，，，   158823060 ''  3、确定切削用量 1）切削深度 加工余量 Z=5次走刀， 2）每齿进给量 取 /。 3）刀具寿命 （《切削用量简明手册》表 4）切削速度械加工工艺手册》表 切削 速度 m 2.0 ，切削功率。采用高速钢端铣刀， 1080  ，则，主轴转速 m 0 01 0 0 0 rd vn s  根据《机械加工工艺手册》表 表 择 5 ，故实际的切削速度 m 00 95801 0 000 c   ， 工作台每分钟进给量为 m (28595103.0 nv f  ，根据机床说明书，取 300mm/ 6）切削工时  查《切削用量简明手册》表 33y ，所以， m 350  4、倒角 为了减少辅助时间，取倒角时主轴转速与铣平面相同，即 5 。采用手动进给。 工序 30 精车φ 45外圆端面及倒角 2× 45° 。 购买设计文档后加 费领取图纸 15 1、加工条件 机床：普通机床 刀具：高速钢车刀，刀杆尺寸 25× 25（ 查《机械加工工艺手册》表 0°，γ 0=12°，α =8°， （查《机械加工工艺手册》表 2、计算切削用量 1）切削深度 加工余量 Z=1次加工， ）进给量 根据《机械加工工艺手册》表 刀杆尺寸 25× 25 时， ，以及工件为 60 f=r。根据 床刀架进给量（查《机械加工工艺手册》表 取 f=r。 3）计算切削速度 按 《切削用量简明手册》表 削速度计算公式为（取寿命 T=60vv 其中， c ， 15.040.0m=正系数 《切削用量简明手册》表  m i n )/(1.0 4）确定机床主轴转速 n m (8545 0 01 0 0 0 rd  按机床说明书（见 《机械加工工艺手册》表 现选取 n=100r/以，实际的切削速度 m 51001000 w  5）切削工时 按《机械加工工艺手册》表 (w  ， 290t a n 22t a ， 0032  ( m i n ) 0   m 3、倒角 为了减少辅助时间，取倒角时机床主轴转速与车端面相同，即 n=100r/用手动进给。 购买设计文档后加 费领取图纸 16 工序 35：钻φ 13 孔，锪φ 18孔，铰φ 22 选用机床：摇臂钻床 3钻头选用直柄长麻花深孔钻 1）进给量 f=mm/r (见《机械制造工艺设计简明手册》表 2）切削速度 v=15m/ (见《切削手册》表 表 5类加工性考虑 ) 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =367 (r/按机床选取 错误 !未找到引用源。 =380r/ (按《工艺手册》表 14所以实际切削速度 v=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =m/切削工时 t=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =其中：切入 错误 !未找到引用源。 =6,切出 错误 !未找到引用源。 =4, l=225 8采用 120°直柄锥面锪钻 根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的 1/2～ 1/3,故 f=错误 !未找到引用源。 =1/3 mm/r v=1/3错误 !未找到引用源。 =1/3 25=m/误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =147 (r/按机床选取 错误 !未找到引用源。 =125r/所以实际切削速度 v=错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 =m/切削工时 切入 错误 !未找到引用源。 =2l=150mm t=错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 =5.8 2 用高速钢直柄机用铰刀，刀头直径ψ 22，铰ψ 22进给量 f=0.5 mm/r,切削速度 v=6 m/考《机械制造技术设计指南》表 5 所以 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =r/ 参照机床说明书，取 错误 !未找到引用源。 =125 r/ 购买设计文档后加 费领取图纸 17 实际切削速度： v=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =8.6 m/削工时 l=95误 !未找到引用源。 =60 误 !未找到引用源。 =3m t= 错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 = 2.5 序 40 钻、扩、铰φ 36 选用机床： 臂钻床。 1、钻ψ 32孔 刀具 ：高速钢麻花钻头，直径 2根据《切削手册》表 表 选择切削用量 切削深度 ： =32/2=16定进给量： f =r (见《机械制造工艺设计简明手册》表 切削速度：由《简明机械加工工艺手册》表 11 查得 v=s. 按公式计算主轴转速： n= 错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 =197r/机床说明书，取 错误 !未找到引用源。 =200 r/ 故，实际切削速度为 v=错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 = m/切削工时 l