1、目錄序言2一、 分析零件圖紙并確定其生產類型2二、選擇毛坯尺寸，設計毛坯圖 5三、 選擇加工方法，制定工藝路線 8四、 工序設計11五、 確定切削用量及基本時間 13六、 工藝過程卡和加工工序卡 15七、 夾具設計23設計小結26主要參考文獻27底板座架工藝與工裝設計湖南工貿技師學院周舟摘要：本設計對底板座架的各個加工難點、生產類型進行了分析,針對零件的結構特點進行毛坯設計、對其工藝過程進行了設計。為提高 生產效率，設計了各個加工工序的工裝夾具，對十字孔加工的夾具進行 了詳細的分析，對其它座架零件的加工有一定的借鑒意義。關鍵詞：底板座架工藝工裝夾具設計械制造技術基礎課程是在學完了機械制造技術基

2、礎和在部分專業課， 并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環節。這次設計使 我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學 到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機 床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后和畢業 設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。由于能力所限，經驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老 師多加指教一、分析零件圖紙并確定其生產類型1、零件的作用零件底板座架（見實體圖1-1）在機械設備中是不可缺少的，其主要作用是： 、構架設備的支撐基礎，并在此基礎上安裝軸類零件及軸上零件 、利用它們的工藝結構起到其他重要零件的定

3、位作用。 、用以連接機器設備與地面的基礎零件。圖1-1底板座架實體圖圖1-2底板座架零件圖2、零件的工藝分析通過對該零件的重新繪制，知道了得原圖的視圖正確、完整，尺 寸、公差及技術要求齊全。但是該零件外圓和幾個孔的尺寸精度要求比 較的高，加工會有些困難的。該零件是一個不規則零件，它的結構復雜不對稱，以軸的中心線為 基準，需加工面的表面粗糙度都不難獲得。十字孔的位置度要求雖說并 不高，但需要經過一番尺寸鏈的計算才能獲得。不好加工的就是上端幾 個臺階平面，各平面是以斜面和圓面連接，加工有些費時。3、零件的生產類型依據設計題目知：Q=5000臺/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率a和廢品率B分別

4、取為10%和1%。代入公式N=Qn(1+x )(1+ B ) (1-1)N=5000X 1X (1 + 10 %) X (1 + 1 % )=5555 件 / 年零件是機床上的底板座架，質量為 4.11kg，查機械制造技術基礎 課程設計指南表2-1可知其屬于輕型零件，生產類型為大批生產。二、選擇毛坯尺寸，設計毛坯圖1、選擇毛坯該零件材料是HT200考慮到該零件為不規則形狀，結構比較的復雜，在加工過程中多半是在車床和銑床上，零件可以靜止不動，但也有 的回轉運動，零件承受著交變載荷及沖擊載荷，因此選用鑄造件，也可 以較好的保證零件的形狀結構。而且零件年產量為5555件，屬于批量生產，再者零件的輪廓

5、尺寸不大，故可以采用鑄造成型。這從提高生產 率、保證加工精度考慮，也是應該的。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差參見機械制造技術基礎課程設計指南(下稱指南)第五章 第一節，灰鑄鐵的公差及機械加工余量按 GB/T 6414-1999確定。要確 定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。(1)基本概念 、鑄件基本尺寸R機械加工前的毛坯鑄件的尺寸，包括必要的 機械加工余量。 、尺寸公差CT允許尺寸的變動量。 、要求的機械加工余量RMA在毛坯鑄件上為了隨后可用機械加工 方法去除鑄造對金屬表面的影響，并使之達到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金屬余量。單側作機械加工時,RMA與鑄件

6、其他尺寸之間的關系如（2-1）表示。對圓柱形的鑄件部分或在雙側機械加工的情況 下，RMA要加倍，如（2-1 ）表示。對內腔作機械加工相對應的表達式如（2-3）表示。R二F+RMA+CT/2（ 2-1）R二F+2RMA+CT/2（ 2-2）R=F-2RMA+CT/2（ 2-3）F為最終機械加工后的尺寸（2）公差等級鑄件公差有16級，常用的為CT4-CT13該零件采用砂型鑄造手工 造型，材料是灰口鑄鐵，根據表 5-1查得，公差為CT11CT143、要求的機械加工余量根據表5-4和5-5查得，鑄件的機械加工余量為 24mm4、確定毛坯尺寸由零件圖可知，所有的表面粗糙度都3.2um,所以所有表面加工余

7、 量都無須增大。分析本零件，有的表面只需粗加工，這時可取所查數據的小值，需 要精加工和半精加工時可取其大值。零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸/ 132實心1522154/ 182實心1242128M104實心/ 36H74/ 28/ 22H74實心/ 454/ 53綜上所述，確定毛坯尺寸見下表 2-1表2-1底板座架的毛坯（鑄件）尺寸/mm（注：因為毛坯上有些孔的尺寸太小，所以鑄造時就鑄成實心）5、確定毛坯尺寸公差由于零件是鑄件，所以尺寸公差一般非常大，根據表5-3查得，公差帶在5.6至11mm6、設計毛坯圖根據以上數據，繪出該零件的毛坯圖如下圖2-1128?29J54

8、圖2-1底板座架毛坯圖三、選擇加工方法，制定工藝路線1、定位基準的選擇本零件總體是帶通孔的軸，后加一個半圓帶孔的底座。以軸的中心 線為其設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合 而產生的誤差，應以軸為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體 而言，選軸及前后一端面為精基準。粗基準也可以用上端面。2、零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內孔、端面、平面及小孔等，材料為 HT20Q以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關指南資料，其加工方法選擇如下（1）面的加工方法 、兩個端面的尺寸精度要求不高，表面粗糙度只有Ra6.3um,經過粗車即可達到要求（指南表 5-16 ）。 、幾個

9、臺階面和軸上銑的平面的尺寸精度要求和表面粗糙度要求 也都較低，經過粗銑即可達到，R52前端面也同樣如此。 、前后兩個端面尺寸精度要求和表面粗糙度要求較低，經過粗銑 即可。 、/ 45h6mn外圓面公差等級為IT6，面粗糙度為Ra3.2um需進行粗車、半精車及精車（指南表 5-14 ）。（2）孔的加工方法 、/ 13mm內孔 沒有注公差尺寸，根據GB18079規定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25um只需要進行鉆銷即可（指南表 5-15 ）。 、/ 18mn內孔 沒有注公差尺寸，表面粗糙度為Ra25um,只需要 鉆銷即可。 、/ 22H7mr內孔公差等級為IT7，面粗糙度為Ra3.2um

10、,需進行 鉆孔、粗鉸及半精鉸。 、/ 36H7mr內孔 公差等級為IT7，面粗糙度為Ra3.2um,需進 行鉆孔、粗鏜及半精鏜。底板座架畢業設計、M10-6H螺紋孔粗糙度為Ra6.3，加工到小徑尺寸后，考慮到加工效率選用機加攻絲。3、制定工藝路線按照先加工基準面和先粗后精的加工原則，該零件加工可以按下述 工藝路線進行。工序I:以36H7mr內孔以及上端面定位，平左端面，粗車、半精車、精車45h6mn外圓，切槽，倒角工序夾持軸45h6mnl勺外圓，平右端面，鉆孔13mm鉆孔/ 18mm鏜孔、粗鉸、半精鉸孔22H7mm工序皿：以右端面和孔22H7mr定位，平R52左面，鉆孔 M1Q做工藝孔工序W:

11、以孔22H7mr和工藝孔定位，銑銷臺階面和軸上平面以及平前后兩端面。工序V:以右、上、前二端面定位，粗鏜、半精鏜孔36H7mm工序機動攻絲M10-6M螺紋孔。工序:鉗工去毛刺。工序町終檢入庫。四、工序設計1、選擇機床根據不同的工序選擇機床 、工序I是粗車、半精車、精車。大批生產要求有很高的生產 率，所以選用數控普通臥式車床能滿足要求。本零件的外廓尺寸不大， 但精度要求比較高，故選用 CK6140型數控臥式車床（指南表 5- 60）。 、工序H中有粗車、鉆孔、鏜孔、粗鉸、半精鉸。由于加工的零 件尺寸不大，使用平衡塊之后可以進行回轉運動，故宜在車床上加工。 本工序的工步比較多，有尺寸的加工精度比較

12、高，選用較精密的數控車 床比較適合，所以選用CK6140型數控臥式車床。 、工序皿要加工平面和打孔。由于加工的面不能回轉加工，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，因此可以在加工中心上進行，大家比較熟悉的是西門子的系統，所以選用XH6040型數控加工中心。 、工序W加工平面。由于有角度的變化，工步也比較的多，考慮 到加工的效率，選用加工中心，選用 XH6040型數控加工中心。 、工序V有粗鏜、半精鏜孔。加工中要換刀，加工精度比較高， 所以選用XH6040型數控加工中心。 、工序W加工螺紋。由于螺紋的孔徑比較小，所以采用機動攻 絲，選用Z525型普通立式鉆床。2、選擇夾具本

13、零件加工時除工序H使用三爪自定心卡盤外，其 他所有工序都要使用專用夾具3、 選擇刀具根據不同的工序選擇刀具 、在車床上加工的工序，一般都選用硬質合金車刀和鏜刀。加工采用YG類硬質合金車刀。鉸孔用相應大小鉸刀，切槽選用相應寬硬質合 金刀。為了提高生產率及經濟性，應選用可轉位車刀(GB5343.1-1985,GB5343.2-1985 )。 、銑刀按指南表5-99選直柄立銑刀摘自(GB/T 6117.1- 1996)。 、鉆孔選用相應大小直徑的鉆頭。由于螺紋要求的精度高，所以 所用的絲錐要六級精度。 、加工中心上粗鏜選用單刃鏜刀，半精鏜選用雙刃鏜刀4、 選擇量具本零件屬于大批生產，一般情況下盡量用

14、通用量 具。根據零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考指南書中表 5-108，選擇的量具如下表4-1。工序加工面尺寸尺寸公差量具I長152自由公差讀數值0.05、測量范圍0300游標卡尺槽3X 1外圓為450. 016讀數值0.01、測量范圍2550千分尺II長225自由公差讀數值0.05、測量范圍0300游標卡尺深95讀數值0.05、測量范圍0200深度游標卡尺深55內孔為13鉆頭保證內孔為18內孔為220. 025讀數值0.01、測量范圍530內徑千分尺川為50圓臺自由公差讀數值0.05、測量范圍0300游標卡尺為8孔IV臺階面自由公差讀數值0.05、測量范圍0300游標卡尺端面V為53

15、孔0. 025讀數值0.01、測量范圍530內徑千分尺VIM10螺紋孔0. 016螺紋通止規加工所用的量具表4-1五、確定切削用量及基本時間以工序I為例：1、車外圓少53mm到少45H7mm 、確定背吃刀量J粗車圓時， =2.0mm半精車時，=1.5mm精車時，=0.5mm 、確定進給量f粗車時，根據指南表 5-114，取f=0.7 mm/r 半粗車時，根據指南表 5-116，取f=0.2 mm/r精車時，根據指南表 5-116，取f=0.2 mm/r 、確定切削速度Vc粗車時，查指導表 5-121，取Vc=71m/min半精車時，查指導表 5-121，取Vc=101m/min精車時，查指導表

16、 5-121，取Vc=114m/min1000Vc n =don、_ 1000Vcn =d0 、確定機床主軸轉速n.r /min 二 426.6427r/min3.14 53r / min 二 656.4 ： 656r / min 3.14 491000vcn =二 d。1000 114r/min3.14 46二 789 ： 790r / min 、計算基本時間二被加工軸的長度l=155mm丨 1154Tj = i0.69 min 二 41.4sJ nf 247 0.7l 115 3.5Tj = i = 0.9min = 54 sJ nf 656 0.2、l +A 115+2.5Tj = i0

17、.74min = 44.4sJ nf 790 0.2 、確定輔助時間Tf查指導一書相關資料有，變換刀架的時間為3s，變速或變換進給量的時間為1.2s，啟動和調節切削液的時間為3s，共計Tf =7.2s。2、車端面查指導一書相關資料，約為10s左右。3、倒角C2取n=760r/min,基本時間二=1.8s，輔助時間Tf =4.8s4. 確定加工時間Tj=總 +Tf 總= 163.6s啟動機床的時間為1.2s,取量具并測量的時間為30s,共計T=194.8s。六、工藝過程卡和加工工序卡如下列表所示：機械加工工藝過程卡產品名稱零件名稱零件圖號機械加丄丄乙過程下底板座架材料名稱及牌號HT200毛坯種類

18、或材料規格鑄造件 229mmX 128mmX 103.5mm總工時工序號工序名稱工序簡要內容設備名稱及型號夾具量具工時(s)I粗車、半精車、精 車平左端面，粗車、半精車、精車為 45h6mi 外圓，切槽，倒角。TCK6140型數控臥式車床專用夾具游標卡尺、千分尺194.8n粗車、鉆孔、鏜 孑L、粗鉸、半精鉸平右端面，鉆孔為13mm鉆孔為18mm鏜 孑L、粗鉸、半精鉸孔為22H7mmCK6140型數控臥式車床三爪自定心 卡盤游標卡尺、深度尺、內徑千分尺等川粗銑、鉆孔平R52左面，鉆孔M1Q做工藝孔XH6040型數控加工中心專用夾具游標卡尺IV粗銑銑銷臺階面和軸上平面以及平前后兩端面XH6040型

19、數控加工中心專用夾具游標卡尺V粗鏜孔、半精鏜粗鏜、半精鏜孔為36H7mmXH6040型數控加工中心專用夾具游標卡尺、內徑千分尺等切攻螺紋機動攻絲M10-6M螺紋孔Z525型普通立式鉆 床專用夾具螺紋通止規VD去毛刺鉗工去毛刺銼刀Vffl終檢終檢入庫游標卡尺、深度尺、內徑千分 尺、螺紋通止規等數控加工工序卡底板座架零件圖號夾具名稱零件名稱專用夾具設備名稱及型號材料名稱及牌號HT200抗拉強度200CK6140型數控臥式車床工序名稱粗車、半精車、精車工序號IV工步內容平端面粗車為45h6mn外卜圓半粗車為45h6mn外卜圓精車為45h6mn外卜圓切槽倒角2X45切削用量VCm/min7171101

20、114100114nr/minmm/r4274276567908007900.70.70.20.20.240.2aP mm21.50.5刀具編號名稱量具名稱1045o偏刀45o偏刀93o偏刀93o偏刀切槽刀45o偏刀游標卡尺游標卡尺游標卡尺千分尺游標卡尺數控加工工序卡零件名稱底板座 架零件圖號夾具名稱三爪自定心卡盤設備名稱及型號CK6140型數控臥式車床材料名稱 及牌號HT200抗拉強度200工序名稱粗車、鉆孔、粗 鏜、半精鏜、精鏜工序號n工 步 號工步內容切削用量刀具量具m/minn r/mi nf mm/raP mm編 號名稱編 號名稱I平右端面714270.72145o偏刀1游標卡尺n鉆

21、為13mm!孔254500.136.57為13mn鉆頭1游標卡尺川鉆為18mm孔263000.1398為18mn鉆頭3深度游標 卡尺IV鏜為22H7mr孔554000.61.93鏜刀3深度游標 卡尺V粗鉸為22H7mr孔51501.40.154為22mm鉸刀4內徑千分 尺VI半精鉸為22H7mm孔41001.30.14為22mm鉸刀4內徑千分 尺數控加工工序卡零件名稱底板 座架零件圖號夾具名稱專用夾具設備名稱及型號XH6040型數控加工中心材料名稱 及牌號HT200抗拉 強度200工序名稱粗銑、鉆孔工序 號工 步 號工步內容切削用量刀具量具VC m/minn r/mi nf mm/minaP

22、mm .編 號名稱編 號名稱I銑為50m洞臺 面254278055為20mn平底刀1游標卡尺n鉆為8mn孔235606049為8mn鉆頭1游標卡尺共頁第頁數控加工工序卡零件名稱底板座架零件 圖號夾具名稱專用夾具設備名稱及型號XH604（型數控加工中心材料名稱及牌號HT200抗拉強度200工序名稱粗銑工序號IV81切削用量刀具量具工步內容VCm/minnr/minmm/minaPmm名稱名稱平頂面25450120平第一個臺階面平第二個臺階面銑外圓上平面252525450450450120120100為 20mn平底刀為20mm平底刀為20mm平底刀為20mm平底刀游標卡尺游標卡尺游標卡尺游標卡尺

23、數控加工工序卡零件名稱底板座 架零件圖號夾具名稱專用夾具設備名稱及型號XH6040型數控加工中心材料名稱 及牌號HT200抗拉 強度200工序名稱粗銑工序號IV工 步 號工步內容切削用量刀具量具VC m/minn r/mi nf mm/minap mm編 號名稱編 號名稱I平前端面2560015025為20mn平底刀1游標卡尺II平后端面2560015025為20mn平底刀1游標卡尺共頁第頁數控加工工序卡零件名稱底板座架零件圖號夾具名稱專用夾具設備名稱及型號XH6040型數控加工中心材料名稱及 牌號HT200抗拉強度200工序 名稱粗鏜、半精鏜工序號V工 步 號工步內容切削用量刀 具/、量具V

24、C m/minn r/mi nf mm/rap mm編 號名稱編 號名稱I粗鏜為36H7mm孔554000.63.53粗鏜刀1游標卡尺II半精鏜為36H7mm孔854500.50.56精鏜刀4內徑千分尺共頁第頁七、夾具設計本夾具是工序V用銑刀和鉸孔刀進行通孔e 36H7加工的專用夾具， 在加工中心上先進行擴孔到了34,再進行粗鉸，留一定的余量，最后 進行精鉸到要求尺寸。由于本道工序所加工的孔只有在加工精度上要求 比較高，而在位置度上的要求并不高，所以所設計的夾具的定位尺寸也 不需太高。所設計的夾具裝配圖及工序簡圖如下圖6-1所示，夾具體零件圖如圖6-2所示，有并說明如下：夾具體零件圖圖6-3夾具體實體圖圖6-4零件裝夾圖1、夾具定位方案分析工件以尾端的臺階面為定位基準，采用一個大平面限制三個自由度、 一個小平面限制兩個自由度和一個定位銷限制一個自由度組合定位方 案，將工件的六個自由度全部限制。2、夾具夾緊方案設