無(wú)碳小車(chē)底板夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、無(wú) 碳 小 車(chē) 底 板夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄1 零件分析111 零件的作用112 零件的工藝分析213 零件的生產(chǎn)類型22 確定毛坯類型繪制毛坯簡(jiǎn)圖22.1 選擇毛坯3 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量32.3 繪制毛坯簡(jiǎn)圖33 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)43.1 定位基準(zhǔn)的選擇43.2 擬定工藝路線43.3設(shè)備及工藝裝備的選用73.4加工余量、工序尺寸和公差的確定83.5 切削用量的計(jì)算9 3.6 時(shí)間定額的計(jì)算114 專用鉆床夾具的設(shè)計(jì)134.1 夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)134.2 擬定床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖134.3 繪制夾具裝配總圖144.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求145 參考文獻(xiàn)1

2、51. 零件分析1.1 零件作用底板是無(wú)碳小車(chē)的一個(gè)主要零件，在無(wú)碳小車(chē)結(jié)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用，它涉及到小車(chē)其他零件的安裝和定位，用以支承整個(gè)車(chē)體，在底板上會(huì)安裝用以支承軸的支撐架和控制轉(zhuǎn)向的摩擦板，它對(duì)無(wú)碳小車(chē)的轉(zhuǎn)向是否準(zhǔn)確起著決定性的作用。1.2零件的工藝分析由零件圖中可知，底板的材料為有機(jī)玻璃，該材料對(duì)支承車(chē)體重量和打孔、銑削等加工能夠適應(yīng)，有很好的強(qiáng)度剛度和韌性。底板從零件圖上可以看出，形狀較為簡(jiǎn)單，屬于典型的板類零件，為實(shí)現(xiàn)底板上其他零件的安裝和定位，其上各個(gè)孔以及槽的定位有嚴(yán)格的公差要求，加工精度要求高，作為其他零件安裝定位的平臺(tái)，底板本身應(yīng)具有一定的平面度要求，底板四周為非工作

3、面，不參與定位和安裝，因此工藝要求較低，可采用精度較高的材料作為毛坯。底板中8mm的孔用于安裝支撐驅(qū)動(dòng)軸及傳動(dòng)軸的支撐架，涉及到驅(qū)動(dòng)軸和傳動(dòng)軸的定位和齒輪的嚙合，因此，應(yīng)保證相應(yīng)的平行度和對(duì)稱度，同時(shí)，支撐架定位時(shí)也應(yīng)考慮到孔距的公差要求，平行度應(yīng)達(dá)到0.1，對(duì)稱度達(dá)到0.1，定位精度則通過(guò)尺寸公差得到保證。底板中的通槽是為了防止大齒輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與底板發(fā)生干涉，因此尺寸精度要求較低，但位置精度要求較高；階梯槽是為了使8個(gè)8mm的孔及10的孔在同一工作面上，從而保證支撐塊架與小車(chē)底板的配合精度，因此尺寸精度要求低，槽底面的平行度要求高。底板的外形端面不參與定位和安裝，精度要求較低，故采用銑床粗

4、銑即可完成，底板中心線是底板上孔及槽的定位基準(zhǔn)，在加工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)給予保證。階梯槽的槽底面平行度要求高，可通過(guò)精銑來(lái)達(dá)到相應(yīng)的要求；8mm孔及10mm的孔加工精度較低，可通過(guò)一次鉆孔完成，190.021mm的孔要與軸承進(jìn)行配合并經(jīng)常進(jìn)行拆裝，因此，加工精度要求較高，可以通過(guò)先鉆后鏜的加工方法進(jìn)行加工。通槽加工時(shí)應(yīng)考慮定位精度，可以通過(guò)銑削加工完成，保證中心線定位尺寸520.046mm;底板中其他表面加工精度較低，不需要進(jìn)行加工，通過(guò)毛坯材料的精度得以保證，主要工作表面加工精度要求不高，可以通過(guò)正常的生產(chǎn)條件實(shí)現(xiàn)，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量，通過(guò)上述分析可以得出該零件的工藝性較好。該底板中8mm和19

5、0.021mm的孔為主要工作表面，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。1.3確定零件的生產(chǎn)類型由設(shè)計(jì)題目可知，該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)2確定毛坯類型、繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1 選擇毛坯 由零件圖可知，底板的形狀較為規(guī)則，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且尺寸并不大，生產(chǎn)類型為中批，毛坯選為板材。因板材已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，則選取厚度與底板相近的規(guī)格，底板表面為不加工表面，但應(yīng)保證一定的平面度要求，選擇厚度為10mm的板材，表面粗糙度為12.52.2 確定毛坯的尺寸公差忽然機(jī)械加工余量 1. 毛坯的公差等級(jí) 通過(guò)分析底板作用和主要加工表面的技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為一般精度2毛坯的粗糙度通過(guò)分析零件圖 底板各加工表面中粗糙度的

6、值Ra,最大值為12.5，最小值是3.2，根據(jù)上述諸因素，確定板材的尺寸和機(jī)械加工余量加工表面零件尺寸機(jī)械加工余量毛坯余量底板左右端面 154 5（兩端分別為5） 164底板上下端面 300 5 兩端分別為5） 310 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1精基準(zhǔn)的選擇由零件圖分析可以得到，底板的中心線和底板底面是底板上孔和其他工作表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用底板底面作為基準(zhǔn)定位加工孔，以及其他工作表面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的精度要求。2粗基準(zhǔn)的選擇 選擇底板的右端面作為粗基準(zhǔn)，采用右端面定位加工工作表面可

7、以使孔的加工精度達(dá)到要求。3.2 擬定加工路線 工藝路線的擬定是制訂工藝規(guī)程的總體布局，包括確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排以及安排熱處理處理，檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車(chē)間面積、生產(chǎn)成本等。 因此，擬定加工路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。1表面的加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，查表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定各個(gè)

8、表面的加工方法。底板零件各表面加工方案加工表面尺寸偏差尺寸精度表面粗糙度加工方案?jìng)渥⒌装逑露嗣?00IT96.3粗銑半精銑底板左右端面154IT912.5粗銑底板左右斜面7037IT912.5粗銑10孔10IT83.2鉆-鏜2190.021孔19IT83.2鏜94151階梯槽94151IT96.3粗銑128孔8IT1112.5鉆1004通槽1004IT96.3粗銑2加工階段劃分通過(guò)分析底板零件圖可知，該零件加工質(zhì)量要求不高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個(gè)階段，在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)加工好，使后續(xù)工序都將采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求，然后粗銑其他表面，在半精加工階段

9、進(jìn)行下端面的半精銑和2190.021mm孔及8mm孔的加工。3工序的集中與分散 通過(guò)分析零件圖可知，零件外形尺寸較大，無(wú)法采用一次加工完成許多加工內(nèi)容，因此，采用工序分散原則安排加工工序，通過(guò)多次裝夾完成粗加工階段，底板四端面銑削，在半精加工階段，可以采用工序集中原則安排工序，通過(guò)一次裝夾在加工中心完成所有孔的加工。4工序順序的安排（1）機(jī)械加工工序遵循先基準(zhǔn)后其他原則，首先加工基準(zhǔn)、底板下端面，遵循先粗后精原則為先安排粗加工工序，遵循先主后次原則，先加工主要表面，底板右端面，后加工次要表面，其余外輪廓以及槽的加工，遵循先面后孔原則，先加工零件表面，再加工槽190.021mm孔及8mm孔，由此

10、初擬機(jī)械加工工序安排：工序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)明下料1粗銑、精銑底板下端面先基準(zhǔn)后其他原則2粗銑、精銑底板右端面先基準(zhǔn)后其他、先主后次3粗銑底板其余外輪廓先主后次4精銑底板其余外輪廓先主后次5銑階梯槽先主后次、先基準(zhǔn)后其他6鉆8孔先面后孔、先粗后精7鉆10孔先面后孔、先粗后精8鏜190.021孔先面后孔、先粗后精9銑通槽先面后孔、先粗后精（2）輔助工序在加工完成后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該零件加工工序的安排順序是：基準(zhǔn)加工主要表面粗加工主要表面半精加工次要表面加工階梯槽加工孔的粗加工及精加工通槽的加工5確定工藝路線在綜合考慮上述工序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定底板的機(jī)械加工工藝路線，見(jiàn)表

11、 表 底板機(jī)械加工工藝路線工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1粗銑、精銑底板下端面端面、底板下表面2粗銑、精銑底板右端面端面、底板下表面3粗銑底板其他外輪廓右端面、下端面、底板下表面4精銑底板其他外輪廓右端面、下端面、底板下表面5銑階梯槽右端面、下端面、底板下表面6鉆8mm孔右端面、下端面、底板下表面7鉆10mm孔右端面、下端面、底板下表面8鏜190.021mm孔右端面、下端面、底板下表面9銑通槽右端面、下端面、底板下表面10清洗11終檢3.3加工設(shè)備及其工藝設(shè)備的選用 機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)滿足零件加工工藝的需求和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化得工藝裝

12、備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。 底板的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用的夾具均為專用夾具，各工序加工設(shè)備及工藝設(shè)備的選用見(jiàn)表 表 加工設(shè)備及工藝裝備工序號(hào)工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝設(shè)備1粗銑、精銑底板下端面立式銑床X51莫氏錐柄立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用銑夾具2粗銑、精銑底板右端面立式銑床X51莫氏錐柄立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用銑夾具3粗銑底板其余外輪廓立式銑床X51莫氏錐柄立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用銑夾具4精銑底板其余外輪廓立式銑床X51莫氏錐柄立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用銑夾具5銑階梯槽加工中心TH6350專用夾具6鉆8mm孔加工中心TH6350專用夾具7

13、鉆10mm孔加工中心TH6350專用夾具8鏜190.021mm孔加工中心TH6350專用夾具9銑通槽加工中心TH6350專用夾具10清洗清洗機(jī)11終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等3.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定1.工序7鉆、鏜190.021mm孔 由表2.54基準(zhǔn)孔7、8、9級(jí)孔的加工余量可得，鉆孔余量10mm，鏜孔余量ZT鏜=9mm。 查表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，可依次確定各工序尺寸的加工等級(jí)，鉆孔IT11，鏜孔IT8，根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步余量 鏜孔0.058mm，精鏜0.022mm 綜上所述，按入體原則確定各工序各工步的工序尺寸及公差 鉆孔10mm

14、鏜孔190.021 mm3.5 切削用量的計(jì)算1.工序1 粗銑、精銑底板下端面 該工序分為兩個(gè)工步，工步1粗銑下端面，以左端面以及下底面定位，工步2以端面下表面定位，半精銑下端面，這兩個(gè)工步在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過(guò)兩次走刀加工完成，所以它們選擇的切削速度和進(jìn)給量是不一樣，同樣背吃刀量也會(huì)不同。（1） 背吃刀量工步1的背吃量的確定:毛坯總余量為2mm，這道工序分兩個(gè)工步完成則可以確定工步1的背吃刀量為=1.5mm，工步2的背吃刀量的確定：工步2的背吃刀量取決于工步1中背吃刀量的余量，可以算的=0.5.（2） 進(jìn)給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5.8，類比可得莫氏錐柄立銑刀銑削進(jìn)給量，該工序中工

15、步1的進(jìn)給量為0.14mm/z，工步2的進(jìn)給量為0.1mm/z（3） 切削速度本工序中采用莫氏錐柄立銑刀，D=20mm，齒數(shù)Z=4，查表可得工步1的切削速度=48m/min 則=1000vc/d=764.3r/min=56m/min=1000vc/d=896.17r/min由于本工序采用X51型立式銑床，查表3.6取轉(zhuǎn)速=725r/min =1225r/min故實(shí)際銑削速度=45m/min =77m/min故當(dāng)=725r/min工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為406mm/min=1225r/min工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=90mm/min2工序2粗銑、精銑底板右端面該工序分為兩個(gè)工步，工步1粗銑底板右端面

16、，工步2半精銑底板右端面定位基準(zhǔn)均為端面和底面，兩個(gè)工步在同一臺(tái)機(jī)床上，分兩次走刀完成，所選用的切削速度和進(jìn)給量，背吃刀量都不同。 （1） 背吃刀量工步1的背吃量的確定:毛坯總余量為2mm，這道工序分兩個(gè)工步完成則可以確定工步1的背吃刀量為=1.5mm，工步2的背吃刀量的確定：工步2的背吃刀量取決于工步1中背吃刀量的余量，可以算的=0.5mm. （2） 進(jìn)給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5.8，類比可得莫氏錐柄立銑刀銑削進(jìn)給量，該工序中工步1的進(jìn)給量為0.14mm/z，工步2的進(jìn)給量為0.1mm/z （3） 切削速度本工序中采用莫氏錐柄立銑刀，D=20mm，齒數(shù)Z=4，查表可得工步1

17、的切削速度=48m/min 則= =764.3r/min=56m/min=1000vc/d=896.17r/min由于本工序采用X51型立式銑床，查表3.6取轉(zhuǎn)速=725r/min =1225r/min故實(shí)際銑削速度=45m/min =77m/min故當(dāng)=725r/min工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為406mm/min=1225r/min工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=490mm/min3工序3粗銑底板其余外輪廓（1） 背吃刀量=Z=2mm 這道工序的背吃刀量既是毛坯余量（2） 進(jìn)給量本工序中粗銑一次既完成表面加工，查表莫氏錐柄立銑刀粗銑平進(jìn)給量，每齒進(jìn)給量0.14m/z（3） 切削速度本工序中采用莫氏錐柄立

18、銑刀D=20mm，齒數(shù)Z=4,查表可得切削速度=48m/min 則 =764.3r/min本工序中采用X51型立式銑床，查表3.6 取轉(zhuǎn)速=725r/min故切削速度=45m/min則當(dāng)=725r/min，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為406r/min4 工序4 精銑其余外輪廓 5 工序5 銑階梯槽 （1）背吃刀量 本工序中鍵槽的深度相當(dāng)于背吃刀=3mm （2）進(jìn)給量 本工序?yàn)殒I槽的粗銑，查表5.13 直柄立銑刀粗銑鍵槽進(jìn)給量，每齒 進(jìn)給量=0.02mm/z（4） 銑削速度本工序采用直柄立銑刀d=6mm，齒數(shù)z=5 f=0.02mm/z，查表5.14可得=45m/min =2388r/min本工序中采

19、用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速=1800r/min故實(shí)際銑削速度為 = =34.4m/min當(dāng)=1800r/min 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量=180m/min6.工序6 鉆8孔7.工序7 鉆10孔（1）鉆孔工步由于工件為有機(jī)玻璃 孔，高速鋼鉆頭，查表5.19高速鋼麻花鉆鉆削的切削用量，切削速度=20m/min 進(jìn)給量f=0.2mm/r取=9.8mm，則 =649.9r/min由于本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉(zhuǎn)速=680r/min故實(shí)際切削速度= =21m/min（2）擴(kuò)孔孔工步取背吃刀量=0.008mm，由于工件材料為有機(jī)玻璃，孔，查表硬質(zhì)合金鉆、擴(kuò)孔的進(jìn)給量f=0.6mm

20、/r切削速度=14m/min 則 =447.65r/min本工序采用Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速=545r/min 故實(shí)際切削速度為 =d/1000=17.04m/min（3）精鉸工步由背吃刀量=0.002，工件材料為有機(jī)玻璃，查表5.23高速鋼鉸刀鉸削切削余量，得，切削速度=3m/min,進(jìn)給量f=0.3mm/r則 =95.54r/min由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17，取轉(zhuǎn)速=97r/min故實(shí)際切削速度=3.045m/min3.6 時(shí)間定額的計(jì)算1.基本時(shí)間的計(jì)算 （1）工序10粗銑、半精銑底板下端面故工序分為兩個(gè)工步， 2-5mm = =23s半精銑工步 2-5mm = =1

21、9s（2）工序20粗銑、半精銑右端面該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步粗銑右端面 2-5mm = =21.4s半精銑右端面 2-5mm = =18s(3)工序30粗銑底板其余外輪廓 2-5mm = =75s (4)工序40銑階梯槽=1-2mm=12s（5） 工序60鉆、擴(kuò)、鉸孔鉆孔 選擇鉆頭 mm =0mm=7.0s擴(kuò)孔 2-4mm mm=10s鉸孔 主偏角 =0.012 查表5.40 =0.05mm =13mm=70s2.輔助時(shí)間的計(jì)算輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系=（0.15-0.2），取=0.15tj，則各工序的輔助時(shí)間為：工序10的輔助時(shí)間：=0.15（23+19）=6.3s工序20的輔助時(shí)間：=0.15

22、（21.4+18）=6.0s工序30的輔助時(shí)間：=0.1575=1.125s工序40的輔助時(shí)間：=0.1512=1.8s工序60的輔助時(shí)間：=0.15（7.0+10+70）=6.3s3.其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備于終結(jié)時(shí)間，由于底板的生產(chǎn)類型是中批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間很少，忽略不計(jì)。布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2-7，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2-4，均取3，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式(3+3) （+）計(jì)算，他們分別為：工序10的其他時(shí)間：+=6(23+19)=2.42s

23、工序20的其他時(shí)間：+=6(21.4+18)=2.364s工序30的其他時(shí)間：+=67.5=0.45s工序40的其他時(shí)間：+=612=0.72s工序60的其他時(shí)間：+=6(7.0+10+70)=5.22s4單件時(shí)間的計(jì)算工序10單件時(shí)間 =23+19+6.3+2.42s=50.72s工序20單件時(shí)間=21.4+18+2.364+6.0s=48.364s工序30單件時(shí)間=75+1.125+0.45s=76.575s工序40單件時(shí)間=12+1.8+0.72s=14.52s工序60單件時(shí)間=87+13.05+5.22s=105.27s4 專用鉆床夾具設(shè)計(jì)41夾具設(shè)計(jì)任務(wù)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。為工序5、6、7、8、9等加工工序設(shè)計(jì)加工中心專用夾具，所用的機(jī)床是TH6350型加工中心，中批生產(chǎn)類型。1工序尺寸和技術(shù)要求加工190.021mm孔，加工精度為IT8，表面粗糙度為3.2：加工8孔時(shí)，加工精度是IT11，表面粗糙度是12.52生產(chǎn)類型及時(shí)間定額生產(chǎn)類型是中批生產(chǎn)，生產(chǎn)定額是300s3設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)根據(jù)工序5、6、7、8、9加工的工序卡，提出這兩道工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。任務(wù)書(shū)中按工藝規(guī)程要求，提出定位基面、尺寸及公差、加工部位、工藝要求等作為夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。42擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖1確定工件定位方案，設(shè)