机械制造技术课程设计尾架体零件加工工艺及镗Φ75孔夹具设计（全套图纸）

1、哈尔滨理工大学课程设计说明书 机械制造技术课程设计说明书 设计题目：制定尾架体零件加工工艺，设计 镗75孔的镗床夹具 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师：机械工程系2015年11月20日目录序言1第1章 尾座体加工工艺规程设计31.1 零件的分析31.2 零件的作用31.3 零件的工艺分析41.4 确定毛坯的制造形式41.5 基面的选择41.6 确定工艺路线51.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定61.8 确定主要工序工程中的切削用量8第2章 专用夹具设计242.1 镗75h6孔夹具设计242.2 定位基准的选择242.3 夹紧力的计算252.4 夹紧元件及动力装置确定2

2、62.5 镗套、镗模板及夹具体设计262.6 夹具精度及定位误差分析262.7 夹具设计及操作的简要说明27总结29致谢30参考文献31i序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。全套图纸，加153893706加工工艺及夹具课程设计是对所学专业知识的

3、一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发

4、展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。第1章 尾座体加工工艺规程设计1.1 零件的分析尾座体零件图如图2-1所示图2-1 尾座体1.2 零件的作用题目所给的零件是机床尾座体，75h6的孔与顶尖研配，底面与工作台相连，通过20mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖。圆柱体形的部分有一个7

5、5h6孔，并且有一个25孔，顶尖穿过75h6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。1.3 零件的工艺分析“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。1以a为基准的加工表面。这一组表面包括110x390的上平面，两侧表面，75mm孔，255的沉头孔，35h9孔以及42h7孔。2以b为基准的加工表面。这一组表面包括ra=3.2m的前端面， ra=1.6m的后端面，底平面60x20与32x3的槽，20h7和22的孔。3以c为基准的加工表面。这一组表面包括25h7孔。加工表面有位置度要求，如下： 底面平面度要求为0.04；75h6孔圆度公差为0.004，轴线与底面平行度为0.05；后端面与75h6轴

6、线垂直度为0.04；25h7孔与42h7同轴度公差为0.02；底面60x20槽壁与孔75h6轴线垂直度要求0.1；75h6的孔需精加工、研配。1.4 确定毛坯的制造形式零件的材料ht200。由于尾座体年产量一般为几千件，达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。1.5 基面的选择1粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、xz、y、xy、yz五个自由度达

7、到定位目的。2精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。1.6 确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序1粗,精镗75h6孔工序2加工42h7孔，25h7孔工序3粗,精铣上平面、侧平面工序4粗,精铣底平面工序5加工上平面25h7孔工序6镗35h9侧面孔工序7加工底平面各孔，槽工序8去除锐边毛刺工序9检验表2.2工艺路线方案二工序1粗,精铣底平面工序2粗,精铣上平面、侧平面工序3粗,精镗75h6孔工序4加工42h7孔，25h7孔工序5镗35h9侧面孔工序6加工上平面25h7孔工序7加工底平面各孔，槽工序8去除锐边毛刺工序9检验工艺路线的比较与分析：第

8、二条工艺路线不同于第一条是将“镗孔工序放在除前后端面外的各面加工结束后再进行加工。其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助,并且符合先面后孔的加工原则。采用基准重合的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工其它平面上的各孔与平面，这样便保证了75h6和42h7孔的轴线，同时满足了以两轴轴线为基准加工的要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。选取第二条工艺方案，先镗上、下平面，各

9、孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔，槽的形位公差要求。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。1.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定尾座体的材料是ht200，生产类型为中批生产。由于毛坯采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为中批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。这里就不讲述如何铸造成毛坯的过

10、程了，只分析从毛坯加工成成品零件的过程如下：1加工尾座体的底平面，底平面粗糙度要求为ra=1.6m，平面度要求为0.04，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm，精加工1mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。最后刮研底面，保证平面度0.04。加工上平面和侧面时，用铣削的方法加工上平面和两侧面。由于上平面和两侧面的加工表面粗糙度未标注，所以按照粗糙度要求为ra=6.3m来加工，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑2mm，粗铣加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。2加工前后端面时，用铣削加工方法加工。考虑到加工方便，按照粗糙度都是ra=1.6m加工，根据参考

11、文献8表4-35和表4-37考虑可用镗刀一次加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。因为后端面要求与基准b垂直度为0.04，所以等75h6孔加工之后，再刮研保证垂直度。3镗直径75h6孔时，由于粗糙度要求ra=0.8m，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5mm就可达到要求。并且要保证从前端面开始的340mm锥度在0.04以内。4加工42h7孔，内壁粗糙度要求ra=1.6m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量2.5mm。可一次钻削加工余量2mm，一次精镗0.5mm就可达到要求。以42h7孔加工25h7孔同轴度0.02，余量与42h7孔相同。同时粗铣42h7孔

12、两个端面和25h7孔的两个端面，保证各自长度值。5加工35h9孔，轴线距前端面为80mm，内壁粗糙度为ra=3.2m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量2mm。可一次粗镗1.5mm，一次精镗0.5mm就可达到要求。6加工上平面25h7孔，先加工25h7孔，内壁粗糙度要求ra=1.6m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量1mm，一次铰孔0.5mm就可达到要求。然后锪粗糙度为ra=6.3m的45的沉孔。7加工底平面上的孔、槽。先分析孔的加工：20h7孔内壁粗糙度ra=1.6m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量1mm，一次铰孔0.5

13、mm可达到要求。22孔及上面45沉头孔粗糙度为ra=6.3m，一次粗加工即可完成，只需留1mm余量，需要考虑的是如何安排加工顺序，使用可调刀径的钻头，先钻削22的孔，然后将刀径调大回拉，锪钻出沉头孔，最后调小刀径退刀即可。然后分析槽的加工：宽度为60的槽，侧壁粗糙度要求为ra=1.6m，且侧壁要求与基准b的垂直度为0.1，因此根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗铣2mm，然后精铣1mm，还要刮研以保证垂直度要求，最后清根。宽度为32mm，40mm及55mm的槽都没有精度要求，因此是铸造出来的孔，留2mm加工余量，只需要粗铣一下，保证其大致尺寸即可。1.8 确定主要工序工程中的切削

14、用量工序1：粗、精铣尾座体底平面底平面粗糙度要求为ra=1.6m，平面度要求为0.04，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm，精加工1mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。下面就是铣底平面的具体余量及工时的计算加工底平面的过程图如图1-1图1-1 加工底平面过程图粗铣底平面加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：x52k立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：yt15，d=100mm ，齿数8，此为粗齿铣刀。因其单边余量：z=2mm所以铣削深度ap：ap=2mm每齿进给量af：根据参考文献3表2.4-75，取af =0.1

15、2mm/z，铣削速度v：参照参考文献7表3034，取v=1.33m/s。机床主轴转速n： （1.1）式中 v铣削速度； d刀具直径。由1.1机床主轴转速n：按照参考文献3表3.1-74，得： n=300r/min实际铣削速度v：进给量vf：工作台每分进给量fm：az：根据参考文献7表2.4-81，知az=40mm粗铣的切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=316mm刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj1：根据参考文献5表2.5-45，可查得铣削的辅助时间tf1=1.04min精铣底平面加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床： x52k立式铣床。

16、参考文献7表30-31刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：yt15，d=100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=1mm铣削深度ap：ap=1mm 每齿进给量af：根据参考文献7表3031，取af =0.08mm/z铣削速度v：参照参考文献7表3031，取v=3.2m/s机床主轴转速n，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31，得n=800r/min实际铣削速度v：进给量vf：工作台每分进给量fm：精铣的切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=316mm刀具切入长度l1：精铣时l1=d=100mm刀具切出长度l2：取l2=1mm走刀次数为1机动时间tj2：

17、根据参考文献5表2.5-45，可查得铣削的辅助时间tf2=1.04min铣底平面的总工时为：t= tj1+ tf1+ tj2+ tf2=1.13+1.04+0.29 +1.04=3.5min工序2：加工上平面、侧平面加工上平面和侧面时，用铣削的方法加工上平面和两侧面。由于上平面和两侧面的加工表面粗糙度未标注，所以按照粗糙度要求为ra=6.3m来加工，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑2mm，粗铣加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。各切削用量与粗加工底平面时相近，因此省略不算，参照工序1执行。加工上平面、侧平面过程如图1-2图1-2 加工上平面、侧平面过程图工序3：镗75h6的

18、孔由于粗糙度要求ra=0.8m，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5mm就可达到要求。并且要保证从前端面开始的340mm锥度在0.04以内。前后端面也同时加工出来，用铣削加工方法加工。考虑到加工方便，按照粗糙度都是ra=1.6m加工，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑可用镗刀一次加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。因为后端面要求与基准b垂直度为0.04，因此先加工前端面，然后镗75h6孔，最后加工后端面，这里只计算镗75h6的孔所需的加工余量及工时。加工过程如图1-3图1-3 镗75h6的孔过程图粗镗75h6的孔加工条件：工件材料： ht200，铸

19、造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=2mm，毛坯孔径d0=70mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=2mm。因此确定进给量f=0.2mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=2.4m/s=144m/min机床主轴转速n：按照参考文献3表3.1-41，取n=1000r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.21000=200mm/min被切削层长度l：l=396mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj1：

20、查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=2.61min精镗75h6的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=0.5mm，孔径d=74mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速n：取n=1000r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.151000=150mm/min被切削层长度l：l=396mm

21、刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj2：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf2=1.86min镗直径75总工时为：t= tj1+ tf1+ tj2+ tf2=2.03+2.61+2.69 +1.86=9.19min工序4：镗42h7和25h7的孔内壁粗糙度要求ra=1.6m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量2.5mm。可一次钻削加工余量2mm，一次精镗0.5mm就可达到要求。以42h7孔加工25h7孔同轴度0.02，余量与42h7孔相同，同时两个孔也是一次完成。加工过程如图1-4图1-4 镗42h7和25h7孔过程图粗

22、镗42h7的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=2mm，毛坯孔径d0=37mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=2mm。因此确定进给量f=0.2mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=1.92m/s=115m/min机床主轴转速n：按照参考文献3表3.1-41，取n=1000r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.21000=200mm/min被切削层长度l：l=41mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm

23、 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=1.04min精镗42h7的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=0.5mm，孔径d=41mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=2.86m/s=171.72m/min机床主轴转速n：取n=1500r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.15150

24、0=225mm/min被切削层长度l：l=41mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj2：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf2=1.56min镗直径42总工时为：t= tj1+ tf1+ tj2+ tf2=0.25+1.04+0.32 +1.56=3.17min粗镗25h7的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=2mm，毛坯孔径d0=20mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=2mm。因此确定

25、进给量f=0.2mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=1.92m/s=115m/min机床主轴转速n：按照参考文献3表3.1-41，取n=1000r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.21000=200mm/min被切削层长度l：l=24mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=1.04min精镗25h7的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=0.5mm，

26、孔径d=24mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=2.86m/s=171.72m/min机床主轴转速n：取n=1500r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.151500=225mm/min被切削层长度l：l=24mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj2：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf2=1.04min镗直径42总工时为：t= tj1+ tf1+

27、tj2+ tf2=0.21+1.04+0.24+1.04=2.53min工序5：镗35h9的孔轴线距前端面为80mm，内壁粗糙度为ra=3.2m，根据参考文献8表4-23考虑加工余量2mm。可一次粗镗1.5mm，一次精镗0.5mm就可达到要求。加工过程如图1-5图1-5 镗35h9孔过程图粗镗35h9的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=2mm，毛坯孔径d0=30mm。进给量f：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=1.5mm。因此确定进给量f=0.2mm/r切削速度v：参照参

28、考文献3表2.4-9，取v=1.92m/s=115m/min机床主轴转速n：按照参考文献3表3.1-41，取n=1000r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.21000=200mm/min被切削层长度l：l=110mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=1.04min精镗35h9的孔加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：卧式镗床t618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：yt5切削深度ap：ap=0.5mm，孔径d=34mm。进给量f：根据参考文献

29、3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度v：参照参考文献3表2.4-9，取v=2.86m/s=171.72m/min机床主轴转速n：取n=1500r/min实际切削速度v：工作台每分钟进给量fm：fm=f n=0.151500=225mm/min被切削层长度l：l=110mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：l2=35mm 取l2=4mm行程次数i：i=1机动时间tj2：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf2=1.56min镗直径42总工时为：t= tj1+ tf1+ tj2+ tf2=0.23+1.04+

30、0.29+1.56=3.12min所以该方案满足生产要求。第2章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。这里需要设计尾座体镗直径75h6孔夹具，镗孔的夹具将用于组合钻床，刀具镗刀。2.1 镗75h6孔夹具设计本夹具主要用来镗床上平夹具，此孔也是后面作为工艺孔使用，这个工艺孔有尺寸精度要求为h6，表面粗糙度为ra=0.8m，与底平面平行度为0.05。并用于以后后端面和底平面的槽加工中的基准。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。加工到本道工序时只完成了尾座体上各表面的粗、精铣。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。2.2 定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与底平面有平行度要求。为了保证所镗的孔与底平面平行并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣尾座体的底平面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用底平面作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准