尾架体加工工艺及关键工序工装设计

1、本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 32 页1 引言机械加工工艺是机械产品生产过程的一部分，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程1。机械加工工艺规程是指导生产的重要的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。20世纪初，机械制造中的大量生产为机械制造工艺学的建立和发展奠定了基础2。 夹具是机床和工件之间的结盟，是机械加工不可缺少的部件，它们可以使工件相对于机床或刀具获得正

2、确的位置3。应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度稳定和产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”4。 组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件进行加工的高效专用机床。2 零件分析尾架体是企业产品的关键零件之一，它在机床上起到了关键作用。尾架体安装在机床的右端导轨上，尾架体上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮

3、将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。2.1 零件的作用尾架体的主要作用包括三种：其一：当加工轴向尺寸和径向尺寸比较大的时候可以使用车床尾架后坐顶针防止工件因长而夹不住要车加工吃到刀的横向力后掉下来。其二：可以安装各种钻具，对工件进行钻孔、铰孔等功能。其三：当尾架偏移时，还可用来车削圆锥体。 2.2 零件的特点图2.1 零件图由图2.1可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下：（1）铸件需要消除毛刺和砂粒、并作退火处理（2）17H6要求圆度为0.003（3）17H6要求圆柱度0.004（4）17H6与导轨面的平行度为0.005（5）17

4、H6与燕尾面的平行度为0.005（6）各面的粗糙度达到需要的要求（7）17H6的孔需精加工、研配（8）导轨面配刮10点13点/25252.3 零件工艺分析根据图2.1可知，主要进行导轨面的加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产50000件属大批量生产，在加工是为了提高劳动效率、降低成本，设计加工零件需要设计专用夹具5。 3 工艺方案设计3.1 确定毛坯的制造形成由于该零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，而且年生产批量为50000件已达大批量生产的水平，采用批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量，查参考文献机械加工工艺手册。3.2 铸件

5、结构工艺性分析该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足尾架体的使用要求6。3.3 铸造工艺方案的确定3.3.1 铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且为铸件，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考金属工艺学课程设计表1-7）选用砂型铸造7。3.3.2 造型及造芯方法的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考金属工艺学课程设计表1-8），故选用手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考金属工艺学课程设计表1-9），故选择手工芯盒造芯8。3.3.3 分型面的选

6、择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为尾架体两边是对称的，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面，这样就能够保证其铸造质量。3.3.4 浇注位置的选择因为分型面为水平面，所以内浇口开在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯面相切方向进行浇注。由于该零件两边形状较复杂、壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式9。3.4 基准的选择基准的选择是工艺规程中的重要工作之一，基准的选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者

7、，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：对于像机床尾座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的，能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言，以加工面互为基准完全合理10；但对于本零件来说，如果以17的孔为粗基准可能造成位置精度不达标，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工面作为粗基准）现在选择不加工35的外圆表面和外表不加工面作为粗基准，利用一组两个锥套夹持两端作为主要定位面以消除五个不定度，再用一个支承板、支承在前面用以消除一个不定度，达到完全定位。用来加工工件的底面。 对于精基准而言，主要应考虑基准的重合问题。这里主要以已加工的导轨面为加

8、工的精基准。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，后面对此有专门的计算。3.5 制定工艺路线制定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求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率11。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降： 3.5.1 工艺路线方案一工序1 铣削17H6的孔的两端面（粗铣、半精铣）工序2 钻、扩、粗铰17H6的孔工序3 倒角1×45°工序4 铣削孔14的端面、铣削M6的端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削2×2的退刀

9、槽、精铣导轨面、精铣燕尾面工序5 铣削26的端面工序6 钻14的孔、扩孔工序7 镗削26的沉降孔工序8 钻M6的孔、攻丝工序9 精加工17的孔、研配 工序10 精加工导轨面配刮12点13点/25×253.5.2 工艺路线方案二工序1 粗刨导轨面工序2 粗刨燕尾面工序3 铣削17H6孔的两端面 工序4 钻、扩、粗铰17H6的孔，倒1´45的角 工序5 铣削M6端面工序6 铣削14孔端面工序7 铣削2´2退刀槽 工序8 精刨导轨面、燕尾面工序9 精绞17H6孔 工序10 铣削导轨面工艺面、燕尾底面工序11 钻M6螺纹孔、攻丝工序12 钻26、14的孔工序13 导轨配刮

10、工序14 研配17的孔3.5.3 工艺方案的比较分析上述两方案的特点在于：方案一是先加工17孔，然后以此孔的中心轴线为基准加工其它各处。而方案二是先加工导轨面，然后以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工导轨面，以导轨面作为定位基准加工时位置精度较易保证，并且定位装夹等都比较方便，由于铣削时不能很好地加工燕尾处的75°的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削12。具体工艺过程如下：工序1 粗刨导轨面工序2 铣削17H6的孔的两端面 工序3 钻17H6的孔 工序4 扩17H6的孔 工序5 粗铰17H6的孔 工序6 倒1×45°的角工序7 铣14的孔的端面工序8

11、铣削M6的端面 工序9 粗刨燕尾面 工序10 铣2´2 退刀槽 工序11 精刨导轨面 工序12 精刨燕尾面 工序13 磨导轨面 工序14 磨燕尾面 工序15 铣削导轨面工艺面工序16 精绞17mm的孔工序17 钻M6的螺纹孔工序18 攻丝工序19 钻M6的螺纹孔工序20 钻14的孔工序21 钻26mm的沉降孔工序22 导轨面配刮工序23 钻17mm的孔工序24 人工时效工序25 终检但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序26，而且考虑工序集中，集中同一中加工的粗精加工。具体的工序如下：工序1 毛胚工序2 人工时效工序3 粗刨导轨面工序4 铣削17H6两端面工序5 孔加工（钻、扩、粗

12、绞17H6的孔）工序6 铣削14mm两端面工序7 铣削M6的端面工序8 粗刨燕尾面工序9 铣2´2 退刀槽 工序10 精刨（导轨面、燕尾面）工序11 磨（导轨面、燕尾面）工序12 铣削（导轨面工艺面、燕尾底面）工序13 精绞17H6mm的孔工序14 钻M6的孔、攻丝 工序15 钻孔（14mm、26mm）工序16 导轨面配刮工序17 研配17H6mm的孔 工序18 终检以上过程详见后面的工艺卡3.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定“尾座体”零件的材料为HT200，生产类型为大批量生产。采用自由的砂型，3级精度（成批生产）。根据上述原始质料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量

13、，工序尺寸及毛坯尺寸如下。3.6.1 孔17的两端面 表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT12，不平度：Rz=240m，缺陷度：T缺=250m ，加工方案确定为：铣削。查参考资料机械制造工艺与夹具设计指导。铸造公差：T=2200m 查参考资料机械制造工艺与夹具设计指导，按铸件宽度b=12mm。 (1)铣削余量加工精度：IT12公差：T=350m加工表面粗糙度：Ra6.3 铸件的加工余量为：Y1=2.6mm所以总的加工为 Ma=2´2Y1 （3.1） =2´2.6 =5.2 mm 3.6.2 内孔17H6mm毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为，查参考资料机械制造工艺与夹具

14、设计指导确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：15mm；扩孔：16mm； 2Z2 =2m 粗铰：16.5mm； 2Z3 =1m 精绞：17mm； 2Z4 =1m 总的加工余量为： Z = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 = 4mm （3.2）3.6.3 燕尾面加工 考虑其加工长度为90mm，与其联结的为导轨面，其精度相对较高，要进行粗刨燕尾面、精刨燕尾面和精刨燕尾面。 (1)粗刨燕尾面：加工精度IT12铸件粗加工的余量Z1 =6m(2)精刨燕尾面：加工长度B=90mm、加工宽度<100mm，因此半精加工的余量选择Z2=1.0mm (3)精刨燕尾面：加工长度B=90mm、加工宽度<28

15、mm，因此精加工的余量选择Z3=0.02m 总的加工余量为：Z = Z1 + Z2 + Z3 =7.02mm 3.6.4 导轨面刨削加工考虑其加工长度为152mm，同时还要和导轨配合，其加工精度要求非常高，因此需要进行粗刨，精刨和磨。(1)粗刨导轨面：加工精度选择IT12选择加工余量Z=5.5mm(2)精刨导轨面：加工长度B=138mm、加工宽度k=100mm，因此加工余量选择Z=1.0mm。(3)磨导轨面：加工长度B=138mm、加工宽度k=90mm，因此精加工的余量选择Z3 =0.022m。总的加工余量由式3.2得：Z总=6.522mm。 3.6.5 孔14的内径表面毛坯为实心，不冲出孔。

16、内孔精度要求不太高，加工方案确定为：钻。参考资料机械加工工艺手册确定工序加工尺寸及余量为：钻孔：14mm。(查参考资料机械加工工艺手册表2.3-48)3.6.6 M6的孔加工公称直径6mm，加工前的钻孔直径5mm。(查参考资料机械加工工艺手册表2.3-71)。因此钻孔的加工余量为：Z=1mm3.7 确定切削用量及基本工时3.7.1 铣削17H6的孔的两端面(1)加工条件加工要求：铣17的孔的端面。机床：双端面铣床X364刀具：粗铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，由铣削宽度选择d0=60mm。(2)计算切削用量(a)若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax=3mm，Zmin=2.5mm。但实际，由

17、于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmx=2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap=1.3mm。(b)每齿进给量af=0.18mm。 (c)计算切削速度。查参考资料机械加工工艺手册得耐用度 t=10.8´103s （3.3） = 245 ´ 600.2´1.0 （10.8 ´ 103）0.15´1.30.15 ´0.180.35´350.2´600.68 =7.335m/s (d)功率计算 （3.4）3.7.2 钻孔（钻17H6的孔）根据钻孔取参考值，参考资料机械加工工艺手册f=0.55mm/rv=

18、0.38m/s （3.5） 按机床选取：nw = 83.33r/s(500r/min)。考虑其加工长度为80mm，选择钻床摇臂钻床Z3052。切削工时：L=80mm，L1=1mm，L2=4mm （3.6）3.7.3 铣削14的孔的端面(1)加工条件加工要求：铣14的孔的端面。机床：端面铣床XE755刀具：粗铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，D=80mm，齿数10。(2)计算切削用量(a)若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax=3mm，Zmin=2.5mm，但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax=2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap=1.3mm。 (b)每齿进给

19、量af=0.18mm/s (c)计算切削速度查资料机床夹具设计手册得： 耐用度t=10.8´103 s (d)功率计算3.7.4 铣削M6的端面加工要求：铣M6的螺纹的端面。机床：端面铣床XE755刀具：铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，d0=80mm。铣削用量：(1)吃刀深度ap=1.3mm(2)每转进给量f=0.5(mm/r)就能够达到粗糙度要求3.7.5 钻孔（钻14的孔、钻M6的螺纹孔）(1)钻14的孔 根据钻孔取参数值，查参考资料机械加工工艺手册f=1.0(mm/r)v=1.44m/s(86.4m/min) 按机床选取摇臂钻床Z33s1。nw=26.7r/s(1600r/m

20、in) 所以实际切削速度切削工时：查参考资料机械加工工艺手册L1=1mm，L2=3mm按照式3.6得：(2)钻M6的螺纹孔根据钻孔取参数值，查参考资料机械加工工艺手册f=0.95(mm/r)v=0.85m/s(51m/min)由式3.5得：按机床选取立式钻床Z4002。nw=50.7r/s(3040r/min) 所以实际切削速度切削工时：查参考资料机械加工工艺手册L1=1mm，L2=3mm由式3.6得：3.7.6 扩孔（扩17H6的孔） 根据钻孔取参数值，查参考资料机械加工工艺手册 f=0.90(mm/r)v =1.35m/s(81m/min)切削深度：ap=1.0mm 由式3.5得：按机床选

21、取：nw=26.7r/s(1600r/min) 所以实际切削速度：切削工时：查参考资料机械加工工艺手册L1=1mm，L2=3mm由式3.6得：3.7.7 倒1×45°的角为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同，n =7.564r/s(454r/min) 。3.7.8 刨削导轨面（粗、精刨削导轨面及刨削导轨面的工艺面、磨导轨面）(1)粗刨导轨面(a)加工条件：加工要求：粗刨导轨面机床：牛头刨床B635刀具：粗铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，d0=160mm。(b)计算切削用量：若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax=3mm，Zmin=2.5mm，但实际，由于以后还要

22、精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax=2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap=1.3mm。每齿进给量：af=0.18mm。查参考资料机械加工工艺手册计算切削速度：v=2.47m/s。查参考资料机械加工工艺手册耐用度：t=10.8´103s 由3-4得功率计算：(2)精刨导轨面：(a)加工条件加工要求：精刨削导轨面。机床：端面铣床BE755刀具：精铣端面刀具材料选用YG6，d0 =60mm。(b)计算切削用量若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax=3mm，Zmin=2.5mm，但实际，由于以后还要磨加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax=2.6mm考虑，分二次加工

23、，吃刀深度ap=1.3mm。每齿进给量af=0.18mm。查参考资料机械加工工艺手册计算切削速度。查参考资料机械加工工艺手册 耐用度t=10.8´103s。 由公式3.4得：功率计算每转进给量f=0.5(mm/r)达到粗糙度要求6.3(3)铣削燕尾底面加工要求：铣削燕尾底面。机床：端面铣床BE755刀具：铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，d0=80mm。吃刀深度ap=1mm每转进给量f=0.5(mm/r)就能够达到粗糙度要求 （3.7）(4)铣削导轨面的工艺面加工要求：铣削导轨面的工艺面。机床：端面铣床BE755刀具：铣削端面刀具材料选用硬质合金YG6，d0=60mm。吃刀深度ap=

24、1mm3.7.10 铣削2×2的退刀槽加工要求：铣削2×2的退刀槽。机床：铣床X525刀具：粗齿锯片铣刀，D=50mm，L=2.0mm，齿数20。铣削用量：(1)吃刀深度ap=2mm(2)每转进给量f=0.5(mm/r)就能够达到粗糙度要求3.7.11 刨削燕尾面（粗刨、精刨燕尾面）加工要求：刨削燕尾面。机床：刨床B635刀具：精铣端面刀具材料选用硬质合金YG6，d0=60mm。(1)粗刨(a)若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax=3mm，Zmin=2.5mm但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax=2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap=

25、1.3 mm。(b)每齿进给量af=0.18mm。查参考资料机械加工工艺手册(c)计算切削速度v=2.47m/s。查参考资料机械加工工艺手册耐用度由下式得：(d)功率计算(2)精刨(a)吃刀深度：ap=1mm(b)每转进给量：f=0.5(mm/r)达到粗糙度要求6.33.7.12 绞（粗铰、精绞17的孔） 粗绞：选用手用铰刀16.5mm，刀具材料选用硬质合金YG6。精绞：选用手用铰刀17mm，刀具材料选用硬质合金YG6。 3.7.13 磨削（导轨面、燕尾面）由于都是平面的加工，所以采用平面磨削的加工方案。(1) 导轨面的磨削选用机床：导轨磨床MM52125磨具：粗磨采用平行砂轮NA(GP)60

26、ZR2V(S)P10×4×2。查参考资料机械加工工艺手册。磨削用量选择：合理的磨削用量的选择的一般原则为：(a)粗磨时，工件加工的精度和粗糙度要求差一些，可采用较大的、。(b)精磨时，必须采用小的、。(c)要根据工件的尺寸大小、刚性的好坏，选择合理的、。(d)根据加工材料的强度和硬度以及导热性，合理地选择、。(e)根据砂轮的切削性能的好坏使用合理的。(f)磨削细长零件时，工件容易产生震动，应适当降低些。由此选择如下：n砂=1500r/min轴向进给量fa=0.5B=2mm（双行程）工件速度：vw =0.166m/s(10m/min)。查参考资料机械加工工艺手册表2.4-16

27、7径向进给量：fr=0.015mm/双行程查参考资料机械加工工艺手册表2.4-167切削工时： （3.8）式中 L加工长度，138mm b加工宽度，90mmZb加工余量，0.022mm K系数，1.14 Z同时加工零件数(2)燕尾面的磨削选用机床：导轨磨床MM52125磨具：粗磨采用平行砂轮NA(GP)60ZR2V(S)P10×4×2。（查机械加工工艺手册）。磨削用量选择：n砂=1500r/min轴向进给量：fa=0.5B=2mm（双行程）工件速度：vw=0.166m/s(10m/min)径向进给量：fr = 0.015/双行程切削工时： 式中 L加工长度，90mm b加工

28、宽度，11mm 加工余量，0.022mm K系数，1.14 Z同时加工零件数3.7.14 钻（钻14的孔、钻26的沉降孔）(1)钻14的孔钻：刀具采用14的麻花钻，刀具材料选用硬质合金YG6。(2)钻26的沉降孔钻：刀具采用26的麻花钻，刀具材料选用硬质合金YG6。 3.7.15 攻丝公制螺纹M6mm，由于加工的材料是铸件，因此选取如下：v=0.115m/s。（查参考资料机械加工工艺手册表2.4-105）所以： ns =6.104r/s(366r/min) 3.7.16 导轨面配刮采用人工配刮达到10点13点/25253.7.17 珩磨：17H6mm 的孔加工条件：工件的尺寸不太大，孔直不太大

29、。珩磨机床：由于工件的尺寸不太大，所以选择卧式珩磨机床。珩磨头：选择磨较小孔的珩磨头。珩磨切削参数的选择：由于加工的是会铸铁，所以查机械加工工艺手册：合成切削速度选择ve=0.417m/s0.5m/s（精加工）圆周速度v=0.038m/s0.467m/s（精加工） 往复速度vf=0.167m/s0.2m/s（精加工）油石的径向进给为所以的到油石的行程长度L=53.4mm选择煤油作为该加工的切削液。3.7.18 精加工17H6的孔研配 采用人工研配达到粗糙度等要求。3.7.19 终检检测工件是否有裂纹等缺陷。4 夹具设计根据毕业设计题目要求，设计工件工序150：钻14mm的孔的钻床夹具。该夹具用

30、于Z33s-1摇臂钻床，并配上14的高速钢麻花钻，按工步对孔进行加工。4.1 零件的工艺分析根据零件图可知，尾架体中需要加工的14mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值为Ra12.5。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度：（1）待加工孔14为通孔；（2）待加工孔14与水平面成45度。由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高，但是，加工孔14的夹具其实同样以底面和75度面作为基准,也就是在加工17的孔的上做一个45度斜角度。在钻孔的时候，工件的筋板会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注意解决这个问题。4.2 定位元件的分析该孔为通孔，沿着孔

31、轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动，由于外表面基本上是不用工的，所以在加工的时候采用不加工面作为夹紧。由于工件在钻14mm孔时两筋板的刚性较差，从保证工件定位稳定的观点出发，现以已加工的导轨面，燕尾面的右端面为定位基准，这样，既增加了工件的稳定性，又兼顾了基准重合原则。为实现定位方案，所使用的定位元件：楔形块在导轨面定位限制三个自由度，支撑钉在燕尾面的后端面和右端面定位限制1个自由度，这样就达到了完全定位。4.3 定位误差分析机

32、械加工中，保证加工出合格零件的必要条件是：加工误差不大于被加工零件相应的公差。加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方法误差；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位误差、夹具的对刀或导向误差及夹具的制造及在机床上的安装误差。根据误差的随机性的特点，按概率原理合成，根据生产实际情况，与夹具有关的误差占加工误差的绝大部分，故按机率相等的原理，取零件公差的3/4作为判别依据得到保证加工零件合格的条件是：（零件相应加工尺寸的公差），因为加工方法误差取决于机床精度，所以只进行夹具精度的分析计算。满足上述条件，认为夹具精度满足加工要求，否则精度不足。钻孔夹具产生导向误

33、差有五个因素：其一是钻模板底孔至定位基准尺寸误差，取其公差；其二、三是钻套、衬套内外圆同轴度误差 ；其四是钻套与衬套的配合间隙；其五是钻套与钻头配合间隙，于是得： (4.1)钻套垂直度误差对孔位置影响折算为：心轴底面平行度误差对孔位置影响折算为：夹具精度的计算和判别：定位误差：基准重合。，（基准不重合）mm（楔块与底面配合最大间隙）mm导向误差：14孔的加工过程中只需用到钻刀，故按钻刀计算。mm，（同轴度误差忽略）(mm)(mm)=(mm) (4.2)安装误差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t= 0.025mm，t= 0.008mm，L = 50mm。0.014(mm) (4.3)

34、因此，夹具精度：=综上所述，此夹具能满足加工要求。当上述各种元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。夹具如图4.1所示。图4.1 夹具图 误差： （4.4）式中，工件定位孔的直径公差； 圆柱定位销的直径公差(mm)； 菱形定位销的直径公差(mm)； 圆柱定位销与孔间的最小间隙(mm)； 菱形定位销与孔间的最小间隙(mm)； L 中心距(mm)。所以， 需要加工的孔的公差mm，由该误差引起的定位误差为8= 80.0036=0.028，该误差小于工件误差，即0.0280.036，方案可行。 4.4 确定夹紧方式和夹紧机构的设计在钻14mm孔时，由于孔径较小，切削扭矩和

35、轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用液压夹紧机构，其力的作用点落在14的侧端面上。4.5 夹紧力的计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：其中

36、，查机床夹具设计手册表1-2-1得：、1.15、，所以，= 2.691。查机床夹具设计手册表1-2-7得： （4.5）查机床夹具设计手册表1-2-8得：由于钻头的直径为d=14mm，所以，(N·mm)。因此，实际所需要的夹紧力为：(N·mm)。查组合机床设计手册选择法兰式夹紧油缸，型号T5033。4.6 钻套、钻模板设计为进行钻、铰加工，采用快换钻套，其孔径尺寸和公差如下：（1）钻14孔：麻花钻的最大极限尺寸为14+0.15mm，则钻孔时所配的钻套取规定的公差为F8，即钻套尺寸为：14mm，圆整后可写成14mm。（2）钻套形状尺寸在机床夹具设计手册中查取。为了安装快换钻套，

37、确定选取固定衬套与之相配合使用。（3）设计钻模板：将钻套用衬套安装在钻模板上，钻模板通过销子和螺栓与夹具体连接。钻模板的尺寸与形状自行设计。绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构以及钻套、钻模板，最后把各个元件连在一起，就形成了夹具体。为了节省夹具材料，减少加工时间和降低成本，夹具在机床上的安装可以不设计耳座，而采用压板螺钉夹紧装置将夹具固定在钻床上。按要求标注与夹具有关的尺寸、公差和技术要求。5 组合机床设计5.1 组合机床结构方案的确定组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床，组合机床是按具

38、体的加工对象专门设计，可以按最合理的工艺过程进行加工，也可以同时以几个方面用多把刀具对工件进行加工，它是实行工序集中的最佳途径，是提高生产率的有效设备13。本次毕业设计中对钻14的孔进行单工位组合机床设计。该零件总体轮廓尺寸较小，属于小型零件加工，零件的定位夹紧元件也不会太大，设计的时候考虑到各方面的因素后，决定选用立式钻床。5.2 被加工零件工序图绘制由于是单工位加工，再加上零件结构简单，工序图可以直接在零件图上作必要的说明。工序图见图5.1被加工零件工序图。图5.1 被加工零件图 5.3 被加工零件加工示意图绘制5.3.1 加工示意图的作用加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计

39、中占据重要的地位，它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据13。加工示意图要反应机床的加工过程和加工方法，并决定浮动头或接杆的尺寸，钻杆长度、主轴、刀具、导向与工件间的联系尺寸等，根据机床要求的生产率及刀具特点，合理的选择切削用量和动力头14。5.3.2 加工示意图的编制(1)刀具的选择、工序余量、切削用量参见工艺卡片上的相应内容。(2)动力头工作循环及行程确定。动力头工作循环一般包括快进、工作进给、快退等动作。钻孔的工作循环为：快进工进快退。快进长度确定 200mm；工进长度确定 36

40、mm；快退长度确定 236mm。5.4 组合机床联系尺寸图的绘制机床联系尺寸图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床既能满足预期的性能要求，又能做到配置上的匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件之间的关系进行全面的分析研究。组合机床联系尺寸图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的通用部件，以及确定的专用部件的结构原理而绘制的15。(1)机床装料高度的确定确定机床装料高度要考虑车间运送工件的滚道高度、工件最低孔的位置、主轴箱最低高度和通

41、用部件高度尺寸的限制。根据我国具体情况，为了便于操作和省力，考虑道自动排削，装料高度可采用935mm。 (2)夹具外形轮廓尺寸的确定夹具的外形尺寸参考前一章的夹具总体图上的尺寸。(3)机床同用部件的选择此次设计的专用组合机床所用的同用部件有；一个动力头、一个液压滑台、一个立柱、一个侧底座、一个底座、一个垫台和一个电机。根据设计要求，本组合机床通用部件查组合机床设计手册选取见表5.1。表5.1 通用部件表通用部件名称型号钻削动力头钻削动力头 液压滑台1HY25-IA立柱 1CL25 侧底座 1CD251 电机 YEJ802-4B5根据手册上各通用部件的尺寸绘制组合机床联系尺寸图。机床的联系尺寸图

42、主要应针对各部件之间的联系尺寸进行标注，各部件只画出必要的轮廓形状即可，尽量减少不必要的线条和尺寸，各部件应严格按同一比例绘制。在图上应标明工件、夹具及动力头的中心线之间的关系。组合机床设计总图见图5.2 。图5.2 组合机床联系尺寸图 结束语由本文的论述，我们了解到，通过对尾架体工艺的研究与应用，在机床、夹具、刀具、工艺流程等方面进行合理设计和选择，有效提高了加工效率和产品质量，扩大了加工适应范围，提高了可靠性，具备一定的先进性，取得了良好的经济效益和社会效益，为解决此类多孔同时加工问题举了一件实例。本成果设计制造的机床为组合机床。我们将钻削主轴设为机械传动，而进给系统为液压控制，使在满足使用要求的前提下降低了成本。作为关键部件的液压滑台采用国产通用部件。以比较简单的方式完成旋转运动和直线运动的同步进行，非常实用。本机床所用