机械制造技术课程设计尾座体零件加工工艺规程及铣m6螺纹孔端面夹具设计

1、设计说明书题目：尾座体零件的工艺规程及铣M6螺纹孔端面夹具设计摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。尾座体加工工艺规程及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹

2、具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸，加153893706ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear bo

3、x body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, un

4、derstood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides

5、 each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other part

6、s; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目录 TOC

7、 o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc381728375 序 言 PAGEREF _Toc381728375 h 1 HYPERLINK l _Toc381728376 一 零件的分析 PAGEREF _Toc381728376 h 2 HYPERLINK l _Toc381728377 零件的作用 PAGEREF _Toc381728377 h 2 HYPERLINK l _Toc381728378 零件的工艺分析 PAGEREF _Toc381728378 h 2 HYPERLINK l _Toc381728379 二. 工艺规程设计 PAGEREF _Toc38172

8、8379 h 4 HYPERLINK l _Toc381728380 确定毛坯的制造形式 PAGEREF _Toc381728380 h 4 HYPERLINK l _Toc381728381 基面的选择 PAGEREF _Toc381728381 h 4 HYPERLINK l _Toc381728382 制定工艺路线 PAGEREF _Toc381728382 h 6 HYPERLINK l _Toc381728383 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 PAGEREF _Toc381728383 h 8 HYPERLINK l _Toc381728384 2.5 确定切削用量及基本工

9、时 PAGEREF _Toc381728384 h 9 HYPERLINK l _Toc381728385 三 夹具设计 PAGEREF _Toc381728385 h 20 HYPERLINK l _Toc381728386 问题的提出 PAGEREF _Toc381728386 h 20 HYPERLINK l _Toc381728387 定位基准的选择 PAGEREF _Toc381728387 h 20 HYPERLINK l _Toc381728388 切削力和夹紧力的计算 PAGEREF _Toc381728388 h 20 HYPERLINK l _Toc381728389 定位

10、误差分析 PAGEREF _Toc381728389 h 20 HYPERLINK l _Toc381728390 夹具设计及操作的简要说明 PAGEREF _Toc381728390 h 23 HYPERLINK l _Toc381728391 总 结 PAGEREF _Toc381728391 h 24 HYPERLINK l _Toc381728392 致 谢 PAGEREF _Toc381728392 h 26 HYPERLINK l _Toc381728393 参 考 文 献 PAGEREF _Toc381728393 h 27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

11、，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。尾座体的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己

12、的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一 零件的分析零件的作用尾座体是题目所给定的零件是工具磨床上的，17H6的孔与顶尖研配，底面和75斜面与磨床工作台相连，通过14mm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17H6孔，并且有一个M6的螺纹孔，顶尖穿过17H6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。零件的工艺分析尾座体是题目所给定的零件是机床上的，17H6的孔与顶

13、尖研配，底面和75斜面与磨床工作台相连，通过14mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。其安装在在导轨的最右端，尾座可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮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。“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1） 以14mm孔为中心的加工表面。这一组表面包括14mm孔以及261的沉头孔和粗糙度Ra=12.5m的凸台面。（2） 以基准面A为中心的加工表面。这一组表面包括Ra=1.6m的基准面A和基准面B，Ra=12.5m的凹槽底面和Ra=6.3m的右端面和Ra=12.5m的下端面。（3） 以17H6孔为中心的加工表面。这一组表面包

14、括17H6孔以及145的倒角，左右端面和M6的螺纹孔。其中主要加工面为17H6孔内壁。第二组和第三组加工表面有位置度要求，如下：17H6孔圆度公差为；17H6孔圆柱度公差为；17H6孔中心线与基准面A平行度公差的要求为；17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为； 由以上分析，可以先加工第二组加工表面。二. 工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为

15、了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒

16、口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。粗基准的选择：对于象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；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

17、，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精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的

18、精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。 这在以后还要专门计算，此处不再计算。设计时应尽量使基准重合。制定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求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣35左右端面4钻钻扩铰17孔5铣粗铣基准面A，凹槽，底面及退刀槽6铣铣导轨面7铣铣40端面8钻钻14孔，锪孔

19、269铣铣M6端面10钻钻M6螺纹孔11铣精铣底面12刮研刮研13检验检验14入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣35左右端面4钻钻扩铰17孔5铣粗铣基准面A，凹槽，底面及退刀槽6铣铣导轨面7铣铣40端面8钻钻14孔，锪孔269铣铣M6端面10钻钻M6螺纹孔11检验检验12入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一对底面采用粗车，精车加工，工序安排紧凑合理，可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗车一个工序，不能保证加工精度要求，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣35左右端面4钻钻扩铰17孔5铣粗铣基准面A，凹槽，底面及退刀

20、槽6铣铣导轨面7铣铣40端面8钻钻14孔，锪孔269铣铣M6端面10钻钻M6螺纹孔11铣精铣底面12刮研刮研13检验检验14入库入库机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由表可查得，毛坯为实心，不冲出孔。钻孔至15 表面粗糙度：Ra=2080 经济精度：IT12 公差：刀具选择：直径为15mm的通用麻花钻。扩孔至16.5 加工余量： 表面粗糙度：Ra=1040 经济精度：IT12 公差： 刀具选择：直径为 的标准扩孔钻；材料：YG8。粗铰16.8孔加工余量： 表面粗糙度：Ra=1.2510 经济精度：IT9 公差：刀具选择：直径为 的直柄机用铰刀；材料：YG8。精铰孔至16.95 加工余量：；

21、表面粗糙度：Ra=0.320.4；经济精度：IT7；公差：2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣35左右端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为 工序：钻扩铰17孔工步一钻孔至16确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明

22、书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序：粗铣基准面A，凹槽，底面及退刀槽1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，一次

23、加工完成决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为.工序：铣导轨面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取675当675r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣40端面选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用Y

24、G8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取计算工时切削工时： ，则机动工时为工序：钻14孔，锪孔26工步1：钻:14mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻141)进给量 2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 682r/min与382r/min相近的机床转速为700r/min。现选取=700r/min。所

25、以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=15mm; =4mm; =3mm;t= =0.24（min)工步2：锪孔 26mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量. 现已知 1) 给量 取f=1.52) 削速度v=0.43) 定机床主轴转速ns= 与384.4r/min相近的机床转速为375r/min。现选取=375r/min。所以实际切削速度=5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=4mm; =6mm; =0mm; t= =0.053(min)工

26、序：铣M6螺纹孔端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为工序：钻M6螺纹孔选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M6mm： 选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：三 夹具设计为了提高劳

27、动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配第9道工序的铣M6端面的铣床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于铣M6端面，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2定位基准的选择本道工序加工M6端面，精度不高，因此我们采用支撑板和定位块定位，同时采用手柄夹紧工件，手柄的压紧力即可以满足要求。3.3切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 16mm z=12机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全

28、系数 K=其中： 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位块的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位块保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与定位块中心连线方向上

29、的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用定位块，支撑板定位，工件始终靠近定位块的一面，故应当能满足定位要求。3.5夹具设计及操作的简要说明使用支撑板和定位块定位，手柄的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用圆型对刀块，保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械

30、加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，