尾座体 工艺和钻φ17孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 学院本科毕业设计（论文） 尾座体加工工艺及夹具设计 姓 名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 助理指导教师： 二 年 月 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要 I 摘 要 本课题主要是设计某机床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。由于工件的孔 17 和 14 都要 以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔 17 的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔 17 的位置和加工精度！加工孔 14的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个 45 度斜度板。加工孔 17 的时间为保证相对于 面的平行度我们就得要准确的设计出以 面定为的夹具！还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔 17 的夹具定位准确，和加工时间的震动小，那就得在孔 17 的附近找个定位加紧点！ 关 键词 加工工艺，夹具，尾座体，设计 is a of to to in a of at to to by of of of ut of is of of 7 4 to to be as to to do a to of 7 of of we at to of to to to of of 7 of 4 of in to 5 of in 7 of is to of in we to N to of in of a of of we to 7 of is of to in 7 of a to up a of 目 录 摘 要 1 绪论 1 2 零件分析 2 件的特点 2 艺分析 2 3 工艺规程设计 4 定毛坯的制造形成 4 面的选择 4 定工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 8 定切削用量及基本工时 12 4 夹具设计 28 题的提出 28 具设计 28 总结 33 参考书目 34 致谢 35 1 1 绪 论 机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机械加工工业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。 夹具设计是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 这次毕业设计，难免会有许多的问题，恳请各位指导教师给予帮助，希望通过这次设计能锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为以后 参加工作打下良好的基础。 2 2 零件分析 题目所给的零件是机床尾座体，尾座安装在机床的右端导轨上，尾座上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件 的中心孔）、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、松开或对工件进行切削的纵向进给。 件的特点 由图可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下： 作退火处理 2. 17求圆度为 . 17求圆柱度 . 17导轨面的平行度为 . 17燕尾面的平行度为 . 17孔轴心线与导轨面的位置度误差为 0 . 17孔与燕尾面的位置度误差不超过 9. 17孔需精加工、研配 0 13 点 /25 25 件工艺分析 根据零件图可知、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 5000 件属大批量生产，在加工是为 3 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。 4 3 工艺规程设计 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 5000 件已达成批生产的水平，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， 查参考文献查参考文献 2 机械加工工艺手册，以后有计算在此就不重复了。 面的选择 基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面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，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，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底面为加工的精基准。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这里就不重复了。 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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降： 5 艺路线方案一 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 17H 的孔。 工序 工序 14 的端面、铣削 端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削 2 2 的退刀槽、精铣导轨面、精铣燕尾面 工序 28 的端面 工序 14 的孔、扩孔 工序 28 的沉降孔 工序 6 的孔、攻丝 工序 17 的孔、研配 工序 2 13 点 /25 25 路线方案二 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 工序 工序 工序 2 的退刀槽 工序 工序 工序 17 的孔 6 工序 14 的孔的端面 工序 28 的孔 工序 17 的孔 工序 上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工孔，以孔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，但是方案一中的一次装夹多道工序除了可以选用专用夹具设计的组合机床（但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下，应尽量不选用专用机床）以外，只能选用多工位万能铣床加工。而目前万能 铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求，因此决定将方案二中的工序移入方案一，由于铣削时不能很好地加工燕尾处的 075 的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。 具体工艺过程如下： 工序 17孔的两端面 工序 17孔的两端面 工序 17孔 工序 17孔 工序 5.惚 的倒角 工序 14 的孔的端面 工序 14 的孔的端面 工序 6 的端面 工序 9. 粗 刨 燕尾底面 7 工序 轨面 工序 导轨面的工艺面 工序 2 的退刀槽 工序 燕尾面 工序 导轨面 工序 工序 工序 14 的孔 工序 14 的孔 工序 6 的螺纹孔 工序 工序 28 的沉降孔 工序 7 的孔 工序 4 的孔 工序 工序 17孔研配 工序 工序 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. 导轨面加工（粗、半精铣削导轨面及刨削导轨面的工艺面、精刨导轨面） 工序 刨、精刨燕尾面） 工序 3. 铣削 17孔的两端面（粗、精铣） 8 工序 、扩、绞 17孔） 工序 5. 铣削 14 的孔的端面 工序 孔加工（ 14 的孔钻、扩） 工序 6 的端面 工序 螺纹孔） 工序 9. 惚 451 的倒角 工序 10. 磨削（导轨面、燕尾面） 工序 11. 镗削（镗削 28 的沉降孔） 工序 12. 攻丝 工序 13. 导轨面配刮 工序 14. 珩磨： 17 工序 15. 精加工 17孔研配 工序 16. 终检 以上过 程详见后面的工艺卡 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 “尾座体”零件的材料为 产类型为成批生产。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，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 17 的端面的 不平度： 240 、缺陷度： 缺4 机械制造工艺与夹具设计指导 9 空间偏差： 毛根据参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 铸造公差： 2200 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导，按铸件宽度 2 查得的宽度公差 （ 1）粗铣余量 加工精度： 差 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 加工表面粗糙度： 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计 指导 铸件的加工余量为 ， （ 2）精铣余量 加工精度及表面粗糙度：要求达到 差 ，见图纸要求。精加工的余量为 2 。 所以总的加工为 )(2 21 式（ 3 . 1） 孔 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为 6参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导确定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 扩孔： 2 1 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 精镗： 查 参考资料 4 机械制造工艺与夹具设 10 计指导 细镗： 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 珩磨： 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 总的加工余量为： 4321 。 式（ 3 尾面加工 考虑其加工长度为 与其联结的为导轨面，其精度相对较高，要进行粗加工、半精加工和精加工。 粗加工： 加工精度 12铸件粗加工的余量 根据参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导。 半精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此半精加工的余量选择参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此精加工的余量选择 参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 的加工余量 1 。 式（ 轨面刨削加工 考虑其加工长度为 同样也是和导轨配合，其加工精度要求非常 11 高，因此需要进行粗加工，半精加工和精加工。 粗加工： 加工精度选择 12择加工余量 半精加工： 加工长度 38 、加工宽度 00 ，因此加工余量选择 。由参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加 工长度 38 、加工宽度 0 ，因此精加工的余量选择 由参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导表 的加工余量由式 3： 。 14 的内径表面 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求不太高，参考参考资料 2机械加工工艺手册确定工序加工尺寸及余量为： 钻孔： 扩孔： (查参考资料 2 机械加工工艺手册表 孔加工 公称直径 加工前的钻孔直径 (查参考资料 2 机械加工工艺手册表 因此钻孔的加工余量为： 。 12 定切削用量及基本工时 削 17孔的两端面。 （ 1） 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床：双端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 铣削宽度 5 选择00 。查参考资料 5金属切削手册 表 6 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 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 考虑，分二次加工，吃刀深度 查参考资料 2 机械加工工艺手册 表 每齿进给量 参考资料 5 金属切削手册表 6 计算切削速度 查参考资料 2 机械加工工艺手册得耐用度 5 式（ 3 3 功率计算 zn 式（ 13 （ 1） 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床：双端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 600 d。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 4） 17孔） （根据钻孔取参考值，参考资料 2机械加工工艺手册） 1000式（ m 454(9/ 00 按机 床选取： m (/w 考虑其加工长度为 选择钻床摇臂钻床 3025Z 。 切削工时： 0 1 ， 42 l 14 式（ 180 14 的孔的端面 （粗铣 14 的孔的端面、半精铣 14的孔的端面） 14 的孔的端面 （ 1） 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 0 ,齿数 10。 （ 2） 1） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 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 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量 f 查资料 1 机床夹具设计手册 计算切削速度查资料 1 机床夹具设计手册 耐用度 功率计算 n 6 7 15 14 的孔的端面 （ 1） 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床：端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 00 。 （ 2） . 半精铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 6 的端面 加工 要求：铣 螺纹的端面。 机床：端面铣床 具：。铣端面刀具材料选用 00 。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 14 的孔、钻 螺纹孔） （根据钻孔取参数值，加工工艺手册） 14 的孔 16 mi n )/44.1 ws 1000 式（ m 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时：查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 按照式 3： 18021 6 的螺纹孔 根据钻孔取参数值，查参考资料 2 机械加工工艺手册 mi n )/51(/85.0 由式 3 ： m i n )/ 4 8(/ 0 01 0 0 0 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时： 查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 17 由式 3： 11221 17孔） mi n )/81(/35.1 切削深度： p 由式 3： m i n )/ 1 9(/6 6 0 01 0 0 0 按机床选取： m i n )/1 6 0 0(/w 所以实际切削速 度： m i n )/( 切削工时：查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3： 18021 451 的倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同， mi n )/454(/564.7 18 14 的孔） mi n )/81(/35.1 切削深度： p 由式 3： m i n )/ 1 9(/6 6 0 01 0 0 0 按机床选取： m i n )/1 6 0 0(/w 所以实际切削速度： m ( 切削工时： 查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3： 18021 粗、半精刨削导轨面及刨削导轨面的工艺面、精刨导轨面） （ 1） 加工要求：粗刨导轨面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 600 。 19 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 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 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量： f 查参考资料 2 机械加工工艺手册 计算切削速度 查参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度： 由 3 功率计算 n 6 7 （ 1） 加工要求：半精铣削导轨面及铣削导轨面的工艺面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 1600 d 。 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 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 考虑，分二次加工，吃刀深度 20 每齿进给量 参考资料 2 机械加工工艺手册 计算切削速度 查参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度 由 3： 功率计算 n 6 7 式（ 3 加工要求 ：精刨削导轨面。 机床：端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 600 d 。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 4 加工要求：铣刨燕尾底面。 机床：端面铣床 具：。铣端面刀具材料选用 00 。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 21 2 的退刀槽 加工要求：铣削 2 2 的退刀槽。 机床：铣床 具：。粗齿锯片铣刀， 0 ， ，齿数 20。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 刨、精刨燕尾面） （ 1） 加工要求：刨削燕尾面。 机床：刨床 具：。精铣端面刀具材料选用 00 。 1） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 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 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量 f 查参考资料 2 机械加工工艺手册 计算切削速度 查参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度 由 3： 22 功率计算 n 6 7 2） 吃刀深度： 每转进给量： )/(5.0 达到粗糙度要求 4） 镗、细镗 17 的孔） 取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 2 1428 。分两次加工。令 p 41 ，p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 精镗： 细镗：取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量： 2 1428 分两次加工。令 p 41 ， p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 。 23 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。 选用机床： 导轨磨床 具： 粗磨采用平行砂轮 2410)(60)( 2 查参考资料 2 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：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 精磨时，必须采用小的 要根据工件的尺寸大小、刚性的好坏，选择合理的 根据加工材料的强度和硬度以及导热性，合理地选择 根据砂轮的切削性能的好坏使用合理的 磨削细长零件时，工件容易产生震动， 适当降低些。由此选择如下： 1500r/n 轴向进给量 a （双行程） 工件速度： m (/1 6 6.0 w 查参考资料 2 机械加工工艺手册表 向进给量： 双行程/015.0 r 查参考资料 2 机械加工工艺手册表 削工时： 0002 式（ 24 式中 L 加工长度， 138mm b 加工宽度， 90mm 加工余量， 系数， 同时加工零件数 st m 00 2. 燕尾面的磨削 选用机床： 导轨磨床 具： 粗磨采用平行砂轮 2410)(60)( 2 （查机械加工工艺手册）。 磨削用量选择： 1500r/n 轴向进给量： a （双行程） 工件速度 m (/1 6 6.0 w （表 径向进给量 双行程/015.0 r （表 切削工时： 0002 （式 式中 L 加工长度， 90mm b 加工宽度， 11mm 加工余量， 25 K 系数， 同时加工零件数 st m 削 14 的孔、镗削 28 的沉降孔） 4 的孔 （取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 2 1214 。分两次加工。令 p 41 ，p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 精镗： 28 的沉降孔 取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量： 2 1428 。 分两次加工。令 p 41 ， p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 精镗： 26 公制螺纹 由于加工的材料是铸件，因此选取如下： （查参考资料 2 机械加工工艺手册表 所以 m i n )/3 6 6(/1 0 4.6 s 按机床选取 采用人工配刮达到 10 13 点 /25 25 17 的孔 加工条件：工件的尺寸不太大，孔直不太大。 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的 合成切削速度选择 e /（精加工 圆周速度 4 6 8 （精加工 往复速度 f /（精加工 油石的径向进给为 所以的到油石的行程长度 选择煤油作为该加工的切削液 27 17孔研配 采用人工研配达到粗糙度等要求。 检测工件是否有裂纹等缺陷 28 4 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，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计 14 孔的加工夹具、设计主视图 617H孔加工夹具、设计零件底面的加工夹具。 题的提出 利用这些夹具用来加工 14 孔、 617H 孔和零件底面，这些都有很高的技术要求。但加工的部分都尚未加工，因此，在设计时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，并且精度也是非常重要的。 具设计 件底面的加工夹具 （ 1）定位基准的选择 由于工件的孔 17 和 14 都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。加工底面的时间为保证相对 17 的孔于 A 和 B 面的平行度我们就得要准确的设计出以导轨面和燕尾面为主要定位的夹具。还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔 17 的夹具定位准确，和加工时的震动小，那就得在孔 17 的孔外圆找个定位夹紧点。 夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动和翻滚，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的时候采用两侧面作为夹紧。 （ 2）夹紧力的选择 在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足 查资料 1机床夹具设计手册 其中 刨削的力，其值由切削原理的公式计算确定； 29 N 刨削时，压板产生力 。 为了提高夹紧的速度，采用的加工夹具草图如图所示紧机构。 图 3）定位误差 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是 17 的孔，该孔与该面有平行度有一定的要求为 及位置度的要求为 视图 617H 孔的加工夹具 （ 1）定位基准的选择 由零件图可知， 617H 的孔应对导轨面和燕尾面有平行度的及位置度的要求，而且本身有圆度和圆柱度的要求。为了使定位误差为零，应该采用互定位，但是由于其他的各面都未加工，因此这里只选用已加工的底面和 75度斜面作为主要定位基准。由于孔 17 的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们在加工底面的时间要求通过精加工后作为加工 17 的孔的基准。这样就可以更好的保证孔 17 的位置和加工精度！ 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加 30 工的，所以在加工的时候采用不加工的面作为夹紧。 图 2）夹紧力的选择 在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足 21 t （查资料 1机床夹具设计手册） 其中 钻削时的扭矩，其值由切削原理的公式计算确定； 1M 钻削时的时，左边压紧件产生力矩； 2M 钻削时的时，右边压板产生力矩。 为了提高夹紧的速度，而且工件较小， 切削过程中的震动不太大。夹具图在后面画出。 夹紧力001 l 70 701 405 00 0 )co s( s 0 式（ 31 /50 （ 3）定位误差 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是孔的两端面，该端面与孔的垂直度有一定的要求。 14 孔的加工夹具 （ 1）定位基准的选择 由零件图可知，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。 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。 由于考虑钻削力的作用，把夹具体做出 45 的斜角。 （ 2）夹紧力的选择 在钻孔是夹紧力产生的力矩