1、课程设计设计尾座体零件的机械加工工艺规程及钻17孔工序的专用夹具机械制造技术课程设计说明书设计题目：设计尾座体零件的机械加工工艺规程及钻 17孔工序的专用夹具姓 名：郭小玉 学 号：090114141班 级：机制091指导教师：程雪利第 1 章 零件分析 . 错误! 未定义书签。1.1零件的特点 . 错误!未定义书签。1.2工艺分析 . 错误!未定义书签。第 2 章 工艺规程设计 错误! 未定义书签。2.1确定毛胚的制造形成 42.2基面的选择 . 42.3制定工艺路线 . 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 82.5确定机械用量及基本工时 12第 3 章 夹具设计 . 283.1问题
2、的提出 . 283.2夹具设计 28总结 . 33参考书目 . 34感谢. 35第 1 章 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1.1零件的特点由图可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下：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
3、.0033.17H6 要求圆柱度 0.0044.17H6 与导轨面的平行度为 0.0055.17H6 与燕尾面的平行度为 0.0056.17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为 00.17.17H6 的孔与燕尾面的位置度误差不超过 0.158.各面的粗糙度达到需要的要求9.17H6 的孔需精加工、研配10.导轨面配刮 1013点/25 251.2零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 8000 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。第 2 章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形
4、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 8000 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。2.2基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，
5、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。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点应当是使
6、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：但考虑工序集中和铸件不适合热处理等，具体的工序如下：工序 10. 粗底平面工序 20.粗铣导轨平面工序 30. 粗铣顶部宽度为 80 的两侧面工序40.钻 17到 15工序 50. 精铣底面，导轨留 0.1 研磨余量工序60扩铰 17孔，留0.1研磨余量）工序70铣 40凸台斜面工序80.钻扩 14孔和 26台阶孔工序 90.钻箱体侧面各小孔工序100.粗,精铣2X
7、2槽工序110.研磨 17孔工序 120. 去毛剌 , 检验入库以上过程详见后面的工艺卡2.4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：2.4.1孔 17 的端面的不平度：Rz 240 m、缺陷度：T缺 250 m查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导空间偏差： 毛 1700 m 根据参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导铸造公差： T 2200 m 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 ，按铸件宽度 b 12
8、mm 查得的宽度公差（1）粗铣余量加工精度：IT12,公差T 0.35mm 350 m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： R 6.3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 Y1 2.6mm ,（ 2）精铣余量加工精度及表面粗糙度：要求达到 R 6.3 m，公差T 0.005mm，见图纸要 求。精加工的余量为 Y2 1mm。所以总的加工为MA 2 （Y1 Y2） 式 （ 3 . 1 ）2 （2.6 1） 7.3mm2.4.2 内孔 17H7mm毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为IT 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：
9、 15mm扩孔： 16mm 2Z1 1mm 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导精镗： 16.9mm 2Z2 0.81mm 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导细镗： 16.09mm 2Z3 0.08mm 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导珩磨： 17H 6mm 2Z4 0.09mm 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 2.3-51总的加工余量为：式（3-2）Z Z1 Z2 Z3 Z4 2mm2.4.3 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 粗加工、半精加工和精加工。1粗加工：加工精度IT12、铸件粗加工的余量乙6mm根据参考资
10、料4机械制造工艺与夹具设计指导 。2半精加工：加 工 长度 B 90mm 、 加 工 宽 度 100mm ，因 此半 精 加 工 的 余量 选择1.0m3精加工：加 工 长 度 B 90mm 、 加 工 宽 度 25mm ， 因 此 精 加 工 的 余 量 选 择Z3 0.012mm 参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 2.3-60式（3.3）总的加工余量 Z Z1 Z2 Z3 7.012mm2.4.4导轨面刨削加工考虑其加工长度为138mm，同样也是和导轨配合，其加工精度要求非常高,因此需要进行粗加工，半精加工和精加工。1粗加工： 加工精度选择IT 12选择加工余量Z 5.5mm2半
11、精加工：加工长度 B 138mm 、加工宽度 k 100mm ，因此加工余量选择 Z 1.0mm 。 由参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 2.3-593精加工：加工长度B 138mm、加工宽度k 90mm ,因此精加工的余量选择Z3 0.022mm 由参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导表 2.3-60 总的加工余量由式 3-3 得Z 总 6.522mm。2.4.5孔 1 4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： 12.8mm扩孔： 14mm 2Z 1.2mm （查参考资料 2 机械加工工艺手册表
12、2.3-48）7.M6 的孔加工公称直径6mm ,加工前的钻孔直径5mm （查参考资料2机械加工工艺 手册表 2.3-71） 因此钻孔的加工余量为：Z 1mm。2.5确定切削用量及基本工时2.5.1铣削17H6的孔的两端面。1.粗铣：2.（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YG6，由铣削宽度ae 35mm选择d0 60mm。查 参考资料金属切削手册 表6-4得（2）.计算切削用量 若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax 3mm,Zmin 2.5口口但实际，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，
13、分二 次加工，吃刀深度ap 1.3mm。查参考资料2机械加工工艺手册 表2.3-5 每齿进给量af 0.18mm查参考资料金属切削手册表6-12得3计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册得耐用度t 108 10 s0 2245 60 . 1.03、0.15 015 0.35 02 0(10.8 10 ) 1.3 0.18 35 607.335m/ s4功率计算式（3.5）5 0.9 0.74Pm 167.9 10 ap af aznkpm167.9 10 5 1.309 0.180.74 35 4 10 8.3kW2.精铣：（1）.加工条件加工要求：铣17的孔的端面 机床：双端面铣床X36
14、4 刀具：。精铣端面刀具材料选用 YG6，d。60每转进给量f 0.5（mm/r）达到粗糙度要求6.3 （ 4）2.52 钻孔（钻17H6的孔）（根据钻孔取参考值，参考资料2机械加工工艺手册）f 0.55mm/r v 0.38m/ s式（3.6）1000vndw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Z3025 。切削工时:l 80mm h 1mm I? 480 1 41.86s83.33 0.552.5.3.铣削14的孔的端面（粗铣14的孔的端面、半精铣14的孔的端面）1.粗铣14的孔的端面（1）.加工条件加工要求：铣14的孔的
15、端面机床：端面铣床XE755刀具：粗铣端面刀具材料选用 YG6, D 80mm,齿数iq0(2).计算切削用量1).粗铣1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 26mm考虑,p 1.3mm分二次加工，吃刀深度ap O2每齿进给量af 0.18mm 查资料1机床夹具设计手册3计算切削速度查资料1机床夹具设计手册 耐用度t 10.8 10 s245doO.2kvTQ.32apQ.15afQ.35aeQ260Q.68o 2 245 160 . 1.0(10.8 1O3)015 1.3015 0.25
16、0.35 96q260q682.47 m/s4功率计算5 0 9 0 74pm 167.9 10 ap af aeznkpm 8.3kW2.半精铣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：o精铣端面刀具材料选用YG6, do 80mm (2).半精铣每转进给量f .5（mm/ r）达到粗糙度要求2.54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YG6, d 8mm铣3mm吃刀深度ap每转进给量f .5（mm/r）就能够达到粗糙度要求2.5.5.钻孔（钻14的孔、钻M6的螺纹孔）（根据钻孔取参数值，加
17、工工艺手册）1.钻14的孔f 1 .mm/rv 1.44m/ s(86.4m/ min)1v 式ns 式(3.8、d w1 1.4427.5r/s(1623.8r/mi n) 3.14 14按机床选取 nw 26.7r/s(16r/min)所以实际切削速度v 1.425(m/ min)1切削工时：查参考资料2机械加工工艺手册按照式3-7得:2.钻M6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f 0.95mm/rv 0.85m /s(51m / mi n)由式3-8得：1000v10000.85ns54.14r /s(3248.4r /min)dw3.145按机床选取 nw 50.7
18、r/s(3040r/min)所以实际切削速度v 5 50.7 0.796(m/min)1000切削工时： 查参考资料2机械加工工艺手册l1 1mm l2 3mm由式3-7得:f 0.90mm/ rv 1.35m /s(81m /mi n)由式3-8得:h 1mm I2 3mm由式3-7得:3.15s2.5.7.惚 1 45 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,n 7.564r /s(454r / min)2.5.8.扩孔(扩14的孔)f 0.90mm/ rv1.35m /s(81m /mi n)切削深度：aP1.0mm由式3-8得：1000v1000 1.35 “ ，一 一小
19、一，.、ns28.662r / s(1719.75r / min)dw3.14 15按机床选取：nw 26.7r / s(1600r /min)所以实际切削速度:由式3-8得:3.15s2.5.9.刨削导轨面（粗、半精刨削导轨面及刨削导轨面的工艺面、精 刨导轨面）1.粗刨：（1） .加工条件加工要求：粗刨导轨面。机床：端面铣床BE755刀具：粗铣端面刀具材料选用YG6，do 160mm 0（2） .计算切削用量1若考虑工件的粗糙度，加工余量为 Zmax 3mm,Zmin 2.5亦但实 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
20、1.3mm 02每齿进给量：af 0.18mm 查参考资料2机械加工工艺手册3计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册3耐用度： t 10.8 10 s由3-4得245doO.2kv0 2245 1600.2 1.03、0.15 015 0.35 02 068(10.8 10 ) 1.3 0.25 96 60 2.47 m/s4功率计算5 0.9 0.74pm 167.9 10 ap af aeznkpm 8.3kW2.半精刨削导轨面及铣削导轨面的工艺面(1).加工条件加工要求：半精铣削导轨面及铣削导轨面的工艺面机床：端面铣床BE755 刀具：粗铣端面刀具材料选用 YG6，d。160(2).
21、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，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax 2.6mm2每齿进给量af 0.18mm 查参考资料2机械加工工艺手册3计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册耐用度t 10.8103s由3-4得：245d00.2kvV 0.32 0.15 0.35 0.2 0.68T ap af ae 600 2245 160 . 1.0(10.8 103)0.15 1.30.15 0.250.35 960.2600.682.47 m/s功率计算5 0.9 0.74pm 167.9 10 5ap0.9a
22、f 0.74aeznkpm 8.3kW3.精刨：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 60。1mm吃刀深度 ap每转进给量f 0.5（mm/r）达到粗糙度要求6.3 （ 44. 粗刨燕尾底面 加工要求：铣刨燕尾底面。机床：端面铣床 BE755 刀具：。铣端面刀具材料选用 YG6， d0 80mm。铣吃刀深度 ap 3mm每转进给量f 0.5（mm/r）就能够达到粗糙度要求2.5.10.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 20mm，齿数20。铣吃刀深度
23、ap 2mm每转进给量f .5（mm/r）就能够达到粗糙度要求2.5.11.刨削燕尾面（粗刨、精刨燕尾面）（1）.加工条件加工要求：刨削燕尾面。机床：刨床BE755刀具：。精铣端面刀具材料选用YG6 , d。60mm1）.粗刨2.6mm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考虑，分二次加工，吃刀深度ap 1.3mm2每齿进给量af 0.18mm 查参考资料2机械加工工艺手册3计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册3每转进给量:耐用度t 10.8 10 S由3-8得：245d00.2kvV 0
24、.32 0.15 0.35 0.2 0.68T ap af ae 600 2245 160 . 1.03、0.15 0.15 0.35 0.2 0.68(10.8 10 ) 1.3 0.25 96 602.47 m/s功率计算pm 167.9 10 5ap09af74aeznkpm 8.3kW2）.精铣吃刀深度：ap 1mm0.5（mm/r）达到粗糙度要求6.3（ 4）2.5.12.镗削（精镗、细镗17的孔）取刀杆直径D 12mm ,刀杆伸出量100 mmr 28 14 r Z 7 mm粗镗：加工余量 2 。分两次加工。令ap1 4mm3mm，选用9硬质合金YT5镗刀。f .21mm/r细镗：
25、取刀杆直径D 12mm，刀杆伸出量10 mm粗镗：加工余量:分两次加工。令ap1 4mm，ap2 3mm，选用90硬质合金YT5镗刀f 0.21mm/ r。2.5.13.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）60ZR2V（S）P10 4 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fr、fa。精磨时，必须采用小的fr、fa、Vw。要根据工件的尺寸大小、刚性的好坏，选择合理的 fr、fa
26、。根据加工材料的强度和硬度以及导热性， 合理地选择fr、Vw。根据砂轮的切削 性能的好坏使用合理的fr。磨削细长零件时，工件容易产生震动，Vw应适 当降低些。由此选择如下：n 砂 1500r/mi n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2机械加工工艺手册表2.4-167径向进给量：fr 0.015mm/ 双行程查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-167切削工时：式中L 加工长度，138mmb 加工宽度，90mm加工余量，0.022mmK系数，1.14Z同时加工零件数丄 2 138 90 0.022 1.14 一 “ tm 4
27、1.7s1000 0.166 2 0.015 32.燕尾面的磨削选用机床： 导轨磨床MM52125磨具：粗磨米用平行砂轮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）工件速度径向进给量fr 0.015mm/双行程(表 24-167)切削工时:式中L 加工长度，90mmb 加工宽度，11mm加工余量，0.022mmK系数，1.14Z同时加工零件数2 90 11 0.022 1.14 tm 3.3s1000 0.166 2 0.015 32.5.14.镗削（镗削14的孔、镗削28的沉降孔）
28、1.镗削14的孔r 14 12 ,Z 1mm粗镗：加工余量2 。分两次加工。令ap1 4mm，ap2 3mm，选用9硬质合金YT5镗刀f .21mm/r2.镗削28的沉降孔取刀杆直径D 12mm ,刀杆伸出量1mm粗镗：加工余量:分两次加工。令ap1 4mm，ap2 3mm，选用9硬质合金YT5镗刀f .21mm/ r2.5.15.攻丝公制螺纹M6mm，由于加工的材料是铸件，因此选取如下：v .115m/s (查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-15)所以 ns 6.14r /s(366r / mi n)按机床选取nw2.5.16.导轨面配刮采用人工配刮达到113点/25 252.5.17. 珩磨： 17H 6mm 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 ve 0.417 0.5m/ s （精加工 0.583m / s）圆周速度 V 0.383 0.467m/s （精加工 0.533m/s）往复速度 vf 0.167 0.2m / s （精加工 0.225m/s）3 油石的径向进给为 1.5 10 3m/r 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2.5.18.精加工17H6的
