尾座体工艺设计论文

摘 要 本次设计 座体的加工工艺的设计，具的具体设计； 题目所给的零件是机床尾座体 ， 17面和 75斜面与磨床工作台相连，通过 14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 17且有一个 螺纹孔，顶尖穿过 17 关键词 加工工艺，夹具，尾座体，设计 目 录 一、 零件分析 4 (一 )零件的作用 4 (二 )零件的工艺分析 4 二、 工艺规程设计 5 （一）确定毛坯的制造形式 5 （二）定位基准的选择 5 （三）拟定工艺路线 6 （五）加工工艺卡 8 （五）加工工序卡 9 （六 )机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 14 （七）确定切削用量及时间定额 17 (三 )夹具设计 26 三、设计小结 31 一 零件的分析 (一 )零件的作用 题目所给的零件是磨床 上的尾座体 。在零件中，顶尖与孔 17面和 75斜面与磨床工作台相连，通过螺栓 将孔 14要作用是固定顶尖。 35 圆柱体 的17 螺纹孔，顶尖穿过 17螺钉拧紧， 固定顶尖。 (二 )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 14一组表面包括 14261的沉头孔和粗糙度 （ 2）以基准面 A 为中心的加工表面。这一组表面包括 基准面 A 和基准面 B， a=a= （ 3）以 17为中心的加工表面。这一组表面包括 17以及 145的倒角，左右端面和 螺纹孔。其中主要加工面为 17 第二组和第三组加工表面有位置度 要求，如下： 17 17 17 平行度公差的要求为 17 平行度公差的要求为 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 各面的粗糙度达到需要的要求； 17孔需精加工、研配； 导轨面配刮 10 13 点 /25 25。 二 、工艺规程的设计 零件材料为 度为 170虑到零件的形状，由于零件年产量为 5000 件，已达到 大 批 大 量生产水平，故可以采用砂型铸造。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。 (1)粗基准的选择。 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。 (2) 精基准的选择。精度高的基准面 A、 基准面 B 和 17两个端面自然就成了精基准 ,。因为 A、 B 面既是设计 基 准又是装配基准这样符合 “基准重合 ”原则，其它各面、孔的加工可以以 A、 B 面为基准这符合 “基准统一 ”原则。 考虑到要保证加工余量均匀以及要有较高的形状、位置精度，故要求 17、 B 面互为基准进行加工。 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大量生产的条件下，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，以便使生产成本下降： （ 1） 工艺路线 方案 ： 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） 工序 （钻、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： 工序 15. 精加工 17孔研配 工序 16. 终检 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 共 1 页 产品名称 零（部）件名称 尾座体 第 1 页 材料牌号 坯种类 砂型铸件 毛坯外形尺寸 15210540毛坯件数 每台件数 1 备注 工序号 工 序 名 称 车间 工种 机床型号 工 艺 装 备 刀具 量具 1 粗铣、半精铣底面 A、斜面B， 金工 铣 卧式铣床 5燕尾铣刀 游标卡 尺、 2 铣右端面 粗铣导轨平面 金工 铣 卧式铣床 铣刀 游标卡尺 3 粗铣圆柱体左右端面 金工 铣 卧式双面 铣床 端铣刀 游标卡 尺、 4 精铣圆柱体左右端面 金工 铣 卧式双面 铣床 端铣刀 游标卡尺 5 铣底面 金工 铣 卧式铣床 铣刀 6 钻 14 孔、锪 26沉孔 金工 钻 麻花钻、 7 钻、扩、铰 17孔、锪 1角 金工 钻 扩 麻花钻、扩孔钻、铰刀、锪刀 8 钻 纹 金工 麻花钻 9 铣 2金工 卧式铣床 刀 10 精铣底面 金工 卧式铣床 5燕尾铣刀 11 镗 17 孔 金工 镗床刀 12 配刮底面 金工 钳工台 刮刀 13 研磨 17 孔内表面 金工 钳工台 14 去毛刺 金工 钳工台 锉刀 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 尾座体 工序名称 粗底平面 工序号 01 技检要求 按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸 16,要求已加工平面无明显刀痕 基准面 下平面与侧面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 00 立式铣 床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 工步号 工步内容 走刀长度( 毫米） 走刀次数 切削深度( 毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 粗铣平面 ,控制尺寸到 16 44 1 2 00 速钢三面刃圆盘铣刀 1 1 专用量具 2 精铣平面 ,控制尺寸到 16 44 1 2 5 速钢三面刃圆盘铣刀 1 1 专用量具 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 尾座体 工序名称 粗铣顶部宽度为 80 的两侧面 工序号 02 技检要求 按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸 80无明显刀痕 ,并且保证各面没有可以刀痕 基准面 下平面与侧面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 00 立式铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 工步号 工步内容 走刀长度( 毫米） 走刀次数 切削深度( 毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转/分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 粗铣平面 ,控制尺寸到 80 40 1 2 00 速钢三面刃圆盘铣刀 1 1 专用量具 精铣平面，控制尺寸到 280 40 1 1 5 1 高速铣刀 1 1 专用 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 尾座体 02 工序名称 粗铣导轨平面 工序号 技检要求 按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸 ,工平面无明显刀痕 基准面 上平面与侧面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 00 立式铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 工步号 工步内容 走刀长度( 毫米） 走刀次数 切削深度( 毫米） 切削速度（米/秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 粗铣平面 ,控制尺寸到 38 1 2 00 速钢三面刃圆盘铣刀 1 专用量具 2 精铣平面 ,控制尺寸到 38 1 1 5 速钢三面刃圆盘铣刀 1 专用量具 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 尾座体 工序名称 钻 17 到 15 工序号 04 技检要求 按照图示要求保证粗糙度并保证孔尺寸 ,孔表面没有明显可见的刀痕迹 ,控制各孔的轴之间的同轴度要求 基准面 下平面与侧面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 00 卧式镗床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 工步号 工步内容 走刀长度( 毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 定位夹紧 专用塞规 2 钻上面各孔至 15 80 1 00 17 的麻花钻头 1 材料： 图 3 3 尾座体 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 毛铸造公差： 2200 按铸件宽度 2 查得的宽度公差 （ 1）粗铣余量 加工精度： 差 加工表面粗糙度： 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 孔 17 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为 6确定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 扩孔： 2 1 精镗： 细镗： 珩磨： 17 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 半精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此半精加工的余量选择 精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此精加工的余量选择 总的加工余量 1 。 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 。 精加工： 加工长度 38 、加工宽度 0 ，因此精加工的余量选择 总的加工余量由式 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，确定工序加工尺寸及余量为： 钻孔： 扩孔： 孔加工 公称直径 加工前的钻孔直径 因此钻孔的加工余量为： 。 （一）切削用量的计算 1、加工圆柱体左右端面的切削用量 粗铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =4 （ 2）、进给量的确定由表可得，按机床功率为 5件夹具系统刚度为中等条件 选取，该工序的每次进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按整体铣刀、 d/z=68/10 条件选取，铣削速度 v=公式 n=1000v/求的该工序铣刀转速， n=1000*8=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=160r/求的该工序的实际铣削速度v=000=60*68/1000=精铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =1 （ 2）、进给量的确定由表可得，按机床功率为 5件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每次进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按整体铣刀、 d/z=68/10、 =z 条件选取，铣削速度 v=公式 n=1000v/n=1000*8=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=255r/求的该工序的实际铣削速度v=000=55*68/1000= 2、钻、扩、铰 17孔的切削用量 钻孔工步 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =15 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削 速度 v=17m/公式 n=1000v/000*17/5=361r/525型立式钻床的主轴转速，取转速 n=392r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度 v=000=扩孔工步 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =1 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=17m/公式 n=1000v/000*17/6=525型立式钻床的主轴转速，取转速 n=392r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度 v=000=铰孔工步 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=公式 n=1000v/000*525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=272r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度 v=000=3、加工底面 A 和斜面 B 的切削用量 粗铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =3 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 3定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按 d/z=20/5、 =z 条件选取，铣削速度 v=35m/公式 n=1000v/序铣刀转速， n=1000*35/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=490r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000=半精铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按 d/z=20/5、 =z 条件选取，铣削速度 v=39m/公式 n=1000v/求的该工序铣刀转速， n=1000*39/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=590r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000=37m/精铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表 5 d/z=20/5、 =z 条件选取，铣削速度 v=39m/公式 n=1000v/求的该工序铣刀转速， n=1000*39/0=照表可得所列 转速 n=590r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000=37m/4、加工右端面的切削用量 粗铣 （ 1）、被 吃刀量的确定选被吃刀量 =3 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 3定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按 d/z=20/5、 =z 条件选取，铣削速度 v=35m/公式 n=1000v/求的该工序铣刀转速， n=1000*35/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=490r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000=精铣 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =1 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按 d/z=20/5、 =削速度 v=39m/公式 n=1000v/n=1000*39/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴 转速，取转速 n=590r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000=37m/5、钻 14孔、锪 26沉孔的切削用量 钻 14 孔的切削用量 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =14 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=17m/公式 n=1000v/000*17/4=525型立式钻床的主轴转速，取转速 n=392r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=000=92*14/1000=锪 26 沉孔的切削用量 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 =26 （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=20m/公式 n=1000v/000*20/6=525型立式钻 床的主轴转速，取转速 n=272r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=000=72*26/1000=6、镗 17孔的切削用量 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=70m/公式 n=1000v/000*70/册第六章金属切削机床表所列 轴转速，取转速 n=1300r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度 v=000=7、铣 2（ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定表按工件材料为铸铁铜合金铣刀直径 60切槽宽度为 2 选取，确定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由可得，按 d/z=60/36、 =z 条件选取，铣削速度 v=40m/公式 n=1000v/求的该工序铣刀转速， n=1000*40/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=210r/求的该工序的实际铣削速度v=000=10*60/1000=8、加工 钻 纹的牙型按普通细牙螺距为 纹加工） （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度的计算由表可得，取切削速度 v=16m/公式 n=1000v/000*16/转速 n=960r/将此转速带入 公式可求的该工步的实际钻削速度v=000=60*000=攻 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取该工步的每转进给量 f=r。 （ 3）、切削速度 的计算由表可得，取切削速度 v=公式 n=1000v/000*=转速 n=392r/将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=000=92*6/1000=9、底面 的切削用量 （ 1）、被吃刀量的确定选被吃刀量 = （ 2）、进给量的确定由表可得，选取高速钢立铣刀直径 20数为 5，由被吃刀量为 定进给量 f=z。 （ 3）、铣削速度的计算由表可得，按 d/z=20/5、 =削速度 v=35m/公式 n=1000v/n=1000*35/0=照表所列 卧式万能铣床的主轴转速，取转速 n=490r/求的该工序的实际铣削速度v=000=90*20/1000= （二）、时间定额的计算 基本时间的计 算，以粗铣圆柱体左右端面为例说明确定时间的方法。 根据表中，面铣刀铣平面的基本时间计算公式， t =（ l+l1+f 可求出该工序的基本时间。式中 l=2*35=70 80- 80 +2=6f =f*n=0*300=60mm/ 将上述结果带入公式 t =（ l+l1+f ，则该工序的基本时间t =（ 70+6+1） /60=77s (三 ) 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； 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 以及位置度的要求为 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