尾座体夹具设计说明书论文

1、 2016届机械制造工艺学课程设计 尾座体加工工艺及夹具设计姓名： 白 涛 学 号： 8011212311 所属学院： 机械电气化工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 机械16-3班 指导教师： 廖结安 日 期： 2015.10.21 机械制造工艺学课程设计任务书题目：“尾座体”零件的机械加工工艺规程及典型夹具设计（年产量为5000件）内容1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程综合卡片 1张4.夹具装配图 1张5.夹具零件图 1张6.课程设计说明书 1份班 级 机械16-3 学生姓名 白涛 同组学生 苏通 彭群群 王庭磊 岳玉刚 指导教师 廖结安 I塔里木大学-机械

2、电气化工程学院-机械制造工艺学课程设计目 录1序言12零件分析 22.1零件的特点32.2工艺分析33工艺规程设计43.1确定毛坯的制造形成43.2基准的选择43.3制定工艺路线53.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定73.5确定切削用量及基本工时94夹具设计 104.1问题的提出104.2夹具设计 11总结 12致谢 13参考书目 14 塔里木大学-机械电气化工程学院-机械制造工艺学课程设计1 序 言本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活

3、中占有重要地位。在各种主要的课程学习完成之后，来一次机械制造工艺学的课程设计，不仅检验了我们的学习质量，还让我们重新翻起了这些久未阅读的课本。俗话说，实践是检验真理的唯一标尺。那么，这次的设计能帮助我们认识到自己学习上的不足与缺陷，这对我们以后有很大的益处。我希望我能在这次的设计中提升自己，加强分析、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。15 塔里木大学-机械电气化工程学院-机械制造工艺学课程设计2 零件分析2.1.零件的特点题目所给的零件是机床尾座体，17H6的孔与顶尖研配，底面和75°斜面与磨床工作台相

4、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。 2.2.零件的工艺分析 “尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1）以14mm孔为中心的加工表面。这一组表面包括14mm孔以及26×1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。这一组表面包括17H6孔

5、以及1×45°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0.003mm； 17H6孔圆柱度公差为0.004mm； 17H6孔中心线与基准面A平行度公差的要求为0.005mm； 17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.005mm；17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为00.1；17H6的孔与燕尾面的位置度误差不超过0.15；各面的粗糙度达到需要的要求；17H6的孔需精加工、研配；导轨面配刮1013点/2525。塔里木大学-机械电气化工程学院-机械制造工艺学课程设计3 工艺规程设计3

6、.1.确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，硬度为170-241HB。考虑到零件的形状，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。 3.2.基准的选择 (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

7、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17H6孔两个端面自然就成了精基准,。因为A、B面既是设计及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17H6孔和A、B面互为基准进行加工。3.3.制订工艺路线 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

8、虑经济效果，以便使生产成本下降：（1）  工艺路线方案一：    工序1：钻15mm孔    工序2：粗铣基准面A与底部Ra=12.5m的凹槽面    工序3：粗铣2×2的槽    工序4：粗铣基准面B    工序5：钻14mm孔，锪26×1的沉头孔    工序6：粗铣凸台面    工序7：钻孔，扩孔和攻M6的螺纹    工序8：粗铣圆柱体左右端面    工序9：粗铣右端面 

9、  工序10：粗、精磨17H6孔    工序11：精铣基准面A    工序12：精铣基准面B    工序13：精铣2×2的槽    工序14：半精铣圆柱体左右端面    工序15：半精铣右端面    工序16：车17H6孔1×45°倒角，去毛刺    工序17：检查（2）工艺路线方案二：    工序1：粗铣基准面A与底部Ra=12.5m的凹槽面    工序2：粗铣2×

10、2的槽    工序3：粗刨基准面B    工序4：钻14mm孔，锪26×1的沉头孔    工序5：粗铣凸台面    工序6：钻15mm孔    工序7：车M6螺纹    工序8：粗铣圆柱体左右端面    工序9：粗铣右端面    工序10：粗、精磨17H6孔    工序11：精铣基准面A    工序12：精刨基准面B    工序13：精铣2×2的槽 

11、;   工序14：半精铣圆柱体左右端面    工序15：半精铣右端面    工序16：车17H6孔1×45°倒角，去毛刺    工序17：检查（3）工艺方案的比较与分析    上述两个方案的特点在于：方案一是先加工17H6孔，然后加工基准面A；而方案二是先加工基准面A和B，后加工17H6孔。经比较，方案一能保证17H6孔中心线到基准面A和B的距离，符合位置度的要求。方案二就不会确保17H6孔到基准面A和B的距离，因此不满足位置度要求。所以，可以知道，方案一优于方案二。但是，方案一中有许

12、多不合适的工序，比如，钻孔之前要先铣端面，还有，基准面B 要刨。凸台面先加工，然后钻孔等等。所以，修改后确定工艺如下：   工序1：粗铣圆柱体左右端面。以底面为粗基准，选用X6042卧式铣床。   工序2：钻15mm孔。以工序2加工的左右端面作为粗基准，选用Z525立式钻床。   工序3：粗铣基准面A与底部Ra=12.5m的凹槽面，粗铣2×2的槽以及底面。以17H6孔为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。   工序4：粗刨基准面B。基准面A为定位粗基准，选用B6035牛头刨床。   工

13、序5：粗铣右端面,粗铣凸台面。基准面A为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。   工序6：钻14mm孔，锪26×1的沉头孔。以尾座体端面A，B定位，选用Z525立式钻床。   工序7：钻孔，扩孔和攻M6的螺纹。以17H6孔为粗基准，选用Z525立式钻床。   工序8：扩、铰17H6孔。基准面A和B为定位粗基准，选用Z525立式钻床。   工序9：半精铣圆柱体左右端面。以17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。   工序10：半精铣右端面。基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床

14、。   工序11： 精铣基准面A。精铣2×2的槽。以17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。    工序12：精铣基准面B。基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床。   工序13：锪17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以17H6孔为精基准，选用Z525立式钻床。   工序14：研配17H6孔。 基准面A和B,右端面与17H6孔两端面为定位精基准。 工序15：配刮A、B面 工序16：检查。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定铣削加工加工余量依据机械加工工艺手册设计实用手册表

15、831以及表1550查得、公差依据互换性与测量技术基础表32查得表面粗糙度以及经济精度由机械制造工艺学表115查得“尾座体”零件材料为HT200，生产类型为小批量生产，采用砂模铸造。根据上述原始资料及加工工艺，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：    （1） 尾座体基准面A。据金属机械加工工艺人员手册（以下简称人员手册）表5-6，铸件偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。参照实用金属切削加工工艺手册（以下简称切削手册）第414页可知，加工余量为：粗铣：Z=2mm，精铣：Z=0.85mm。粗铣削的加工精度I

16、T11级，因此偏差±0.11。精铣削偏差即为零件偏差：  。    （2）Ra=12.5m的底面。只要求粗加工。参照切削手册第414页可知，加工余量：Z= 4mm。    （3）基准面B。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。参照人员手册表5-72，粗刨Z=2mm,精铣Z=0.85mm。刨削公差即为零件公差： 0.3mm。    （4）右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。参照切削手册第414页可知，粗铣Z=1.3mm，半精铣Z=0.7mm。    （5）凸台面。Ra=12.5m。只要求粗

17、加工。参照切削手册第414页可知，加工余量Z=2mm。    （6）圆柱体形左右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。参照切削手册第414页可知，粗铣Z=1.3mm，半精铣Z=0.7mm。（7） 17H6孔。精铰和研配。精铰2Z=0.15mm，研配2Z=0.05mm。公差+0.011mm（见互换性与测量技术表1-8）。      由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大和最小之分。本设计规定的零件为大批大量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最

18、小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。      基准面A与17H6孔的中心线之间的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图如下：   基准面A与17H6孔的中心线之间的尺寸公差分布图(调整法)          毛坯名义尺寸：105+3=108（mm）          毛坯最大尺寸：108+1.8=109.8（mm）          毛坯最小尺寸：108-1.8=106.2（mm） 

19、;         粗铣后最大尺寸：105+0.61=105.61(mm)          粗铣后最小尺寸：105.61-0.22=105.39(mm)          精铣后尺寸即达到105 (mm)。3.4.1 孔的端面不平度：、缺陷度：查参考资料4 机械制造工艺与夹具设计指导空间偏差： 根据参考资料4 机械制造工艺与夹具设计指导铸造公差： 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导，按铸件宽度查得的宽度公差（1）粗铣余量加工精度：IT12，公差查参考

20、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，公差，见图纸要求。精加工的余量为。所以总的加工为 3.5确定切削用量及基本工时3.5.1铣削17H6的孔的两端面。1.粗铣：（1）.加工条件加工要求：铣的孔的端面。机床：X6042卧式铣床刀具：粗铣端面刀具材料选用YG6，由铣削宽度选择。查参考资料5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, 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

21、2.3-5每齿进给量查参考资料5金属切削手册表6-12得计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册得耐用度 式（3.4）功率计算 式（3.5）2.精铣：（1）.加工条件加工要求：铣的孔的端面。机床：X6042卧式铣床刀具：。精铣端面刀具材料选用YG6，。 加工余量：0.7mm; 表面粗糙度：Ra=2.510 ;  经济精度：IT10;   公差：0.1mm加工长度L=35mm  吃刀深度 主轴转速n=956r/min 切削速度v=500m/min进给量达到粗糙度要求6.3（4）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。

22、经过与指导老师协商，决定设计铣削孔的两端面加工夹具。4.1 问题的提出利用这些夹具用来加工孔的两端面，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。4.2夹具设计 铣削孔的两端面加工夹具（1）定位基准的选择由零件图可知，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

23、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4.2（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 钻削时的扭矩，其值由切削原理的公式计算确定； 钻削时的时，左边压紧件产生力矩； 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 式（4.1） 式（4.2）（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。

24、总 结通过这次课程设计，使我对产品设计过程有了进一步的认识，对结构设计有了更进一步的了解，也加深了对大学四年中所学的基础知识的学习和理解。课程设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑，所设计的机构是否合理在实际运用中能否正常工作。毕业设计使我学会了从实际出发设计产品，而不仅仅考虑理论上的可行性。在本次课程设计的制作过程中，我深深的体会到一个看似简单的机构其实并不像我们想象中的那么简单，它所要考虑的东西还很多。要完善一个产品首先应该对其功能作用有充分的了解，然后对实现这些功能的结构进行分析，考虑哪种结构能够实现这种功能，哪种结构更加合理、有效、简便。根据了解的类似结构进行仔细分析，再进行适当的改进、创新，争取用最低的成本实现最先进的功能。最后再根据结构设计出各个零件，应当考虑到零件的加工、材料、成本等问题。在设计过程中，廖结安老师给予了我悉心指导，提出好的建议，使我获益良多。同学之间互相研讨，共同解决问题，互相帮助，互相学习，使我体会到了团队的可贵，懂得了团队精神的重要性。 毕业设计是我在学校的最后一次答卷，