毕业论文车床尾座体机械加工工艺与工装设计

1、内蒙古科技大学 毕业设计（论文） 题目： 车床尾座体机械加工工艺与工装设计 系 别 专业名称 班级学号 学生姓名 指导教师 二O一五年 六 月 摘 要尾座体是车床上的重要的部件之一，是车床上用以支撑轴类零件车削加工和实施钻孔的主要车床附件。本文针对某类给定的尾座体进行了加工工艺与工装的设计，完成了以下工作：（1） 概述了尾座体的技术和现状发展；（2） 对尾座体进行了工艺分析，并提出了两种方案进行比较；（3） 编制了尾座体的工艺规程，完成了其工序卡的设计；（4） 针对工艺中的某重要工序，设计完成了一套铣槽夹具和镗孔夹具，包括定位元件，夹紧机构、对刀块、夹具体的设计并分析了定位误差。关键词：尾座体

2、 工艺 工装 设计 Abstractstalk spare parts, the car pares to process the main lather enclosure that drills a hole with implementation.This text aims at a certain the tail body giving certainly carried on to process the design that craft and work pack and completed once work:(1)All said a tail the technique

3、 and present condition development of the body;(2)Carried on craft analysis to the tail body, and put forward two kinds of projects to carry on a comparison;(3)Drew up a tail body of craft regulations, completed the design of its work preface card;(4)Aim at a craft in of some important work preface,

4、 designed to complete a set of Xian slot tongs, including fixed position component, clipped tight organization, to the knife piece, clip a concrete design and analyzed a fixed position error margin.Keywords: tailstock craft clamping design目录1. 绪 论12.尾座体的工艺设计22.1 机械加工工艺规程概述32.1.1 工艺规程的作用32.1.2 制定工艺规程

5、的原则32.1.3 制订工艺规程的步骤32.2 工艺分析42.2.1 零件的技术条件42.2.2 加工表面及其要求4零件的材料52.3毛坯的选择5毛坯的种类6毛坯选择时应考虑的因素6确定毛坯的类型及制造方法72.4 基准的选择82.5 机械加工工艺路线的拟订92.5.1.表面的加工方法的选择9加工工艺路线的拟订112.6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定132.7 选择机床设备及工艺装备143 尾座体的工装设计153.1 夹具概述153.1.1 概述153.1.2 定位方案及定位元件173.1.3 夹紧装置183.1.4 定向键、对刀块19夹具体19标注尺寸和公差配合203.2 铣槽夹具设计

6、213.2.1 加工要求21铣床夹具的主要类型213.2.3 定位方案的选择223.2.4 夹紧装置的确定243.2.5 定位键、定向键、对刀块的确定253.2.6 夹具体的确定26铣槽夹具的确定273.3镗模夹具设计293.3.1 加工要求293.3.2 镗孔工具设计29定位方案及定位元件的设计30夹紧装置的确定32底座和支架设计32镗孔夹具的确定354全文总结364.1本文的主要工作364.2毕业设计心得36参 考 文 献37致 谢381. 绪 论机械制造工业是国家建设和社会发展的支柱之一。机械制造可分为热加工和冷加工两部分，热加工指铸造、塑性加工、焊接、表面处理等；冷加工一般是指零件的机

7、械加工工艺过程和装配工艺过程，当前还包括特种加工技术等。一般机械制造多指机械制造的冷加工部分。机床尾座体作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。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。尾座体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。在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对象的形状、尺寸、相对

8、位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要部分。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程。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。在机械制造中，工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。它是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实在的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。它对提高劳动生产率、保证

9、产品质量降低产品成本和提高企业经济效益有十分重要的作用。在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具。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。机械产品是由若干个零件和部件组成的。所谓装配就是按规定的技术要求和精度，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的工艺过程。把零件装配成组件，或零件和组件装配成部件，以及把零件、组件和部件装配成最终产品的过程分别称为组装、部装和总装。装配的准备工作包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等。零件的装入、联结、部装总装以及装配

10、过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆和包装等都是装配工作的主要内容。装配不但是决定产品质量的重要环节，而且通过装配还可以发现产品设计、零件加工以及装配过程中存在的问题，为改进和提高产品质量提供依据。装配工作量在机器制造过程中占有很大的比重。目前，在多数工厂中，装配工作大部分靠手工劳动完成。所以装配工艺工作更显重要。选择合适的装配方法、制定合理的装配工艺规程，不仅是保证产品质量的重要手段，也是提高劳动生产率、降低制造成本的有力措施。2.尾座体的工艺设计2.1 机械加工工艺规程概述 用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来，成为指导性技术文件，就是机械加工工艺规程。它是在具体的生产条

11、件下，以比较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成的工艺文件，经审批后用来指导生产地。其主要内容包括：零件加工工序内容、切削用量、工时定额以及工序所采用的设备和工艺装备等。2.1.1 工艺规程的作用（1） 它是指导生产的主要技术文件工艺规程是最合理的工艺过程的表格化，是在工艺理论和时间经验的基础上制定的。工人只有按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量和较高的生产率及较好的经济效果。（2） 它是组织和管理生产的基本依据在产品投产前要根据工艺规程进行有关的技术准备和生产准备工作，如安排原材料的供应、通用工装设备的准备、专用工装设备的设计与制造、生产计划的编排、经济核算等工作。生产中对工人业

12、务的考核也是以工艺规程为主要依据。（3） 它是新建和扩建工厂的基本资料 新建和扩建工厂或车间时，要根据工艺规程来确定所需要的机床设备的品种和数量、机床的布置、占地面积、辅助部门的安排等。2.1.2 制定工艺规程的原则 工艺规程的制定原则:所制定的工艺规程，能在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。同时，还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，在编制时还应做到正确、完整、统一、和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号都要符合相应标准。2.1.3 制订

13、工艺规程的步骤（1）分析零件图和产品装配图；（2）选择毛坯；（3）选择定位基准；（4）拟定工艺路线；（5）确定加工余量和工序尺寸；（6）确定切削用量和工时定额；（7）确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；（8）确定各工序的技术要求和检验方法；（9）填写工艺文件；2.2 工艺分析2.2.1 零件的技术条件车床尾座体的零件图如下。该零件是车床上的一部分。尾座体的底面一方面与车床的导轨相结合，在车床上滑动；另一方面尾座体通过顶针支持轴类零件的车削加工，对尾座体而言，则要求有一定的支持刚性，故尾座体构成不规则的结构。为了提高尾座体的强度和刚度，尾座体采用机械性能强的珠光体灰口铁（牌号HT200）铸造而

14、成。零件的主要工作表面为底面，零件的主要配合面为60H6,35H8的孔。主要技术要求为：1、铸件不得有砂眼、气孔、缩松、裂纹等缺陷，2、零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。3、未注倒角R2.534、生产纲领：年产约500件；2.2.2 加工表面及其要求 60H6的孔：孔径60+0.019 0，右端倒角为145，表面粗糙度Ra0.8,对于D面的平行度为0.1，对于A面的垂直度为0.03，圆柱度为0.01 底面： 表面粗糙度Ra0.8 左端面：表面粗糙度Ra3.2 右端面：表面粗糙度Ra3.2 底部右端面：表面粗糙度Ra3.2 35H8的孔：孔径35+0.039 0，表面粗糙度R

15、a3.2 18H8的孔：孔径18+0.027 0，表面粗糙度Ra3.2 5的孔：孔径5，表面粗糙度Ra3.2 32H7的孔：孔径32+0.025 0，表面粗糙度Ra3.2 10H9的孔：孔径10+0.036 0，表面粗糙度Ra12.5 10H7的孔：孔径10+0.039 0，表面粗糙度Ra1.6 16H7的孔：孔径16+0.018 0，表面粗糙度Ra3.2 32H8的孔：孔径32+0.039 0，表面粗糙度Ra3.2 底面槽：4910，45的斜面，表面粗糙度Ra3.22.2.3零件的材料零件的材料为HT200，是珠光体灰口铁。其特性是该材料能承受较大的应力(抗拉强度达200MN/；抗弯强度达4

16、00 MN/)。其金相组织结构为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，由于它是硬的渗碳体和软的铁素体相间组成的混合物，所以其机械性能介于铁素体和渗碳体之间，故强度较高，硬度适中，有一定的塑性，从金相组织显微来看，铸铁中化合碳正好等于0.77%，珠光体中的铁素体与渗碳体一层层交替间隔，呈片状排列，而其余的碳是以片状石墨存在，使切削过程中切屑不能连续成形。 2.3毛坯的选择选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而其影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性。如选择高精度的毛坯，可以减少机械加工劳动量和材料消耗，提高机械加工生产率，降低加工成本。但是，却

17、提高了毛坯的费用。因此毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得到最佳效果。正确选择毛坯是工艺技术人员应高度重视的问题，零件加工过程中工序的内容或工序数目、材料消耗、热处理方法、零件制造费等都与毛坯的材料、制造方法、毛坯的误差与余量有关。2.3.1毛坯的种类1、铸件 铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。较常用的是型砂铸造。当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法；当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝有色金属。2、锻件 锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自

18、由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。3、型材 型材有热轧和冷拉，热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。4、焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它简单方便，生产周期短。但需经过时效处理后才能进行机械加工。5、冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。 2.3.2毛坯选择时应考虑的因素1. 零件的材料及机械性能要求 由于材

19、料的工艺特性，决定了其毛坯的制造方法，当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如材料为灰口铸铁的零件比用铸造毛坯；对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，在形状较简单及机械性能要求不高时可用型材毛坯，有色金属零件常用型材或铸造毛坯。2. 零件结构形状与大小 大型且结构简单的零件毛坯多用型砂铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，如直径和台阶相差不大可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。3.生产纲领的大小 当零件的生产批量较大时，应选用精度和生产率均较高的毛坯制造方法，如模锻、金属型铸造和精密铸

20、造等。当单件小批生产时，则应选用木模手工造型铸造或自由锻造。4. 现有生产条件 确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造水平和能力、外协的可能性。5. 充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精炼、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需进行加工，大大提高经济效益。2.3.3确定毛坯的类型及制造方法由于零件材料为HT200，零件的形状不规则，由零件的生产纲领为成批生产和零件图技术要求可知，选择的零件应为铸件，采用砂型铸造方法。确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状如图2.1-1 图1 毛坯图 尺寸公差为

21、：GB/T1804m机械加工余量等级为： AM-H确定毛坯的技术要求：铸件无明显的铸造缺陷未注圆角R2.532.4 基准的选择基准是用来确定工件上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。基准可分为：设计基准、工艺基准、定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。由于零件在加工过程中，定位基准选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大影响，而且对工装的设计、制造成本也有很大的影响。因此，定位基准的选择实际上是定位基面的选择。根据作为定位基准的工件表面状态不同，定位基准有粗基准和精基准两种。粗基准的选择原则为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面为粗基准。粗基准的选择，应合理分配

22、各加工表面的加工余量。作为粗基准的表面应平整光洁，没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。精基准的选择原则基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。统一基准原则 当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时，应尽可能在多数工序采用此同一组精基准定位。互为基准原则 为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀可采取反复加工、互为基准的原则。自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准。便于装夹原则由附图B.1（零件图）所示的尾座体上的多数尺

23、寸及公差以底面为设计基准，因此，必须先加工底面，为后续的工序准备基准。根据粗、精基准的选择原则，确定各加工表面的基准如下：60H6的孔： 底面左端面： 右端面右端面： 左端面底部右端面： 左端面35H8的孔： 底面18H8的孔： 底面5的孔： 35H8的孔32H7的孔： 底部右端面10H9的孔： 32H7的孔10H7的孔： 左端面16H7的孔： 60H6的孔32H8的孔： 60H6的孔槽： 底面及右端面2.5 机械加工工艺路线的拟订2.5.1.表面的加工方法的选择确定各表面的加工方法：表面加工的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面，选择一套合理的加工方法。在选择加工方法时，首先要满足加工质

24、量，同时也要兼顾生产率和经济性。确定加工方法时必须根据被加工表面的精度和粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再选定精加工前的一系列准备工序的加工方法，由粗到精逐渐达到要求。选择加工方法时还应考虑到工件材料的性质，工件的结构和尺寸，生产类型，具体生产条件和其它特殊要求。加工60H6的孔，加工精度IT6，查简明机械加工工艺手册P10表19，加工方法有细铰、细镗、研磨。而孔的表面粗糙度为0.8，对于D面的平行度为0.1，对于A面的垂直度为0.03，圆柱度为0.01，查简明机械加工工艺手册P11表111，查得其加工路线为粗镗半精镗精镗细镗。对于孔进行研磨不方便，因此，不采用。细铰不能保证其形位公差，所以

25、也不采用。加工16H7的孔，加工精度IT7，查简明机械加工工艺手册P10表19，加工方法有细铰，粗拉或钻孔后精拉，细镗，精磨，挤扩孔。而孔的表面粗糙度为3.2，考虑到加工的经济和方便，查简明机械加工工艺手册P11表111，查得其加工路线为钻扩粗铰精铰细铰。由于孔在零件的位置和形状，采用粗拉或钻孔后精拉，不能对孔进行加工。而细镗又会在加工中增加设备和工序，不够经济。精磨孔不方便；挤扩孔，不能保证孔的位置和精度要求，所以这些加工方法不选择。加工底面，查简明机械加工工艺手册P9表18，加工方法有刨削及铣削，拉削，磨削，研磨，滚压，刮研，由于其表面粗糙度为0.8，查简明机械加工工艺手册P12表112，

26、其加工方法应为粗铣精铣刮研。刨削及铣削不能保证其表面粗糙度，拉削加工不方便，磨削、研磨滚压等均不能对工件方便的加工。 平面的加工加工要求加工方案说明IT7IT8表面粗糙度Ra(2.51.6) m粗刨半精刨 精刨1. 因刨削生产率较低故常只用于单件和中小批生产2. 加工一般精度的未淬硬表面3. 因调整方便故适应性较大，可在工件的一次装夹中完成若干平面、斜面、倒角、槽等加工IT7表面粗糙度Ra(2.51.6) m粗铣半精铣精铣1. 大批大量生产中一般平面加工的典型方案2. 若采用高速密齿精铣，质量和生产率更有所提高IT5IT6表面粗糙度Ra(0.80.1m)粗刨(铣)半精刨(铣)精刨(铣)刮研1.

27、 刮研可达很高的精度(平面度、表面接触斑点数、配合精度)2. 但劳动量大，效率低、故只适用于单件、小批生产IT5表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗刨(铣)半精刨(铣)精刨(铣)宽刀低速精刨1. 宽刀低速精刨可大致取代刮研2. 适用于加工批量较大，要求较高的不淬硬平面IT5IT6表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗铣半精铣粗磨精磨1. 适用于加工精度要求较高的淬硬和不淬硬平面2. 对要求更高的平面可后续滚压或研磨工序IT8表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗铣拉削1. 适用于加工中、小平面2. 生产率很高，用于大量生产3. 刀具价格昂贵IT7IT8表面粗糙度Ra(2.51.6m)对大型圆盘、圆环等回

28、转零件的端平面，一般常在车床（立式车床）上与外圆（或孔）一同加工（粗车半精车精车），这还可保证它们之间的相互位置精度其余的加工表面的加工方法及加工路线的选择方法按上面的方法进行查表选择。2.5.2加工工艺路线的拟订工艺方案一： 00 领取毛坯铸件05 人工时效10 粗铣底面15 粗镗孔60H6处20 铣左右端面25 铣底部右端面30 钻M20-7H，32H7，M8-7H等处的孔35 钻10H9处的孔40钻35H8，5，18H8，M6-7H等处的孔45 钻孔16H7，32H8处孔50 钻孔10H7处55 检验60 去应力处理65 精铣底面70 粗、精铣槽4910处75 半精镗孔60H6处80 精

29、铣左右端面85 精铣底部右端面90 扩粗铰精铰 M20-7H，32H7 ，M8-7H等处的孔95 扩粗铰精铰 10H9处的孔100 扩粗铰精铰 35H8，5，18H8，M6-7H等处的孔105 扩粗铰精铰 16H7，32H8处孔110 扩粗铰精铰 10H7处的孔115 精镗60H6处的孔120 细铰32H7的孔125 细铰16H7的孔130 细铰10H7的孔135 细镗60H6的孔140 攻螺纹M6-7H145 攻螺纹M20-7H，M8-7H150 刮研底面155 终检工艺方案二： 00 领取毛坯铸件05 人工时效10 铣底面15 铣左右端面20 铣底部右端面25 精铣底面30 精铣左右端面3

30、5 精铣底部右端面40钻扩粗铰精铰细铰M20-7H，32H7，M8-7H等处的孔45 钻扩粗铰精铰10H9处的孔50 钻扩粗铰精铰35H8，5，18H8，M6-7H等处的孔55 钻扩粗铰精铰细铰16H7，32H8处孔60 钻扩粗铰精铰细铰10H7处65 检验70 去应力处理75 粗、精铣槽4910处80粗镗半精镗精镗孔细镗60H6处85 攻螺纹M6-7H90 攻螺纹M20-7H，M8-7H100 刮研底面105 终检选择工艺路线方案一，是按工序分散原则组织工序，设备及工艺装备结构简单，调整和维修方便，工人容易掌握操作技术，生产准备简单，易于平衡工序时间，易适应产品变换，可采用最合理的切削用量，

31、既可缩减机动时间，又可更好的保证各个加工表面的加工质量。而方案二采用结构复杂的专用设备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，不利于转产。根据零件的形状和生产批量为成批，选择工艺方案一。2.6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量是指在加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量是毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差。影响加工余量的因素有1.) 上工序的各种表面缺陷和误差因素表面粗糙度Ra和缺陷层Da上工序的尺寸公差Ta上工序的形位误差a2.) 本工序加工时的装夹

32、误差。确定加工余量的方法有经验估算法、查表法和分析计算法。根据上述原始资料及加工工艺，查简明机械加工工艺手册，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：60H6的孔工序号工序内容加工余量工序公差工序尺寸表面粗糙度m135细镗0.1IT6601.6 115精镗1.3IT859.91.6 75半精镗4IT1158.63.2 15粗镗13.5IT1254.66.316H7的孔工序号工序内容加工余量工序公差工序尺寸表面粗糙度m 125细铰0.01IT7163.2 105扩铰孔2IT8163.2 45钻孔2.01IT11146.3底面工序号工序内容加工余量工序尺寸表面粗糙度m150刮研0.513

33、00.865精铣0.5130.53.210粗铣11316.32.7 选择机床设备及工艺装备工序集中或工序分散的原则确定之后，设备的类型就基本确定了。在选择设备时，还应考虑机床的主要规格尺寸与工件的外形尺寸相适应，机床的精度与工序要求的加工精度相适应，与现有的加工条件相适应。工艺装备的选择主要指夹具、刀具等的选择，它们对工序的加工精度、生产率和经济性有直接的影响。根据所选的生产现场为实习工厂的实际条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为：10 X5012铣床，铣刀，专用夹具， 15 T68镗床，镗刀，专用夹具，20 X5012铣床，铣刀，专用夹具， 25 X5012铣床，铣刀，专用夹具，

34、 30 Z5135钻床，钻头6，18，30，专用夹具 35 Z5135钻床，钻头8，专用夹具 40 Z5135钻床，钻头4，5，15，32，专用夹具 45 Z5135钻床，钻头30，14，专用夹具45 Z5135钻床，钻头8，专用夹具65 X5012铣床，铣刀，专用夹具，70 X5012铣床，铣刀，角度铣刀，专用夹具，75 T68镗床，镗刀，专用夹具80 X5012铣床，铣刀，专用夹具85 X5012铣床，铣刀，专用夹具90 Z5135钻床，钻头、绞刀，8，20，32，专用夹具95 Z5135钻床，钻头、绞刀，10，专用夹具100 Z5135钻床，钻头、绞刀，5，35，18，6，专用夹具105

35、 Z5135钻床，钻头、绞刀，32，16，专用夹具110 Z5135钻床，钻头、绞刀，8，专用夹具115 T68镗床，镗刀，专用夹具120 Z5135钻床，绞刀32，专用夹具125 Z5135钻床，绞刀16，专用夹具130 Z5135钻床，绞刀10，专用夹具135 T68镗床，镗刀，专用夹具140 丝攻，专用夹具145 丝攻，专用夹具150 刮刀，专用夹具3 尾座体的工装设计3.1 夹具概述 3.1.1 概述夹具指的是在机械加工过程中，为保证加工精度而采用的保证工件相对于机床和刀具正确相对位置，并保证加工过程中不因受外力的作用而改变已有正确位置的工艺装备的总称。由上述可知，夹具的作用之一是保证

36、工件在工艺系统中相对于机床和刀具具有正确的位置，这一过程称为“定位”。正确地定位是工件表面成形的前提。在加工过程中，工件要受到切削力、惯性力、重力等的作用，因此夹具的另一作用就是要保证 工件在外力的作用下仍能保持其正确位置。这两方面的作用称为“安装”。通过正确地安装，可以保证加工精度、稳定加工质量、提高劳动生产率、降低加工成本、扩大机床工艺范围、实现一机多能、减轻劳动强度、保证安全生产、平衡工序时间。在工艺系统中，夹具不仅影响系统刚性，更影响加工精度。在某些情况下，夹具是实现特殊零件加工厂的必要装备。随着机械制造技术的发展，新型夹具不断涌现，机床夹具的类型也愈来愈多。在生产应用中，按专门化程度

37、分如下几类：(1) 通用夹具 通用夹具指已标准化、具有较大适用范围的夹具。如三爪自定心卡盘、 四爪单动卡盘、万能分度头、回转工作台等。这类夹具通用性强，一般用于单件小批生产。(2) 专用夹具 专用夹具是指根据零件加工过程中某一工序的加工要求而设计的。其结构紧凑、操作方便，可有效的保证加工精度、提高工作效率。(3) 可调整夹具 可调整夹具包括通用可调夹具和专用可调夹具。其共同特征是：在完成一种工件的加工后，经过调整或更换个别元件，即可加工形状相似、尺寸相近或工艺相似的多种工件。(4) 专门化拼装夹具 这类夹具是针对特定工序要求，由通用性较强的标准元件和部件拼装而成。它具有通用夹具和专用夹具的特点

38、。(5) 自动线夹具 这类夹具包括自动线用夹具和数控机床夹具。按机床的类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床.夹具等。按动力源的不同可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具。虽然夹具的结构多种多样，但根据元件或机构的作用，其组成包括下列几部分。(1) 定位装置 其作用是确定工件在夹具体中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支承钉、支承板、V形块、定位销等。(2) 夹紧装置 它将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。(3) 对刀、引导元件 这类

39、元件的共同作用是保证工件与刀具之间的正确加工位置，如钻套、对刀块等。(4) 联接元件 其作用是保证机床与夹具之间的正确相对位置，如定向键、心轴锥柄等。(5) 夹具体 一般是指夹具体上最大、最复杂的基础元件，是夹具的基座或支架。其作用是把夹具各组成部分连接为一个整体。(6) 其它元件或装置 除上述的各部分以外的元件或装置，其作用是完成夹具工作时一些必要的动作。如某些夹具上的分度装置，上下料装置、工件抬起装置等。3.1.2 定位方案及定位元件 为使一批工件中的每一个工件放在夹具中都能获得一致的位置，必须通过工件上的定位基准与夹具中的定位元件相接触或相配合。由于工件的形状多种多样，故定位基准各不相同

40、，所以要合理的选择、设计、安置定位元件，以达到定位的目的。选择合理的定位基准的原则：1) 定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减少定位误差。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需要进行必要的加工尺寸及其公差的换算。2) 应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠。3) 在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免过定位现象。4) 在工件各加工工序中，力求采用统一基准，以避免因基准更换而降低工件各表面的相互位置精度。定位元件的设计定位元件要求1) 足够的精度 由于工件的定位是通过定位副的配合（或接触）实现的。定位元件上限

41、位基面的精度直接影响工件的定位精度。因此，限位基面应有足够的精度，以适应工件的加工要求。2) 足够的强度和刚度定位元件不仅限制工件的自由度，还支承工件，承受夹紧力和切削力的作用。因此，应有足够的强度和刚度，以免使用中变形和损坏。3) 耐磨性好工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。定位精度下降到一定程度，定位元件必须更换，否则夹具不能继续使用。为了延长定位元件的更换周期，提高夹具的使用寿命，定位元件应有较好的耐磨性。4) 工艺性好定位元件的结构应力求简单、合理，便于加工、装配和更换。工件以圆孔定位时的定位元件 工件以圆孔内表面作为定位基面时，常用以下定位元件。1）圆柱销2）圆柱心

42、轴 3）圆锥心轴 工件在锥度心轴上定位时，并靠工件定位圆孔与心轴限位圆柱面的弹性变形夹紧工件。3.1.3 夹紧装置3.1.3.1夹紧装置的组成夹紧装置的种类很多，但其结构均有两部分组成。1. 产生力的部分动力装置夹紧力的来源，一是人力；二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常见的动力装置有：液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、气液联动装置和真空装置等。2. 传递力的部分夹紧机构 夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小、方向和作用点。手动夹紧的夹紧机构还应具有良好的自锁性，以保证人力的作用停止后，还能可靠的夹紧工件。3.1.3.2对夹紧机构的基本要求1) 夹紧过

43、程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2) 夹紧力的大小适当。既要保证工件在整个加工过程中其位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。3) 工艺性好。夹紧装置的复杂程度应与生产纲领相适应在保证生产效率的前提下，其机构力求简单，便于制造和维修。4) 使用性好。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、联动夹紧机构和铰链夹紧机构。3.1.3.3夹紧力方向与作用点选择确定夹紧力就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三要素。夹紧力的方向和作用点的确定1) 夹紧力应朝向主要限位面2) 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围

44、内3) 夹紧力的作用点应靠近工件的加工表面3.1.3.4夹紧力大小的确定 夹紧力的大小与工件所受的切削力、重力、惯性力和摩擦力的大小有关，根据静力平衡条件计算出理论夹紧力W，乘以安全系数K得实际夹紧力WS，即 WS=WK 式中 WS实际夹紧力 W计算出理论夹紧力 K安全系数3.1.4 定向键、对刀块3.1.4.1定向键为保证加工面的形状，加工时必须保证心轴的轴心与走刀方向平行，因此在夹具底面铣出一条与心轴轴心平行的键槽，在槽的两端嵌入两个定向键，并用沉头螺钉与夹具体底部联结。3.1.4.2对刀块对刀装置包括对刀块和塞尺。它可以迅速而正确地确定夹具与刀具间的相对位置。设计、选用对刀装置时，应根据

45、加工表面的形状，确定对刀块的结构和所用塞尺的形式。使用时，将塞尺放在刀具和对刀块之间，凭抽动的松紧感觉来判断，以适度为宜。对刀块有圆形对刀块、方形对刀块、直角对刀块和侧装对刀块。对刀用的塞尺分为对刀平塞尺和对刀圆柱塞尺。3.1.5夹具体夹具的有关元件、机构和装置都安装在夹具体上，并通过夹具体安装在机床上。夹具体的结构形式和尺寸大小，主要取决于工件的结构特点、尺寸大小；夹具上所选用的元件及其布局；夹具与机床的连接方式等。夹具体毛坯的选择，需要考虑结构合理性、工艺性、经济性标准化的可能以及工厂的具体条件。制造夹具体的四种基本方法是铸造、锻造、焊接和组合式。在设计夹具时（1） 应有足够的刚度和强度。

46、加工工件时，为了防止在切削力、夹紧力等外力的作用下，夹具产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（2） 力求结构简单、重量轻。夹具的外形一般尺寸较大，结构较为复杂，而且各表面的相互位置精度要求高，应特别注意其结构工艺性。同时在满足刚度及强度的前提下，尽可能减轻重量、缩小体积。（3） 应便于排除切屑。加工过程中为了防止切屑聚集，影响工件的正确定位和夹具的正常操作，因此在设计夹具体时应尽量考虑切屑的排除问题。若加工中生产的切屑不多，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离，以增加容屑空间；加工中生产切屑较大时，一般应在夹具体上设置排屑沟。（4） 在机床上安装应

47、稳定可靠。对于固定在机床上的夹具应使其重心尽量低；对于不固定在机床上的夹具，则其重心和切削力作用点，应落在夹具体的支承范围以内，重心越高夹具支承面积越大。为了使夹具安装稳定可靠，夹具体底面中部通常挖空。对于翻转式或移动式夹具体，应在夹具体上设置手柄或手扶部位以便于操作。对于大型夹具，在夹具体上吊环螺栓和起重孔，以方便调运。（5） 应有良好的结构工艺性和经济性。夹具体有三个重要的表面，直接影响到夹具的装配精度，即夹具底面、安装定位元件和引导装置的表面以及夹具安装时的校正基面。在加工这些表面时，通常是以夹具体底面作为定位基准，因此在考虑夹具体结构时，应便于达到这些表面的加工要求。在夹具体上供安装各

48、种元件的表面，一般应铸出35mm的凸台，以便于减少加工面积。3.1.6标注尺寸和公差配合夹具装配图应标注下列内容：夹具外形轮廓尺寸，结构中主要活动件的装配尺寸和外形尺寸，还应包括可动部分处于极限位置的移动范围尺寸；工件定位基准与定位元件间的联系尺寸和配合尺寸；夹具与刀具的联系尺寸或与导向元件的配合尺寸；夹具与机床安装连接部分的尺寸和配合尺寸；与测量有关的测量基面的位置尺寸和公差；夹具内部其他配合尺寸；有关夹具制造、装配、使用、调整、维修和定期检验等的特殊技术要求和说明；夹具保证工件加工精度和影响安装使用的主要尺寸以及某些表面形位公差的技术工件；定位元件和导向元件以及对刀元件的复验尺寸和磨损极限

49、尺寸。3.2 铣槽夹具设计3.2.1 加工要求为了提高劳动生产要求，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。专用夹具设计得是否合理，直接影响工件的质量、产量和加工成本。经过与指导老师的协商，决定设计70号工序铣槽。槽为49X10 , 45的斜面，用于连接底板，使尾座体在车床上滑动。本工序的加工要求为：表面粗糙度为Ra3.2。本工序的加工条件为：X5012铣床，立铣刀和角度铣刀，左右端面已粗加工，底部右侧端面粗加工，底面精加工，各处的孔都已钻出。加工槽应考虑保证表面糙度的要求及它的加工位置。所选的加工工序决定了要采用铣床夹具。3.2.2铣床夹具的主要类型1)直线送进的专用铣床夹具这类夹具安

50、装在铣床工作台上，加工中工作台是按直线方式运动的。在铣削加工中，为了提高夹具的工作效率，对于这类铣床夹具，可采用联动夹紧机构和气动、液压传动装置；也可采用多件多工位夹具使加工的机动时间和装卸工件的时间重合等措施。2) 圆周送进的专用铣床夹具 圆周铣削法的送进运动是连续，能在不停车的情况下装卸工件，因此是一种高效率的加工方法，适用于大批量生产。设计圆周送进铣床夹具时应注意使沿圆周排列的工件尽量紧凑，以减少铣刀的空程和夹具的尺寸和重量；手柄沿转台的四周分布以便于操作，尽可能采用气动液压等机械化夹紧方式以减轻工人劳动强度。3)机械仿形送进的靠模夹具靠模夹具是用来加工各种直线曲面或空间曲面，靠模夹具的

51、作用是使主送进运动和由靠模获得的辅助运动形成加工所需要的仿形运动。因此按照送进运动的方式，把用于加工直线曲面的仿形夹具分为直线送进和圆周送进的两种。采用靠模夹具一般万能铣床上加工出所需要的成形面以代替价格昂贵的靠模铣床加工，这对于中小厂来说，通过采用夹具来扩大机床工艺用途，以解决缺少特殊设备问题，具有较大的技术经济意义。3.2.3 定位方案的选择3.2.3.1 选择定位方案方案一：根据工序的加工要求，工件在夹具中的定位以60H6处的孔为主要定位基准，限制4个自由度，以底面限制1个旋转的自由度，一以底部右侧端面限制1个移动自由度。图1 定位方案方案二：根据工序的加工要求，工件在夹具中的定位以底面

52、限制3个自由度，底部右侧端面限制2个自由度，上表面限制一个自由度1个自由度。 图3 定位方案方案一，有利于保持加工精度，而且方便夹具的设计制造，夹紧的方向指向定位元件刚性较大的方向。而方案二，不容易保证加工的精度，当夹紧力过大就会引起定位元件变形，使工件的加工形状改变。综合考虑这两个方案，及本工序的加工具体情况，采用方案一。由于工件的定位方案已确定，根据确定的方案。选择的定位元件结构如图（附录3）所示。60H6的孔采用圆柱心轴定位，采用螺母夹紧，压块控制工件的旋转，用压块控制工件的旋转。3.2.3.2定位误差分析计算六点定则解决了工件自由度的限制问题，即工件在夹具中位置“定与不定”的问题。还要考虑工件位置定得“准与不准的问题”。由于一批工件逐个在夹具上定位时，各工件实际所占据的位置不完全一致。加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差，用D表示。工件位置“准”与“不准”更确切的说是加工尺寸的工序基准位置是否一致。产生定位误差的原因有：基准不重合误差B基准位移误差Y 计算定位误差D的方法两种特殊情况1. Y0， B = 0 时，D=Y2. B0， Y = 0 时