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机床尾座体的镗φ56φ30孔夹具设计及加工工艺装备含4张CAD图,机床,尾座体,56,30,夹具,设计,加工,工艺,装备,CAD

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机械加工过程卡片产品型号 零（部）件图号 共（6）页产品名称 零（部）件名称 第（1）页材料牌号 HT150毛坯种类 铸件毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件10 铸造铸造毛坯铸20时效处理时效处理铸 30 铣粗铣上顶面金工立铣床X51YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 40 铣粗铣精铣240x240面金工立铣床X51YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 50 铣粗铣精铣左右端底侧面金工卧铣床X6140YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 60铣粗铣精铣120x120端面金工卧铣床X6140YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 70镗粗镗精镗56，30孔金工卧式镗床T68高速钢镗刀 80去毛刺倒角和毛刺金工 90 质检按图纸要求检验 100 入库 设计（日期）审核（日期）标准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期任 务 书一、设计题目:机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。摘要机械制造技术的发达程度突出反应了一个国家或地区的经济实力和综合国力，是一个国家生存、发展与繁荣所依赖的重要基础。本文对一尾座体零件进行加工工艺分析，并对相关工序设计专用夹具。本设计的基本思路是，首先对零件图进行分析，选择毛坯形式、公差及余量。再次是确定加工基准、工艺路线，选择工艺装备，设计各个工序的具体内容，确定切削用量及时间定额等。最后设计关键工序的夹具。合理选择加工基准，加工方法，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。设计的夹具应结构简单，省时省力，装夹方便，并且对相似的零件的加工有通用性。关键词：工艺；工序；切削用量；夹紧；定位；误差AbstractThe level of the development of the manufacturing technology is strongly respect the economic strength and national strength of a country. The existence and the development of a country depends on the manufacturing technology.This paper mainly discusses the machining technology of a flange and designes these tools used for machining the flange. The basic prodcer of the paper is that first analying the detail drawing of the flange,choosing the blank,the sizesand the basis,second, choosing the machine routing, choosing tools for machining the flange，designing details of erevy procedure，third，design the fixture. All these chooses must be right to make sure the flange meeting the technical requirements. The level of the development of the manufacturing technology is the response of the economic strength and national strength of a country. The existence and the development of a country depends on the manufacturing technology. All these chooses must be right to make sure the flange meeting the technical requirements. The fixture should save time and force，and should has generality. The fixture should save time and force，and should has generality.Key Words: The procers;the working procedure;the cutting specifications,clamp； the localization；the error 目录1. 零件的分析1.1零件的作用51.2零件的工艺分析52.工艺规程设计 2.1确定零件的生产类型5 2.2确定毛坯的制造形式6 2.3基面的选择6 2.4制定工艺路线6 2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7 2.6切削用量及基本时间的确定83夹具的设计 3.1夹具的概述11 3.2夹具装置的组成及设计要求12 3.3夹具设计与操作基本说明14 3.4夹具的设计164.结论 参考文献.191. 零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是机床上的“尾座体”，是各种机床中不可缺少的一部分它有着特别的作用。尾座安装在机床的导轨上，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、铰刀，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、松开或工件进行切削的纵向进给。1.2零件的工艺分析尾座体有3组加工面1以顶面为基准加工下底面。2以基准面A为基准面加工左右端侧面。3以底面和左端侧面为基准加工56孔。其中56的孔，相对于基准A和B的平行度误差是0.05。56孔自身的圆柱度误差为0.005。56的中心线的直线度误差为0.01。2. 工艺规程设计2.1确定零件的生产类型 式中：N零：零件的生产纲领；Q：产品的生产纲领，Q=5000台/年；n:每一产品中包含该零件的数量 n=1；：零件的备品率，一般情况下为=3%5%，取4%：零件的平均废品率，取=1； 件/年 根据任务书可知零件为大量生产。2.2确定毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括：1零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2零件的结构形状和外形尺寸。3零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。4零件生产纲领的大小。5现有生产能力和发展前途。由于轴承座套要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择铸钢。因为零件在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型。2.3基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对尾座这样的箱体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对箱体类这样的零件我们通常以不加工的面作为粗基准。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用底面和侧面做为精基准。2.4制定工艺路线在尾座体零件加工中，影响加工精度的主要因素有：1零件本身的刚度比较底，在外力的作用下，容易变形。2零件本身是铸件，孔壁较薄，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，确定以下两种方案方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣顶面工序：铣240X240面工序：铣左右端底侧面工序：铣120X120端面工序：镗56孔工序：去毛刺工序IX：质检工序X: 入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣顶面工序：镗56孔工序：铣240X240面工序：铣左右端底侧面工序：铣120X120端面工序：去毛刺 工序IX：质检工序X: 入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先铣面，然后在镗56孔，而方案二是先镗56孔，再铣面，这样就使得在镗56孔时的定位难以得到很好的保证。因此我们选择方案一具体工序如下：工序：铸造工序：时效处理工序：铣顶面工序：铣240X240面工序：铣左右端底侧面工序：铣120X120端面工序：镗56孔工序：去毛刺工序IX：质检2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。“尾座体”零件材料为HT150，生产类型为大批量生产，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：尾座体基准面A。据金属机械加工工艺人员手册表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。加工余量为：粗铣：Z=2mm，精铣：Z=0.5mm。粗铣削的加工精度IT11级，因此偏差0.11。精铣削偏差即为零件偏差。基准面B和基准面A。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工，粗铣Z=2mm,精铣Z=0. 5mm。刨削公差即为零件公差：0.5mm。 圆柱体形左右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和精加工，粗铣Z=1.3mm，精铣Z=0.7mm。 56孔。要求粗加工和精加工，粗铣Z=1.5mm，精铣Z=0.5mm。公差+0.011mm。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量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。毛坯名义尺寸：120+2.5=122.5(mm)毛坯最大尺寸：120+5=125(mm)毛坯最小尺寸：125-5=120(mm)粗铣后最大尺寸：120+0.61=120.61(mm)粗铣后最小尺寸：120.61-0.22=120.39(mm)精铣后尺寸即达到120 (mm)2.6切削用量及基本时间的确定 镗56、30孔工序，要求粗糙度为1.6.故需粗镗和精镗. 工步1：粗镗56孔已知工件材料为HT150，选择高速钢刀具，机床选用T68卧式堂镗床。(1) 切削深度:取，(2) 选择镗刀磨损标准及耐用度 根据参考文献资料机械加工工艺手册表2.71和2.72所知，镗刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.5-0.8mm，耐用度。(3) 确定切削速度 参照机械加工工艺手册表2.4-66，切削速度v取。机床主轴转速n: n=1000vd=1000183.1456=102.3r/min 根据T68卧式镗床主轴转速表查取，n=125r/min则实际切削速度v，： v=dn1000=3.14561251000=22.0m/min(4) 确定进给量，进给速度根据参考文献2资料所知，T68型卧式镗床的功率为6.5kw，工艺系统刚性为中等。查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，因此确定进给量 (5) 基本时间 tj 被切削层长度：刀具切入长度：式中：切削深度 镗刀的主偏角则代入得：刀具切出长度：，取行程次数：机动时间：工步2：精镗56孔已知工件材料为HT150，选择高速钢刀具，机床选用T68卧式堂镗床。(1) 切削深度:取，(2) 选择镗刀磨损标准及耐用度 根据参考文献资料机械加工工艺手册表2.71和2.72所知，镗刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.5-0.8mm，耐用度。(3) 确定切削速度 机床主轴转速n:根据T68卧式镗床主轴转速表查取，则实际切削速度v，：(4) 确定进给量，进给速度 刀杆伸出长度取，因此确定进给量(5) 基本时间 tj 被切削层长度：刀具切入长度：式中：切削深度 镗刀的主偏角则代入得：刀具切出长度：，取行程次数：机动时间：3.夹具的设计3.1夹具的概念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。专用夹具是为某工序而特定设计制造的夹具。它优点是针对性强，结构简单，刚性好，操作容易，装夹容易，生产率高。缺点是设计周期长，产品更新换代后往往不能继续使用，适应性差；费用较高。机床夹具一般由功能相互独立而又相互联系的以下六部分组成：1.定位元件或定位装置。如支承钉、定位键、定位销等。2.夹紧元件或夹禁装置，它一般由动力装置（油缸、汽缸等）、中间传力机构和夹紧元件（压板、钩板等）组成。3.对刀或引导元件，它是保证夹具相对刀具的正确的位置，如对刀块、钻套、镗套等。4.夹具体，它与机床有关部件相连接，以确定夹具相对于机床的位置。5.连接元件，确定夹具在机床上的正确位置，如定位键、定位销、螺钉、螺栓等。6.其它元件或装置，适用于有特殊要求的元件，如分度装置、上下料装置等。工件的定位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在生产中，为了调整和控制不可避免产生的应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。3.2夹紧装置的组成及设计要求 夹紧工件的方式是多种多样的，因而夹紧装置的结构也是千变万化的。夹紧装置一般分为简单夹紧装置与复合夹紧装置两类。夹紧装置一般由以下三大部分组成：（1） 动力源在夹具中产生原始作用力的机构称为动力源。有手动与机动两类，由于加工工件不大所以本夹具采用手动夹紧。（2） 中间传力机构它是将动力源产生的原始作用力传递给夹紧元件的机构称为传力机构。有螺旋机构、铰链机构、偏心机构等。本夹具采用螺旋机构（3） 夹紧元件夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。它通过与工件被夹表面直接接触来实现夹紧的功能，如压板、压头等。确定一个机构的夹紧力,即确定夹紧力的大小,方向和作用点。它必须通过综合分析工件的结构特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工过程中所受外力来确定。1确定夹紧力作用方向原则夹紧力的作用方向不仅影响工件的加工精度，而且还影响工件夹紧的实际效果。确定夹紧力方向应考虑以下三点：一是夹紧力的作用方向不应破坏工件的即定位置；二是夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能最小。本夹具作用方向为向下。2确定夹紧力作用点的原则夹紧力作用点是夹紧元件与工件接触点处的面积。确定夹紧力作用点是指夹紧力方向已经确定后，来确定作用点的位置、数目及面积。本夹具的作用点为两个点。3夹紧力大小的确定夹紧力的大小关系到夹具使用的可靠性、安全性及工件的变形量。夹紧力过小加工过程中工件位置将发生变动，夹紧力过大将使将使工件产生变形。因此也不能过大。一套夹具的实际所需夹紧力的计算是一个很复杂的问题，为了简化计算，一般只考虑切削力对夹紧力的影响，并假定工艺系统是刚性的，切削过程是连续稳定的。根据静力平衡原理计算出理论夹紧力W，在乘上安全系数K即的实际夹紧力数值。在计算夹紧力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数，其中为1.5-2 粗加工取1.2，精加工取1刀具钝化系数；取1.11.3断续切削系数，连续取1则粗加工安全系数K=1.21.71.21=2.45方向所需夹紧力 方向所需夹紧力 方向所需夹紧力 (4.3)则 （W即为运动方向所需夹紧力总和）3.3夹具设计与操作的简要说明 1.夹具体方式的确定 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。（1）具有足够的强度和刚度。（2）结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。（3）安装稳定牢靠。（4）结构的工艺性好，便于制造、装配和检验（5）尺寸要稳定且具有一定精度。夹具体毛坯制造方法的选择：综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸：在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。2.夹具的精度要求夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨损。当然精度裕度越大，加工工件的质量越稳定，夹具的易损件的使用寿命也越长。但从另一方面看，精度裕度越大，必须要求夹具的制造精度越高，从而会急剧增加夹具的制造成本，工件的加工成本也随之增加；反之，夹具制造的精度越小，将会使夹具在夹具中易损件(主要是定位、导向元件)需频繁地更换，维修周期短，增加维修费用，从而增加了工件的加工成本。所以夹具精度的设计准则是：应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。从原则上讲对加工精度要求高的工件，夹具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即减小夹具的经济裕度。这虽然会使易损件使用期限缩短，更换频繁，但仍比提高夹具的制造精度经济、合理。对加工精度要求不高的工件，夹具的设计精度要求应以夹具制造车间的平均经济精度为下限而不必过低。3.夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、支承钉磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。（3）使用后需注意保养。3.4夹具的设计 1.定位基准的选择由零件图可知, 基准面A和B与56孔中心线的有平行度的要求,其设计基准为56孔为定位粗基准.为使定位误差为零,应该与设计基准重合。因此我们选择基准面A和基准面B作为定位基准。 2.切削力计算 本步加工按铣削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 铣削轴向力 ： (3.1)扭矩 (3.2)取系数S1=1.5,S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为F=S1S2S3S4F=24.1N 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3定位及误差分析 对夹具设计中采用的某一定位方案,只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3,见书机械制造技术基础P163；即可认为该定位方案符合加工精度的要求.在加工时夹具相对刀具及切削成形运动的位置经调整后不在变动，因此可以认为加工面的位置是固定的，在这种情况下，加工面对其工序基准位置误差必然是工序基准的位置变动所造成的。造成定位误差的原因是基准位置误差与不重合误差。 以底面及侧面为定位基准，消除五个自由度，4.夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率.为此,应首先着眼于快速夹紧而不采用慢速夹紧.因为这是提高生产率的重要途径.本工序夹具我们采用螺旋夹紧，采用手柄转动实现螺旋夹紧。这样就大大提高了生产效率。5.定位基准的选择由零件图可知, 基准面A和B与56H7孔中心线的有平行度的要求,其设计基准为56H7孔为定位粗基准.为使定位误差为零,应该与工序基准重合。因此我们选择基准面A和基准面B作为定位基准。6.夹具体的选择 1考虑到铸件结构工艺性好，且容易获得形状复杂的内外轮廓，及具有较好的强度，刚度和抗震性。我决定采用铸件。铸件材料选HT200。铸件材料有利于减轻重量。而铸件一般需要时效处理。2本夹具选用标准件及非标准件拼装而成，拆装方便，可以缩短生产准备周期，降低生产成本。同时，还可以实现夹具的专业化生产，降低夹具制造成本，适宜于大批量生产。6.夹具体槽型 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献8定向键的结构如图3.1所示。夹具U型槽的结构如图3.2所：（图3.1） （图3.2）7.夹具装