尾座体加工工艺及夹具设计

尾座体加工工艺及夹具设计——机械设计制造技术基础课程设计姓名：学生学号：院（系）：年级专业：指导教师：助理指导教师：2012年1月摘要本课题主要是设计某机床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。加工孔14的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个45度斜度板。1绪论机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。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。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。这次毕业设计，难免会有许多的问题，恳请各位指导教师给予帮助，希望通过这次设计能锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为以后参加工作打下良好的基础。2零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。2.1零件的特点由图可知，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0.0033.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0～0.17.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10～13点/25252.2零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5000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。3工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形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5000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。3.2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，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。3.3制定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：3.3.1工艺路线方案一工序Ⅰ.铣削17H的孔的两端面（粗铣、半精铣）工序Ⅱ.扩17H的孔。工序Ⅲ.倒角o451工序Ⅳ.铣削孔14的端面、铣削M6的端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削22的退刀槽、精铣导轨面、精铣燕尾面工序Ⅴ.铣削28的端面工序Ⅵ.钻14的孔、扩孔工序Ⅶ.镗削28的沉降孔工序Ⅷ.钻M6的孔、攻丝工序Ⅸ.精加工17的孔、研配工序Ⅹ.精加工导轨面配刮12—13点/25253.3.2艺路线方案二工序Ⅰ.铣削17H的孔的两端面（粗铣、半精铣）工序Ⅱ.粗刨导轨面工序Ⅲ.粗刨燕尾面工序Ⅳ.刨削导轨面的工艺台阶面工序Ⅴ.铣削22的退刀槽工序Ⅵ.精刨导轨面工序Ⅶ.精刨燕尾面工序Ⅷ.扩17的孔工序Ⅸ.铣削14的孔的端面工序Ⅹ.镗28的孔工序Ⅺ.研配17的孔工序Ⅻ.导轨配刮3.3.3.工艺方案的比较分析上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度较易保证，并且定位装夹等都比较方便，但是方案一中的一次装夹多道工序除了可以选用专用夹具设计的组合机床（但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下，应尽量不选用专用机床）以外，只能选用多工位万能铣床加工。而目前万能铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求，因此决定将方案二中的工序ⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫ移入方案一，由于铣削时不能很好地加工燕尾处的075的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。具体工艺过程如下：工序1.粗铣削17H6的孔的两端面工序2.精铣削17H6的孔的两端面工序3.钻17H6的孔工序4.扩17H6的孔工序5.惚o451的倒角工序6.粗铣14的孔的端面工序7.半精铣14的孔的端面工序8.铣削M6的端面工序9.粗刨燕尾底面工序10.粗刨轨面工序11.铣刨导轨面的工艺面工序12.铣削22的退刀槽工序13.精刨燕尾面工序14.精刨导轨面工序15.磨燕尾面工序16.磨导轨面工序17.钻14的孔工序18.扩14的孔工序19.钻M6的螺纹孔工序20.攻丝工序21.镗削28的沉降孔工序22.镗削17的孔工序23.镗削14的孔工序24.导轨面配刮工序25.精加工17H6的孔研配工序26.人工时效工序27.终检但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序26，而且考虑工序集中，集中同一中加工的粗精加工。具体的工序如下：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2.燕尾面加工（粗刨、精刨燕尾面）工序3.铣削17H6的孔的两端面（粗、精铣）工序4.孔加工（钻、扩、绞17H6的孔）工序5.铣削14的孔的端面工序6.14的孔加工（14的孔钻、扩）工序7.铣削M6的端面工序8.钻孔（钻M6的螺纹孔）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：mmH617工序15.精加工17H6的孔研配工序16.终检以上过程详见后面的工艺卡3.4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：3.4.1孔17的端面的不平度：mRZ240、缺陷度：m250缺T查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》空间偏差：m1700毛根据参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》铸造公差：mT2200查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》，按铸件宽度mmb12查得的宽度公差（1）粗铣余量加工精度：IT12，公差mmmT35035.0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：3.6R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mmY6.21，（2）精铣余量加工精度及表面粗糙度：要求达到mR3.6，公差mmT005.0，见图纸要求。精加工的余量为mmY12。所以总的加工为)(221YYMA式（3.1）mm3.7)16.2(23.4.2内孔mmH717毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为6IT，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：mm15扩孔：mm16mmZ121查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》精镗：mm9.16mmZ81.022查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》细镗：mm09.16mmZ08.023查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》珩磨：mmH617mmZ09.024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：mmZZZZZ24321。式（3-2）3.4.3燕尾面加工考虑其加工长度为mm90，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12IT、铸件粗加工的余量mmZ0.61根据参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》。②半精加工：加工长度mmB90、加工宽度mm100，因此半精加工的余量选择mmZ0.1参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》表2.3-59。③精加工：加工长度mmB90、加工宽度mm25，因此精加工的余量选择mmZ012.03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mmZZZZ012.7321。式（3.3）3.4.4导轨面刨削加工考虑其加工长度为mm138，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12IT选择加工余量mmZ5.5②半精加工：加工长度mmB138、加工宽度mmk100，因此加工余量选择mmZ0.1。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mmB138、加工宽度mmk90，因此精加工的余量选择mmZ022.03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：mmZ522.6总。3.4.5孔14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：mm8.12扩孔：mm14mmZ2.12(查参考资料[2]《机械加工工艺手册》表2.3-48)7.M6的孔加工公称直径mm6，加工前的钻孔直径mm5(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：mmZ1。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mmae35选择mmd600。查参考资料[5]《金属切削手册》表6-4得（2）.计算切削用量①若考虑工件的粗糙度，加工余量为mmZ3max,mmZ5.2min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mmZ6.2max考虑，分二次加工，吃刀深度mmap3.1。查参考资料[2]《机械加工工艺手册》表2.3-5②每齿进给量mmaf18.0查参考资料[5]《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st3108.1068.02.035.015.032.02.0060245efpvaaaTkdv式（3.4）sm/335.7603518.03.1)108.10(0.16024568.02.035.015.01